ПАРУС
SAIL

Изобретение относится к маломерному судостроению, а именно к судовым движителям, приводимым в действие ветром, конкретно к конструкциям и типам парусов для маломерных судов с весельно-парусным вооружением, которое может быть использовано в качестве основного и вспомогательного ветрового движителя судов широкого спектра назначения, сухопутных, водных, амфибиях и других видах транспорта.
Известен жесткий парус-крыло, содержащий поворотные секции. Недостатками данной конструкции являются: низкая эффективность в сложенном состоянии из-за применения симметричных передней и задней аэродинамических поверхностей, которые, при расположении паруса параллельно направлению ветра в сложенном состоянии, создают противоположно направленные взаимно гасящие движущие силы, а высокая эффективность достигается только при попутных ветрах в разложенном состоянии. (АС SU 1065297, опубл. 1984 г.)
Сложность конструкции, содержащей несъемную мачту с механизмом, препятствующими свободному обтеканию поверхностей паруса воздушным потоком.
Известна полезная модель «Надувной парус Ветвиндера», который состоит из двух дуг, выполненных в виде надувных дуговых цилиндрических элементов, соединенных между собой не менее чем тремя перемычками, выполненными в виде надувных цилиндров меньшего диаметра, с наружной стороны дуг и крайних перемычек закреплен парус, на концах дуг выполнены элементы, позволяющие закрепить концы строп, определенным образом объединенных на некотором расстоянии от паруса. При изготовлении паруса используют прозрачный материал, (патент РФ №74110, опубл. 2008 г.)
Недостатками конструкции является низкая прочность надувных элементов, которые могут быть деформированы при усилении ветра и ограниченная область применения, так как данный парус может приводить в движение только пловца или плавсредства незначительных размеров и массы.
Задачей заявляемой полезной модели является создание жесткого паруса для маломерного судна без мачты и подводного киля, с возможностью передвижения на малых глубинах и подхода максимально близко к берегу, не оборудованными специальными причалами.
Техническим результатом является улучшение аэродинамических качеств жесткого паруса, беспрепятственный обзор при движении судна, а так же легкость и простота как в монтаже, демонтаже паруса, так и в управлении маломерным судном с данным парусом.
Заявляемые технический результат достигаемся тем, что парус выполнен из прозрачного материала, включающий дуги, согласно заявляемого изобретения, он содержит лист пластика, жестко закрепленный нижней кромкой и посередине своей высоты к двум алюминиевым уголкам, расположенным горизонтально, которые изогнуты в параллельных плоскостях по дугам одинакового радиуса, нижний уголок приварен к концам гика, а его середина соединена с гиком через проставку; верхний уголок закреплен в двух точках к двум Г-образным стойкам, приваренных к середине гика; стойки симметрично наклонены от вертикали и усилены перекладиной и подкосом; гик, проставка, стойки, перекладина и подкос выполнены из алюминиевой трубы и сварены с уголками; парус закреплен с помощью трех пластмассовых хомутов, двумя винтами и шплинтом к верхней площадке опорно-поворотного элемента, который состоит из двухрядного подшипника, верхней и нижней площадки.
Изобретение иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - вид паруса в сборе
фиг. 2 - крепление паруса к судну
фиг. 3 - вид парус при движении судна
фиг. 4 - вид паруса в сложенном состоянии.
Парус состоит из листа прозрачного пластика 1, жестко закрепленный нижней кромкой и посередине своей высоты к двум алюминиевым уголкам 2, расположенным горизонтально. Для придания листу аэродинамической формы уголки 2 изогнуты в параллельных плоскостях по дугам одинакового радиуса. Нижний уголок сварен с концами гика, а его середина соединена с гиком через проставку. Верхний уголок закреплен в двух точках к двум Г-образным стойкам 5, приваренных к середине гика 3. Стойки 5 симметрично наклонены от вертикали, и усилены перекладиной 6 и подкосом 7. Элементы гик 3, проставка 4, стойки 5, перекладина 6 и подкос 7 выполнены из алюминиевой трубы и соединены с уголками 2 с помощью сварки. Полученная единая сварная конструкция в сборе с листом пластика 1, представляет собой парус, который крепится с помощью трех пластмассовых хомутов 8, двумя винтами 9 и шплинтом 10 к верхней площадке 11 опорно-поворотного элемента. Опорно-поворотный элемент состоит из специального двухрядного подшипника (на чертеже не показан), верхней 11 и нижней площадки 12, которая закреплена к носовой палубе судна или к одному из бимсов -горизонтальных балок корпуса судна с помощью болтов.
