DE19829604A1

DE19829604A1 - Racing spinnaker for sailing boat

Info

Publication number: DE19829604A1
Application number: DE19829604A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Schaedlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Schaedlich Birgit 67316 Carlsberg De
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 1999-06-17

Abstract

The racing spinnaker has its top fixed to the mast and bottom to a boom and a sheet. Between the upper (5) and lower (4) regions, there is at least one aperture (8) which is horizontal when the sail (3) is set. Within this aperture there is at least one lift wing (10) with aerodynamic profile, arranged so that there are through apertures above and below it for the air flowing past it. The spinnaker may be fitted to a stay and a second boom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorwindsegel mit einem am Mast zu befestigenden oberen Bereich, und einem an einem Baum und einer Schot oder am Stag oder an einem zweiten Baum oder an einem Stag und einer Schot zu befestigenden unteren Bereich.The invention relates to a downwind sail with one on the mast attaching top area, and one to a tree and a sheet or on the stay or on a second tree or on a stay and a sheet to fasten the lower area.

Beim Segeln vor dem Wind setzt das Vorwindsegel, beispielsweise ein Spinnaker dem Luftstrom einen Widerstand entgegen, wodurch die Luftströmung abgebremst und dadurch der Vortrieb des Schiffes erreicht wird. Die dabei erzielbare Vorschubkraft und somit die Geschwindigkeit des Schiffes ist einerseits von der Größe der Fläche des Segels und andererseits vom Einfallwinkel des Windes auf das Segel abhängig. Spinnaker sollen daher so viel Wind als möglich einfangen und den dabei entstehenden Wind- oder Staudruck über das Rigg auf den Rumpf des Schiffes übertragen. Das Profil des Spinnakers spielt im aerodynamischen Sinn dabei keine oder allenfalls eine sehr untergeordnete Rolle, so daß bei diesen Segeln die stärkste von der Luftströmung ableitbare Kraft, nämlich die aerodynamische Kraft ungenutzt bleibt. Damit ist die Anwendung von Spinnakern im wesentlichen auf das Segeln im Vor-Wind-Bereich beschränkt.When sailing in front of the wind, the downwind sail sets, for example a spinnaker resists the airflow, causing decelerated the air flow and thereby the propulsion of the Ship is reached. The feed force that can be achieved and thus the speed of the ship is on the one hand the size of the Area of the sail and on the other hand the angle of incidence of the wind dependent on the sail. Spinnakers are said to be as much wind as possible to capture and the resulting wind or Transfer dynamic pressure over the rig to the hull of the ship. The profile of the spinnaker plays in an aerodynamic sense no or at most a very subordinate role, so that at the strongest force that can be derived from the air flow, namely the aerodynamic force remains unused. So that's it Application of spinnakers essentially to sailing in the Limited upwind area.

