DE2937033A1

DE2937033A1 - Hydrofoil keel of sailing boat - produces downwardly directed stabilising forces on hull using hydrofoil surfaces to replace ballast

Info

Publication number: DE2937033A1
Application number: DE19792937033
Authority: DE
Inventors: K. Reijo Bellingham Wash. Salminen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1979-09-13
Publication date: 1981-04-02

Abstract

The keep incorporates a horizontally and longitudinally extending hydrofoil which produces a vertically downward force on the hull. When the boat is heeled over, the force acts through the e.g. of the boat to generate a righting moment. This counteracts the wind force tending to capsize the boat. A lateral force component also opposes the wind force to reduce the angle of yaw of the boat as it moves through the water.

Description

Titel : Segelboot und Verfahren zum Betrieb desselbenTitle: Sailboat and Method of Operating It

Die vorliegende Erfindung betrifft Segelboote und insbesondere eine verbesserte Kielanordnung für ein Segelboot sowie eine Methode zum Betrieb eines Seegelbootes.The present invention relates to sailboats, and more particularly to one improved keel arrangement for a sailboat and a method of operating one Sailboat.

Ein konventionelles Segelboot,welches seit Jahrhunderten bekannt ist, besteht aus einem Rumpf, einer Segelanordnung und einer Kielstruktur. Während die Funktion der Kielstruktur im einzelnen später behandelt wird, kann allgemein festgestellt werden, daß die Hauptfunktion des Kieles darin besteht, daß er als vertikal ausgerichtetes Schwert wirkt, welches der seitlichen Bewegung des Bootes widersteht, so daß das Boot in einem Winkelkurs in eine Aufwindrichtung fahren kann. Ebenso häufig weist der Kiel ein Gewicht als zusätzlichen Ballast auf, um den Schwerpunkt des Bootes tiefer zu legen zur Erhöhung der Stabilität des Bootes. Während viele Verfeinerungen bei derartigen Booten durchgeführt wurden, ist diese Grundkonstruktion der Segelboote seit Jahrhunderten die allgemein meist gebräuchlichste.A conventional sailing boat that has been known for centuries consists of a hull, a sail arrangement and a keel structure. While the Function of the keel structure will be discussed in detail later, can be stated in general be that the main function of the keel consists in that he acts as a vertically aligned sword, which the lateral movement of the boat withstands so that the boat can go on an angular course in a updraft. Just as often the keel has a weight as additional ballast around the center of gravity to lower the boat to increase the stability of the boat. While many Refinements have been made to such boats, this is the basic design the most common of the sailing boats for centuries.

Es sind ebenfalls andere Anwendungen von Schwertern bei Booten bekanntgeworden. Eine der meistbekannten Anwendungen der Schwerter (Wasserblätter) besteht darin, den Rumpf des Bootes aus dem Wasser zu heben, so daß der Rumpf vollständig durch die Hebekraft getragen wird, die durch die das Wasser durchlaufenden Schwerter erzeugt wird. Einer der Hauptvorteile einer derartigen Anordnung besteht in der relativ hohen Geschwindigkeit, mit welcher das Boot über das Wasser gleiten kann.Other uses of swords in boats have also become known. One of the most popular uses of swords (water leaves) is to Raise the hull of the boat out of the water so that the hull is completely through carrying the lifting force created by the swords passing through the water will. One of the main advantages of such an arrangement is the relative high speed at which the boat can glide over the water.

Es sind weitere vorgeschlag e ne Anwendungen von Schwertern bei Booten, hauptsächlich zur Schaffung einer angemessenen Stabilität, bekanntgeworden. Eine solche Anwendung ist in der US-PS 1.499.900, Zukucker, bekanntgeworden, wo eine Mehrzahl von Flossen zu beiden Seiten eines Motorbootes angeordnet ist. Diese Flossen können aufwärts und abwärts eingestellt werden, um die Stabilität des Bootes zu verbessern. Bei zwei anderen US-PSen 3.377.975 und 3.842.777 sind an zwei entgegengesetzten Seiten eines Schiffes seitlich sich erstreckende Flossen vorgesehen, um den Rollzustand des Schiffes zu mindern.There are other suggested uses of swords on boats, mainly to create adequate stability. One such application has become known in US-PS 1,499,900, Zucker, where a A plurality of fins is arranged on both sides of a motor boat. These fins can be adjusted up and down to increase the stability of the boat to enhance. Two other U.S. Patents 3,377,975 and 3,842,777 have two opposite one another Sides of a ship provided laterally extending fins to the roll condition of the ship.

Es sind ferner verschiedenen Versuche unternommen worden, um Segel schiffe durch die Verwendung von Schwertern zu stabilisieren. In der US-PS 1.356.300 ist ein Paar von "Stabilisierungsflächen" beschrieben, die am äußeren Ende von Auslegerarmen befestigt sind. Jede Stabilisierungsfläche ist schräg mit nach unten und nach innen gerichteter Neigung angeordnet.Various attempts have also been made to make sails Stabilize ships through the use of swords. In U.S. Patent 1,356,300 describes a pair of "stabilizing surfaces" attached to the outer end of cantilever arms are attached. Each stabilization surface is sloping with downward and inward arranged inclination.

Wenn das Schiff in einem Winkel zum Wind fährt, so daß der Wind eine seitliche Kraft auf das Boot ausübt,um zu scheren, erzeugen die beiden Stabilisierungsflächen nicht nur eine seitliche Widerstandskraft, sondern üben auch Momente aus, welche darauf abzielen, das Schiff in einer aufrechten Position zu halten.When the ship is at an angle to the wind so that the wind has a exerting lateral force on the boat to shear, creating the two stabilizing surfaces not only a lateral resistance, but also exert moments that aim to keep the ship in an upright position.

Eine ganz ähnliche Einrichtung ist in der US-PS 3.949.695 gezeigt, wo zwei Schwertglieder an den äußeren Enden von Aus legerarmen an entgegengesetzten Seiten des Rumpfes befestigt sind. Diese Schwerter dienen dazu, das Schiff im allgemeinen in der gleichen Weise wie bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung zu stabilisieren. Außerdem sind die Schwerter drehbar in der Weise befestigt, daß, wenn das Schiff schert, die zwei Schwerter automatisch ihren Angriffswinkel verändern, um den Hub zu vergrößern und somit dazu beizutragen, die Stabilität des Schiffes zu vergrößern.A very similar device is shown in U.S. Patent 3,949,695, where two sword members at the outer ends of outward arms at opposite ends Sides of the fuselage are attached. These swords are used to generalize the ship stabilize in the same way as in the device previously described. In addition, the swords are rotatably attached in such a way that when the ship shears, the two swords automatically change their angle of attack to the stroke and thus contribute to increasing the stability of the ship.

Die US-PS 4.058.076 zeigt eine Schwertanordnung, welche in der gleichen Weise arbeitet, wie in den US-PSen 1.356.300 und 3.949.695 beschrieben. Bei dieser Anordnung erstrecken sich die Schwertglieder von entgegengesetzten Seiten des Rumpfes abwärts zu einer mittleren Stelle unter dem Rumpf.The US-PS 4,058,076 shows a sword assembly, which in the same Manner operates as described in U.S. Patents 1,356,300 and 3,949,695. At this Arrangement, the sword members extend from opposite sides of the hull down to a middle point under the torso.

Es sind ferner weitere Versuche bekanntgeworden, um Schwerter in Verbindung mit Segelschiffen in der Weise anzuwenden, um den Rumpf des Schiffes vollständig aus dem Wasser zu heben. Eine derartige Anordnung ist in der US-PS 3.373.710 gezeigt, wo ein Schwert unterhalb des Schiffes angeordnet ist und dieses Schwert mit einem Satz von "Querrudern" versehen ist. Diese Querruder funktionieren in etwa der gleichen Weise wie die Querruder von einem herkömmlichen Flugzeug, um das Segelboot in einer geraden StelLung zu halten. Eine etwas mehr komplexere Anordnung ist in der US-PS 3.800.724 dargestellt. Dort ist ein "mit Flügeln versehenes Segelschiff" gezeigt, welches ein senkrechtes Luftschwert zur Erzeugung einer Kraft für die Vorwärtsfahrt und ein horizontales Luftschwert zur Erzeugung der Stabilität aufweist. Außerdem sind obere und untere Schwerter vorgesehen. Das obere Schwert dient dazu, das Schiff bei geringerer Geschwindigkeit aus dem Wasser zu heben, und das untere Schwert ist angeordnet, um durch das Wasser zu gleiten, um je nach Bedarf entweder positive oder negative Hubkräfte zu erzeugen.Further attempts have also become known to connect swords with sailing ships in the way apply to the hull of the ship lift completely out of the water. One such arrangement is shown in U.S. Patent 3,373,710 shown where a sword is placed below the ship and this sword is provided with a set of "ailerons". These ailerons work roughly the same way as the ailerons from a conventional airplane to the sailboat in a straight position. A slightly more complex arrangement is in U.S. Patent 3,800,724. There is a "winged sailing ship" shown, which a vertical air sword to generate a force for forward travel and a horizontal air sword to provide stability. aside from that upper and lower swords are provided. The upper sword is used to hold the ship lift out of the water at slower speed, and the lower sword is up arranged to slide through the water to either positive as needed or to generate negative lifting forces.

Die US-PS 3.505.968 zeigt ein Schwert, welches unterhalb des Rumpfes eines Segelbootes angeordnet ist, um allgemein als herkömmlicher Kiel zu arbeiten. Die hydrodynamische Form des Schwertes ist nicht symmetrisch, um so seine"Hub"-Charakteristiken zu verbessern, und es ist drehbar um eine horizontale Längsachse angeordnet, so daß die Hubkraft seitlich an einer Seite oder der anderen ausgeübt werden kann. Als dritte alternative Anordnung ist das Schwert drehbar,un eine aufwärts gerichtete Kraft zu erzeugen, wenn das Schiff mit dem Wind fährt.The US-PS 3,505,968 shows a sword, which is below the hull of a sailboat is arranged to function generally as a conventional keel. The hydrodynamic shape of the sword is not symmetrical, so are its "stroke" characteristics to improve, and it is rotatably arranged about a horizontal longitudinal axis, so that the lifting force can be exerted laterally on one side or the other. As a third alternative arrangement, the sword is rotatable in an upward direction To generate power when the ship goes with the wind.

Schließlich zeigt die US-PS 3.237.582 eine besondere Form eines Scheibenschwertes, mit welchem einige der Probleme der "Hautreibung" vermieden werden sollen.Finally, the US-PS 3,237,582 shows a special form of a disc sword, which is to avoid some of the problems of "skin friction".

Die vorliegende Erfindung besteht in einem Segelboot, welches einen Rumpf mit vorderen und hinteren Enden, eine Längsachse, eine querverlaufende horizontale Achse und eine senkrechte Achse aufweist. An dem Rumpf ist eine Segelanordnung befestigt und angeordnet, um relativ zum Wind gestellt zu werden, welcher mit einem Winkel zur Längsachse des Rumpfes bläst, so daß das Segel eine aerodynamische Kraft in einem vorbestimmten Kraftbereich entwickelt. Die aerodynamische Kraft hat eine seitliche aerodynamische Kraftkomponente und eine nach vorwärts gerichtete aerodynamische Kraftkomponente.The present invention resides in a sailboat which has a Fuselage with anterior and posterior ends, one longitudinal axis, one transverse horizontal Has axis and a vertical axis. A sail assembly is attached to the hull and arranged to be placed relative to the wind, which is at an angle blows towards the longitudinal axis of the hull so that the sail exerts an aerodynamic force in developed within a predetermined force range. The aerodynamic force has a lateral one aerodynamic force component and a forward aerodynamic Force component.

Das erfindungsgemäße Segelboot weist ein Kielglied auf, welches von besonderer Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung ist.The sailboat according to the invention has a keel member which is of is of particular importance in the present invention.

Das Kielglied ist unterhalb des Rumpfes angeordnet und weist eine (cordwise) Achse auf, die im allgemeinen mit der Längsachse ausgerichtet ist und eine (spanwise) Achse auf, die im allgemeinen mit der horizontalen Querachse ausgerichtet ist. Das Kielglied ist mit hydrodynamischen Konturen versehen, so daß mit der Vorwärtsbewegung des Bootes durch das Wasser das Kielglied eine nach unten gerichtete hydrodynamische Kraft im allgemeinen in Richtung der senkrechten Achse erzeugt. Das Kielglied ist relativ zur Segelanordnung angeordnet, dimensioniert und mit Konturen versehen, so daß mit dem Boot das Kielglied in einer gekrängten Stellung eine nach unten und seitwärts gerichtete Kielkraft mit vertikalen und seitlichen Kielkraftkomponenten entwickelt.The keel member is arranged below the hull and has a (cordwise) axis that is generally aligned with the longitudinal axis and a (spanwise) axis that is generally aligned with the horizontal transverse axis is. The keel link is provided with hydrodynamic contours so that with forward movement of the boat through the water the keel member becomes a downward hydrodynamic Force generally generated in the direction of the vertical axis. The keel member is arranged, dimensioned and provided with contours relative to the sail arrangement, so that with the boat the keel member in a heeled position one down and sideways keel force with vertical and side keel force components developed.