Заявляемое устройство работает следующим образом:
Судну с заявляемым парусом не требуется наличие мачты, функцию которой выполняет легкая сварная конструкция, соединенная с пластиковым прозрачным листом, обе поверхности которого повторяют профиль дуг постоянного радиуса элементов конструкции и, являясь аэродинамическими, создают, при обтекании воздухом, движущую силу. Лист пластика закрепляют к одной из полок изогнутых алюминиевых уголков, вторые полки которых, служат аэродинамическими гребнями для удержания направления воздушного потока и предотвращения срывания его до прохода всей поверхности. Сама конструкция не препятствует обтеканию воздушным потоком аэродинамических поверхностей паруса.
Использование прозрачного листа пластика способствует беспрепятственному обзору при движении судна.
Малая толщина паруса, а также отсутствие мачты, обладающей в прочих случаях лобовым сопротивлением, создают условия для ламинарного обтекания воздушным потоком наружной и внутренней аэродинамических поверхностей, практически без сопротивления ветру.
Заявляемый парус позволяет судну двигаться в любом направлении (кроме прямого движения против ветра), а так же не создает неудобств при смене галса, таких, когда пассажирам и экипажу традиционной яхты приходится наклоняться и менять свое положение при проходе гика грот-паруса над их головами, (рабочая зона поворота предложенного паруса не пересекает область расположения пассажиров и экипажа), обеспечивающей более высокую безопасность эксплуатации,
Форма парусной конструкции и ее крепление непосредственно на корпус судна делают расположение центра давления паруса низким, что не создает значительного опрокидывающего момента и позволяет безопасно эксплуатировать парус на судах без подводного киля, тем самым передвигаться на малых глубинах и подходить максимально близко к берегу.
Парус может использоваться в качестве как основного, так и дополнительного, съемного или постоянно установленного парусного вооружения.
При бейдевинде, бакштаге и, особенно, галфвинде, парус поворачивают одной из кромок к ветру. Масса воздуха, обтекая поверхности паруса, имеющего постоянную, в отличие от тканевых парусов, геометрию, движется по окружности и, стараясь сохранить свое прямолинейное, согласно второму закону Ньютона, движение, создает движущую (подъемную, центробежную) силу на наружной и внутренней поверхностях паруса, приводя судно в движение. При попутном ветре - фордевинде и близких к нему направлениях плоскость паруса располагают перпендикулярно направлению ветра.
Углы постановки паруса выбирают в соответствии с курсом судна относительно направления ветра от бейдевинда, галфвинда, бакштага до фордевинда симметрично относительно продольной оси судна для правого и левого галса. Фиксация положений паруса относительно корпуса судна может осуществляться с помощью такелажа, вручную, механически либо другими способами.
Благодаря симметрии паруса относительно вертикальной плоскости, кромкой паруса, направленной к ветру, может с равным результатом служить как левая, так и правая его сторона, что дает возможность получать одинаковую силу тяги при смене направления ветра на противоположное без разворота паруса. Кроме того, вес данного симметричного паруса при любых углах его поворота оказывает одинаковое давление на левый и правый борт судна, что не создает дополнительного крена.
Размеры предлагаемого паруса составляют 2 метра в ширину, 1,5 метра в высоту. Радиус дуги окружности профиля аэродинамических поверхностей - 2,3 метра. Площадь паруса - 3 квадратных метра, что значительно меньше допустимой (7 квадратных метров) для лодок типа «Казанка», на которой был испытан заявляемый парус, что способствует безопасной эксплуатации. Размеры паруса могут быть изменены в соответствии с размерами судна или транспортного средства, на котором парус будет использоваться.
Использование шплинта вместо третьего винта позволяет при его снятии быстро располагать парус горизонтально вдоль корпуса судна, поворотом вокруг горизонтальной оси в случае усиления ветра до критических значений, шквала или когда парус не используется. Снятие шплинга и винтов обеспечивает демонтаж паруса. Использование опорно-поворотного элемента позволяет выполнять поворот паруса легко и быстро на 360 градусов.
Таким образом: заявляемое изобретение за счет использования прозрачного пластика и единой сварной конструкции не препятствует обзору при движении судна. Форма паруса и использование опорно-поворотного элемента позволяет выполнять повороты паруса на 360 градусов, при эксплуатации не создается значительного опрокидывающего момента. Использование съемного шплинта позволяет быстро сложить парус на носовую палубу судна при возникших неблагоприятных погодных условиях и так же быстро привести его в рабочее положение За счет небольшого размера и легкости конструкции монтаж, демонтаж и управлением заявляемым парусом может выполнять один человек.