GR20190100506A - Συστημα για την αντιμετωπιση του διατοιχισμου και/ή της προνευσης σε σκαφη με ιστια - Google Patents

Abstract

Η εφεύρεση αφορά μια διάταξη για τη σύνδεση από δύο γάστρες (11, 12, 13) ενός σκάφους (10) με ιστία. Η διάταξη περιλαμβάνει πρώτο μέσο σύνδεσης (32, 33, 50, 52, 54), που επιτρέπει τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) με μία πλευρική γάστρα (12,13) γύρω από τουλάχιστον έναν άξονα περιστροφής και δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43,44), διαμορφωμένο έτσι ώστε κατά την προαναφερθείσα σχετική περιστροφική κίνηση από τις δύο γάστρες (11, 12, 13), το δεύτερο μέσο σύνδεσης αναπτύσσει μία γραμμική δύναμη (85) μεταξύ των δύο γαστρών (11, 12, 13). Μία τέτοια διάταξη με πρώτο μέσο σύνδεσης (32, 33, 50, 52, 54) και δεύτερο μέσο σύνδεσης (42,43,44) μπορεί να συνδέσει δύο γάστρες ή μία κύρια γάστρα (11) με πλήθος από πλευρικές γάστρες (12, 13). Με μία τέτοια διάταξη, η γάστρα που φέρει το ιστία δενμεταφέρει ροπή διατοιχισμού σε γάστρα με την οποία είναι συνδεδεμένη. Με τον τρόπο αυτό, παρά το διατοιχισμό ή πρόνευση των γαστρών που φέρουν τα ιστία, η γάστρα με την οποία είναι συνδεδεμένες μπορούν να παραμένουν σε κατακόρυφη ή σχεδόν κατακόρυφη.

Description

Σύστημα για την αντιμετώπιση του διατοιχισμού και/ή της πρόνευσης σε σκάφη με ιστία

[00001] Η εφεύρεση αναφέρεται σε ένα σύστημα για σκάφη, που χρησιμοποιούν τον άνεμο ως κύριο μέσο πρόωσης. Ειδικότερα, η εφεύρεση αναφέρεται σε ένα σύστημα για πλοία. Η εφεύρεση είναι ιδιαίτερα, αλλά όχι αποκλειστικά, σχετική με σκάφη αναψυχής.

[00002] Η αντιμετώπιση του διατοιχισμού αποτελεί κύριο μέλημα όσων ασχολούνται με τη σχεδίαση σκαφών με ιστία και ασφαλώς των ιστιοπλόων. Η ροπή διατοιχισμού προκαλεί εγκάρσια κλίση και μετακίνηση του κέντρου άνωσης, έτσι ώστε να δημιουργηθεί μία ροπή επαναφοράς. Η κλίση είναι βασικό πρόβλημα, ιδιαίτερα για ιστιοφόρα, και έχει άμεση επίδραση στην ευστάθεια και την άνεση. Γ ια την ανάπτυξη μεγαλυτέρων ροπών επαναφοράς είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται έρμα. Η «ροπή διατοιχισμού» είναι η ροπή που προκαλεί κίνηση διατοιχισμού και αντίστοιχα η «ροπή πρόνευσης» είναι η ροπή που προκαλεί κίνηση πρόνευσης.

[00003] Βασικά δομικά στοιχεία ενός ιστιοπλοϊκού σκάφους είναι η γάστρα ή οι γάστρες, αν το σκάφος έχει περισσότερες της μίας γάστρας, το κατάρτι και η καρίνα. Επί του παρόντος τα ιστιοπλοϊκά σκάφη ισορροπούν τη ροπή διατοιχισμού σύμφωνα με το Σχήμα 1. Ως παρουσιάζεται στο Σχήμα 1 , ο άνεμος αναπτύσσει μία πλευρική δύναμη στο ιστίο και η τρόπιδα του σκάφους αναπτύσσει μία πλευρική δύναμη αντίστασης αντιδρώντας στη πλευρική ολίσθηση του σκάφους. Αυτές οι δύο δυνάμεις προκαλούν τη ροπή διατοιχισμού. Η ροπή επαναφοράς, που ανθίσταται στη ροπή διατοιχισμού, προκαλείται από το βάρος και την άνωση του σκάφους. Η ροπή επαναφοράς αναφέρεται και ως “righting moment”.

[00004] Το αντικείμενο της εφεύρεσης είναι ένα σύστημα που μεταφέρει ελάχιστη ή πολύ μικρή ροπή διατοιχισμού στο σκάφος και δεν προκαλεί κλίσεις σε αυτό. Ένα άλλο αντικείμενο της εφεύρεσης είναι ένα σύστημα, που δεν προκαλεί ή προκαλεί ελάχιστη ροπή πρόνευσης. Ένα άλλο αντικείμενο της εφεύρεσης είναι σύστημα με κατάρτι, που ισορροπεί όλες τις ροπές που προξενούν κλίσεις σε ένα σκάφος. Ένα άλλο αντικείμενο της εφεύρεσης είναι ένα, σκάφος με βελτιωμένη συμπεριφορά στις δράσεις του ανέμου.

[00005] Η εφεύρεση ορίζεται στις ανεξάρτητες αξιώσεις.

[00006] Σύμφωνα με την εφεύρεση το σκάφος έχει μία κύρια γάστρα που εκτείνεται κατά μήκος μιας διαμήκους διεύθυνσης, μία πλευρική γάστρα και ένα κατάρτι με ιστίο τοποθετημένο στη πλευρική γάστρα. Η πλευρική γάστρα και η κύρια γάστρα είναι συνδεδεμένες με πρώτο μέσο σύνδεσης και δεύτερο μέσο σύνδεσης. Το πρώτο μέσο σύνδεσης επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας γύρω από έναν άξονα περιστροφής. Το δεύτερο μέσο σύνδεσης είναι διαμορφωμένο κατά τέτοιο τρόπο, ώστε κατά τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας γύρω από τον άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης αναπτύσσει γραμμική δύναμη μεταξύ της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας, η οποία γραμμική δύναμη είναι κάθετη στην προαναφερθείσα διαμήκη διεύθυνση και πιέζει την κύρια γάστρα μέσα στη θάλασσα ή την σηκώνει προς τα έξω.