Die Kielkraft ist von einer solchen Größe, daß die seitliche Kielkraftkomponente wesentlich der seitlichen aerodynamischen Kraftkomponente entgegenwirkt. Dadurch ist mit dem in Richtung seiner Längsachse und im Winkel zum Wind fahrenden Boot das Kielglied imstande, einfach vermöge der Vorwärtsbewegung des Bootes seine hydrodynamische Kraft zu erzeugen, ohne daß es erforderlich ist, daß das Boot mit einem Scherwinkel fährt. Somit ist die seitliche hydrodynamische -Kraftkomponente imstande, im wesentlichen gegen die seitliche aerodynamische Kraftkomponente in der Weise entgegenzuwirken, um den Scherwinkel bei der Vorwärtsfahrt des Bootes wesentlich zu vermindern.The keel force is of such a magnitude that the lateral keel force component substantially counteracts the lateral aerodynamic force component. Through this is with the boat moving in the direction of its longitudinal axis and at an angle to the wind the keel member is able to move simply by virtue of the forward movement of the Boats to generate its hydrodynamic power without the need for the boat drives with a shear angle. Thus is the lateral hydrodynamic force component able to substantially counteract the lateral aerodynamic force component in the way to counteract the shear angle when moving the boat forward to decrease significantly.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kielglied so angeordnet, daß die Kielkraft, welche durch das Kielglied entwickelt wird, im allgemeinen mit dem Schwerpunkt des Bootes ausgerichtet ist. Somit entwickelt die Kielkraft mit dem Boot in gekrängter Stellung ein Aufrichtmoment, welches, zumindest teilweise, einem Kentermoment entgegenwirkt, welches durch die seitliche aerodynamische Kraftkomponente hervorgerufen wird. Bei einer Ausbildung weist das Kielglied wenigstens ein Hauptschwertglied auf, das unter dem Rumpf und mit Abstand nach unten gerichtet und daher in einer allgemeinen Lage direkt unter dem Schwerpunkt angeordnet ist. Bei einer anderen Ausgestaltung weist das Kielglied eine Mehrzahl von Schwertgliedern auf, die unterhalb des Rumpf es und mit Abstand darunter angeordnet sind, wobei diese Schwertglieder mit Abstand längs-verlaufend voneinander längs des Rumpf es angeordnet sind.In a preferred embodiment, the keel member is arranged so that the keel force which is developed by the keel member, in general with aligned with the center of gravity of the boat. Thus the keel force develops with it a righting moment for the boat in heeled position, which, at least in part, counteracts a capsizing moment, which is caused by the lateral aerodynamic force component is caused. In one embodiment, the keel member has at least one main sword member on that under the trunk and at a distance directed downwards and therefore in a general location is located directly below the center of gravity. With another Embodiment, the keel member has a plurality of sword members, the below of the fuselage and spaced below it, these sword members at a distance longitudinally from one another along the fuselage it is arranged.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Kielglied mit einstellbaren Befestigungseinrichtungen versehen, um den Angriffswinkel des Kielgliedes zur Erzeugung einer größeren oder geringeren nach unten gerichteten Kielkraft zu verändern.In another embodiment, the keel member is adjustable Fastening devices are provided to generate the angle of attack of the keel member a greater or lesser downward keel force.

Der Rumpf weist einen oberen Teil und einen unteren Teil auf, der geeignet ist, in das Wasser, auf dem das Boot schwimmt, einzugreifen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens der untere Teil einen konvex gekrürmnten, im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt auf, der mit dem Rumpf zu einem schmaleren Querschnitt nach vorne und nach hinten vom mittleren Teil des Rumpfes zuläuft. Das Schwertglied ist nach unten mit Abstand von dem Rumpf angeordnet, so daß das Wasser zwischen dem Rumpf und dem Kielglied hindurchläuft.The fuselage has an upper part and a lower part, the able to intervene in the water on which the boat is floating. At a preferred embodiment, at least the lower part has a convex curved, generally circular Cross-section on that with the fuselage to a narrower cross-section forward and backward from the central part of the Fuselage. The sword member is arranged downwards at a distance from the hull, so that the water passes between the hull and the keel member.

Bei der Methode der vorliegenden Erfindung ist ein Segelboot vorgesehen, welches ein Kielglied wie oben beschrieben aufweist.In the method of the present invention, a sailboat is provided, which has a keel member as described above.

Dieses Kielglied wird dann verwendet, um abwärts gerichtete, hydrodynamische Kräfte, die im allgemeinen mit der senkrechten Achse ausgerichtet sind, zu erzeugen, wobei das Kielglied relativ zur Segelanordnung angeordnet, dimensioniert und mit Umfangsformen versehen ist, daß mit dem Boot in gekrängter Stellung das Kielglied eine abwärts und seitlich gerichtete Kielkraft mit vertikalen und seitlichen Kielkraftkomponenten von solcher Größe entwickelt, daß die seitliche Kielkraftkomponente im wesentlichen die seitliche aerodynamische Kraftkomponente unterdrückt. Der Kiel ist wunschgemäß so angeordnet, daß die hydrodynamische Kraft mit dem Schwerpunkt des Bootes ausgerichtet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Kielglied in der Weise winkelmäßig einstellbar, um seinen Angriffswinkel zu verändern, um eine Kielkraft von geeigneter Größe zu erzeugen, um in geeigneter Weise gegen die aerodynamische Kraftkomponente zu wirken.This keel link is then used to make downward, hydrodynamic Generate forces generally aligned with the vertical axis, wherein the keel member is arranged, dimensioned and with relative to the sail assembly Circumferential shapes are provided that the keel member with the boat in the heeled position a down and side keel force with vertical and side keel force components of such magnitude that the keel side force component is essentially the lateral aerodynamic force component is suppressed. The keel is as requested Arranged so that the hydrodynamic force is aligned with the center of gravity of the boat is. According to one embodiment, the keel member is angularly adjustable in such a way that to change its angle of attack to have a keel force of appropriate magnitude generate to act in a suitable manner against the aerodynamic force component.

Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel des Standes der Technik und bevorzugter Ausführungsformen der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden.Based on the drawings, the example of the state of the art and preferred embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines typischen vorbekannten Segelbootes Fig. 2 zeigt eine halbschematische Draufsicht, welche die verschiedenen Kräfte zeigt, die auf ein typisches vorbekanntes Segelboot einwirken, wenn das Segelboot dicht ausgeschotet ist und in den Wind bei einem Winkel von 450 fährt.In the drawings shows Fig. 1 is a side view of a typical prior art sailboat. Fig. 2 shows a semi-schematic plan view, which shows the various forces acting on a typical prior art sailboat act when the sailboat is tightly bulkheaded and into the wind at an angle of 450 runs.

Fig 3 (a) und 3 (b) stellen halbschematische Ansichten eines typischen Segelschiffes dar und zeigen die bei verschiedenen Geschwindigkeiten entwickelten Wellenmuster.Figures 3 (a) and 3 (b) are semi-schematic views of a typical Sailing ship and show the evolved at different speeds Wave pattern.

Fig. 4 (a) und 4 (b) zeigen halbschematisch ein vorbekanntes Segelschiff im Querschnitt mit einem Segelschiff mit einem relativ hohen Schwerpunkt, wobei das Schiff in einer Geraden und einer gekrängten Stellung dargestellt ist, um die Wirkung des auf das Schiff einwirkenden Aufrichtmomentes darzustellen.Figures 4 (a) and 4 (b) show semi-schematically a prior art sailing ship in cross section with a sailing ship with a relatively high center of gravity, with the ship is shown in a straight line and an inclined position, around the To show the effect of the righting moment acting on the ship.

Fig. 5 (a) und 5 (b) zeigen ähnliche Ansichten wie die Figuren 4 (a) und 4 (b) jedoch mit einem Schiff mit tiefem Schwerpunkt in einer aufrechten Stellung und in einer gekrängten Stellung.Figs. 5 (a) and 5 (b) show similar views as Fig. 4 (a) and 4 (b) but with a ship with a low center of gravity in an upright position and in an heeled position.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein typisches Schiff in einer gekrängten Stellung mit den auf das Schiff ausgeübten Hauptkraftkomponenten.Fig. 6 shows a cross section through a typical ship in one inclined position with the main force components exerted on the ship.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines Segelbootes mit den Lehren der vorliegenden Erfindung Fig. 8 zeigt eine Rückansicht des Bootes von Figur 7.Fig. 7 shows a side view of a sailboat with the teachings of present invention Fig. 8 shows a rear view of the boat of Figure 7.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf ein Segelboot von Figur 7 unmittelbar über der Basis des Mastes.FIG. 9 shows a plan view of a sailing boat from FIG. 7 directly above the base of the mast.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 10-10 von Figur 7 in Draufsicht auf die Schwertglieder des Kieles der vorliegenden Erfindung.FIG. 10 shows a cross section along the line 10-10 of FIG in plan view of the sword members of the keel of the present invention.

Fig. li zeigt einen halbschematischen Querschnitt des Segelbootes gemäß der Erfindung, welcher die verschiedenen Kraftkomponenten darstellt, die auf das Boot einwirken, wenn dieses um 300 gekrängt ist.Fig. Li shows a semi-schematic cross section of the sailboat according to the invention, which illustrates the various force components that arise the boat act when it is heeled by 300.

Fig. 12 zeigt eine halbschematische Ansicht eines Kielgliedes einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Fig. 12 shows a semi-schematic view of a keel member of a second embodiment of the present invention.

Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der vorliegenden. Erfindung.13 shows a side view of a third embodiment of FIG present. Invention.

Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf das Boot von Fig. 13 oberhalb der Basis des Mastes.Fig. 14 shows a plan view of the boat of Fig. 13 above Base of the mast.

Fig. 15 zeigt eine schernatische Ansicht eines Bootes gemaß der vorliegenden Erfindung, welche die Art und die Größe der Kraftkomponenten darstellt, die auf das Boot gemäß der vorliegenden Erfindung unter gewissen angenommenen Zuständen ausgeübt werden.Fig. 15 shows a schematic view of a boat according to the present invention Invention, which represents the type and size of the force components that on the boat according to the present invention under certain assumed conditions be exercised.

Fig, 16 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 15, welche ein Boot, ähnlich wie in Fig. 15 dargestellt, zeigt, welches jedoch ein herkömmliches Kielglied aufweist und weiterhin die Art und die Größe der Kraftkomponenten darstellt, die auf das Boot einwirken, wenn es sich in einer gekrängten Stellung befindet.Fig. 16 shows a view similar to Fig. 15, showing a boat, similar to that shown in Fig. 15, but showing a conventional keel member has and continues the type and size of the force components represents acting on the boat when it is in an heeled position is located.

Ein Boot der vorbekannten Art ist bei "10" bezeichnet und weist eine herkömmliche Kielanordnung auf, die etwa schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Hieraus ergibt sich, daß das Boot 10 einen Rumpf 12, eine Segelanordnung 14 und einen Kiel 16 aufweist. Der Kiel 16 ist längs und vertikal ausgerichtet und erstreckt sich abwärts von der längsverlaufenden Mittellinie des Rumpfes 12.A boat of the prior art is indicated at "10" and has a conventional keel arrangement, which is shown approximately schematically in FIG. It follows that the boat 10 has a hull 12, a sail assembly 14 and has a keel 16. The keel 16 is longitudinally and vertically aligned and extending descending from the longitudinal centerline of the torso 12.

1. Allgemeine Betriebscharakteristiken eines Segelbootes mit herkömmlichem Kiel Zu Analysezwecken ist in Fig. 2 das Boot 10 in Draufsicht in einer Stellung dargestellt, wo das Boot 10 "dicht angeholt" ist und mit einem Winkel in einer Aufwindrichtung mit der wahren Richtung des Windes bei ungefähr 450 vom Kurs fährt. Wie senkrecht in Fig. 2 gezeigt, wird die Geschwindigkeit des wahren Windes durch den Vektor 18 dargestellt, die Geschwindigkeit des Bootes wird durch den Vektor 20 dargestellt, und der resultierende Vektor 22 stellt die scheinbare Geschwindigkeit des Windes relativ zum Boot 10 dar.1. General operating characteristics of a sailboat with conventional Keel For analysis purposes, the boat 10 is in one position in FIG. 2 in a plan view shown where the boat 10 is "close in" and at an angle in a updraft off course with the true direction of the wind at approximately 450. How vertical As shown in FIG. 2, the speed of the true wind is represented by vector 18 represented, the speed of the boat is represented by the vector 20, and the resulting vector 22 represents the apparent speed of the wind relative to boat 10.

Der Wind wirkt gegen das Segel 14 und erzeugt zwei Kraftkomponenten; eine parallel zum Windvektor 22 und eine senkrecht hierzu. Die senkrechte Kraftkomponente wird durch den Vektor 24 dargestellt und zeigt die "Hubkraft" an, die durch den gegen das Segel wirkenden Wind erzeugt wird. Die parallele Kraftkomponente, die durch den Vektor 26 dargestellt ist, ist in der Wirkung die Luftbremse gegen das Boot. Diese zwei Kraftkomponenten 24 und 26 erzeugen eine resultierende Kraft, die durch den Vektor 28 dargestellt ist. Diese resultierende Kraft 28 kann der Reihe nach in zwei vektorielle Komponenten relativ zur Fahrtrichtung des Schiffes, welche durch den Vektor 20 angezeigt wird, eingeteilt werden. Eine Vektorkomponente 30 senkrecht zur Fahrkomponente ist die resultierende seitliche Schubkraft des Windes, und die zweite Vektorkomponente 32 (parallel zur Fahrtrichtung des Schiffes) stellt die Antriebskraft dar, welche das Boot vorwärts bewegt.The wind acts against the sail 14 and creates two components of force; one parallel to wind vector 22 and one perpendicular to it. The vertical component of force is represented by vector 24 and indicates the "lifting force" required by the wind acting against the sail is generated. The parallel component of force that is represented by the vector 26, the effect of the air brake is against the Boat. These two force components 24 and 26 produce a resultant force, the is represented by the vector 28. This resulting force 28 can turn after in two vectorial Components relative to the direction of travel of the ship, which is indicated by the vector 20, can be divided. One Vector component 30 perpendicular to the driving component is the resulting lateral Thrust of the wind, and the second vector component 32 (parallel to the direction of travel of the ship) represents the driving force that moves the boat forward.

