[发明专利]具有主动和被动操纵线条的空气动力学风力推进装置以及用于控制这种装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气动力学风力推进装置，特别地用于船只，该装置包括：空气动力学翼片，其通过多个牵引线条连接到设置在空气动力学翼片下方的操纵单元；至少一对两个主动操纵线条，其连接到空气动力学翼片的彼此相隔一定距离的两个点处并且联接到位于操纵单元处的至少一个驱动单元；以及牵引线缆，牵引线缆的第一端部在操纵单元处与至少两个牵引线条相连接并且牵引线缆的第二端部连接到基部平台，空气动力学翼片具有空气动力学外形，当气流方向几乎垂直于牵引线缆的时候，其空气动力学外形在牵引线缆的方向上产生提升力。

本发明的另一个方面涉及一种用于控制特别是用于船只的空气动力学风力推进装置的方法，该方法包括以下步骤：通过多个牵引线条将空气动力学翼片连接到设置在所述空气动力学翼片下方的操纵单元；将至少一对两个主动操纵线条连接到所述空气动力学翼片的彼此相隔一定距离的两个点处，并将所述至少一对主动操纵线条联接到位于所述操纵单元处的至少一个驱动单元；将牵引线缆的第一端部在所述操纵单元处连接到所述牵引线条中的至少两个牵引线条，并且将所述牵引线缆的第二端部连接到基部平台；以及向所述至少一对主动操纵线条施加操纵力。

背景技术

当今，碳基燃料(例如柴油或者重燃油HFO)作为用于推进航海船舶的重要能源。一般地，柴油发动机被用于提供船舶用的驱动力。随着这种碳基能源的成本日益增加，应用替代方法为航海船舶提供驱动力变得引人注目。

WO2005/100147A1公开了一种定位装置，用于控制翼片元件，该翼片元件经由牵引线缆连接到船只用以充当主要或者辅助驱动装置。这种基于在高空飞行并通过牵引力拉动船只的翼片元件的推进系统需要大型翼片元件，而且对这种翼片元件的控制是挑战性任务。在WO2005/100147A1中，提出了响应于翼片元件的飞行条件放出和拉进牵引线缆。尽管通过这种控制机构能够获得一定程度的飞行控制，但是不足以在所有飞行条件下控制翼片元件，特别是当风力和风向明显改变的时候。

为了提高这种翼片元件在恶劣的大风条件下的操纵性能，从WO2005/100148A1中已知将操纵单元通过多个控制线条靠近翼片元件联接在翼片元件下方，并且通过在航海船舶与操纵单元之间延伸的牵引线缆经由这种操纵单元将翼片元件连接到航海船舶。由此，能够改善对翼片元件的控制，但是对于控制翼片元件以及特别是操纵翼片元件的飞行路径而言始终是挑战性任务。

WO2005/100149A1提出了各种传感器，以提高对拖曳航海船舶的翼片元件进行控制。尽管这些以及前面的技术可以提高空气动力学翼片元件的操纵能力，但是有效地操纵空气动力学翼片元件以及以有效的方式控制它的飞行路径和条件仍极富挑战性。

为了提高起动和着陆操作期间的操纵性能，WO2005/100150提出了一种伸缩桅杆，其竖立于航海船舶的前甲板上并且靠近牵引线缆将翼片元件联接到航海船舶的固定点。使用这种桅杆，翼片元件可以直接地联接到桅杆的顶部。尽管这种技术可以显著地提高翼片元件在起动和着陆过程期间的操作性，但是提高翼片元件在各种飞行条件下的操纵性能以及提高这种操纵技术的效率仍然是富有挑战性的任务。

发明内容

本发明的第一个目标是提供一种装置，该装置促进和提高空气动力学翼片的控制和/或操纵性能。

本发明的另一个目标是提高装置内部以及遍布装置的负载承载分布以及力的传递。

本发明的另一个目标是提高装置的效率。

根据本发明的第一个方面，提供了如上所述的空气动力学风力推进装置，其特征在于一对两个被动操纵线条，其中所述两个被动操纵线条中的每一个被动操纵线条都包括下节段和上节段，其中，每个被动操纵线条的下节段的第二端部都通过连接构件连接到相应的所述被动操纵线条的上节段的第一端部；所述两个被动操纵线条的上节段的第二端部连接到所述空气动力学翼片的彼此相隔一定距离的两个点处；以及所述两个被动操纵线条的下节段的第一端部在所述操纵单元的区域内彼此连接，从而形成穿过所述操纵单元的连续被动操纵线条节段，以便被动地跟随由施加到所述至少一对主动操纵线条的操纵力所引起的所述空气动力学翼片的变形。

根据本发明的空气动力学风力推进装置由多个彼此联接或者连接的个体构成。本文中使用的术语“连接”指的是被连接的两个个体直接或者间接地保持、紧固或者附连到彼此。间接的连接可进一步包括在个体之间以实体的方式建立连接的连接元件或者连接构件。本文中使用的术语“联接”描述的是被联接的元件之间相应的功能关系或者接合，从而使得被联接到其它元件的元件对该其它元件产生作用，例如齿轮对齿形带或者带轮对皮带。