[00007] Η εφεύρεση προτείνει ένα σύστημα για τη σύνδεση δύο γαστρών. Το σύστημα περιλαμβάνει πρώτο μέσο σύνδεσης, που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση των δύο γαστρών γύρω από έναν τουλάχιστον άξονα περιστροφής, και δεύτερο μέσο σύνδεσης, διαμορφωμένο με τέτοιο τρόπο, ώστε κατά τη σχετική περιστροφική κίνηση από τις δύο γάστρες γύρω από τον προαναφερθέντα άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης αναπτύσσει μία γραμμική δύναμη μεταξύ των δύο γαστρών. Ένας τέτοιο σύστημα μπορεί να συνδέει δύο γάστρες ή μία κύρια γάστρα με μία πληθώρα από γάστρες στην μία πλευρά της κύριας γάστρας ή γύρω από αυτήν.

[00008] Η εφεύρεση προτείνει επίσης μία μέθοδο για τη σύνδεση από δύο γάστρες ενός σκάφους, που περιλαμβάνει τη σύνδεση από τις δύο γάστρες με πρώτο μέσο σύνδεσης που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση από τις δύο γάστρες γύρω από έναν άξονα περιστροφής και δεύτερο μέσο σύνδεσης διαμορφωμένο έτσι, ώστε κατά την προαναφερθείσα σχετική περιστροφική κίνηση, να αναπτύσσει γραμμική δύναμη μεταξύ των δύο γαστρών, η οποία γραμμική δύναμη είναι κάθετη στην προαναφερθείσα διαμήκη διεύθυνση.

[00009] Με τη σύνδεση δύο γαστρών, σύμφωνα με την εφεύρεση, η γάστρα που φέρει το κατάρτι και το ιστίο δεν μεταφέρει ή μεταφέρει πολύ μικρό ποσοστό της ροπής πρόνευσης ή της ροπής διατοιχισμού στην γάστρα με την οποία είναι ενωμένη. Με τον τρόπο αυτό της ένωσης, ακόμη και αν η γάστρα ή η γάστρες που φέρουν κατάρτι με το ιστίο εκτελούν κίνηση διατοιχισμού ή πρόνευσης, η γάστρα με την οποία είναι ενωμένες παραμένει σε όρθια θέση ή σχεδόν σε όρθια θέση.

[00010] Οι εξαρτημένες αξιώσεις ορίζουν χαρακτηριστικά, που προσφέρουν επιπλέον πλεονεκτήματα.

[00011] Σε μία υλοποίηση της εφεύρεσης, το δεύτερο μέσο σύνδεσης περιλαμβάνει ένα σύνδεσμο τοποθετημένο στην κύρια γάστρα ή την πλευρική γάστρα, ο οποίος σύνδεσμος είναι συνδεδεμένος σε ένα εξάρτημα τοποθετημένο στην πλευρική γάστρα ή την κύρια γάστρα αντίστοιχα. Ο σύνδεσμος και το εξάρτημα είναι συνδεδεμένα, έτσι ώστε κατά την σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας, να πραγματοποιούν μία σχετική κίνηση. Σε ένα παράδειγμα της εφεύρεσης, ο σύνδεσμος έχει έναν οδηγό, π.χ. μία σχισμή, όπου διεισδύει το εξάρτημα. Όταν η κύρια γάστρα και η πλευρική γάστρα πραγματοποιούν μία σχετική κίνηση, το εξάρτημα μπορεί να ολισθαίνει μέσα στον οδηγό. Προαιρετικά ο σύνδεσμος είναι ενωμένος ακλόνητα στη γάστρα, που φέρει το κατάρτι, είτε πακτώνοντας τον στο κατάρτι ή απ’ ευθείας στη γάστρα. Σε μία άλλη υλοποίηση ο σύνδεσμος και το εξάρτημα είναι συνδεδεμένα με έναν εύκαμπτο σύνδεσμο, π.χ. με ένα εύκαμπτο κάλυμμα, που επιτρέπει τη σχετική στροφή μεταξύ τους.

[00012] Η σχετική περιστροφική κίνηση μεταξύ της κυρίας γάστρας και της πλευρικής γάστρας μπορεί να πραγματοποιείται μέσω ενός δομικού στοιχείου, π.χ. ένα δοκάρι, αρθρωμένο στην κύρια γάστρα ή την πλευρική γάστρα. Κάθε διάταξη που ευνοεί την περιστροφική κίνηση μεταξύ της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας, ως δύο δοκάρια ενωμένα με μία ένωση που δεν ανθίσταται ή σχεδόν δεν ανθίσταται στην περιστροφή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτο μέσο σύνδεσης.

[00013] Οι γάστρες του σκάφους εκτείνονται κατά μήκος μιας διαμήκους διεύθυνσης Εγκάρσιες διατομές είναι οι διατομές κάθετες στη διαμήκη διεύθυνση. Ο άξονας περιστροφής της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας μπορεί να είναι παράλληλος ή σχεδόν παράλληλος με το διαμήκη άξονα. Σε ένα άλλο παράδειγμα, ο άξονας περιστροφής είναι ο άξονας πρόνευσης, δηλαδή άξονας οριζόντιος και κάθετος στο διαμήκη άξονα. Εναλλακτικά, το πρώτο μέσο σύνδεσης μπορεί να επιτρέπει περιστροφή γύρω από πληθώρα αξόνων, π.χ. μέσω μίας σφαιρικής άρθρωσης.

