曲度控制帆系统技术方案

一个改进的帆（２０）沿其首部弯曲部分连到桅杆（２６）上。一对控制支撑条（３４）横跨帆（２０）延伸。一个前曲度控制手柄（３６）连到桅杆（２６）上，而一个后曲度控制手柄固定到位于帆作用力中心后部的帆（２０）上，这样前手柄（３６）相对于后手柄（４４）的转动影响控制支撑条（３４）的弯曲。前和后控制手柄（３６、４４）使帆船使用者能根据各种航行目的瞬时变换和控制帆曲度，同时还在波上跳跃时使帆船使用者的身体质量能对准帆系统作用力中心。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致来讲涉及帆及帆航行系统，更具体地它涉及一个改进的帆系统，它容许帆板使用者在帆板航行期间直接控制帆的曲度或曲率。至今，通常在帆板航行中所采用的自由帆系统依赖于在操纵缆绳时下拉和外拉帆，用于设置帆的曲度。一但装上缆绳，帆板操纵者对帆的操纵就局限于变化帆的迎角、帆的倾斜和倾角。人们希望的能在航行中操纵和控制帆曲度的能力。例如，当切风行驶时帆曲度较小比较合适，而当顺风航行时较大的帆曲度可使推力和速度达到最大。对于帆板在波浪上跳跃，使用曲度较大的帆可跳得较高，但可能不适合在跳跃前和跳跃后的航行。当在变化风况下航行时，在阵风期间最好使用较小的曲度。本专利技术的基本目的就是提供一种使帆板使用者能在航行中改变帆曲度的帆系统。目前有一些可用的装置，它们在帆运载器航行时对帆曲度进行小变化。例如，在滑雪式自由帆系统中用的曲度叶轮用于把载荷从桅杆传到支撑条上，以提高支撑条的弯度并产生稳定的曲度较大的帆。但是，风速和桅杆及支撑条的刚度决定了这种装置所能产生的曲度的稳定性。本专利技术的第二个目的就是提供一种使帆板使用者能依据风况改变帆曲度大小的帆系统。以前使帆板使用者能在航行中改变帆张力的努力已经考虑了使用线绳、蜗轮装置或液压系统进行外拉和下拉动作。这种方法包括了显著的起动延迟时间并且需要帆板使用者至少从横杆上松开一只手。使用这些以前的方法不能完成相对于阵风反射性地改变帆曲度。本专利技术的再一个目的就是提供一个帆系统，使帆板使用者不费什么力并且不需从帆控制点上松开手就能立即改变帆曲度。多数现有的帆系统都有一个连到帆索上的横杆。这种常规的帆构造在中等或较强的风中不管什么时候把帆保持在低迎角，都会导致阻力向后移动并且导致帆的前缘部分破裂。例如当平衡中等或强风况时，帆被保持在低迎角上。因此当风速增加时，帆阻力不断向后移动，同时首弯曲部分破裂，直到帆变的无法控制。本专利技术还有一个目的就是提供一个帆系统，其中帆板使用者在低迎角时能保持帆导缘部分的阻力并松开帆的后部，不管风的增大。目前，帆板使用者依据风况来选择帆的大小。在高风况时采用小尺寸帆，而微风时采用大尺寸帆。在变化的风况中，帆板使用者自己常常发现帆推力过大或过小或两者都有。本专利技术的另一个目的就是提供一个可以在变化风况中有效使用的帆系统，这样帆板使用者在阵风时能较好地控制帆，在中等风时还不会使推力过大。常规帆板采用了一个牢固连接到桅杆上的鱼骨横木。这种传统的构型保证帆头和帆下前角索直接在桅杆后对准，而且导致帆头和下前角索区域的空气动力与帆首弯曲部的其余部分相比运行不怎么有效。本专利技术的另一个目的就是提供一个帆板的帆系统，它由于沿其首弯曲部分证明了较连续的曲度，从而增加了沿帆头和下前角索区域的气动力效率。帆板运动中采用的以前技术的帆在波上跳跃时常常横摇而不是滑动。造成这种横摇趋势的原因是由帆板使用者不稳定而引起的。因为在跳跃活动时他的身体质量处于帆系统作用力中心的下方。在Nishimara美国专利号4625671中揭示了防止帆板跳跃期间横摇的一种尝试。本专利技术的再一个目的就是揭示另一种可替代的方法，用于提高帆板在波浪中跳跃活动时滑动的平衡性。波浪中航行时使用的帆板自由帆系统常遇到极大的作用力，特别是在波浪中下降时。作用于帆上的波压紧张地保持在横干与桅杆之间，使桅杆承受着趋向破坏点的巨大应力。本专利技术的另一个目的就是提供一个更柔性的并且是承受范围宽大的帆系统，它在大波浪中降落时很少受到桅杆断裂的危胁。这些和其它的一些目的在本专利技术中得以实现，一个曲度控制帆系统包括一个帆、一个帆杆和一组从帆两侧伸出的曲度控制手柄。帆沿桅杆的头弯曲部连接到桅杆上。一个曲度控制手柄从桅杆上伸出，第二个手柄从第一个手柄后的帆上伸出，在大多数实施例中，一条或多条控制支撑条在与控制手柄相交的水平线上横跨帆。