Wird außerhalb des Vor-Wind-Bereiches, beispielsweise im Am-Wind-Bereich gesegelt, so werden die Luftmassen nicht mehr abgebremst, sondern durch ein flaches, als aerodynamisches Profil ausgebildetes Segel abgelenkt. Dabei wird die Luftmasse an der dem Wind zugekehrten Seite des Segels (Luv) verzögert und an der dem Wind abgekehrten Seite des Segels (Lee) beschleu nigt. Dadurch entsteht in Luv ein Überdruck und in Lee durch die Beschleunigung der Luftströmung ein erheblich größerer Unter druck. Beide Kräfte wirken als Gesamtkraft in die gleiche Richtung, nämlich nahezu senkrecht zur Richtung des einfallenden Windes. Das Segel arbeitet daher nach dem selben Prinzip wie die Trag fläche eines Flugzeuges.Is outside the pre-wind area, for example in the Sailed in the wind area, so the air masses are no longer decelerated, but by a flat, as aerodynamic Profile-trained sail deflected. The air mass increases the windward side of the sail (windward) is delayed and on the side of the sail (Lee) facing away from the wind nigt. This creates an overpressure in the windward and in the lee through the Accelerating the air flow a much larger sub pressure. Both forces act as a total force in the same direction, namely almost perpendicular to the direction of the incoming wind. The sail therefore works on the same principle as the support plane of an airplane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Vorwindsegel, insbesondere ein Spinnacker derart weiter zu bilden, daß zusätz lich zum Staudruck auch die aerodynamische Kraft der Luftströ mung zum Vorwärtstrieb des Schiffes nutzbar ist.The invention is based on the task of a downwind sail, in particular to train a spinnaker such that additional In addition to the dynamic pressure, the aerodynamic force of the air flows tion can be used to propel the ship forward.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Vorwindsegel, insbesondere einem Spinnaker dadurch gelöst, daß zwischen seinem oberen und seinem unteren Bereich mindestens eine sich bei gesetztem Segel in im wesentlichen horizontal er Rich tung erstreckende Öffnung vorgesehen ist und innerhalb der Öffnung mindestens ein sich quer zum Segel erstreckender Auf triebsteil mit einem aerodynamischen Profil derart angeordnet ist, daß sowohl oberhalb als auch unterhalb des Auftriebsteils eine Durchströmöffnung für die dieses umströmende Luftmasse vor handen ist.According to the invention, this object is achieved with a generic Downwind sail, in particular a spinnaker solved in that between its upper and lower areas at least one with the sail set in essentially horizontal direction device extending opening is provided and within the Opening at least one opening extending transversely to the sail drive part with an aerodynamic profile is arranged such that both above and below the buoyancy part Flow opening for the air mass flowing around it is there.

Eine weitere Lösung dieser Aufgabe kann bei einem gattungs gemäßen Vorwindsegel, insbesondere einem Spinnaker dadurch erzielt werden, daß zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des Segels mindestens eine sich bei gesetztem Segel in im wesentlichen horizontaler Richtung erstreckende und als Durch strömöffnung für die Luftmasse dienende Öffnung vorgesehen ist, wobei der untere Bereich als Vortriebsteil dient und der obere Bereich als Auftriebsteil mit einem aerodynamischen Profil aus gebildet ist, dessen dünnes Ende der Öffnung benachbart ist.Another solution to this problem can be found in a generic appropriate downwind sail, in particular a spinnaker be achieved between the top and bottom Area of the sail at least one with the sail set in substantially horizontal direction extending and as a through flow opening is provided for the air mass serving opening, the lower area serves as the driving part and the upper area Area as a buoyancy part with an aerodynamic profile is formed, the thin end of which is adjacent to the opening.

Bei beiden Lösungen wirkt das Auftriebsteil tragflügelähnlich wobei die aerodynamische Kraft der das Auftriebsteil umströ menden Luftmasse zur Erzielung eines im wesentlichen nach vorn und nach oben gerichteten Auftriebes ausgenutzt und hierdurch die Wirkungsweise des Spinnakers insoweit unterstützt wird, als hierdurch der Rumpf und das Rigg durch den Auftrieb entlastet werden. Die Reibung des Schiffes wird hierdurch reduziert, so daß dieses leichter ins Gleiten kommt und sich seine Geschwindigkeit hierdurch erhöht.In both solutions, the buoyancy element looks like a wing the aerodynamic force flowing around the buoyancy part air mass to achieve a substantially forward and exploited upward buoyancy and thereby the mode of operation of the spinnaker is supported insofar as this relieves the hull and rig from the buoyancy become. This reduces the friction of the ship, so that this slides more easily and increases its speed this increases.

Das erfindungsgemäße Vorwindsegel stellt eine Kombination eines Auftriebs- und eines Vortriebssegels dar, dessen Einsatzmöglich keit vom Vorwind- bis zum Halbwindkurs reicht.The downwind sail according to the invention represents a combination of one Buoyancy and propulsion sail, the use of which is possible speed ranges from downwind to half wind.

Bei achterlichen Winden reduziert der durch das Auftriebsteil bewirkte Auftrieb die vom Wasser benetzte Rumpffläche des Schif fes. Dabei erfolgt die Kraftübertragung des Auftriebes auf den Rumpf vorzugsweise über zwei Bäume.In aft winds, this is reduced by the buoyancy part caused the hull surface of the ship to be wetted by the water fes. The force is transmitted from the buoyancy to the Hull preferably over two trees.