[00014] Μία προτιμώμενη υλοποίηση της εφεύρεσης, είναι ένα σκάφος με μία κύρια γάστρα και δύο πλευρικές γάστρες, με την κύρια γάστρα να έχει μία αριστερή πλευρά και μία δεξιά πλευρά, τη μία πλευρική γάστρα τοποθετημένη στην αριστερή πλευρά της κύριας γάστρας και την άλλη πλευρική γάστρα τοποθετημένη στη δεξιά πλευρά της κύριας γάστρας. Κάθε μία από τις πλευρικές γάστρες φέρει ένα κατάρτι με ιστίο. Επίσης κάθε μία από τις πλευρικές γάστρες είναι συνδεδεμένη με την κύρια γάστρα με πρώτο μέσο σύνδεσης, που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας και της αντίστοιχης πλευρικής γάστρας γύρω από έναν άξονα που εκτείνεται παράλληλα στη διαμήκη διεύθυνση, και δεύτερο μέσο σύνδεσης, που είναι διαμορφωμένο έτσι ώστε κατά τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας γύρω από τον προαναφερθέντα άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης αναπτύσσει γραμμική δύναμη μεταξύ της κύριας γάστρας και της αντίστοιχης πλευρικής γάστρας.

[00015] Σε μία υλοποίηση της εφεύρεσης, το δεύτερο μέσο σύνδεσης, που συνδέει την κύρια γάστρα με την αριστερή πλευρική γάστρα και το δεύτερο μέσο σύνδεσης, που συνδέει την κύρια γάστρα με τη δεξιά πλευρική γάστρα περιλαμβάνει ένα σύνδεσμο τοποθετημένο στην αριστερή πλευρική γάστρα και τη δεξιά πλευρική γάστρα αντίστοιχα. Κάθε σύνδεσμος συνδέεται με ένα εξάρτημα στην κύρια γάστρα. Η σύνδεση μεταξύ του συνδέσμου και του εξαρτήματος είναι διαμορφωμένη, έτσι ώστε κατά την σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας πραγματοποιούν μία σχετική κίνηση. Ο σύνδεσμος που σχετίζεται με την αριστερή γάστρα και ο σύνδεσμος που σχετίζεται με τη δεξιά γάστρα συνδέονται σε δύο διαφορετικά εξαρτήματα ή στο ίδιο εξάρτημα. Σε ένα παράδειγμα, ο σύνδεσμος ή το εξάρτημα διεισδύει σε μία σχισμή του εξαρτήματος ή του συνδέσμου αντίστοιχα. Σε ένα άλλο παράδειγμα και οι δύο σύνδεσμοι έχουν μία σχισμή και ένα μοναδικό εξάρτημα διεισδύει στη σχισμή. Εναλλακτικά ο σύνδεσμος είναι τοποθετημένος στην κύρια γάστρα και το εξάρτημα στην πλευρική γάστρα. Ο σύνδεσμος μπορεί να είναι συνδεδεμένος στο κατάρτι ή απ’ ευθείας στη γάστρα.

[00016] To πρώτο στοιχείο σύνδεσης που σχετίζεται με την αριστερή πλευρική γάστρα και το πρώτο στοιχείο σύνδεσης που σχετίζεται με τη δεξιά πλευρική γάστρα, μπορεί να είναι ένα δομικό στοιχείο, ως ένα δοκάρι αρθρωμένο στην κύρια γάστρα ή την πλευρική γάστρα και συνδεδεμένο με την πλευρική γάστρα ή την κύρια γάστρα αντίστοιχα. Κάθε διάταξη που ευνοεί την περιστροφική κίνηση μεταξύ της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας, ως δύο δοκάρια ενωμένα με μία ένωση που δεν ανθίσταται ή σχεδόν δεν ανθίσταται στην περιστροφή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτο μέσο σύνδεσης.

[00017] Κάτω από κάθε γάστρα με κατάρτι με ιστίο υπάρχει μία καρίνα, που παρέχει αντίσταση στην πλευρική μετακίνηση του σκάφους. Προαιρετικά κάτω από κάθε γάστρα με κατάρτι υπάρχει ένα πτερύγιο που παρέχει μία άνωση με κατακόρυφη συνιστώσα, καθώς το σκάφος ταξιδεύει. Το πτερύγιο έχει διατομή μορφής υδροτομής που κείται σε ένα επίπεδο κατά το διάμηκες της γάστρας. Το πτερύγιο μπορεί να έχει μία μέση γραμμή καμπυλότητας με ρυθμιζόμενη καμπυλότητα ή ρυθμιζόμενη γωνία πρόσπτωσης, έτσι ώστε κατά τον πλόα, να παρέχει άνωση κατά μήκος δύο αντίθετων διευθύνσεων, εξαρτωμένη από την καμπυλότητα της μέσης γραμμής καμπυλότητας. Προαιρετικά, υπάρχει ένας μηχανισμός, π.χ. αισθητήρας επιφάνειας, που εντοπίζει την ελεύθερη επιφάνεια και ελέγχει την καμπυλότητα ή τη γωνία πρόσπτωσης. Σε κάποια παραδείγματα, η καρίνα και το πτερύγιο είναι δύο διακριτά στοιχεία.

[00018] Η σύνδεση της κύριας γάστρας, της πλευρικής γάστρας με το πρώτο μέσο σύνδεσης και το δεύτερο μέσο σύνδεσης προσφέρουν αντίσταση στο διατοιχισμό, την πρόνευση ή άλλη κλίση της κύριας γάστρας, ανάλογα με τη διεύθυνση του άξονα γύρω από τον οποίο πραγματοποιείται η σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας και της πλευρικής γάστρας κατά τον πλόα. Σε κάποιες υλοποιήσεις, το πρώτο μέσο σύνδεσης επιτρέπει τη σχετική περιστροφή γύρω από περισσότερους του ενός άξονες, π.χ. με τη χρήση σφαιρικών ή άλλων αρθρώσεων.