Mit dem Boot 10, das in gerader Linie mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt (z. B. wenn sich das Boot im Zustand des Gleichgewichts befindet), werden die zwei Windkraftkomponenten 30 und 32 hauptsächlich durch zwei andere Kraftkomponenten ausgeglichen, die durch die Wirkung des Wassers gegen das Boot erzeugt werden. Eine derartige Kraftkomponente ist durch den Vektor 34 dargestellt und ist in der Wirkung die Wasserbremse gegen den Rumpf 12 und dem Kiel 16 des Bootes 10, wobei diese Bremskraft parallel zum Fahrweg des Bootes ausgeübt wird. Die andere Kraftkomponente 36 ist senkrecht zur Fahrlinie des Bootes gerichtet und stellt die seitliche Kraft dar, die durch das Wasser gegen den Kiel 16 und den Rumpf 12 ausgeübt wird, um der Windkraftkomponente 30 entgegenzuwirken und das Boot auf seinem Fahrweg zu halten. Die resultierende dieser zwei Kraftkomponenten 34 und 36 ist durch den Vektor 38 angezeigt. Bei der hier dargestellten besonderen Bedingung ist der Ansatzpunkt des Vektors 38 (dargestellt durch die Wasserkraft gegen das Boot 10) vor dem Anwendungspunkt des Windvektors 28. Daraus ergibt sich ein Drehmoment, das auf das Boot 10 ausgeübt wird, gegen welches Drehmoment durch ein Ruder 40,das am hinteren Teil des Rumpfes 12 befestigt ist, gegengewirkt wird.With the boat 10 going in a straight line at a constant speed drives (e.g. when the boat is in a state of equilibrium) the two wind power components 30 and 32 mainly by two other power components that are created by the action of the water against the boat. One such force component is represented by vector 34 and is in effect the water brake against the hull 12 and the keel 16 of the boat 10, this braking force is exercised parallel to the path of the boat. The other force component 36 is directed perpendicular to the line of travel of the boat and represents the lateral force, which is exerted by the water against the keel 16 and the hull 12 to the wind power component 30 to counteract and to keep the boat on its way. The resulting of these two force components 34 and 36 is indicated by vector 38. In the The special condition shown here is the starting point of the vector 38 (shown by the water power against the boat 10) before the point of application of the wind vector 28. This results in a torque that is exerted on the boat 10 against which torque through a rudder 40 attached to the rear of the hull 12 is, is counteracted.

Es wird weiter festgestellt, daß die längs verlaufende Mittellinie des Bootes 10 (angezeigt bei 42 in Figur 2) einen Winkel mit dem Vektor 20 bildet, der durch den Fahrweg des Bootes 10 dargestellt ist. Dieser Winkel, der durch die Mittellinie 42 mit der Fahrtrichtung 20 gebildet wird, ist als "Scherwinkel" bekannt un i bei 44 angezeigt.It is further noted that the longitudinal center line of the boat 10 (indicated at 42 in Figure 2) at an angle with the Forms vector 20, which is represented by the route of the boat 10. This angle which is formed by the center line 42 with the direction of travel 20 is called the "shear angle" known un i displayed at 44.

2. Wasserwiderstand an einem Segelboot mit herkömmlicher Ki elanordnung Der durch das Wasser erzeugte Widerstand gegen die Bewegung des Segelbootes kann in vier Hauptkomponenten eingeteilt werden, nämlich: a. Reibungswiderstand b. Wellenwiderstand c. Wirbelwiderstand d. Bewegungsbremsung Dies wird wie folgt in Betracht gezogen.2. Water resistance on a sailboat with a conventional ki el arrangement The resistance created by the water to the movement of the sailboat can can be divided into four main components, namely: a. Frictional resistance b. Wave resistance c. Eddy resistance d. Movement Braking This is considered as follows.

a. Reibungswiderstand Der Reibungswiderstand kann als Hautreibung oder Oberflächenreibung angesehen werden und hängt von vier Faktoren ab, nämlich 1. dem Bereich der Oberfläche 2. der Länge der Oberfläche 3. der Rauhheit der Oberfläche 4. der Geschwindigkeit.a. Frictional resistance The frictional resistance can be used as skin friction or surface friction and depends on four factors, viz 1. the area of the surface 2. the length of the surface 3. the roughness of the surface 4. the speed.

Im allgemeinen vergrößert sich der Reibungswiderstand proportional mit dem Gesamtbereich der Oberfläche. Andererseits vermindert eine größere Länge der Oberfläche allgemein die Oberflächenreibung, so daß ein längeres Boot weniger Reibungswiderstand pro Flächeneinheit der feuchten Oberfläche aufweist als ein kürzeres. Wenn die Oberfläche rauher ist, wird die Reibung vergrößert, und ebenso vergrößert die Geschwindigkeitserhöhung die Flächenreibung.In general, the frictional resistance increases proportionally with the total area of the surface. On the other hand, a longer length decreases of the surface in general the surface friction, so that a longer one Boat has less frictional drag per unit area of wet surface than a shorter one. When the surface is rougher, the friction is increased, and likewise, the increase in speed increases the surface friction.

b. Wellenwiderstand Dies ist der Widerstand, der durch das seitlich stoßende Wasser auftritt, wenn das Boot sich durch das Wasser bewegt und der in einer Reihe von Wellenkämmen längs des Rumpfes resultiert. Bei geringen Geschwindigkeiten werden die Wellenkämme dichter beieinander und schwer sichtbar sein. Wenn die Geschwindigkeit des Bootes ansteigt, vertiefen sich die Wellen, und die Käme bewegen sich auseinander bis zu der maximalen Geschwindigkeit des Bootes, wo das Boot von einer einzelnen Welle mit einem Kamm am Bug und einem anderen gleich hinter dem Heck getragen wird. Dies ist in den Figuren 3(a) und 3(b) dargstellt. In Figur 3(a) ist das Boot 10 gezeigt, welches mit ungefähr 2/3 seiner Maimalgeschwindigkeit fährt, und es ist ersichtlich, daß drei Wellenkämme 46 längs der Länge des Rumpfes 12 vorhanden sind. pn Figur 3(b) ist die Geschwindigkeit des Bootes auf ein Maximum vergrößer, und die Kämme haben sich auseinanderbgwegt, so daß nur ein einziger Kamm 48 an der Vorderseite des Rumpfes 12 und ein zweiter einziger Kamm 48 an der Hinterseite des Rumpfes p2 vorhanden ist.b. Characteristic impedance This is the resistance caused by the sideways bumping water occurs when the boat moves through the water and the in a series of wave crests along the hull results. At low speeds the crests of the waves will be closer together and difficult to see. When the speed As the boat rises, the waves deepen and the ridges diverge up to the maximum speed of the boat where the boat from a single Shaft is carried with one crest on the bow and another just behind the stern. This is shown in Figures 3 (a) and 3 (b). In Figure 3 (a) the boat is 10 shown which is traveling at about 2/3 of its maximum speed, and it is It can be seen that there are three crests 46 along the length of the hull 12. pn Figure 3 (b) is the speed of the boat increased to a maximum, and the combs have moved apart so that only a single comb 48 at the front of the trunk 12 and a second single comb 48 at the rear of the trunk p2 is available.

An dieser Stelle ist es nützlich, die Begiehungen zwischen deq zwei erwähnten Faktoren, nämlich dem Reibungswiderstand und dem Wellenwiderstand,zu betrachten und wie diese sich relativ zur Geschwindigkeit des Bootes verändern. Dies ist dann Wieder bhängig von dem "Geschwindigkeits-Längen-Verhältnis" des Bootes welches bestimmt ist, als die Geschwindigkeit des Bootes, gemessen in Knoten, dividiert durch die Quadratwurzel der Länge der Wasserlinie des Bootes, gemessen in feet. Bis zu einem Geschwindigkeits-Längen-Verhältnis zwischen 0,6 und 0,8 vergrößert sich der Gesamtwiderstand gegen die Fahrt des Bootes ungefähr mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Über diesem Geschwindigkeits-Längen-verhältnis vergrößert sich der Widerstand schneller. Auch wechselt die Proportion der zwei Hauptwiderstandsquellen (z. B. Reibungswiderstand und Wellenwiderstand) drastisch.At this point it is useful to understand the relationships between deq two mentioned factors, namely the frictional resistance and the wave resistance and how these change relative to the speed of the boat. This is then Again depending on the "speed-length ratio" of the boat which is determined as the speed of the boat, measured in knots, divided by the square root of the length of the boat's waterline, measured in feet. Enlarged up to a speed-length ratio between 0.6 and 0.8 the total resistance to the speed of the boat is roughly equal to the square of the Speed. Above this speed-length ratio increases the resistance faster. The proportion of the two main sources of resistance also changes (e.g. frictional resistance and wave resistance) drastically.

Zum Beispiel in einem gegebenen Augenblick bei einem Geschwindigkeits-Längen-Verhältnis von 0,8 ist der Reibungswiderstand ungefähr dreimal so groß wie der Wellenwiderstand. Wenn sich das Geschwindigkeits-Längen-Verhältnis auf 1,0 vergrößert, ist der Reibungswiderstand leicht geringer als der Wellenwiderstand.For example, at a given moment in a speed-length ratio of 0.8 the frictional resistance is about three times as large as the wave resistance. When the speed-to-length ratio increases to 1.0, the frictional drag is slightly lower than the wave resistance.

Wenn das Geschwindigkeits-Lången-Verhältnis 1,3 erreicht, ist der Wellenwiderstand ungefähr dreimal so groß wie der Reibungswiderstand.When the speed-length ratio reaches 1.3, it is Wave resistance about three times as large as the frictional resistance.

c. Wirbelwiderstand Im Gegensatz zur Betrachtung bei motorbetriebenen Schiffen ist der Wirbelwiderstand bei Segelbooten von größerer Bedeutung.c. Eddy resistance In contrast to the considerations for motor-driven ones In ships, the eddy resistance is of greater importance in sailing boats.

Einer der Gründe dafür ist, daß ein Segelboot viel Zeit aufwendet bei einem Scherwinkel, welcher dazu neigt, folgende Wirbelströme zu erzeugen.One of the reasons for this is that a sailboat takes a long time at a shear angle which tends to generate the following eddy currents.

d. Induzierte Bremsung Die induzierte Bremsung ist nicht eine separate Komponente des Widerstandes der Fahrt des Bootes durch das Wasser, sondern ist bestimmt als die Widerstandsvergrößerung infolge des Krängungs-und Scherwinkels des Bootes. Zunächst wird, mit Rücksicht auf den Krängungswinkel , wenn das Boot in gerader Stellung mit seinem Fahrweg parallel zu der längs verlaufenden Mittellinie fährt und wenn das Boot seine Fahrt parallel zu seiner längs verlaufenden Mittellinie bei einer Krängung von 5° und mehr fortsetzt, bei den meisten Bootsanordnungen eine gewisse Vergrößerung des Gesamtwiderstandes in der Größenordnung von 10 X bis 20 X möglich sein. Wenn jedoch das Boot 10 mit herkömmlicher Kielanordnung 16 überkrängt ist, wird es auch im allgemeinen mit einem Scherwinkel fahren. Experimentelle Arbeiten zeigen, daß für einige Bootsanordnungen bei einem Scherwinkel von 20 der Gesamtwiderstand sich um mehr als 15 X vergrößern kann gegegenüber keinem ScherwinkeL und bei einem Scherwinkel von 40 kann sich der Widerstand um mehr als 450 vergrößern. Diese Vergrößerungen sind zusätzlich zu dem vergrößerten Widerstand, der sich beim überkrängten Schiff ergibt.d. Induced braking The induced braking is not a separate one Component of the resistance to the movement of the boat through the water, rather, is determined than the increase in drag due to the heel and shear angle of the boat. First, with regard to the angle of heel, when the boat is in a straight line Standing with his Track parallel to the longitudinal one Center line travels and when the boat is traveling parallel to its longitudinal Center line continues at heel of 5 ° and more in most boat arrangements some increase in total resistance on the order of 10X to 20 X be possible. However, if the boat 10 is overhanging with a conventional keel arrangement 16 it will also generally travel at a shear angle. Experimental work show that for some boat arrangements at a shear angle of 20 the total drag cannot increase by more than 15 times compared to any shear angle and with one A shear angle of 40 can increase the drag by more than 450. These enlargements are in addition to the increased resistance that occurs when the ship is overhanging results.

3. Vorbekannter Kiel von herkömmlichen Anordnungen Der Kiel hat vier Zwecke: a) Er bewirkt die statische Stabilität des Bootes durch Vorsehung von Ballast an einer niedrigen Stelle; b) er erzeugt die größte Schwertwirkung, die benötigt wird, um der seitlichen Komponente der Windkraft zu widerstehen; c) er beeinflußt die Qualitäten der Steuerung und Handhabung des Bootes und d), er stützt das Boot, wenn sich dieses auf dem Boden befindet und wenn es über Land transportiert wird. Diese Gegenstände werden in der Reihenfolge betrachtet.3. Previously known keel from conventional arrangements The keel has four Purposes: a) It brings about the static stability of the boat by providing ballast in a low place; b) it produces the greatest sword effect required is made to withstand the lateral component of wind power; c) it influences the qualities of steering and handling the boat and d) he supports the boat, when it is on the ground and when it is transported overland. These items are considered in order.

a) Statische Stabilität Ein Boot ist im allgemeinen so konstruiert, daß der Schwerpunkt (S.P.) in der längs verlaufenden Mittellinie des Bootes liegt.a) Static stability A boat is generally constructed in such a way that that the center of gravity (S.P.) is in the longitudinal center line of the boat.

Wenn das Boot in einer aufrechten Stellung ist, ist der Mittelpunkt des Schwimmvermögens (M.S.) ebenfalls in der längs verlaufenden Mittellinie des Bootes. Wenn das Boot jedoch über die eine oder andere Seite kraft, bewegt sich der Mittelpunkt des Schwimmvermögens (M.S.) seitlich in Richtung der Krängung, während der Schwerpunkt (S.P.),durch die Konstruktion und das Ballastgewicht des Bootes festgelegt,auf der Mittellinie verbleibt. Die Schwimmkraft des Wassers, welche am Mittelpunkt der Schwimmkraft wirkt, wirkt mit den Schwerkräften am Schwerpunkt zusammen, um ein Kräftepaar vorzusehen, welches das Boot zurück in die aufrechte Stellung bringt.When the boat is in an upright position, the center point is of swimming ability (M.S.) also in the longitudinal center line of the Boats. However, if the boat has one or other side force, the center of swimming ability (M.S.) moves laterally in the direction of the Heel, while the center of gravity (S.P.), Due to the construction and the ballast weight of the boat, remains on the center line. The buoyancy of water which acts at the center of the swimming force, acts with the gravitational forces at the center of gravity together to provide a couple of forces, which the boat back into the upright Position.

Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß die statische Stabilität eines Bootes durch Absenkung des Schwerpunktes vergrößert wird. Mit Bezug auf die Figuren 4(a) und 4(b) ist ein Querschnitt eines Rumpfes 16a dargestellt, dessen Schwerpunkt (S.P.) ein wenig über dem Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.) liegt. In Figur 4(b) ist der gleiche Rumpf 16a in der gekrängten Stellung dargestellt. Daraus ergibt sich, daß der Mittelpunkt der Schwimmkraft in Richtung der Krängung verschoben ist, so daß er leicht außerhalb des Schwerpunktes mit einem Abstand, bezeichnet als "x", in Figur 4(b) liegt. In general it can be stated that the static stability of a boat is enlarged by lowering the center of gravity. With reference to the Figures 4 (a) and 4 (b) show a cross section of a fuselage 16a, its Center of gravity (S.P.) is a little above the midpoint of swimming force (M.S.). In Figure 4 (b) the same hull 16a is shown in the heeled position. It follows that the center of the swimming force is in the direction of the heel is shifted so that it is slightly outside the center of gravity at a distance referred to as "x" in Figure 4 (b).

In den Figuren 5(a) und 5(b) ist ein zweiter Rumpf 16b dargestellt, welcher einen etwas tieferen Kiel und einen tieferen Schwerpunkt (S.P.) aufweist, welcher in diesem Fall unter dem Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.) liegt. In Figur 5(b) ist ein zweiter Rumpf 16b in einer gekrängten Stellung dargestellt, wo der Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.) seitlich verschoben ist. Daraus ergibt sich, daß infolge des tieferen Schwerpunktes des Rumpfes 16b der seitliche Abstand zwischen S.P. und M.S. (angezeigt durch"y") des Rumpfes 16b größer ist als der in Figur 4(b) gezeigte. Somit ist das Kräftepaar , welches die aufrechte Stellung des Rumpfes 16b wieder herzustellen versucht, größer als das für den Rumpf 16a für ein Boot mit einer gegebenen Verschiebung. In Figures 5 (a) and 5 (b), a second body 16b is shown, which has a slightly deeper keel and a lower center of gravity (S.P.), which in this case lies below the midpoint of the swimming force (M.S.). In figure 5 (b), a second fuselage 16b is shown in a heeled position where the Center of swimming force (M.S.) is shifted sideways. This results in, that due to the lower center of gravity of the fuselage 16b, the lateral distance between S.P. and M.S. (indicated by "y") of the body 16b is larger than that in Figure 4 (b) shown. Thus, the couple is which the upright position of the hull 16b tried to restore larger than that for the hull 16a for a boat with a given displacement.

Aus diesem Grunde ist der Kiel 16 des Bootes 10 mit Gewicht versehen, um einen Ballast an der geeignetsten Stelle vorzusehen, um den Gesamtschwerpunkt des Bootes 10 abzusenken. Wenn jedoch die statische Stabilität des Bootes 10 verbessert wird, wirkt sich dies im Hinblick auf die dynamische Stabilität nachteilig aus.For this reason, the keel 16 of the boat 10 is provided with weight, to provide a ballast in the most suitable place to the overall center of gravity of the boat 10 to lower. However, if the static stability of the boat 10 improves becomes, this is disadvantageous in terms of dynamic stability.

b. Der Kiel, welcher eine Schwertwirkung zum Widerstand gegen die seitliche Komponente der Windkraft erzeugt.b. The keel, which acts as a sword to resist the lateral component of wind power generated.

Wenn das Boot mit dem Wind segelt, irgendwo hin, nur nicht nach achtern, ist eine Komponente der Windstärke vorhanden, welche in rechten Winkeln zum Boot wirkt und eine Bordseitendrift erzeugt.When the boat sails with the wind somewhere but not aft there is a component of the wind force which is at right angles to the boat acts and generates a side drift.

Es ist die Funktion des Kieles 16, diesem zu widerstehen. Die Seiten oder Driftkraft ist am stärksten unter Dicht-am-Wind-Bedingungen (wie in Figur 2 gezeigt), wo sie das Dreifache der Antriebskraft sein kann. Mit Bezug auf Figur 2 kann die seitliche Windkomponente 30 ungefähr das Dreifache der Windkomponente betrage n, die durch den Vektor 32 dargestellt ist, Wenn das Boot vor dem Wind fährt, so daß keine seitliche Windkraftkomponente vorhanden ist, ist kein Scherwinkel vorhanden, und somit entwickelt der Kiel keine seitliche Kraft. Wenn jedoch eine seitliche Windkraft entwickelt wird, beginnt das Boot mit einem Scherwinkel zu fahren, so daß der Kiel 16 gleichfalls mit einem Winkel zum Wasser fährt und der Kiel eine Hubkomponente entwickelt, welche entg-egengesetzt der seitlichen Windkomponente ist. Der Wirkungsgrad eines Kiels liegt in einem weiten Bereich in seiner M-öglichkeit, den notwendige-n "Hub" oder Widerstand zur Bordseitendrift mit einem angemessenen kleinen Scherwinkel zu ereeugen. Die Hauptfaktoren, die dies beherrschen, sind erstens das "Ansichtverhältnis" des Kiels und zweitens die vordere und hintere Querschnittsform dies Kiels.It is the function of the keel 16 to withstand this. The pages or drift force is greatest under close-to-wind conditions (as in Figure 2 shown) where it can be three times the driving force. With reference to figure 2, the side wind component 30 can be approximately three times the wind component amount n, which is represented by the vector 32, If the boat is going ahead of the wind, so that there is no lateral wind power component, there is no shear angle, and thus the keel does not develop any lateral force. However, if a lateral Wind power is developed, the boat begins to travel at a shear angle, so that the keel 16 also moves at an angle to the water and the keel a Lift component developed, which is opposite to the side wind component is. The efficiency of a keel lies in a wide range in its possibility the necessary-n "stroke" or resistance to side drift with a reasonable to erect a small shear angle. The main factors that rule this are first the "aspect ratio" of the keel and second the anterior and posterior cross-sectional shape this in Kiel.

Das "Ansichtsverhältnis" kann definiert werden als das Verhältnis der effektiven Länge des Kieles und seiner Tiefe.The "aspect ratio" can be defined as the ratio the effective length of the keel and its depth.

Ein tiefer, kurzer Kiel hat ein höheres Ansichtsverhältnis und erzeugt somit eine größere seitliche Kraft relativ zur durch den Kiel erzeugten Bremsung. Da jedoch beim zulässigen Zug des Bootes Begrenzungen vorhanden sind, werden im allgemeinen die Kiele mit niedrigem Ansichtsverhältnis hergestellt.A deep, short keel has a higher aspect ratio and creates thus a greater lateral force relative to the braking generated by the keel. However, since there are limits to the permitted pull of the boat, the generally the keels are made with low aspect ratio.

Um die Art darzustellen, in welcher die seitliche Kraft durch den Kiel 16 ausgeübt wird, wird auf Figur 6'Bezug genommen, welche das Boot 10 von Figur 1 schematisch in einer Rückansicht mit einer Überkrängung von ca. 300 zeigt.To illustrate the way in which the lateral force is exerted by the Keel 16 is exercised, reference is made to Figure 6 'which shows the boat 10 of Figure 1 shows schematically in a rear view with an overhang of approx. 300.

Um die seitliche Kraft darzustellen, welche durch den Kiel 16 ausgeübt wird, wird auf Figur 6 Bezug genommen, welche das Boot 10 von Figur 1 schematisch von einer hinteren Ansicht mit einer Überkrängung von ca. 300 zeigt, Daraus ergibt sich, daß die seitliche Kraftkomponente 30 des Windes gegen die Segelanordnung 14 an einem effektiven Punkt 50 zur Anwendung gebracht wird, welcher beträchtlich über dem Mittelpunkt der Schwimmfähigkeit (M.S.) liegt. Die Kraft, die durch den Kiel 16 auf das Wasser ausgeübt wird, ist im allgemeinen senkrecht zu der Fläche des Kiels, wobei diese Kraft mit 52 bezeichnet ist. Diese Kraft 52 weist eine horizontale Kraftkomponente auf, welche in die zuvor erwähnte Kraftkomponente 36 und in die vertikale Kraftkomponente 54 zerlegt werden kann. Der Anwendungspunkt der Kraft 52 ist mit M. S. W. (Mittelpunkt des seitlichen Widerstands) bezeichnet.To illustrate the lateral force exerted by the keel 16 reference is made to FIG. 6 which shows the boat 10 of FIG. 1 schematically shows from a rear view with an overhang of approx. 300, which results that the lateral force component 30 of the wind against the sail assembly 14 is applied at an effective point 50 which is considerably over the center of swimming ability (M.S.). The force flowing through the keel 16 applied to the water is generally perpendicular to the face of the Kiels, this force being denoted by 52. This force 52 has a horizontal one Force component, which in the aforementioned force component 36 and in the vertical force component 54 can be decomposed. The point of application of the force 52 is labeled M. S. W. (center of lateral resistance).

Wie zuvor angezeigt, wird mit dem Boot 10, welches in gerader Linie und mit konstanter Geschwindigkeit fährt, (z.B., wenn sich das Boot im Zustand des Gleichgewichts befindet) die Kraftkomponente 36 im wesentlichen mit der Kraftkomponente 30 ausgeglichen sein. (Da das Steuerruder 40 auch eine seitliche Kraftkomponente erzeugt, wird auch das Gleichgewicht zwischen den Kraftkomponenten 30 und 36 bewirkt.) Während die Vektorkraft 52 die notwendige Kraftkomponente 36 zum Widerstand gegen die Bordseitendrift erzeugt, wirkt sie auch um den Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.), wobei das Boot 10 mit einem größeren Winkel überkrängt. Die Kraft 52, die durch den Kiel 16 ausgeübt wird, wirkt nicht gegen die Windkraft 30 zur Erzeugung eines Krängungsmomentes ein, sondern verstärkt eher die Windkraft 30, die bewirkt, daß das Boot 10 überkrängt, wodurch die Stabilität des Bootes herabgesetzt wird, Wie zuvor dargelegt, wird den Kraftvektoren 30 und 52 durch das Kräftepaar, das bei S.P. und M.S.As previously indicated, with the boat 10, which is in a straight line line and travels at a constant speed (e.g. when the boat is in the state of Equilibrium is located) the force component 36 essentially with the force component 30 be balanced. (Since the rudder 40 also has a lateral force component generated, the equilibrium between the force components 30 and 36 is also brought about.) While the vector force 52 the necessary force component 36 to resist which generates side drift, it also acts around the center of the swimming force (M.S.), with the boat 10 overhanging at a larger angle. The force 52 that is exerted by the keel 16, does not act against the wind power 30 for generation a heeling moment, but rather reinforces the wind force 30, which causes that the boat 10 overhangs, whereby the stability of the boat is reduced, As previously stated, the force vectors 30 and 52 are determined by the force couple that at S.P. and M.S.

ausgeübt wird, durch die Schwerkraft und die Schwimmkräfte des Wassers Widerstand entgegengesetzt.is exerted by gravity and the swimming forces of the water Opposite resistance.

Wie zuvor dar gelegt, kann die Stabilität des Bootes 10 durch Absenkung seines Schwerpunktes vorgrößert werden. Eine Möglichkeit zur Absenkung des Schwerpunktes ist, den Kiel mit Gewicht zu versehen und ihn tiefer auszuführen. Wie sich jedoch aus der Prüfung von Figur 6 ergibt, wird klar, daß, wenn der Kiel tiefer gemacht wird, der Angriffspunkt der Kraft 52 gegen den Kiel auch tiefer wird, wodurch die Länge des Hebelarmes, über welchen die Kraft 52 relativ zu M.S. wirkt, vergrößert. Somit würde das Boot 10 noch weiter überkrängen und dadurch dem erhalt-enen Vorteil durch Vertiefung des Kieles 16 entgegenwirken.As stated above, the stability of the boat 10 can be achieved by lowering of its focus. One way to lower the center of gravity is to add weight to the keel and make it deeper. How, however From the examination of Figure 6 it is clear that when the keel is made deeper is, the point of application of the force 52 against the keel is also deeper, whereby the Length of the lever arm over which the force 52 relative to M.S. acts, enlarged. Thus, the boat 10 would overhang even further and thereby the advantage obtained counteract by deepening the keel 16.

c) Der Kiel, der die Steuerung und Handhabung des Bootes bewirkt.c) The keel that controls and manipulates the boat.

In Figur 2 ist die seitliche Windkraftkomponente 30 gezeigt, die an der hinteren Stelle des Punktes anliegt, an welchem die seitliche Kraftkomponente 36 ausgeübt wird. Der Grund dafür ist, daß, wenn das Boot mit relativ großem Scherwinkel fährt, bewegt sich häufig der Mittelpunkt des seitlichen Widerstandes (M.S.W.) an eine vordere Stelle wegen der kombinierten Wirkungen des Rumpfes und des Kieles, die schräg durch das Wasser bewird wegt werden. Wie zuvor aufgezeigt,/diesem durch die Benutzung des Steuerruders 40 entgegengewirkt. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Steuerungs- und Handhabungseigenschaften des Bootes im allgemeinen besser werden, wenn der Effekt der Verschiebung des M.S.W. vermindert werden kann. Wenn somit der Kiel 16 in einem praktisch minimalen Scherwinkel gehalten werden kann, werden die Steuerungs- und Handhabungseigenschaften des Bootes 10 verbessert.In Figure 2, the lateral wind power component 30 is shown, the at the rear of the point at which the lateral force component is applied 36 is exercised. The reason for this is that when the boat has a relatively large shear angle moves, the center of the lateral resistance (M.S.W.) often moves to a forward position because of the combined effects of the hull and keel, which are moved obliquely by the water. As previously indicated / this through the use of the rudder 40 counteracted. In summary it can be stated that the control and handling characteristics of the boat in general get better when the effect of shifting the M.S.W. can be reduced. Thus, if the keel 16 are held at a practically minimal shear angle can, the control and handling characteristics of the boat 10 are improved.

d) Der Kiel, der das Boot auf dem Boden trägt.d) The keel that supports the boat on the ground.