Wandert der Windeinfallswinkel mehr in den Raum- oder Halb windbereich, so liegt der Vorteil der Erfindung zunehmend im auf richtenden Moment des Schiffes, wodurch die Abtrifft reduziert und die Geschwindigkeit erhöht wird. Dabei kann bei zunehmend halbem Wind dann auf den zweiten Baum verzichtet werden, wenn die Schot über einen Holepunkt an Deck geführt ist, oder wenn der Hals am Vorstag befestigt ist.Does the wind incidence angle move more into space or half wind range, the advantage of the invention lies increasingly in directing moment of the ship, which reduces the deals and the speed is increased. In doing so, increasingly half wind then the second tree can be dispensed with if the sheet is led over a break point on the deck, or if the Neck attached to the forestay.

Bei der ersten Lösung kann eine besonders große Steigerung der Vortriebskraft des Schiffes dadurch erreicht werden, daß mehrere in vertikalem Abstand zueinander angeordnete und im wesent lichen parallel zueinander gerichtete Öffnungen vorgesehen sind und jeder der Öffnungen ein Auftriebsteil zugeordnet ist.With the first solution, a particularly large increase in Propulsion power of the ship can be achieved in that several arranged at a vertical distance from each other and essentially Lichen parallel openings are provided and a floating part is assigned to each of the openings.

Eine kostengünstige Lösung hierfür ergibt sich dadurch, daß der obere und der untere Bereich mit die Öffnung überbrückenden Bändern oder Leinen miteinander verbunden sind und das Auf triebsteil an diesen befestigt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die die Bänder oder Leinen mittels sich quer zu ihrer Längsrichtung er streckenden weiteren Bändern miteinander verbunden sind.An inexpensive solution to this arises from the fact that the upper and lower area with bridging the opening Ribbons or lines are connected together and the up drive part is attached to this. It is advantageous if the the ribbons or lines by means of themselves transversely to their longitudinal direction stretching other bands are connected to each other.

Die gleichen Vorteile können auch dadurch erreicht werden, wenn der obere und der untere Bereich mittels eines die Öffnung überbrückenden Netzes miteinander verbunden sind und das Auf triebsteil an diesen befestigt ist. The same advantages can also be achieved if the upper and the lower area by means of an opening bridging network are interconnected and the up drive part is attached to this.

Zur Erzielung des aerodynamischen Profils der Auftriebsteile können diese als Hohlkörper, die vorzugsweise in Kammern unter teilt sind, ausgebildet sein und jeweils eine Eintrittsöffnung für die Luftmasse aufweisen. Damit stellt sich bei entsprechendem Zu schnitt des Auftriebsteiles dessen aerodynamisches Profil durch die Luftströmung bzw den entstehenden Überdruck in den Kammern jeweils selbsttätig ein.To achieve the aerodynamic profile of the buoyancy parts can this as a hollow body, preferably in chambers under are divided, be formed and each have an inlet opening for the Have air mass. With a corresponding Zu cut the buoyancy part whose aerodynamic profile through the Air flow or the resulting excess pressure in the chambers each one automatically.

Auch können die Auftriebsteile als geschlossene Hohlkörper aus gebildet und mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft befüllbar sein.The buoyancy parts can also be made as closed hollow bodies formed and be filled with a gas, preferably with air.