[00019] Η εφεύρεση προτείνει επίσης μία μέθοδο ένα σύστημα για τη σύνδεση δύο γαστρών, που περιλαμβάνει τη σύνδεση από τις δύο γάστρες με πρώτο μέσο σύνδεσης, διαμορφωμένο να επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση των δύο γαστρών γύρω από έναν τουλάχιστον άξονα περιστροφής, και δεύτερο μέσο σύνδεσης, διαμορφωμένο με τέτοιο τρόπο, ώστε κατά τη σχετική περιστροφική κίνηση από τις δύο γάστρες γύρω από τον προαναφερθέντα άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης αναπτύσσει μία γραμμική δύναμη μεταξύ των δύο γαστρών.

[00020] Παραδείγματα της εφεύρεσης περιγράφονται πιο κάτω με αναφορά στα παρακάτω Σχήματα, όπου το

Σχήμα 1 παρουσιάζει ένα γνωστό από τη στάθμη της τεχνικής ιστιοφόρο

Σχήμα 2 παρουσιάζει μία υλοποίηση της εφεύρεσης με μία κεντρική γάστρα και δύο πλευρικές γάστρες, δηλαδή μία αριστερή γάστρα και μία δεξιά γάστρα

Σχήμα 3 παρουσιάζει μία επιπλέον υλοποίηση της εφεύρεσης

Σχήμα 4 παρουσιάζει την αριστερή γάστρα με το προαιρετικό πτερύγιο

Σχήμα 5 παρουσιάζει σχηματικά το σύνδεσμο και το εξάρτημα που συνδέουν δύο γάστρες

Σχήμα 6 δείχνει σχηματικά την υδροτομή ενός προαιρετικού πτερυγίου

Σχήμα 7 παρουσιάζει σχηματικά έναν αισθητήρα επιφάνειας, που ελέγχει το πτερύγιο του Σχήματος 4

Σχήμα 8 δείχνει σχηματικά τη συμπεριφορά ιστιοφόρου υπό την επίδραση ανέμου Σχήμα 9 παρουσιάζει μία επιπλέον υλοποίηση, ένα σκάφος με μία κύρια γάστρα και μία πλευρική γάστρα

Σχήμα 10 παρουσιάζει σχηματικά ένα επιπλέον παράδειγμα συνδέσμου και εξαρτήματος που συνδέουν το κατάρτι μίας γάστρας με μία άλλη γάστρα Σχήμα 11 παρουσιάζει μία υλοποίηση της εφεύρεσης για την αντιμετώπιση της πρόνευσης ενός σκάφους

Σχήμα 12 παρουσιάζει μία επιπλέον υλοποίηση της εφεύρεσης για την αντιμετώπιση διατοιχισμού και πρόνευσης ενός σκάφους

Σχήμα 13 παρουσιάζει σχηματικά μία ίσαλο και τη διαμήκη, εγκάρσια και κάθετη διεύθυνση, καθώς επίσης την αριστερή και δεξιά πλευρά ενός σκάφους

[00021] Μία υλοποίηση της εφεύρεσης παρουσιάζεται στο Σχήμα 2 που δείχνει ένα σκάφος (10) με μία κύρια γάστρα (11). Μία αριστερή γάστρα (12) και μία δεξιά γάστρα (13) είναι συνδεδεμένες με την κύρια γάστρα (11), με την αριστερή γάστρα (12) να είναι τοποθετημένη στην αριστερή πλευρά της κύριας γάστρας (11) και τη δεξιά γάστρα (13) να είναι τοποθετημένη στη δεξιά πλευρά της κύριας γάστρας (11). Κάθε μία από την αριστερή γάστρα (12) και τη δεξιά γάστρα (13) έχουν από ένα κατάρτι (22) και (23) αντίστοιχα. Στην υλοποίηση που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, κάθε ένα από τα κατάρτια (22, 23) είναι συνδεδεμένα με το κατάστρωμα της αριστερής γάστρας (12) και της δεξιάς γάστρας (13) αντίστοιχα. Τα κατάρτια (22, 23) φέρουν ιστία.

[00022] Η αριστερή γάστρα (12) είναι ενωμένη με την κύρια γάστρα με ένα δομικό στοιχείο (32), που επιτρέπει τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και της αριστερής γάστρας (12) και επακόλουθα τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και του καταρτιού (22) που φέρεται από την αριστερή γάστρα (12). Σε μία υλοποίηση που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, η σχετική περιστροφή μεταξύ της κύριας γάστρας (11) από τη μία και του καταρτιού (22) από την άλλη, επιτυγχάνεται με μία ένωση με άρθρωση (50) του δομικού στοιχείου (32) στην κύρια γάστρα (11). Σε αυτή την υλοποίηση, η σχετική περιστροφή πραγματοποιείται γύρω από ένα άξονα, που είναι παράλληλος στη διαμήκη διεύθυνση της κύριας γάστρας (11), έτσι ώστε το ιστίο που φέρεται από το κατάρτι (22) να μην μεταφέρει διατοιχισμό στη γάστρα (11).