Es ist klar, daß,wenn das Boot sich außerhalb des Wassers und auf dem Boden oder einem anderen Träger in aufrechter Stellung befindet, der Kiel 16 stark genug sein muß, um mindestens einen Träger für das Boot 10 zu bilden.It is clear that when the boat is out of the water and on the floor or other support in an upright position, the keel 16 must be strong enough to form at least one support for the boat 10.

Beschreibung der vorliegenden Erfindung In den Figuren 7 bis 12 ist in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Boot 60 dargestellt. Dieses Boot 60 besteht aus einem Rumpf 62, einer Segelanordnung 64, zwei Kielgliedern 66 und einem Steuerruder 67. Die Anordnung des Kielgliedes 66 ist von besonderer Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung und wird nachfolgend detailliert beschrieben. Die Segelanordnung 64 weist eine herkömmliche Ausbildung auf und besteht, wie dargestellt, aus einem Mast 68, an welchem ein Vordersegel 70 und ein Großsegel 72 befestigt sind. Der Rumpf 62 ist rund in länglicher Ausbildung ausgeführt und symmetrisch um seine Längsmittelachse 74..Die äußere Oberfläche des Rumpfes weist eine Form einer umlaufenden Oberfläche auf, die durch Umdrehung eines Kreissegmentes um seine Rippenlänge erzeugt wird. Somit weist an irgendeiner Stelle längs der Rumpf länge der Rumpf einen kreisförmigen Querschnitt auf, und der Radius der Krümmung des Querschnittes ist am Längsmittelpunkt des Rumpfes 62 maximal und vermindert sich nach vorne und nach hinten. Im Längsschnitt weist die äußere Oberfläche des Rumpfes eine einheitliche Krümmung, im wesentlichen längs seiner gesamten Länge, auf. Das bedeutet, daß, wenn eine Fläche durch die Längsmittelachse 74 des Rumpfes hindurchläuft, die zwei Linien, längs welchen die Oberfläche des Rumpfes 62 durchschnitten wird, zwei identische Kreibogen von einheitlicher Krümmung bilden. Der obere Teil des Rumpfes 62 ist an einer Stelle unmittelbar hinter dem Mast 68 zur Bildung eines Cockpits 76, von welchem das Boot aus betrieben werden kann, abgeschnitten. Description of the Present Invention In Figures 7-12 is In a first embodiment of the present invention, the boat 60 is shown. This boat 60 consists of a hull 62, a sail assembly 64, two keel members 66 and a rudder 67. The arrangement of the keel member 66 is special Importance in the present invention and will be described in detail below. The sail assembly 64 is of conventional design and, as shown, consists of from a mast 68 on which a fore sail 70 and a mainsail 72 are attached. The fuselage 62 is designed to be round and elongated faces symmetrically about its central longitudinal axis 74..The outer surface of the fuselage a shape of a circumferential surface that is created by rotating a segment of a circle around its rib length. Thus, at some point along the hull let the fuselage have a circular cross-section, and the radius of the curvature of the cross-section is maximal and reduced at the longitudinal center of the fuselage 62 forward and backward. In longitudinal section, the outer surface of the The trunk has a uniform curvature, essentially along its entire length, on. This means that when a surface passes through the central longitudinal axis 74 of the fuselage passes through the two lines along which the surface of the hull 62 intersected will form two identical arcs of uniform curvature. The upper part of the fuselage 62 is at a point immediately behind the mast 68 to form a Cockpits 76, from which the boat can be operated, cut off.

Jedes Kielglied 66 weist ein Schwertglied 78 und einen verbundenen Befestigungsrahmen 80 auf. Jedes Schwertglied 78 weist eine Führungskante 82 und eine hintere Flügelkante 84 auf, deren Spannachse 86 horizontal und transversal ausgerichtet ist und deren Längsachse (cordwise axis) 88 längs ausgerichtet ist. Jedes Schwertglied ist hydrodynamisch konturiert, so daß, wenn das Boot 60 sich in Vorwärtsrichtung durch das Wasser bewegt, jedes Schwertglied 78 eine resultierende "Hub"-kraft in nach unten gerichteter Richtung aufweist. Wie darg-estellt, ist die obere Oberfläche 90 jedes Schwertgliedes 78 etwas ebener ausgebildet, während die untere Oberfläche 92 jedes Gliedes 78 in der Weise gewölbt ist, um die nach unten gerichtete, durch das Schwertglied 78 erzeugte Kraft zu maximieren und die hydrodynamische Bremsung minimal zu halten. Jedes Schwertglied ist leicht nach unten gerichtet (z.B. typisch mit 20 bis 5° des Angriffswinkels) zur Vergrößerung der nach unten gerichtetn Hubkraft.Each keel link 66 has a sword link 78 and an associated one Mounting frame 80 on. Each sword member 78 has a leading edge 82 and a rear wing edge 84, the clamping axis 86 of which is horizontal and transverse is aligned and the longitudinal axis (cordwise axis) 88 is aligned longitudinally. Each sword link is hydrodynamically contoured so that when the boat is 60 moved forward through the water, each sword member 78 a resultant "Stroke" force in the downward direction. As shown, it is upper surface 90 of each sword member 78 formed somewhat more flat, while the lower surface 92 of each link 78 is curved in such a way as to show the downward direction directed, through the sword member 78 to maximize the force generated and keep hydrodynamic braking to a minimum. Every link of the sword is light directed downwards (e.g. typically at 20 to 5 ° of the angle of attack) for enlargement the downward lifting force.

Jedes Schwertglied 78 ist, in Bezug auf die Längsmittellinie 74, seitlich zentriert, so daß die durch das Schwertglied 78 erzeugte, nach unten gerichtete hydrodynamische Kraft durch die Längsmittellinie 74 des Rumpfes 62 läuft. Die zwei Schwertglieder 78 sind auch auf entgegengesetzten Seiten und mit gleichem Abstand vom Schwerpunkt des Bootes 10 angeordnet (angezeigt durch S.P. in den Figuren 7 und 8), so daß die im wesentlichen gleichen hydrodynamischen Kräfte, die durch die zwei Schwertglieder 78 erzeugt werden, eine resultierende, nach unten gerichtete Kraft hervorrufen, die durch den Schwerpunkt des Bootes 60 läuft.Each sword member 78 is lateral with respect to the longitudinal centerline 74 centered so that the generated by the sword member 78, directed downwards hydrodynamic force runs through the longitudinal center line 74 of the fuselage 62. The two Sword members 78 are also on opposite sides and equally spaced located from the center of gravity of the boat 10 (indicated by S.P. in Figures 7 and 8) so that the substantially equal hydrodynamic forces exerted by the two sword members 78 are generated, a resulting, downwardly directed Create force running through the center of gravity of boat 60.

Die zwei Schwertglieder 78 sind beliebig aus schwerem Material (z.B. Gußeisen) hergestellt und unter dem Rumpf mit wenigstens einer mäßigen Tiefe angeordnet. In der besonderen, in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsform weist jeder Befestigungsrahmen 80 zwei senkrechte Seitenstützen 94 auf, die an ihren unteren Enden mit den äußeren Enden der der Schwertglieder 78 verbunden sind und sich nach oben zu der Verbindung mit dem Rumpf 62 erstrecken. Es sind noch zwei nach oben und nach innen gerichtete Spannstreben 96 vorgesehen, um die Festigkeit jedes Rahmens 80 zu verstärken. Die Stützen 94 und Streben 96 sind mit einer derartigen Umfangsform versehen, um die hydrodynamische Bremsung auf einem Minimum zu halten.The two sword members 78 are made of any heavy material (e.g. Cast iron) and placed under the hull with at least a moderate depth. In the particular embodiment illustrated in FIGS. 7 and 8, each Mounting frame 80 has two vertical side supports 94, which at their lower Ends are connected to the outer ends of the sword members 78 and move downwards extend up to the connection with the fuselage 62. There are two more to the top and inwardly directed tension struts 96 are provided to increase the strength of each frame 80 to reinforce. The supports 94 and struts 96 are of such a peripheral shape provided to keep hydrodynamic braking to a minimum.

Unter Bezugnahme auf Figur 11 wird der Betrieb des Bootes gemäß der Erfindung beschrieben. Figur 11 zeigt den Querschnitt des Bootes 60 in einer über einen Winkel von 300 übergekrängten Stellung. Es wird vorausgesetzt, daß das Boot 60 sich in dichtgeholtem Zustand befindet, so daß es mit einem Winkel von ca. 450 zur wahren Richtung des Windes fährt. In diesem Zustand ist der Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.) seitlich nach rechts ver schoben (wie in Figur 11 gezeigt), und zwar relativ zum Schwerpunkt (S.P.), so daß die Schwimmkraft des Wassers bei M.S. einwirkt und die Schwerkraft bei S.P. einwirkt, um ein Kräftepaar zu erzeugen, welches versucht, das Boot in eine aufwärts gerichtete Stellung zu bringen. Die Kraftkomponente am Schwerpunkt ist bei 98 angezeigt, und die Kraftkomponente, welche durch die Schwimmkraft des Wassers ausgeübt wird, ist bei 100 angezeigt.Referring to Figure 11, the operation of the boat is illustrated in FIG the Invention described. Figure 11 shows the cross section of the boat 60 in an over an angle of 300 overhanging position. It is assumed that the boat 60 is in the tightly packed state so that it is at an angle of approx. 450 drives to the true direction of the wind. In this state the center is the Buoyancy force (M.S.) shifted sideways to the right (as shown in Figure 11), namely relative to the center of gravity (S.P.), so that the swimming power of the water at M.S. acts and gravity at S.P. acts to generate a couple of forces, which tries to bring the boat into an upward facing position. the Force component at the center of gravity is indicated at 98, and the force component which exerted by the buoyancy of the water is indicated at 100.

Die Windkraft, die gegen die Segelanordnung 64 wirkt, ist durch den Kraftvektor 102 dargestellt, und dieser Vektor 102 wirkt in einem weiten Bereich gegen das Kräftepaar 98, 100. Zur Vereinfachung der Darstellung weisen die Komponenten 98 und 100 keine Maßeinteilung auf.The wind force acting against the sail assembly 64 is through the Force vector 102 is shown, and this vector 102 acts in a wide range against the pair of forces 98, 100. To simplify the illustration, the components 98 and 100 have no graduation.

Wie zuvor dargestellt, erzeugen die zwei Schwertglieder 78 mit dem vorwärts durch das Wasser fahrenden Boot eine nach unten gerichtete resultierende Kraft, die durch die Längsmittellinie 74 des Rumpfes 62 läuft. Diese resultierende, durch die zwei Schwertglieder 78 erzeugte Kraft ist durch den Kraftvektor 104 angezeigt, der in zwei Kraftkomponenten zerlegt werden kann, nämlich in eine erste horizontale Kraftkomponente 106 und eine zweite vertikale, nach unten gerichtete 108. Die Beziehungen der Schwertglieder 78 zur Segelanordnung 64 ist kritisch. Die Form, die Ausbildung und der Angriffswinkel der Schwertglieder 78 wird so ausgewählt, daß die Größe der resultierenden Kraft 104 derart ist, daß die seitliche Kraftkomponente 106 im wesentlichen die Widkraftkomponente 102 ausgleicht. Wenn somit die Windkraft gegen die Segelanordnung vergrößert wird, um das Boot 60 in einem größeren Winkel zu krängen, vergrößert die seitliche Kraftkomponente 106, die durch die Schwertglieder 78 erzeugt ist, sich relativ zum Gesamtkraftvektor 104, der durch die Schwertglieder 78 erzeugt wird und ist somit besser geeignet, dem Windvektor 102 entgegenzuwirken.As previously shown, the two sword members 78 produce with the boat moving forward through the water resulting in a downward facing Force passing through the longitudinal centerline 74 of the torso 62. This resulting, force generated by the two sword members 78 is indicated by the force vector 104, which can be broken down into two force components, namely a first horizontal one Force component 106 and a second vertical downward 108. The relationships the sword members 78 to the sail assembly 64 is critical. The form, the training and the angle of attack of the sword members 78 is selected so that the size of the resulting force 104 is such that the lateral force component 106 is substantially the drag component 102 compensates. If thus the wind force against the sail arrangement enlarged is to heel the boat 60 at a greater angle, increases the lateral Force component 106, which is generated by the sword members 78, relative to the Total force vector 104 that is generated by the sword members 78 and is thus better suited to counteract the wind vector 102.

Es ist wesentlich festzustellen, daß die seitliche Kraftkomponente 106 durch das Schwertglied 78 einfach durch die Tatsache entwickelt wird, daß daß das Boot 60 in einer gekrängten Stellung ist und vorwärts durch das Wasser fährt. Somit ist es für das Boot nicht notwendig, mit einem Scherwinkel durch das Wasser zu fahren, um eine Widerstandskraft zu entwickeln, die der Seitwärtsdrift des Bootes entgegenwirkt. Somit ist es für das Boot möglich,in einer Aufwindrichtung, im wesentlichen ohne Scherwinkel,oder zumindest mit einem relativ kleinen Scherwinkel, zu fahren. Es ist gerade möglich, unter gewissen Umständen im Aufwind mit negativem Scherwinkel zu fahren.It is essential to note that the lateral force component 106 is developed by the sword member 78 simply by the fact that the boat 60 is in a heeled position and is traveling forward through the water. Thus it is not necessary for the boat to shear through the water to drive in order to develop a resistance to the sideways drift of the boat counteracts. Thus it is possible for the boat to be essentially in a updraft direction to drive without a shear angle, or at least with a relatively small shear angle. It is just possible under certain circumstances in the updraft with a negative shear angle to drive.