Um die Relativlage des Auftriebsteils zum Segel an den Windein fallswinkel einstellbar zu machen, sind Leinen vorgesehen, die ei nerends am freien Ende des Auftriebsteils und andererends am Segel befestigbar sind.To the relative position of the buoyancy part to the sail on the wind to make fall angle adjustable, lines are provided, the egg nerends at the free end of the buoyancy part and at the other end at Sails can be attached.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsformen.Further advantages and details of the invention result from the following description of Darge in the drawings presented embodiments.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1a eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungs form der Erfindung; Fig. 1a shows a schematic diagram of a first embodiment of the invention;

Fig. 1b eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungs form der Erfindung; FIG. 1b shows a schematic diagram of a second embodiment of the invention;

Fig. 1c eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungs form der Erfindung; FIG. 1c is a principle illustration of a third execution of the invention;

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der ersten Aus führführungsform der Erfindung in Backbord-Blick richtung; Figure 2 is a diagrammatic representation of the first imple mentation form of the invention in port view direction;

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der zweiten Aus führführungsform der Erfindung in Backbord-Blick richtung; Fig. 3 is a diagrammatic representation of the second imple mentation form of the invention in port view direction;

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung der ersten Aus führführungsform in Ansicht von Achtern. Fig. 4 is a diagrammatic representation of the first guide form from view in aft.

In der Zeichnung ist mit 1 der Rumpf eines (angedeuteten) Schiffes bezeichnet, an dem in an sich bekannter Weise ein zur Aufnahme eines Segels dienender Mast 2 befestigt ist.In the drawing, 1 denotes the hull of a (indicated) ship, to which a mast 2 serving to receive a sail is fastened in a manner known per se.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 1a, 2 und 4 weist das Segel 3, das beispielsweise als Spinnaker ausgebildet ist, einen unteren Bereich 4 und einen oberen Bereich 5 auf. Dabei ist der untere Bereich 4 des Spinnakers mittels eines Baumes 6, dem ein Baumniederholer zugeordnet ist, am Mast 2 und an einer Schot 7 am Rumpf 1 befestigt. Die Schot 7 kann dabei auch durch einen zweiten Baum ersetzt sein, der am Mast 2 befes tigt ist. Der obere Bereich 5 des Segels 3 ist in an sich bekannter Weise am Mast 2 befestigt.In the first embodiment of the invention according to FIGS. 1a, 2 and 4, the sail 3 , which is designed, for example, as a spinnaker, has a lower region 4 and an upper region 5 . The lower region 4 of the spinnaker is fastened to the mast 2 and to a sheet 7 on the hull 1 by means of a tree 6 , to which a tree repeater is assigned. The sheet 7 can also be replaced by a second tree, which is attached to the mast 2 . The upper area 5 of the sail 3 is attached to the mast 2 in a manner known per se.

Beide Bereiche 4 und 5 des Segels 3 wirken als Vortriebsteil. Zwischen beiden Bereichen 4, 5 ist eine Öffnung 8 vorgesehen, die sich bis nahezu in die seitlichen Randzonen der beiden Bereiche 4, 5 erstreckt und als Durchströmöffnung für die Luftmasse dient. Beide Bereiche 4, 5 sind mit die Öffnung 8 überspanndenden Bändern 9 miteinander verbunden. Anstelle der Bänder 9 kann auch ein die Öffnung 8 überspannendes Netz dienen.Both areas 4 and 5 of the sail 3 act as a propulsion part. An opening 8 is provided between the two areas 4 , 5 , which extends almost into the lateral edge zones of the two areas 4 , 5 and serves as a throughflow opening for the air mass. Both areas 4 , 5 are connected to each other with bands 9 spanning the opening 8 . Instead of the bands 9 , a network spanning the opening 8 can also be used.