[00023] To κατάρτι (22) είναι επίσης συνδεδεμένο με την κύρια γάστρα (11) μέσω του συνδέσμου (42). Ο σύνδεσμος (42) προσφέρει αντίσταση στο διατοιχισμό, δηλαδή δεν μεταφέρει τη ροπή διατοιχισμού στην κύρια γάστρα (11), παρότι είναι συνδεδεμένος με αυτήν. Στο παράδειγμα του Σχήματος 2, ο σύνδεσμος (42) είναι ακλόνητα συνδεδεμένος στο κατάρτι (22) και συνδεδεμένος με το εξάρτημα (44) που είναι στερεωμένο στο κατάστρωμα της κυρίας γάστρας (11). Ο σύνδεσμος (42) είναι στερεωμένος στο κατάρτι (22) σε απόσταση από τη σύνδεση του καταρτιού (22) στο κατάστρωμα της αριστερής γάστρας (12). Στην υλοποίηση της εφεύρεσης που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, το εξάρτημα (44) είναι ένα επίμηκες στοιχείο ακλόνητα συνδεδεμένο στο κατάστρωμα της κυρίας γάστρας (11). Ο σύνδεσμος (42) και το εξάρτημα (44) είναι ενωμένα καθώς το άκρο του εξαρτήματος (44) διεισδύει σε ένα οδηγό, π.χ. μία σχισμή που προβλέπεται στο σύνδεσμο (42), ως φαίνεται στο Σχήμα 5, έτσι ώστε ο σύνδεσμος (42) και το εξάρτημα (44) να μπορούν να εκτελούν μια σχετική κίνηση μεταξύ τους. Στην υλοποίηση της εφεύρεσης που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, ο σύνδεσμος (42) και το εξάρτημα (44) είναι επιμήκη στοιχεία, π.χ. δοκάρια και κολώνες.

[00024] Το Σχήμα 3 παρουσιάζει μία εναλλακτική διάταξη του συνδέσμου (42). Στο παράδειγμα αυτό ο σύνδεσμος (42) είναι ακλόνητα ενωμένος με την πλευρική γάστρα (12) παρά με το κατάρτι (22). Στο παράδειγμα που φαίνεται στο Σχήμα 3, ο σύνδεσμος (42) είναι ενωμένος με το εξάρτημα (44) που είναι συνδεδεμένο με το κατάστρωμα της κυρίας γάστρας (11). ως σχηματικά παρουσιάζεται στο Σχήμα 10, που δείχνει μία διάταξη παρεμφερή με αυτή που φαίνεται στο Σχήμα 5. Στο παράδειγμα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 3 το σκάφος έχει μία κύρια γάστρα και μία μόνο πλευρική γάστρα.

[00025] Η δεξιά γάστρα (13) είναι συνδεδεμένη με την κύρια γάστρα με ένα δομικό στοιχείο (33), που επιτρέπει τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρα (11) και της δεξιάς γάστρας (13) και ως εκ τούτου τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και του καταρτιού (23) που φέρεται από τη δεξιά γάστρα (13). Στην υλοποίηση που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, η σχετική περιστροφή μεταξύ της κύριας γάστρα (11) από τη μία και του καταρτιού (23) από την άλλη επιτυγχάνεται με μία άρθρωση (50) του δομικού στοιχείου (33) στην κύρια γάστρα (11). Σε αυτή την υλοποίηση η σχετική περιστροφή γίνεται γύρω από άξονα που είναι παράλληλος στη διαμήκη διεύθυνση της κύριας γάστρας (11). έτσι ώστε το ιστίο που φέρεται από το κατάρτι (23) δεν προκαλεί διατοίχιση ή διατοιχισμό στην κύρια γάστρα (11).

[00026] Το κατάρτι (23) είναι επίσης ενωμένο με την κύρια γάστρα (11) με ένα σύνδεσμο (43). Ο σύνδεσμος (43) παρέχει δράση που ανθίσταται στη διατοίχιση, δηλαδή δεν μεταφέρει κινήσεις διατοίχισης στην κύρια γάστρα (11), παρόλο που είναι ενωμένη μαζί της. Ο σύνδεσμος (43) είναι συνδεδεμένος με το κατάρτι (23) σε μία απόσταση από τη σύνδεση του καταρτιού (23) στη δεξιά γάστρα (13). Στο παράδειγμα του Σχήματος 2, ο σύνδεσμος (43) είναι ακλόνητα συνδεδεμένος με το κατάρτι (23) και ενωμένος στο εξάρτημα (44), με το οποίο συνδέεται επίσης ο σύνδεσμος (42). Εναλλακτικά ο σύνδεσμος (42) και ο σύνδεσμος (43) μπορεί να είναι ενωμένοι με διαφορετικά εξαρτήματα που είναι τοποθετημένα στην κύρια γάστρα (11). Ο σύνδεσμος (43) και το εξάρτημα (44) είναι ενωμένα μαζί, με το ένα άκρο του εξαρτήματος (44) να διεισδύει σε έναν οδηγό που προβλέπεται στο σύνδεσμο (43), έτσι ώστε ο σύνδεσμος (43) και το εξάρτημα (44) να εκτελούν σχετική κίνηση μεταξύ τους. Στην υλοποίηση που περιγράφεται στο Σχήμα 2, ο σύνδεσμος (43) είναι ένα επίμηκες στοιχείο, π.χ. ένα δοκάρι.

[00027] Στην υλοποίηση που φαίνεται στο Σχήμα 2, το δομικά στοιχεία (32) και (33) καθώς επίσης και οι σύνδεσμοι (42) και (43) επιτρέπουν τη μεταφορά της δύναμης πρόωσης, που δρά στα ιστία, στην κύρια γάστρα (11), χωρίς με ασκούν ροπή σε αυτή.