Es ist ebenfalls wesentlich, festzustellen, daß der resultierende Kraftvektor 104, der durch die Schwertglieder 78 erzeugt wird, durch die Längsmittellinie 74 des Rumpfes 62 verläuft. Somit erzeugt der Kraftvektor 104 mit dem Boot 60 in einer gekrängten Stellung so daß der Mittelpunkt der Schwimmkraft (M.S.) seitlich in Richtung auf die Krängung verschoben ist, ein Moment um den Mittelpunkt der Schwimmkraft (Der Momentarm ist gleich dem Abstand, um welchen der Mittelpunkt der Schwimmkraft seitlich von der Mittelachse des Rumpfes 62 verschoben ist.), welches Moment der Tendenz des Windvektors 102, das Boot 60 noch weiter überzukrängen, entgegenwirkt. Der durch das Schwertglied 78 erzeugte Kraftvektor 104 wirkt gegen den Windvektor 102 in zweifacher Beziehung. Erstens entwickelt er eine seitliche Kraftkomponente 106 welche der Tendenz des Vektors 102, eine Bordseitendrift zu erzeugen, entgegenwirkt. Zweitens erzeugt der Kraftvektor 104 ein "Aufrichtmoment", welches über dem Mittelpunkt der Schwimmkraft in einer Richtung entgegengesetzt der Tendenz des Windes wirkt, das Boot überzukrängen. Somit erleichtert er nicht nur die Tendenz des Bootes zu scheren, wie es in den Wind fährt, sondern ermöglicht auch besser, daß die Segelanordnung 64 im Wind aufsteht und somit eine größere Kraft des Windes erzeugt, um das Boot 60 besser durch das Wasser zu bewegen. Um die anderen Seiten der Erfindung zu analysieren, ist es zweckmäßig, die Betriebseigenschaften des Bootes 60 der vorliegenden Erfindung mit dem zuvor beschriebenen, vorbekannten Boot 10, welches eine konventionelle Kielanordnung aufweist, zu vergleichen.It is also essential to note that the resulting Force vector 104 generated by sword members 78 through the longitudinal centerline 74 of the fuselage 62 runs. Thus, the force vector 104 generates with the boat 60 in an inclined position so that the center of the swimming force (M.S.) is to the side is shifted in the direction of the heel, a moment around the center of the swimming force (The moment arm is equal to the distance by which the center of the swimming force is shifted laterally from the central axis of the fuselage 62.), which moment the The tendency of the wind vector 102 to crown the boat 60 even further counteracts this. The force vector 104 generated by the sword member 78 acts against the wind vector 102 in a twofold relationship. First, it develops a side force component 106 which is the tendency of the vector 102 to drift overboard generate, counteracts. Second, the force vector 104 creates a "righting moment", which is opposite to the midpoint of buoyancy in one direction the tendency of the wind to overhang the boat. So he does not relieve only the tendency of the boat to shear as it goes into the wind, but rather enables also better that the sail arrangement 64 stands up in the wind and thus a greater force of the wind to better move the boat 60 through the water. To the others To analyze sides of the invention, it is useful to analyze the operating characteristics of the boat 60 of the present invention with the previously described prior art Compare boat 10, which has a conventional keel arrangement.

Mit Bezug auf den Widerstand S 5 Wassers des darin fahrenden Bootes wurde oben dargelegt, daß im allgemeinen vier Reibungskomponenten vorhanden sind, die sich beim Fahren des Bootes durch das Wasser ergeben, nämlich a) der Reibungswiderstand, b) der Wellenwiderstand, c) der Wasserwirbelwiderstand und d) die induzierte Bremsung.With reference to the resistance S 5 water of the boat moving in it it has been shown above that there are generally four frictional components, which arise when the boat is driven through the water, namely a) the frictional resistance, b) the wave resistance, c) the water vortex resistance and d) the induced braking.

Mit Bezug auf den Reibungswiderstand wird festgestellt, daß die Querschnittsform des Rumpfes 62 überall kreisförmig ist. Die kreisförmige Ausbildung erzeugt praktisch ein Minimum des Oberflächenbereiches, welcher in Berührung mit dem Wasser relativ zur Verschiebung des Bootes 60 ist. Da ferner die zwei Kielglieder 66 im Abstand vom Rumpf angeordnet sind, ist es nicht notwendig, eine extra entfernte Oberfläche hinzuzufügen, welche bei dem vorbekannten Boot 10 erforderlich ist, um die senkrechten Oberflächen des Kieles 16 mit der Oberfläche des Rumpfes 12 zu verbinden. Mit Bezug auf den Wellenwiderstand hat die durch die Schwertglieder 78 nach unten ausgeübte Kraftkomponente 108 die Wirkung des zusätzlichen Ballasts, wodurch das Boot nach unten in das Wasser bewegt wird, so daß ein größerer Oberflächenbereich des Rumpfes 64 in Berührung mit dem Wasser ist. Dies wird jedoch ausgeglichen,durch die Tatsache daß, wenn das Boot 60 leicht nach unten in das Wasser bewegt wird, die effektive Länge des Bootes im Wasser vergrößert wird. Dies wiederum ermöglicht dem Boot, ein höheres Geschwindigkeitsmaximum mit dem gleiche Geschwindigkeits-Länge-Verhältnis zu erreichen.With reference to the frictional resistance, it is noted that the cross-sectional shape of the trunk 62 is circular throughout. The circular training creates practical a minimum of the surface area that is in contact with the water relative to move the boat 60 is. Furthermore, since the two keel members 66 are spaced apart from the fuselage, it is not necessary to have an extra remote surface add, which is required in the previously known boat 10 to the vertical To connect surfaces of the keel 16 to the surface of the hull 12. With reference on the wave resistance has the through the Sword links 78 according to force component 108 exerted below the effect of the additional ballast, whereby the boat is moved down into the water, leaving a larger surface area of the hull 64 is in contact with the water. However, this is offset by the fact that when the boat 60 is moved slightly down into the water, increases the effective length of the boat in the water. This in turn enables the boat, a higher maximum speed with the same speed-to-length ratio to reach.

Mit Bezug auf den Wasserwirbelwiderstand wurde zuvor erwähnt, daß die Schwertglieder 78 im wesentlichen in Gegenbalance zu der seitlichen Kraft des Windes angeordnet sind, so daß das Boot 60 in einem Winkel zum Wind mit im wesentlichen keinem oder sehr geringem Scherwinkel fahren kann. Dies ist im Gegensatz zum vorbekannten Boot 10, welches einer vergrößerten Bremsung durch Schaffung von mehr Wasserwirbelströmen infolge der Fahrt mit einem Scherwinkel entgegenwirkt. Ferner wird, da die Schwertglieder 78 vollständig an einer räumlich vom Rumpf 62 getrennten Stelle untertauchen, die Tendenz dieser Glieder 78, zur Wellenbildung beizutragen, weitgehend eliminiert.With regard to the water vortex resistance, it was previously mentioned that the sword members 78 substantially in counterbalance to the lateral force of the Wind are arranged so that the boat 60 is at an angle to the wind with substantially can drive no or very low shear angle. This is in contrast to the previously known Boat 10, which allows for increased braking by creating more water eddy currents counteracts as a result of driving at a shear angle. Furthermore, there is the limbs of the sword 78 completely submerge at a point spatially separated from the fuselage 62, the The tendency of these members 78 to contribute to wave formation is largely eliminated.

Mit Bezug auf die induzierte Bremsung ist diese, wie zuvor angeführt, die vollständige Vergrößerung des Widerstandes infolge der Krängung und des Scherwinkels des Bootes. Zunächst sind, im Hinblick auf den Krängungswinkel, da das Boot im wesentlichen eine symmetrische Kreisform im Hinblick auf die Längsachse 74 aufweist, gerade, wenn das Boot mit einem eher übermäßigen Winkel gekrängt ist, im wesentlichen die gleichen Oberflächenkonturen dem Wasser dargeboten. Somit ist keine oder wenigstens eine sehr geringe Vergrößerung des Widerstandes infolge des Krängungswinkels des Bootes vorhanden. Zweitens wird, da die Fahrt des Bootes bei einem im wesentlichen eliminierten Krängungswinkel stattfindet, die Quelle für die Bremsung ausg-eschaltet.With regard to the induced braking, this is, as stated above, the complete increase in resistance due to heel and shear angle of the boat. First, in terms of heel angle, there are essentially the boat has a symmetrical circular shape with respect to the longitudinal axis 74, straight, if the boat is heeled at a rather excessive angle, essentially the the same surface contours presented to the water. So there is none or at least a very small increase in drag due to the heel angle of the Boat available. Second, since the ride of the boat at one substantially eliminated heel angle takes place, the source of the braking switched off.

Um die Aufmerksamkeit nunmehr den funktionalen Aspekten der Kielglieder 66 der vorliegenden Erfindung, welche die Schwertglieder 78 umfassen, zuzuwenden, wurde zuvor festgestellt, daß ein vorbekannter, herkömmlicher Kiel 16 vier Zwecken dient, nämlich a) bewirkt er die statische Stabilität des Bootes durch Vorsehung von Ballast an einer unteren Stelle. b) = erzeugt die hauptsächliche Schwertwirkung, die benötigt wird, der seitlichen Komponente der Windkraft zu widerstehen. c) Er beeinflußt die Qualität der Steuerung und Handhabung des Bootes , und d), er Stützt das Boot, wenn sich dieses auf dem Boden befindet.To the attention now the functional aspects of the keel members 66 of the present invention comprising sword members 78 to turn to, It was previously found that a prior art conventional keel 16 serves four purposes serves, namely a) it causes the static stability of the boat by providence of ballast at a lower point. b) = produces the main sword effect, which is needed to withstand the side component of wind power. c) He affects the quality of control and manipulation of the boat, and d) it supports the boat when it is on the ground.

Mit Bezug auf den Effekt des Kiel es des statischen Stabilität des Bootes durch Vorsehung von Ballast an einer unteren Stelle wird festgestellt, daß ein großer Anteil der Masse der Kielglieder 66 gemäß der vorliegenden Erfindung in den zwei Schwertelementen 78 konzentriert ist. Dieses Extragewicht wird somit der geeignetsten Stellung hinzugefügt ohne unnötige Vergrößerung der Konstruktion des Bootes.With reference to the effect of the keel it is the static stability of the Bootes by providing ballast at a lower point is found that a large proportion of the mass of the keel members 66 in accordance with the present invention is concentrated in the two sword elements 78. This extra weight will thus added in the most suitable position without unnecessary enlargement of the construction of the boat.

Was die Kielfunktion des Widerstandes gegen die seitliche Windkraftkomponente betrifft, wird festgestellt, daß bei der vorherigen Abhandlung beim herkömmlichen Kiel 16 bei einer herkommlichen Bootskonstruktion das Boot 10 zunächst mit einem Scherwinkel fahren muß. Mit einem Boot 60 gemäß der vorliegenden Erfindung dagegen wird die Kompensierung der seitlichen Kraftkomponente durch die zwei Schwerter 78 ohne irgendeinen Scherwinkel entwickelt. Wie zuvor angezeigt, geschieht dies infolge der Tatsache, daß die seitliche Kraftkomponente 106 des Schwertgliedes 78 dadurch erzeugt wird, daß das Boot 60 sich in einer gekrängten Stellung befindet und vorwärts durch das Wasser fährt.As for the keel function of resistance to the side wind power component is concerned, it is noted that in the previous discussion in the conventional In a conventional boat construction, keel 16 initially has the boat 10 with a Shear angle must go. With a boat 60 according to the present invention, however the compensation of the lateral force component by the two swords 78 developed without any shear angle. As indicated earlier, this happens as a result the fact that the lateral force component 106 of the sword member 78 thereby is generated that the boat 60 is in a heeled position and moves forward through the water.

Was die Qualitäten der Steuerung und Handhabung betrifft, wurde zuvor bei der Beschreibung des vorbekannten Bootes die Schwierigkeit der Handhabung des Bootes dargelegt, wenn es dichtgeholt ist und mit einem Scherwinkel fährt, der dadurch hervorgerufen wird, daß der Mittelpunkt des seitlichen Widerstandes des Bootes sich im allgemeinen vorwärts bewegt, wenn das Boot 10 von herkömmlicher Ausführung mit einem Scherwinkel fährt Da die Fahrt Bootes 60 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem weitgehend ausgeschalteten Scherwinkel erfolgt, werden die Probleme der Handhabung und Steuerung des Bootes 60 wesentlich erleichtert. As for the qualities of control and handling, was previously in the description of the previously known boat, the difficulty of handling the Bootes set out when it is hauled up and travels at a shear angle that thereby caused that the center of the lateral resistance of the boat is generally moved forward when using the boat 10 of conventional design A shear angle is driving the boat 60 according to the present invention takes place with a largely switched off shear angle, the problems of Handling and control of the boat 60 is made much easier.

Schließlich wurde bei der Diskussion des Standes der Technik festgestellt, daß die Funktion des Kieles darin bestand, als Träger des Bootes auf dem Boden zu dienen. Zur Prüfung der Konstruktion der zwei Schwertglieder 78 ist festzustellen, daß diese gut geeignet sind, als Träger des Bootes 60 für eine Bodenaufstellung zu dienen. Nicht nur sind die zwei Kielglieder 66 räumlich getrennt und hinter dem Schwerpunkt des Bootes 60 angeordnet, sondern die breite seitliche Oberfläche der zwei Schwertglieder 78 erzeugt eine stabile Grundfläche. Somit bleibt das Boot 60 in einer aufrechten Stellung, wenn es ad Ufer bei Ebbe abgestellt ist, wo es bereit ist, entweder für Erneuerungszwecke oder zur Erhaltung des Bootes.Finally, during the discussion of the state of the art, it was found that that the function of the keel was to support the boat on the ground to serve. In order to test the construction of the two sword members 78 it must be determined that that these are well suited as a carrier of the boat 60 for a floor installation to serve. Not only are the two keel members 66 spatially separated and behind the The center of gravity of the boat 60 is arranged, but the wide lateral surface of the two sword members 78 creates a stable base. Thus, the boat remains 60 in an upright position when parked on the bank at low tide where it is ready is, either for renovation purposes or for the maintenance of the boat.