在变化的风况中，曲度控制帆使帆船使用者能瞬间控制帆曲度，无须松开控制装置。因此，帆板使用者能不顾迎角在阵风时调节帆曲度，以及在波上跳跃时和其它操纵时能调节帆曲度。曲度控制帆系统可容易地使沿帆整个首弯曲部分的曲度更均匀，有利用提高帆头和下前角索区域的气动力效率。本专利技术用在帆板中时，促进了波上跳跃的受控滑动并且使桅杆在高波浪状况时不可能发生断裂。根据附图和随后的描述，本专利技术的其它目的和优点将更为明显。附图描述附图说明图1是本专利技术的侧视图，图2是图1中剖面线2-2处部分的本专利技术曲度控制机构的第一个较佳实施例详图。图3是图1中剖线2-2处部分的本专利技术曲度控制机构的第二个较佳实施例详图。图4是图1中剖线2-2处的本专利技术曲度控制机构的第三个较佳实施例详图。图5A是侧剖视详图，描述了本专利技术图1的曲度控制机构的第四个较佳实施例。图5B是图1中剖线2-2处的本专利技术曲度控制机构的第五个较佳实施例。图6a是本专利技术后手柄支座组件的第一个较佳实施的前视图。图6b是本专利技术后手柄支座组件的第二个较佳实施例的前剖视图。图7是本专利技术第六个较佳实施例的侧视图。图8a是本专利技术的顶平面图，示出了高曲度构型。图8b是本专利技术的顶视平面图，示出了中等曲度构型。图8c是本专利技术的顶视平面图，示出了很低曲度的构型。图9是本专利技术的侧剖视图，示出了曲度手柄伸出部分和线绳系统。图10a是本专利技术的侧视图，示出了帆第一个较佳实施例，它的导缘向桅杆前延伸。图10b是本专利技术的侧视图，示出了帆的第二个较佳实施例，它的导缘向桅杆前延伸。图10c是本专利技术的侧视图，示出了帆的第三个较佳实施例，它的导缘向桅杆前延伸。图11是本专利技术第一个较佳实施例的顶视详图，示出了图10c中剖线11-11处图10a到10c的桅/帆几何构型。图12是本专利技术第二个较佳实施例的顶视详图，示出了图10c中剖线11-11处图10a到10c的桅/帆的几何构型。图13是一幅本专利技术的侧视图，示出了前摆动曲度手柄的另一个较佳实施例。本专利技术的描述图1示出了本专利技术基本实施例的一个侧视图，它包括一个连在帆板24上的帆20。帆20包括一个帆体22，它同制造帆中常用的材料一样，由合成纤维织物或薄膜制成。许多支撑杆32，一个上控制支撑杆34V和一个下控制支撑杆通常都是向导边缘方向变细，并且由玻璃纤维和/或碳纤维材料制成，横跨连接在帆体22上。一个桅套管30套在桅杆26上。该桅杆26通过一个万向接头28连在帆板24上。一个前曲度控制柄36包括左舷和右舷前部垂向手柄37P、37S，它带有一对左舷和一对右舷分别从两端延伸出的前部臂杆38P、38S。前臂杆38P、38S分别固定在一个上前部和一个下前部杆夹具有42L，42V，这可从图2中更清楚地看明白。后手柄44包括一个左舷和一个右舷后垂直杆45P，45S，它带有一对左舷和一对右舷分别从两端处延伸出的后部臂杆46P、46S。后臂杆46P、46S分别固定在一个左舷和一个右舷后手柄支座50P、50S上，这可从图6a中更清楚地看明白。支座50P、50S固定在帆体22的两侧以及控制支撑条34V、34L上，并且用铆钉或用其它紧固件牢固地连在一起。由铝管或碳纤维复合材料制成的前和后手柄36、44能够弯曲。支撑条32可以与那些支撑条具有同样的尺寸和刚度。控制支撑条34L和34V的将会是柔性的而且通常是逐渐变细的，但是它通常至少具有与支撑条32前部同样的刚度，而控制支撑条的后部在后臂杆44P、44S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于风推进运载器的帆系统包括：（ａ）一个桅杆；（ｂ）一个帆，其首部弯曲部分连到所述桅杆上；（ｃ）一个从所述帆的前部延伸出的前曲度控制手柄；（ｄ）一个在所述前控制手柄的后部从所述帆延伸出的后曲度控制手柄；（ｅ）因此通过 握住所述前和后曲度控制手柄并且相互相对另一个移动所述控制手柄，控制所述帆和帆的曲度。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯G西村，
申请(专利权)人：沃泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]