[00028] Γ ια την αποφυγή της πλαγιολίσθησης του σκάφους καθώς η δύναμη που ασκείται στο ιστίο σπρώχνει το σκάφος πλάγια, κάθε πλευρική γάστρα έχει μία καρίνα (70) που προεξέχει κάτω από τον πυθμένα της γάστρας και η οποία ανθίσταται στην πλαγιολίσθηση του. Η καρίνα (70) αναπτύσσει μία δύναμη με εγκάρσια κατεύθυνση, που ανθίσταται στην πλάγια δράση του ανέμου. Προαιρετικά τοποθετείται ένα πτερύγιο (77) στον πυθμένα κάθε πλευρικής γάστρας, ως φαίνεται στο Σχήμα 4, που παρουσιάζει τη αριστερή γάστρα της υλοποίησης του Σχήματος 2. Ένα παράδειγμα τέτοιου πτερυγίου παρουσιάζεται στο Σχήμα 6. Το πτερύγιο (77) έχει τομή μορφής υδροτομής που εκτείνεται κατά μήκος της διαμήκους διεύθυνσης στην γάστρας και η καμπυλότητα του, δηλαδή η καμπυλότητα της μέσης γραμμής καμπυλότητας της υδροτομής του πτερυγίου, μπορεί να ελέγχεται από τον χρήστη, έτσι ώστε να αναπτύσσει μία ανωστική δύναμη προς τα πάνω ή προς τα κάτω ανάλογα με τη φορά του ανέμου. Σε μία άλλη υλοποίηση η διεύθυνση της ανωστικής δύναμης ελέγχεται από τη στροφή του πτερυγίου γύρω από έναν άξονα, που είναι κάθετος στη διατομή του. Μία τέτοια άνωση δημιουργεί ροπή, που ισορροπεί τη ροπή διατοίχισης. Έλεγχος της καμπυλότητας μπορεί να πραγματοποιηθεί με την περιστροφή του οπίσθιου άκρου (76) του πτερυγίου (77), δηλαδή του άκρου του πτερυγίου (77) που είναι προς το πρυμναίο άκρο του σκάφους. Η περιστροφή του οπίσθιου άκρου (76) εμφανίζεται με το βέλος (79) στο Σχήμα 6. Σε μία υλοποίηση, ο έλεγχος βοηθείται από έναν αισθητήρα επιφάνειας (78), παρόμοιο με αυτούς που χρησιμοποιούνται σε Moth Sailing Dinghies, βλέπετε επίσης το Σχήμα 6. Σε μία υλοποίηση, ως αυτή που παρουσιάζεται στο Σχήμα 2, με μία κύρια γάστρα (11), μία αριστερή γάστρα (12) και μία δεξιά γάστρα (13), τα πτερύγια στις πλευρικές γάστρες (12, 13) μπορεί να παράγουν ανωστικές δυνάμεις σε αντίθετες φορές, δημιουργώντας ροπή που ανθίσταται στη διατοίχιση. Ένας αισθητήρας επιφάνειας παρακολουθεί τη σχετική απόσταση ενός σημείου αναφοράς στη γάστρα και της επιφάνειας του νερού και ελέγχει την καμπυλότητα της υδροτομής λαμβάνοντας υπ’ όψη την απόσταση αυτή.

[00029] Το Σχήμα 8 δείχνει σχηματικά τις δυνάμεις που δρούν στις πλευρικές γάστρες καθώς το πλοίο ταξιδεύει. Ως φαίνεται οι δυνάμεις ολίσθησης (81) που δρούν στα ιστία ισορροπούνται από τις δυνάμεις (82) που δρούν στις καρίνες. Στο ίδιο Σχήμα, οι δυνάμεις που αναπτύσσονται στο δεύτερο μέσο σύνδεσης σημειώνονται με (85) και οι δυνάμεις στα πτερύγια με (86). Όλες οι δυνάμεις σχεδιάζονται με βέλη με παχιά γραμμή. Ως εμφανίζεται στο Σχήμα 8, οι δυνάμεις (85) που αναπτύσσονται από το δεύτερο μέσο σύνδεσης και δρούν μεταξύ της πλευρικής γάστρας (12), (13) και της κύριας γάστρας (11) είναι κάθετες στο κατάστρωμα. Η σύνδεση της κυρίας γάστρας και πλευρικής γάστρας με άρθρωση και σύνδεσμο ως περιγράφεται πιο πάνω εξετάστηκε σε δεξαμενή δοκιμών. Κατά τα πειράματα, η αριστερή γάστρα (12) και η δεξιά γάστρα (13) περιστρέφονταν και τα κατάρτια (22) και (23) συνέκλιναν, συμπεριφορά που είχε ως αποτέλεσμα τη σοβαρή μείωση της ροπής διατοιχισμού.

[00030] Σε άλλη υλοποίηση της εφεύρεσης, το σκάφος έχει μία κύρια γάστρα και μία πλευρική γάστρα. Μία τέτοια υλοποίηση φαίνεται στο Σχήμα 9, που δείχνει ένα σκάφος με μία κύρια γάστρα (11) και μία αριστερή γάστρα (12). Η ένωση του καταρτιού (22) και της κύριας γάστρας (11) περιγράφονται αναφορικά με την υλοποίηση στο Σχήμα 2, που δείχνει ένα σκάφος με μία κύρια γάστρα, μία αριστερή γάστρα και μία δεξιά γάστρα. Το Σχήμα 10 παρουσιάζει σχηματικά την ένωση του συνδέσμου (42) και του εξαρτήματος (44) του παραδείγματος που παρουσιάζεται στο Σχήμα 9. Στην περίπτωση που υπάρχει πληθώρα πλευρικών γαστρών, κάθε σύνδεσμος μπορεί να συνδέει μία πλευρική γάστρα με την κύρια γάστρα με ένα ξεχωριστό εξάρτημα ως αυτό του φαίνεται στο παράδειγμα του Σχήματος 10.

[00031] Στην υλοποίηση που φαίνεται στο Σχήμα 2 και το Σχήμα 9 και περιγράφεται πιο πάνω, η σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας από τη μία και της πλευρικής γάστρας από την άλλη, γίνεται γύρω από ένα άξονα που εκτείνεται κατά μήκος της διαμήκους διεύθυνσης του σκάφους. Μία τέτοια διάταξη παρέχει δράση, που ανθίσταται στο διατοιχισμό, δηλαδή ανθίσταται στη διατοίχιση της κύριας γάστρας (11) γύρω από ένα διαμήκη άξονα. Στην υλοποίηση που φαίνεται στο Σχήμα 11 το σκάφος έχει μία κύρια γάστρα (11) και δύο δεξιές γάστρες (13) στη δεξιά πλευρά της κυρίας γάστρας (11). Κάθε μία από τις δύο δεξιές γάστρες (13) ενώνεται με την κύρια γάστρα (11) με δομικό στοιχείο (33), που επιτρέπει τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και της δεξιάς γάστρας (13), άρα και τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και του καταρτιού (23) που φέρεται από τη δεξιά γάστρα (13) γύρω από εγκάρσιο άξονα, δηλαδή από άξονα που είναι παράλληλος με τον άξονα πρόνευσης του σκάφους. Η σχετική περιστροφή επιτυγχάνεται με τις αρθρώσεις (52), που συνδέουν τα δομικά στοιχεία (33) στην κύρια γάστρα (11).