Bei der Besprechung des Standes der Technik wurde festgestellt, daß die Möglichkeit des Kieles eine hohe "Hub"-Kraft relativ zur Bremsung zu bilden, welche von dem Ansichtsverhältnis des Kieles abhängt. Ein relativ größerer Hub kann entwickelt werden durch Herstellen einer Spannachse (spanwise) des Kieles (z.B. die senkrechte Achse zu der Fahrtrichtung) längs relativ zu ihrer Länge oder Querachse (cordwise). Bei einem Kiel 16 von herkömmlicher Konstruktion, wo die Spannachse vertikal ausgerichtet ist, ist die Abmessung der Spannachse aus zwei Gründen begrenzt. 1. Wenn der Kiel tiefer gemacht wird, wird die Konstruktion des Bootes unnötig groß. 2. Die Vergrößerung der Tiefe des Kieles 16 trägt nachteilig zur dynamischen Stabilität des Bootes bei infolge der durch den Kiel entwickelten Kraft, die bei einer relativ niedrigen Stelle ausgeübt wird, um den Momentarm zu vergrößern, um welchen der Kiel relativ zum Mittelpunkt der Schwimmkraft des Bootes wirkt. Wie zuvor angezeigt, tendiert die Kraft auf den Kiel das Boot 10 gerade zu einem größeren Krängwinkel zu bewegen. Mit dem Boot 60 der vorliegenden Erfindung kann, da die zwei Schwertglieder 78 horizontal ausgerichtet sind, die Spannlänge jedes Schwertgliedes vergrößert werden, ohne eine unnötige Vergrößerung der Konstruktion des Bootes.In discussing the prior art, it was found that the ability of the keel to generate a high "lift" force relative to the braking, which depends on the aspect ratio of the keel. A relatively larger stroke can be be developed by making a spanwise axis of the keel (e.g. the axis perpendicular to the direction of travel) longitudinally relative to theirs length or cross axis (cordwise). With a keel 16 of conventional construction, where the clamping axis is oriented vertically, the dimension of the clamping axis is made up of two Reasons limited. 1. When the keel is made deeper, the construction of the Boat unnecessarily large. 2. The increase in the depth of the keel 16 is disadvantageous to the dynamic stability of the boat as a result of the developed by the keel Force exerted at a relatively low point to close the moment arm increase by which the keel is relative to the center of the boat's buoyancy works. As indicated earlier, the force on the keel is tending towards boat 10 to move a larger heel angle. With the boat 60 of the present invention can, since the two sword members 78 are aligned horizontally, the span length each sword link can be enlarged without unnecessarily enlarging the construction of the boat.

Im Hinblick auf die dynamische Stabilität des Bootes 60 vergrößert sich das Aufrichtmoment, welches der Tendenz der Überkränkung entgegenwirkt, einfach dadurch, daß der resultierende Kraftvektor 104, der durch zwei Schwertelemente oder -glieder 78 entwickelt wird, durch die Längsachse 74 des Bootes gerichtet ist, durch irgendeine Vergrößerung der Kraft, welche durch die zwei Schwertglieder 78 entwickelt wird. (Dies wurde im Detail suvor beschrieben mit Bezug auf Fig. 11.) Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben. Da die unterscheidenden Merkmale dieser zweiten Ausführungsform in der Art, in welcher das Schwertglied 78 an seinem Rahmen 80 befestigt ist, sind, ist die Segelanordnung 64 des Bootes 60 in Fig. 12 nicht gezeigt. Die Teile der zweiten Ausführungsform, welche ähnlich den Teilen der ersten Ausführungsform sind, werden amit gleichen numerischen Zeichnungen gegeben, wobei ein Strich (') zur Unterscheidung der Bezeichnung bei der zweiten Ausführungsform hinzugefügt ist.With regard to the dynamic stability of the boat 60, it is enlarged the righting moment, which counteracts the tendency to over-injure, is simple in that the resulting force vector 104, which by two sword elements or -links 78 is developed, directed through the longitudinal axis 74 of the boat, through any increase in the force developed by the two sword members 78 will. (This has been described in detail below with reference to Fig. 11.) A second Embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. As the distinguishing features of this second embodiment in the way in which the sword member 78 is attached to its frame 80 is the sail assembly 64 of the boat 60 is not shown in FIG. The parts of the second embodiment, Which are similar to the parts of the first embodiment am given with the same numerical drawings, with a dash (') to distinguish is added to the designation in the second embodiment.

Wie in der ersten Ausführungsform sind zwei Kielglieder 661 vorhanden, wobei zur Vereinfachung der Zeichnung nur eines dargestellt ist. Jedes Kielglied 66' weist ein Schwertglied 78' und einen Befestigungsrahmen 80'auf. Anstatt das Schwertglied 78' fest mit dem Rahmen 80' zu verbinden, ist jedes Schwertglied 78' zur begrenzten Umdrehung um eine horizontale, querverlaufende Längsachse 11o drehbar angeordnet. Die Schwenkbefestigung bei 110 ist von üblicher Art und nicht gezeigt und verläuft leicht vorwärts von der Führungskante 82'. An der Flügel kante 84' jedes Schwertgliedes 78' ist nach oben eine Einstellstange 112 angeordnet, welche durch eine wasserdichte Öffnung im Rumpf 62' reicht. Da derartige wasserdichte Öffnungen bekannt sind, werden Einzelheiten derselben nicht beschrieben.As in the first embodiment, there are two keel members 661, only one is shown to simplify the drawing. Every keel link 66 'has a sword member 78' and a fastening frame 80 '. Instead of that To connect sword link 78 'firmly to frame 80', each sword link 78 ' rotatable for limited rotation about a horizontal, transverse longitudinal axis 11o arranged. The pivot mount at 110 is conventional and not shown and extends slightly forward from the leading edge 82 '. At the edge of the wing 84 ' each sword member 78 'is arranged an adjusting rod 112 upwards, which through a watertight opening in the fuselage 62 '. Since such waterproof openings are known, details thereof are not described.

Jede Stange 112 wird durch geeignete Steuereinrichtungen, die schematisch durch einen Hebel 114 angezeigt sind, betätigt.Each rod 112 is controlled by suitable control devices, which are shown schematically indicated by a lever 114, operated.

Selbstverständlich können die Einstellmittel für die Stange 112 auch in einem verfeinerten Gestänge bestehen. Ebenso kann der Betrieb der Betätigungsglieder 114 durch eine einfache Quelle ausgelöst werden.The adjustment means for the rod 112 can of course also be used consist in a refined linkage. Likewise, the operation of the actuators 114 can be triggered by a simple source.

Die Hauptfunktion der zwei Positionierungsstangen 112 besteht darin, den Angriffswinkel der zwei Schwertglieder 78' zu verändern. In der Situation, wo das Boot 60' mit dem Wind fährt, so daß eine sehr geringe Tendenz,seitlich zu trifteP besteht, kann es wünschenswert sein, den Flügelrand 841 jedes Schwertgliedes 78' tiefer zu legen, um den Angriffswinkel der zwei Schwerter 78' zu verändern, um die Gesamtbremsung, die durch die Schwertglieder 78' erzeugt wird, auf ein Minimum zu bringen.The main function of the two positioning rods 112 is to to change the angle of attack of the two sword members 78 '. In the situation where the boat 60 'is going with the wind so that there is very little tendency to drift sideways exists, it may be desirable to remove the wing edge 841 of each sword link 78 ' lower to the angle of attack of the two Swords 78 'too change to the total braking generated by the sword members 78 ', to bring it to a minimum.

Wenn das Boot im Winkel zum Wind fährt, kann die Stellung des Schwertgliedes 78' aufrechterhalten werden, um eine geeignete seitliche Kraftkomponente zu erzeugen, um im wesentlichen jede Scherung auszuschalten.When the boat is at an angle to the wind, the position of the sword link can 78 'are maintained to produce an appropriate lateral force component, to essentially eliminate any shear.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Bei der Beschreibung dieser dritten Ausführungsform sind ähnliche Komponenten der ersten Ausführungsform mit gleichen numerischen Bezeichnungen, Jedoch mit einem Doppelstrich (") zur Unterscheidung dieser ersten Ausführungsform versehen.A third embodiment of the present invention is shown in FIGS 13 and 14 shown. In describing this third embodiment are similar components of the first embodiment with the same numerical designations, However, with a double line (") to distinguish this first embodiment Mistake.

Wie in der ersten Ausführungsform besteht das Boot 60" aus einem Rumpf 62" und einer Segelanordnung 64". Anstelle von zwei Kielgliedern ist jedoch ein einziges Hauptkielglied 66" zentral im Hinblick auf die Längs- und Querachse des Rumpfes 62" angeordnet. Am hinteren Ende des Bootes 60" ist ein Ruder 67",und am unteren Rand des Ruders 67" ist ein horizontal sich erstreckendes Teil 116 angeordnet, das mit hydrodynamischen Konturen versehen ist, um die Bremsung auf ein Minimum zu halten.As in the first embodiment, the boat 60 ″ consists of a hull 62 "and a sail arrangement 64". Instead of two keel members, however, there is one single main keel link 66 "centrally with respect to the longitudinal and transverse axes of the Hull 62 "is arranged. At the rear of the boat 60" is a rudder 67 ", and at the a horizontally extending part 116 is arranged at the lower edge of the rudder 67 ″, which is provided with hydrodynamic contours to keep braking to a minimum to keep.

Wenn das Boot 60" von einer Grundfläche getragen wird, dient das Glied 116 als Träger am hinteren Ende des Bootes 60". Außerdem kann dieses Glied 116 mit hydrodynamischen Konturen in der Weise versehen werden, um die Betriebscharakteristiken des Bootes 60" durch Erzeugung einer Hubkraft zu verbessern.When the boat 60 "is supported on a base, the limb serves 116 as a carrier at the rear end of the boat 60 ". In addition, this link 116 can with hydrodynamic contours are provided in such a way as to reflect the operating characteristics of the boat 60 ″ by generating a lifting force.

Das Kielglied 66" (und auch das hintere hydrodynamische Glied 116, welches konturiert ist, um eine vertikale Hubkraft zu erzeuger), sind so angeordnet, daß die resultierende abwärts gerichtete Hubkraft im wesentlichen durch den Schwerpunkt des Bootes 60" läuft. Somit ist einzusehen, daß die Betriebscharakteristiken des Bootes 60" iin wesentlichen die gleichen sind, wie bei dem Boot 60 der ersten Ausführungsform. Sie werden daher nicht im einzelnen beschrieben.The keel member 66 "(and also the rear hydrodynamic member 116, which is contoured to generate a vertical lifting force) are arranged so that the resulting downward lifting force is essentially due to the center of gravity of Boat 60 "is running. Thus, it can be seen that the operating characteristics of the boat 60 "i are essentially the same as the boat 60 of the first Embodiment. They are therefore not described in detail.

An der Oberseite des Rumpfes 62" ist ein Horizontaldeck 118 vorgesehen. Der Zugang in den Rumpf ist mit einer Reihe von aufwärts schwenkbaren Türen 120 versehen. Mit dieser Anordnung wird die strukturelle Vollständigkeit, die mit dem kreisförmigen Querschnitt des Rumpfes 62" versehen ist, über die gesamte Länge des Rumpfes aufrechterhalten,und außerdem ist der Rumpf 62" mit einer ziemlich breiten Flachdeckoberfläche für die Annehmlichkeit der auf dem Boot 62" segelnden Personen versehen.A horizontal deck 118 is provided on the top of the hull 62 ″. Access to the fuselage is through a series of upward hinged doors 120 Mistake. With this arrangement, the structural integrity that comes with the circular cross-section of the fuselage 62 "is provided over the entire length of the The fuselage is maintained, and also the fuselage is 62 "with a fairly wide Flat deck surface for the convenience of those sailing on boat 62 " Mistake.

Zur weiteren Analyse der Betrie>scharakteristiken gemäß der vorliegenden Erfindung wird Bezug auf die Fig. 15 und 16 genommen. Fig. 15 zeigt eine halbschematische Ansicht eines Bootes 60 der vorliegenden Erfindung, welches unter folgenden angenommenen Bedingungen betrieben wird: a. Die totale Wasserverdra nqung (z.B. Gewicht) des Bootes 60 12 1/2 Tonnen.For further analysis of the operating characteristics according to the present In the invention, reference is made to FIGS. Fig. 15 shows a semi-schematic View of a boat 60 of the present invention made under the following assumptions Conditions are operated: a. The total water displacement (e.g. weight) of the Boat 60 12 1/2 tons.

b. Der Schwerpunkt (S.P.) ist ein Fuß unter der Längsmittellinie des Rumpfes 62 des Bootes 60.b. The center of gravity (S.P.) is one foot below the longitudinal centerline of the Hull 62 of boat 60.

c. Der Mittelpunkt der Schwinlmkraft (M.S.) ist 1,9 Fuß unter der Längsmittellinie des Rumpfes 62.c. The center of Schwinlmkraft (M.S.) is 1.9 feet below the Longitudinal center line of trunk 62.

d. Die Bodenseite der Kielglieder 78 sind 6,5 Fuß unter der Länilsmittellinie des RumI,les 62.d. The bottom of the keel members 78 are 6.5 feet below the longitudinal centerline of RumI, les 62.

e. Der Leistungsmittelpunkt (Wirkungsmittelpunkt) der Segelanordnung 64 ist 19 Fu" einer der Längsmittellinie des Junipfes 62.e. The power center (center of action) of the sail arrangement 64 is 19 feet "of one of the longitudinal centerline of the Junipfes 62.

1. Das Boot ist gekrängt über einen Winkel bis 300 und fährt mit einer Geschwindigkeit von sechs Knoten.1. The boat is heeled over an angle of up to 300 and drives with a Speed of six knots.

g. Das Schwert hat eine Abmessung von 6 Fuß mal 7 Fuß (Somit ist die C;esamtoberfläche 42 Quadratfuß) und ist mit einem Angriffswinkel abwärts von 2° gerichtet.G. The sword is 6 feet by 7 feet (so the C; total surface area 42 square feet) and is at an angle of attack downward of 2 ° directed.

Das Aufrichtmoment, das durch das Gewicht des Bootes erzeugt wird und über den Hebelarm wirkt, welcher der seitliche Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem Mittelpunkt der Schwimmkraft ist, wird wic Folgt berechnet: Sin 300 x 1,1 ft x 12.5 Tonnen = 6,2 Tonnen-ft.The righting moment generated by the weight of the boat and acts via the lever arm, which is the lateral distance between the center of gravity and the midpoint of the swimming force is calculated as follows: Sin 300 x 1.1 ft x 12.5 tons = 6.2 ton-ft.

Somit ist ein Moment von 6,2 Tonnen-Fuß, welches das Boot in eine Aufrechtstellung bringt.Thus, a 6.2 ton-foot moment, which the boat into a Upright position brings.