Innerhalb der Öffnung 8 ist ein Auftriebsteil 10 vorgesehen, das als Hohlkörper ausgebildet und in mehrere Kammern unterteilt sein kann. Das Auftriebsteil 10 kann an seinem segelseitigen Ende offen oder auch hier verschlossen sein. Sofern das Auftriebsteil 10 offen ist, wird es durch den Wind aufgeblasen; ist das Auftriebsteil 10 als geschlossener Hohlkörper ausgebildet, so wird es mit einem Ventil versehen, um es mit Luft oder einem anderen Gas befüllen zu können. Der Zuschnitt des Auftriebsteiles 10, das aus einem für Segel üblicher Weise verwendeten Material besteht, ist dabei so gewählt, daß das Auftriebsteil in seinem Wirkzustand ein aerodynamisches Profil aufweist. Die Größe dieses Profiles ist dabei in Bezug auf die Größe der Öffnung 8 so bemessen, daß die Luftmasse das Auftriebsteil 10 sowohl an seiner Unterseite als auch an seiner Oberseite umströmt und dieses dadurch tragflügel haft wirkt.A buoyancy part 10 is provided within the opening 8 , which can be designed as a hollow body and can be divided into several chambers. The buoyancy part 10 can be open at its sail-side end or can also be closed here. If the buoyancy part 10 is open, it is inflated by the wind; If the buoyancy part 10 is designed as a closed hollow body, it is provided with a valve in order to be able to fill it with air or another gas. The cut of the buoyancy part 10 , which consists of a material commonly used for sails, is chosen so that the buoyancy part has an aerodynamic profile in its operative state. The size of this profile is dimensioned in relation to the size of the opening 8 so that the air mass flows around the buoyancy part 10 both on its underside and on its top side and this thus acts as a wing.

Hierdurch wird die aerodynamische Kraft der das Auftriebsteil umströmenden Luftmasse zur Erzielung eines im wesentlichen nach vorn und nach oben gerichteten Auftriebes ausgenutzt und hierbei die Wirkungsweise des Spinnakers insoweit unterstützt, als hierdurch der Rumpf und das Rigg durch den Auftrieb entlastet werden. Die Reibung des Schiffes wird hierdurch reduziert, so daß dieses leichter ins Gleiten kommt und sich seine Geschwindigkeit hierdurch erhöht.This will increase the aerodynamic force of the lift part flowing air mass to achieve a substantially forward and upward buoyancy used and supports the mode of operation of the spinnaker insofar as this relieves the hull and rig from the buoyancy become. This reduces the friction of the ship, so that this slides more easily and increases its speed this increases.

Da die Größe der aerodynamischen Kraft von den Umströmverhält nissen des Auftriebsteiles 10 und damit vom Einfallswinkel der Luftmasse abhängt, ist die Lage des Auftriebsteiles 10 und damit seine Relativlage zum Segel 3 durch Leinen 11 einstellbar. Diese sind einerends am Auftriebsteil 10 und andererends am Segel 3 befestigt wobei ihre wirksame Länge entsprechend verlängert oder verkürzt werden kann.Since the size of the aerodynamic force depends on the flow ratios of the buoyancy part 10 and thus on the angle of incidence of the air mass, the position of the buoyancy part 10 and thus its relative position to the sail 3 can be adjusted by means of lines 11 . These are attached at one end to the buoyancy part 10 and at the other end to the sail 3 , whereby their effective length can be lengthened or shortened accordingly.

Aufbau und Wirkungsweise der in den Fig. 1b und 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung entsprechen dem vorbe schriebenen Aufbau und der Wirkungsweise der ersten Ausfüh rungsform derselben.Structure and operation of the second embodiment of the invention shown in FIGS . 1b and 3 correspond to the structure and operation of the first embodiment described above.

Ein Unterschied besteht nur insoweit, als hier zwei Auftriebsteile 10 im Abstand übereinander angeordnet sind. Dabei ist die Öffnung 8 so groß gewählt, daß die Luftmasse beide Auftriebsteile 10 jeweils sowohl an ihrer Ober- als auch an ihrer Unterseite zu umströmen vermag. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei entsprechend kleiner gestaltete Öffnungen 8 im Abstand zueinander anzuordnen. Wichtig ist lediglich, daß die Luftmasse beide Auftriebsteile 10 sowohl an ihrer jeweiligen Ober- als auch an ihrer Unterseite zu umströmen vermag. Um die Lage beider Auftriebsteile 10 relativ einfach an den Einfallswinkel der Luftmasse anpassen zu können, sind die freien Enden der Auftriebsteile 10 mittels Leinen 12 miteinander verbunden, so daß die Lage beider Auftriebsteile 10 durch Verlängern oder Verkürzen der wirksamen Länge der Leinen 11 gleichzeitig verändert werden kann.The only difference is that here two buoyancy parts 10 are arranged one above the other at a distance. The opening 8 is chosen so large that the air mass can flow around both buoyancy parts 10 on both their top and bottom. Of course, it is also possible to arrange two correspondingly smaller openings 8 at a distance from one another. It is only important that the air mass is able to flow around both buoyancy parts 10 both on their upper and lower sides. In order to be able to adapt the position of both buoyancy parts 10 relatively easily to the angle of incidence of the air mass, the free ends of the buoyancy parts 10 are connected to one another by means of lines 12 , so that the position of both buoyancy parts 10 can be changed simultaneously by lengthening or shortening the effective length of the lines 11 can.