[00032] Στο παράδειγμα του Σχήματος 11 , δύο δεξιές γάστρες (13) ενώνονται επιπλέον με την γάστρα (11) με συνδέσμους (43). Κάθε σύνδεσμος (43) είναι στερεωμένος στο κατάρτι (23) και στο κατάστρωμα της κύριας γάστρας (11). με το εξάρτημα (44). Ο σύνδεσμος (43) και το εξάρτημα (44) ενώνονται διεισδύοντας το ένα άκρο του εξαρτήματος (44) σε έναν οδηγό που προβλέπεται στο σύνδεσμο (43), έτσι ώστε το εξάρτημα (44) να ολισθαίνει κατά μήκος του οδηγού.

[00033] Ή διάταξη που παρουσιάζεται στο Σχήμα 11 , παρέχει δράση αντίθετη στη πρόνευση, δηλαδή ανθίσταται στην πρόνευση του σκάφους. Ή διάταξη που παρουσιάζεται στο Σχήμα 12, παρέχει δράση αντίθετη στη διατοίχιση και την πρόνευση. Σε αυτή την υλοποίηση ο σύνδεση των δομικών στοιχείων (32) και (33) στην κύρια γάστρα (11). επιτυγχάνεται μέσω σφαιρικών αρθρώσεων (54) που επιτρέπουν την περιστροφή από τις αριστερές γάστρες (12) και τις δεξιές γάστρες (13) γύρω από διαμήκη άξονα, δηλαδή άξονα παράλληλο στον άξονα διατοιχισμού, και από εγκάρσιο άξονα, δηλαδή άξονα παράλληλο στον άξονα πρόνευσης του σκάφους.

[00034] Πλευρικές γάστρες προβλέπονται επίσης και σε μεγάλα εμπορικά σκάφη. Σκάφοι, με μηχανές για την παραγωγή ισχύος, μπορούν να έχουν επιπροσθέτως και ιστία.

[00035] Η διαμήκης διεύθυνση του σκάφους είναι η διεύθυνση που διατρέχει το μήκος του πλοίου από το πρυμναίο άκρο στο πρωραίο άκρο, δηλαδή από την πρύμνη στην πρώρας. Μία εγκάρσια διατομή του σκάφους είναι μία διατομή που είναι κάθετη στη διαμήκη διεύθυνση. Σε μία εγκάρσια διατομή, δύο ορθογώνιοι άξονες ορίζουν την κατακόρυφη διεύθυνση και την εγκάρσια διεύθυνση. Η κατακόρυφη διεύθυνση διασταυρώνεται με την τρόπιδα και είναι συνήθως ο άξονας συμμετρίας μίας τομής της γάστρας του σκάφους, όταν η γάστρα είναι συμμετρική, και η εγκάρσια διεύθυνση είναι κάθετη στην κατακόρυφη διεύθυνση. Η αριστερή πλευρά είναι η πλευρά του σκάφους, που είναι στα αριστερά παρατηρητή που βλέπει από την πρύμνη την πρώρα, δηλαδή βλέποντας προς τα εμπρός καθώς το σκάφος βρίσκεται σε κίνηση πρόσω, και η δεξιά πλευρά είναι στη δεξιά πλευρά του παρατηρητή. Ο ορισμός της αριστερής πλευράς, της δεξιάς πλευράς, της διαμήκους και εγκάρσιας διεύθυνσης, ο άξονες διατοίχισης και πρόνευσης φαίνονται στο Σχήμα 13 σε σχέση με μία ίσαλο του σκάφους.

Claims (14)

Αξιώσεις

1. Σκάφος (10) με μία κύρια γάστρα (11) που εκτείνεται κατά μήκος μιας διαμήκους διεύθυνσης, μία πλευρική γάστρα (12, 13) και ένα κατάρτι (22, 23) τοποθετημένο στη πλευρική γάστρα (12, 13), χαρακτηριζόμενο από το όπ η πλευρική γάστρα (12, 13) και η κύρια γάστρα (11) είναι συνδεδεμένες με πρώτο μέσο σύνδεσης (32, 33, 50, 52, 54) που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας (11) και της πλευρικής γάστρας (12, 13) γύρω από έναν άξονα περιστροφής, και δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43, 44) που είναι διαμορφωμένο κατά τέτοιο τρόπο, ώστε κατά τη σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και της πλευρικής γάστρας (12, 13) γύρω από τον άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43, 44) αναπτύσσει γραμμική δύναμη (85) μεταξύ της κύριας γάστρας (11) και της πλευρικής γάστρας (12, 13), η οποία γραμμική δύναμη (85) είναι κάθετη στην προαναφερθείσα διαμήκη διεύθυνση.

2. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 1 , όπου το δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43), 44) περιλαμβάνει ένα σύνδεσμο (42, 43) τοποθετημένο στην κύρια γάστρα (11) ή την πλευρική γάστρα (12, 13) και ένα εξάρτημα (44) τοποθετημένο στην πλευρική γάστρα (12, 13) ή την κύρια γάστρα (11) αντίστοιχα, με το σύνδεσμο (42, 43) και το εξάρτημα (44) να είναι συνδεδεμένα, έτσι ώστε κατά την σχετική περιστροφή της κύριας γάστρας (11) και της πλευρικής γάστρας (12, 13), πραγματοποιούν μία σχετική κίνηση.

3. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 2, όπου ο σύνδεσμος (42, 43) έχει έναν οδηγό και το εξάρτημα (44) διεισδύει στον οδηγό.

4. Σκάφος (10) σύμφωνα με μία των αξιώσεων 1 to 3, όπου η πλευρική γάστρα (12, 13) και η κύρια γάστρα (11) είναι συνδεδεμένες με ένα δομικό στοιχείο (32, 33) που είναι αρθρωμένο στην πλευρική γάστρα (12, 13) ή την κύρια γάστρα (11).

5. Σκάφος (10) σύμφωνα με μία των αξιώσεων 1 to 4, όπου ο άξονας περιστροφής είναι παράλληλος με την διαμήκη διεύθυνση.

6. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 1 , με δύο πλευρικές γάστρες (12, 13) με την κύρια γάστρα (11) να έχει μία αριστερή πλευρά και μία δεξιά πλευρά, με τη μία πλευρική γάστρα (12) τοποθετημένη στην αριστερή πλευρά της κύριας γάστρας (11) και την άλλη πλευρική γάστρα (13) τοποθετημένη στη δεξιά πλευρά της κύριας γάστρας (11), με τη κάθε μία από τις πλευρικές γάστρες (12, 13) να φέρει ένα κατάρτι (22, 23) και κάθε μία από τις πλευρικές γάστρες (12, 13) να είναι συνδεδεμένη με την κύρια γάστρα (11) με πρώτο μέσο σύνδεσης (32, 33, 50, 54) που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας (11) και της αντίστοιχης πλευρικής γάστρας (12, 13) γύρω από έναν άξονα που εκτείνεται παράλληλα στη διαμήκη διεύθυνση, και δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43, 44) που είναι διαμορφωμένο έτσι ώστε κατά τη σχετική περιστροφική κίνηση της κύριας γάστρας (11) και της πλευρικής γάστρας (12, 13) γύρω από τον προαναφερθέντα άξονα περιστροφής, το δεύτερο μέσο σύνδεσης (42, 43, 44) αναπτύσσει γραμμική δύναμη (85) μεταξύ της κύριας γάστρας (11) και της αντίστοιχης πλευρικής γάστρας (12, 13), η οποία γραμμική δύναμη (85) είναι κάθετη στη διαμήκη διεύθυνση.

7. Σκάφος (10) σύμφωνα με μία των αξιώσεων 1 to 6, με ένα πτερύγιο (77) εφαρμοσμένο κάτω από κάθε γάστρα που φέρει κατάρτι (22, 23), όπου το πτερύγιο (77) έχει μια διατομή που έχει σχήμα υδροτομής με μία μέση γραμμή καμπυλότητας με ρυθμιζόμενη καμπυλότητα, έτσι ώστε κατά τη χρήση, το πτερύγιο (77) παράγει άνωση κατά μήκος μίας από δύο αντίθετες διευθύνσεις, που εξαρτάται από την καμπυλότητα της μέσης γραμμής καμπυλότητας.

8. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 7, με έναν μηχανισμό που ελέγχει την καμπυλότητα της μέσης γραμμής καμπυλότητας.

9. Σκάφος (10) σύμφωνα με μία των αξιώσεων 1 έως 8, με μία καρίνα (70) και ένα πτερύγιο (77) τοποθετημένα κάτω από κάθε γάστρα, που φέρει κατάρτι (22, 23), όπου η καρίνα (70) και το πτερύγιο (77) είναι δύο διακριτά στοιχεία.

10. Σκάφος (10) σύμφωνα με μία των αξιώσεων 1 to 5, με δύο πλευρικές γάστρες (12, 13), με την κύρια γάστρα (11) να έχει μία δεξιά πλευρά και μία αριστερή πλευρά και με τις δύο πλευρικές γάστρες (12, 13) να είναι τοποθετημένες είτε στην αριστερή ή τη δεξιά πλευρά.

11. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 6, με δύο πλευρικές γάστρες (12, 13) τοποθετημένες στην αριστερή πλευρά του σκάφους (10) και δύο πλευρικές γάστρες (12), (13) τοποθετημένες στη δεξιά πλευρά του σκάφους (10).

12. Σκάφος (10) σύμφωνα με την αξίωση 11, όπου κάθε μία από τις δύο πλευρικές γάστρες (12) που είναι τοποθετημένες στην αριστερή πλευρά του σκάφους (10) και τις δύο πλευρικές γάστρες (13) που είναι τοποθετημένες στη δεξιά πλευρά του σκάφους (10) είναι αρθρωμένες στην κύρια γάστρα (11) με μία άρθρωση που επιτρέπει στροφή κάθε πλευρικής γάστρας (12, 13) γύρω από δύο άξονες.

13. Μέθοδος σύνδεσης από δύο γάστρες (11, 12, 13) ενός σκάφους, όπου μία από τις δύο γάστρες φέρει ένα κατάρτι με ένα πανί, με τη μέθοδο να περιλαμβάνει, σύνδεση από τις δύο γάστρες (11, 12, 13) με μέσο σύνδεσης (42, 43, 44, 32, 33, 50, 52, 54) που επιτρέπει τη σχετική περιστροφική κίνηση από τις δύο γάστρες (11) γύρω από έναν άξονα περιστροφής και διαμορφωμένο έτσι ώστε κατά την προαναφερθείσα σχετική περιστροφική μετατόπιση, να αναπτύσσει γραμμική δύναμη (85) μεταξύ των δύο γαστρών, η οποία γραμμική δύναμη (85) είναι κάθετη στην προαναφερθείσα διαμήκη διεύθυνση.

14. Μέθοδος σύνδεσης ενός πλήθους από γάστρες με μία κύρια γάστρα, όπου κάθε μία από το πλήθος από γάστρες είναι συνδεδεμένη με την κύρια γάστρα σύμφωνα με τη μέθοδο της αξίωσης 13.