Wie zuvor angezeigt, erzeugt die durch das Schwert 78 hervorgerufene Kraft ein Aufrichtmoment. Vorherige Berechnungen zeiten, daß mit dem besonderen Schwert, das in den oben gemachten Annahmen spezifiziert ist und mit einer Geschwindigkeit von sechs Knoten die "Hub"-Kraft, die durch die Schwertglieder 78 erzeugt wird, senkrecht zu ihren Oberflächen 0,75 Tonnen sein wird. Das durch die hydrodynamische Kraft erzeugte Aufrichtmoment, das durch Linie Kielglieder 78 hervorgerufen wird, kann gemäß folgender Formel berechnet werden: Sin 30 x 1,9 ft x C,,75 Tonnen = 0,7 Tonnen-ft.As indicated earlier, the one produced by the sword 78 Force a righting moment. Previous calculations times that with the special Sword specified in the assumptions made above and at a speed of six knots, the "lift" force generated by the sword members 78, perpendicular to their surfaces will be 0.75 tons. That through the hydrodynamic Force-generated righting moment, which is caused by line keel members 78, can be calculated using the following formula: Sin 30 x 1.9 ft x C ,, 75 tons = 0.7 Tons-ft.

Die Summe dieser zwei Aufrichtmomente, z.B. 6,2 Tonnen-Fuß und 0,7 Tonnen-Fuß) betragen insgesamt 6,9 Tonnen-Fuß.The sum of these two righting moments, e.g. 6.2 ton-feet and 0.7 Ton-feet) total 6.9 ton-feet.

Das durch den Wind gegen die Segel erzeugte Kentermoment wird ausgeübt am Kraftzentrum der Segelanordnung 64. Dies kann berechnet werden qeniäß der fol(Jenden Formel, wobei 'X' gleich der Windkralt cle(aen die Seqe1inoi'dnung ist: X ; 6,9 Tonnen--ft cos 300 (19 ft) + 1,9 Üt Die Lösung dieser Gleichung zeigt an, daß 'X' gleich 0,375 Tonnen ist (welches die seitliche Windkraftkomponente ist).The capsizing moment generated by the wind against the sails is exerted at the center of force of the sail arrangement 64. This can be calculated according to the fol (Jenden Formula, where 'X' equals the wind force cle (aen the sequence is: X; 6,9 Tons - ft cos 300 (19 ft) + 1.9 Üt Solving this equation indicates that 'X' equals 0.375 tons (which is the side wind power component).

Mit Bezug auf Fig. 16 wurden ähnliche Berechnungen im Hinblick auf ein ähnliches Boot mit den gleichen oben genannten Voraussetzungen, jedoch mit einem Boot mit einer konventionellen Kielanordnung gemacht. Dieser Kiel hatte eine Tiefe von 6,5 Fuß von der Mittellinie des Bootes aus. Es wurde auch angenommen, daß der Mittelpunkt des Widerstandes des Kieles vier Fuß unter der Längsmittellinie des Bootes ist. Da das Gewicht des BoQteS, (z.B. 12,5 Tonnen) die Stelle des Schwerpunktes und die Stelle des Mittelpunktes der Schwimmkraft an der gleichen Stelle wie bei dem in Fig. 15 gezeigten Boot sind, bleiben das durch das Gewicht erzeugte Aufrichtmoment des Bootes, das über den Mittelpunkt der Schwimmkraft wirkt, bEi 6,2 Tonnen-Fuß.With reference to FIG. 16, similar calculations were made with regard to a similar boat with the same requirements above, but with one Boat made with a conventional keel arrangement. This keel had a depth 6.5 feet from the centerline of the boat. It was also believed that the Center of resistance of the keel four feet below the longitudinal centerline of the Boat is. Since the weight of the BoQteS (e.g. 12.5 tons) is the place of the center of gravity and the location of the midpoint of the swimming force at the same location as at 15, the righting moment generated by the weight remains of the boat acting through the midpoint of buoyancy is 6.2 tonne-feet.

Mit Bezug auf die durch den Kiel 16 des Bootes ausgeübte Kraft wurden Berechnungen gemacht, um die seitliche Kraft zu bestimmen, welche durch den Kiel 16 erzeugt werden kann, wobei mit dieser seitlichen Kraft der Ausgleich der seitlichen Kraftkomponenten, die durch den Wind gegen das Segel erzeugt werden, r1~ol«;t- und außereein noch die Größe, welche das Aufricht-und Kentermoment aufnehmen würde . Es wurde bestimmt, daß, wenn der Kiel einer herab mmlichen Anordnung eine Normalkraft in seiner Fläche von 0,34 Tonnen erzeugen kann, die Kraftkomponenten und die Momente im wesentlichen außer Gleichgewicht sein würden. Im Hinblick auf das Kentermoment, das durch den Wind hervorgerufen wird, wurde dies zu 5,4 Tonnen-Fuß wie folgt berechnet: Cos 30° (19 ft + 1,9 ft) (0,295 Tonnen) = 5,4 Tonnen-ft.With reference to the force exerted by the keel 16 of the boat Calculations made to determine the lateral force exerted by the keel 16 can be generated, with this lateral force balancing the lateral Force components generated by the wind against the sail, r1 ~ ol «; t- and apart from the size that the righting and capsizing moment would take. It was determined that if the keel of a descending arrangement a normal force in its area of 0.34 tons can generate the force components and the moments would be essentially out of balance. With regard the capsizing moment caused by the wind became 5.4 ton-feet calculated as follows: Cos 30 ° (19 ft + 1.9 ft) (0.295 tons) = 5.4 ton-ft.

Mit Bezug auf das Kentermoment, das durch den Kiel 16 hervorgerufen wird, wurde folgendes berechnet: (4 ft - cos 30° (1,9 ft) ) 0,34 Tonnen = 0,8 Tonnen-ft.With reference to the capsizing moment caused by the keel 16 the following was calculated: (4 ft - cos 30 ° (1.9 ft)) 0.34 tons = 0.8 ton-ft.

Daraus ergibt sich, daß die zwei Kentermomente (z.B. 5,4 Tonnen-Fuß und 0,8 Tonnen-Fuß) ein Gesamtkentermoment von 6,2 Tonnen-Fuß ergeben. Es ergibt sich ferner, daß diese Balancen des Aufrichtmomentes von 6,2 Tonnen-Fuß, die durch das Gewicht des Bootes erzeugt werden, um den Mittelpunkt der Schwimmkraft wirken.It follows that the two capsizing moments (e.g. 5.4 ton-feet and 0.8 ton-feet) give a total overturning moment of 6.2 ton-feet. It results further that this balances the righting moment of 6.2 ton-feet, which by the weight of the boat generated to act at the center of the buoyancy.

Die Bedeutung der obigen Berechnungen besteht darin, daß das Boot mit dem vorbekannten Kiel, wie in Fig. 16 gezeigt, einer seitlichen Windkraft von 0,295 Tonnen widerstehen kann und dynamisch stabil bis zu einem Winkel von 300 Krängung bleibt.The importance of the above calculations is that the boat with the prior art keel, as shown in Fig. 16, a lateral wind force of Can withstand 0.295 tons and is dynamically stable up to an angle of 300 heel remain.

Andererseits kann das Boot gemäß der Erfindung, das in Fig. 15 dargestellt ist, einer seitlichen Windkraft von 0,375 Tonnen bei dem gleichen Krängungswinkel von 300 wider-stehen. Für die zwei Boote von vergleichbarer Konstruktion (das Boot gemäß der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 15, und ein vergleichkann bares bekanntes Boot, gezeigt in Fig. 16)/das Boot gemäß der vorliegenden Erfindung eine um 27% höhere Windkraft gegen das Segel aufnehmen. Fortschreitend bei dieser Voraussetzung, daß die Windkraft am gleichen Kiaftmittelpunkt (C.E.) ausgeübt wird und mit der gleichen proportionierten Windbremsung wird die Segel anordnung imstande sein, 27% mehr Antriebskraft auf das Boot gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Wasser mit einer Kielanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zu bringen. Die obigen Berechnungen sind dazu bestimmt, ein typisches Beispiel der Betriebscharakteristiken des Bootes gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einem vergleichbaren vorbekannten Boot zu geben. Um die Betriebscharakteristiken von zwei derartigen Booten in einer großen Vielfalt von Betriebssituationen zu demonstrieren, liegt klar über dem Bereich dieser Beschreibung der bevorzugten Ausführungsforiiien. Die oben angeführten Berechnungen stellen gewisse Betriebsvorteile der vorliegenden Erfindung in einer eher typischen Xltuilt lon für den Betrieb von Segelbooten dar.On the other hand, the boat according to the invention shown in FIG is, a lateral wind force of 0.375 tons at the same angle of heel of 300 resist. For the two boats of comparable construction (the boat according to the present invention shown in Fig. 15 and a comparative may known boat shown in Fig. 16) / the boat according to the present invention a absorb 27% more wind power against the sail. Progressing on this premise, that the wind power is exerted at the same center of force (C.E.) and with the same Proportional wind braking, the sail arrangement will be able to provide 27% more propulsion power onto the boat according to the present invention through the water with a keel arrangement bring according to the present invention. The above calculations are intended to a typical example of the operational characteristics of the boat according to the present invention To give invention in comparison with a comparable previously known boat. To the Operating characteristics of two such boats in a wide variety of Demonstrating operational situations is well beyond the scope of this description of the preferred embodiments. The above calculations represent certain Operating advantages of the present invention in a more typical Xltuilt lon for the operation of sailing boats.

Claims

Claims 1. Sailboat, consisting of: a. a. a hull with a front and rear part, a longitudinal axis, a horizontal transverse axis and a vertical axis, b. a sail assembly attached to the seamed hull and is arranged to be adjusted relative to the wind which is associated with a Angle to the longitudinal axis of the hull blows, giving the sail an aerodynamic force developed within a predetermined force range, said aerodynamic Force has a lateral aerodynamic force component and a forward component having aerodynamic force component, c, a keel member, which below the said hull is attached, said keel member having a (cordwise) axis has, which is generally aligned with said longitudinal axis and it extends transversely below said trunk, d. said keel member is hydrodynamic with contours provided so that with the forward movement of the boat through the water said keel member becomes a downwardly directed hydrodynamic Generates force, which has a substantial force component, in general is aligned with said vertical axis, e. is said keel member arranged, designed and provided with contours relative to the sail arrangement1 see above that with the said sailboat in a heeled position and when moving forward with a small shear angle said keel member one downwards and laterally - Directed keel force with both vertical and side keel force components developed, said keel force being of a magnitude that the lateral Keel force component essentially the lateral aerodynamic force component counteracts, whereby with the said boat, which with its longitudinal axis in one Angle to the wind, the said keel member is able to maintain its hydrodynamic To generate power simply by moving the boat forward, without the need to that the boat travels at a shear angle, with the result that the lateral hydrodynamic Force component is able to substantially the lateral aerodynamic force component in such a way as to counteract substantially the shear angle when driving forward of the boat.

2. Boat according to claim 1, characterized in that the boat has a Has center of gravity and said keel member is arranged so that the keel force, which is developed by the keel member, generally with the aforementioned center of gravity is aligned so that the said with the boat in a heeled position Keel force develops a righting moment, which tends to at least partially to counteract a capsizing moment caused by the lateral aerodynamic force component is being developed.

3. Boat according to claim 2, characterized in that said Keel member has at least one main sword member which is below said Of the fuselage and spaced down therefrom in a general 'place is arranged under the said focus.

4. Boat according to claim 2, characterized in that said Keel member has a plurality of sword members below said The fuselage and are arranged at a distance from it directed downwards, said Sword members arranged at a distance longitudinally from one another along said hull are.

5. Device as described in any one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that it has adjustable fastening means for said Having keel member to enable the angle of attack of the keel member to be changed, to create greater or lesser downward keel force.

6. Boat according to claim 1, characterized in that said Fuselage has an upper part and a lower part which are suitable in to intervene in the water on which the boat is floating, at least the lower one Body part a convexly curved, generally provided with a circular cross-section Has training, with the tapered fuselage to a narrower cross-sectional training in forward and backward directions from the central part of said fuselage it, wherein said sword member spaced downwardly from said hull is so that the water between said hull and said keel member passes through.

7. In a sailing boat, consisting of a displacement hull, which front and rear ends, a longitudinal axis, a horizontal transverse axis and a Having vertical axis, said boat further comprising a sail assembly which is mounted on said hull, and is arranged to be able to be adjusted relative to the wind, which is against the boat and at an angle to the longitudinal axis so that said sail has an aerodynamic force in it developed a predetermined force range, said aerodynamic force.eine lateral aerodynamic force component and a forward aerodynamic Having force component, a method for operating the said sailboat in a way of counteracting said lateral aerodynamic force components and thus bringing the shear angle to a minimum when the said boat is in moves at an angle to the wind, said method being characterized by the provision of a keel member below said hull, said The keel member has a (cordwise) axis generally coincident with the longitudinal axis is aligned and extends transversely below said body, wherein said keel member has a leading leading edge and a trailing wing edge and is hydrodynamically contoured so that with the forward movement of the boat through the water at a small shear angle the said keel member a downward one Force component creates the use of the keel link to make a downward one to generate hydrodynamic force, which essentially has a force component, which is generally aligned with said vertical axis, with said Keel member adjusted relative to said sail arrangement, shaped and is contoured so that with the boat in the heeled position the keel member one down and side keel force with vertical and side keel force components of such magnitude that the side keel force component is substantially counteracts the lateral aerodynamic force component.

8. The method of claim 7, characterized in that said boat has a center of gravity, said method further comprising positioning said keel member so that said itosdynamic

Force component is generally aligned with said center of gravity, so that said keel force develops a righting moment to counteract a capsizing moment generated by the wind.

9. The method according to claim 8, characterized in that said Keel link is provided in the form of a main sword link below said Fuselage and spaced down from it.

10. The method according to claim 8, characterized in that said Keel link in the form of a plurality of sword links provided on longitudinally at a distance Places and is provided at a distance downward from said hull.

11. The method according to any one of claims 7, 8, 9 or 10, characterized by the angular adjustment of said keel member in such a way to its Change the angle of attack to generate a keel force of suitable magnitude, in order to counteract said lateral aerodynamic force component in a suitable manner to act.