[发明专利]一种可收缩式双尾襟翼翼型风帆

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶用风帆，具体涉及可收缩的双尾襟翼翼型风帆。

背景技术

船舶用风帆材料由软质风帆发展到硬质风帆，风帆帆型有三角型、四边型、弧型、翼型。现在使用较多的是翼型风帆，翼型风帆的上表面呈弯曲状，下表面较平坦，因此在与空气发生相对运动时，流过上表面的空气在同一时间内走过的路程比流过下表面的空气的路程远，所以在上表面的空气的相对速度比在下表面的空气的相对速度要小。根据伯努利定理：流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比，因此翼型风帆上表面的空气施加给翼的压力小于下表面的空气施加给翼的压力，上下压力的合力必然向上，这就产生了升力，使翼型风帆借助风力助航。

目前，一般在船舶上增设一组或多组风帆来助航，但风帆都是采用固定帆面，虽然可以折叠收放与调整风帆角度，但是无法增加主要受风面积，风能利用率较低。

中国专利公开号为CN203528797的专利文献记载了一种套接式风帆助航装置，由旋转底座、与旋转底座上端连接的液压升降杆、设置在液压升降杆上的风帆本体等组成；液压升降杆呈多节设置；风帆本体是可沿液压升降杆伸缩的结构，该装置能够自动上下收缩风帆，提高船舶稳性与甲板占用率。但是，其同样存在不足之处是：其帆型仅仅能够上下收缩，虽有利于船舶稳性，但是受风面积并未得到改变，风帆产生的推力效果未得到提高，助航性能未得到改善。

发明内容

本发明的目的在于解决现有风帆存在的问题，提供一种可收缩式双尾襟翼翼型风帆，通过设置两个长度不同可移动的尾部襟翼，在其展开时大大增加了受风面积，有效地解决了传统风帆有效受风面积不能增加的问题，提高风帆推力效果和风能利用率。

为了达到上述目的，本发明用过以下技术方案实现：本发明包括帆体组件、框架组件和甲板传动组件，甲板传动组件固定设在船舶甲板上，甲板传动组件上方是框架组件，框架组件上固定布置有帆体组件，帆体组件包括最前部的主帆、中间的前尾襟翼帆、后部的后尾襟翼帆；主帆后部一侧面是向主帆中线凹陷的变曲率凹弧面，前尾襟翼帆前部一侧面是曲率与主帆上的变曲率凹弧面曲率相同的变曲率翼型面， 前尾襟翼帆后部一侧面是向前尾襟翼帆中线凹陷的变曲率凹弧面，后尾襟翼帆前部一侧面是曲率与前尾襟翼帆上的变曲率凹弧面的曲率相同的变曲率翼型面；在收帆状态时，前尾襟翼帆通过其变曲率翼型面与主帆上的变曲率凹弧面紧密贴合，后尾襟翼帆通过其变曲率翼型面与前尾襟翼帆上的变曲率凹弧面紧密贴合；在展帆状态时，主帆与前尾襟翼帆之间、前尾襟翼帆与后尾襟翼帆之间均留有前后横向的缝隙。

进一步地，所述框架组件包含一个底座、两根横向伸缩杆、三根帆桅杆，底座固定于甲板上的前部，三根帆桅杆从前到后布置且垂直于甲板，三根帆桅杆上端分别固定连接对应的主帆、前尾襟翼帆、后尾襟翼帆的几何中心处；前部的帆桅杆下端连接于底座，中间、后部的帆桅杆下端各连接对应的一个轨道车；三根帆桅杆顶端之间连接一根横向伸缩杆，三根帆桅杆底部之间连接另一根横向伸缩杆，帆桅杆与横向伸缩杆之间以轴承连接，所述横向伸缩杆为嵌套式可横向伸缩的套筒式结构，所述三根帆桅杆为嵌套式可垂直伸缩的套筒式结构；底座内部设有液压装置和发动机，发动机通过一对啮合齿轮连接前部的帆桅杆下端，液压装置通过液压伸缩杆连接帆桅杆；在两个轨道车下方设置一个固定在甲板上的轨道，每个轨道车上装有驱动电机、旋转电机和一对啮合齿轮；驱动电机带动轨道车沿轨道前后行走；中间和后部的帆桅杆下端穿过横向伸缩杆且通过对应的一对啮合齿轮连接对应的旋转电机。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在展开时，主帆与前尾襟翼帆之间、前尾襟翼帆与后尾襟翼帆之间均留有缝隙，为双开缝隙的结构，使下帆面的高压气流通过缝隙流向上帆面，能延缓气流的分离，从而大大的提高了风帆的空气动力性能。

2、本发明的帆体组件采用梯度设置，自上而下的横截面面积逐渐减小，更好的利用了风的梯度原理，

3、本发明的帆面和桅杆采用套嵌式伸缩结构，利用可升降桅杆，使风帆主体自动伸缩，有利于船舶的平稳性，同时便于保养与维修。

4、本发明的每个帆体都可独立旋转，同时前尾襟翼帆、后尾襟翼帆可实现横向收放，风帆收起时，主帆、前尾襟翼帆和后尾襟翼帆嵌套在一起，减小了甲板占用面积，也有利于船舶平稳性。

5、本发明利用主帆与前尾襟翼帆特殊的弧形设置，实现三个帆体紧密贴合，展开时又能增加风帆受力面积，大大提高风能利用率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述：