Auch die in Fig. 1c dargestellte dritte Ausführungsform der Erfindung arbeitet entsprechend den beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen.The third embodiment of the invention shown in FIG. 1c also works in accordance with the two previously described embodiments.

Hier ist das Auftriebsteil 10 nicht von einem an das eigentliche Segel 3 zusätzlich angebrachten Teil gebildet. Vielmehr ist der obe re Bereich 5 des Segels 3 selbst als Auftriebsteil 10 ausgestaltet und weist, wie das jeweilige Auftriebsteil 10 der beiden anderen Ausführungsformen, ebenfalls ein aerodynamisches Profil auf, das sowohl an seiner Ober- als auch an seiner Unterseite von der Luftmasse umströmt wird, wobei diese ebenfalls durch eine Öffnung 8 strömt.Here the buoyancy part 10 is not formed by a part additionally attached to the actual sail 3 . Rather, the upper region 5 of the sail 3 itself is designed as a buoyancy part 10 and, like the respective buoyancy part 10 of the other two embodiments, also has an aerodynamic profile which is flown around by the air mass on both its top and bottom , which also flows through an opening 8 .

Claims

1. Downwind sail with an upper area to be attached to the mast and a lower area to be attached to a tree and a sheet or on the stay or on a second tree or on a stay and a sheet, characterized in that between the lower and the upper area ( 4 or 5 ) at least one opening ( 8 ) extending in the substantially horizontal direction when the sail ( 3 ) is set and at least one buoyancy part ( 10 ) extending transversely to the sail ( 3 ) within the opening ( 8 ) aerodynamic profile is arranged such that there is a through-flow opening for the air mass flowing around both above and below the buoyancy part ( 10 ).

2. Downwind sail with an upper area to be attached to the mast and a lower area to be attached to a tree and a sheet or on the stay or on a second tree or on a stay and a sheet, characterized in that between the lower and the upper area ( 4 or 5 ) at least one opening ( 5 ) is provided which extends in a substantially horizontal direction when the sail is set and serves as a throughflow opening for the air mass, the lower region ( 4 ) serving as a propulsion part and the upper region ( 5 ) as Buoyancy part ( 10 ) is formed with an aerodynamic profile, the thin end of which is adjacent to the opening ( 8 ).

3. downwind sail according to claim 1, characterized in that a plurality of vertically spaced and substantially parallel to each other openings ( 8 ) are provided and each of the openings ( 8 ) is assigned a buoyancy part ( 10 ).

4. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower and the upper region ( 4 and 5 ) with the opening ( 8 ) bridging bands ( 9 ) are interconnected and the buoyancy part ( 10 ) attached to them is.

5. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bands ( 9 ) are connected to one another by means of further bands extending transversely to their longitudinal direction.

6. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower and the upper region ( 4 and 5 ) are interconnected by means of an opening ( 8 ) bridging network and the buoyancy part ( 10 ) is attached to it.

7. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoyancy parts ( 10 ) are designed as hollow bodies and each have an inlet opening for the air mass.

8. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoyancy parts ( 10 ) are designed as closed hollow bodies and can be filled with gas, preferably with air.

9. Downwind sail according to one or more of the preceding claims, characterized in that the relative position of the buoyancy part ( 10 ) to the sail ( 3 ) by lines ( 11 ) is adjustable, one end of the free end of the buoyancy part ( 10 ) and the other end on the sail ( 3 ) can be fastened.