RS58629B1 - Krilo i njegova primena - Google Patents

Description

Opis

STANJE TEHNIKE

[0001] Predmetno otkrivanje se odnosi na krilo. Preciznije, aspekti pronalaska se odnose na krilo promenljivog oblika koje se može inkrementalno pomerati između neutralne konfiguracije i deformisane konfiguracije, pri čemu u deformisanoj konfiguraciji krilo dobija oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila.

[0002] Zakrivljenost aeroprofila ili krila može biti definisana srednjom linijom zakrivljenja, koja predstavlja krivu koja se nalazi na polovini puta između gornje i donje površine aeroprofila i prolazi kroz vodeću i prateću ivicu aeroprofila, koje predstavljaju krajnju prednju i krajnju zadnju tačku, respektivno. Aeroprofil kod koga linija zakrivljenja menja smer zakrivljenja u blizini prateće ivice se naziva refleksno zakrivljeni aeroprofil.

[0003] Refleksni aeroprofili su tip sekcije koji se koristi kod letelica sa krilima za letenje zbog inherentne tendencije oblika da indukuje obrtni moment kod prateće ivice krila, tako da zameni tradicionalniju površinu stabilizatora koji se koristi za održavanje krila pod stabilnim pozitivnim napadnim uglom. Ova sekcija krila, kada se koristi kod krila za letenje ili mešovite konfiguracije krila/trupa, ima značajne prednosti pri konstruisanju letelica, jer izostavljanje repne grede i stabilizatora smanjuje čeoni otpor za veliki faktor i poboljšava efikasnost, potrošnju goriva i performanse.

[0004] Generalno, krila koja imaju sekcije aeroprofila promenljivog oblika za svrhe promene uzgonskih karakteristika su poznata i realizovana su u prošlosti na različite načine. Jedan način je korišćenje tkanine za obrazovanje oplate aeroprofila, kao što je opisao, na primer, LATHAM, US 4,530,301. Tkanine su inherentno rastegljive, što omogućava promenu dužine celokupnog obima kada se aeroprofilom manipuliše između različito oblikovanih sekcija aeroprofila. Promena dužine obima sekcije aeroprofila ne omogućava da se aeroprofil savije u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila. Nemogućnost da se tkanina odupre i prenese kompresiona opterećenja dalje sprečava da se ovaj tip aeroprofila savije u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila. Tkanina ovog tipa aeroprofila se generalno povlači preko fiksnih formacija vodeće i/ili prateće ivice, kao što su vodeće žice vodeće i/ili prateće ivice, što dalje ograničava mogućnost da aeroprofil preuzme refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila.

[0005] ELMALI et al, US 4,895,091 opisuju tkaninom obloženo jedro koje u stvari može da preuzme oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, zahvaljujući ugradnji veoma komplikovane unutrašnje strukture, kao i kliznom spoju na njegovoj pratećoj ivici. Jedan nedostatak ovog jedra je što zahteva više tačaka spajanja između unutrašnje strukture i oplate da bi ono moglo preuzeti oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila. Pored toga, kao što je slučaj sa većinom jedara kao mekih krila, jedro se deformiše pod dejstvom vetra, a ne na kontrolisani način pomoću aktuatora, i mora biti privezano pod željenim napadnim uglom, umesto da se slobodno okreće da bi ga zauzelo.

[0006] Sledeći tip aeroprofila koristi klizni spoj duž sekcije aeroprofila koji prihvata promenu dužine celokupnog obima sekcije aeroprofila kada se ona pomera između svojih različitih oblika sekcija aeroprofila. GRANT, US 2,022,806 opisuje aeroprofil koji ima klizni spoj lociran na vodećoj ivici ili u bilo kom položaju duž donje strane aeroprofila. Sledeći primer je FERGUSON, US 4,624,203, koji opisuje krilo jedra koje ima promenljivu sekciju aeroprofila sa kliznim spojem lociranim na svojoj pratećoj ivici. Sa kliznim spojevima koji omogućavaju promene dužine celokupnog obima ovih tipova aeroprofila, sposobnost savijanja prateće ivice u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila nije moguća.

[0007] MICHAEL, PCT/GB2009/001766 (objavljen kao WO 2010/007377) opisuje jedro koje sadrži zakrivljeni aeroprofil, sačinjen od vodećeg elementa jarbola, obrtno spojen sa pratećim elementom jarbola tako da ugaono pomeranje jednog u odnosu na drugi stvara sekcije aeroprofila promenljivog oblika. Ovo jedro sadrži par kliznih spojeva međusobno razmaknutih duž svoje neutralne linije zakrivljenja da bi se prihvatilo zakrivljenje jedra, pri čemu klizni spojevi sprečavaju da sekcije aeroprofila koji klize između vodeće i prateće ivice budu izložene kompresiji da bi se takva sekcija aeroprofila savila u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila.

EP 1,535,835, koji je izdat izdat RAUTIO et al, takođe opisuje tip aeroprofila sa kliznim spojem. Značaj ovog tipa aeroprofila sa kliznim spojem je što izgleda da on ima sposobnost da preuzme oblik veoma blago refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila. Međutim, zglobne tačke oko kojih se nos ovog aeroprofila može deformisati u odnosu na ostatak aeroprofila obrazuju udubljenje duž sekcije aeroprofila, što ne omogućava obrazovanje glatke, kontinualne i efikasno oblikovane sekcije aeroprofila. Pored toga, pošto ovaj aeroprofil nije zatvoren, moguće je da se prljavština sakuplja unutar zglobova i kliznog spoja, što je škodljivo za bezbedan i pouzdan rad aeroprofila, a naročito u vazduhoplovnim primenama.

[0008] BALLU, FR 2,715,124, opisuje krilo koje na prvi pogled izgleda može da održava oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila. Pri detaljnijoj analizi, izgleda da je oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila koji je tamo ilustrovan jednostavno prelazni oblik krila kroz koji se ono pomera kada se deformiše iz prvog oblika aeroprofila ispod zakrivljenja u drugi. Shodno tome, krilo se ne može kontrolisano zadržati u takvom obliku refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, i obično se pomera između prvog i drugog oblika aeroprofila ispod zakrivljenja ručno ili pod dejstvom vetra. Sledeći nedostaci ovog krila su što nije slobodno obrtno, već zahteva privezivanje ili da bude držano pod željenim napadnim uglom, a ima svoju osu rotacije blizu vodeće ivice, što ga čini nepodesnim za "krmanjenje" (tj. slobodno okretanje) prema vetru.

[0009] Drugi tipovi promenljivih aeroprofila koji imaju sposobnost stvaranja sekcije aeroprofila koja ima liniju zakrivljenja u obliku slova S normalno povezanu sa refleksno zakrivljenim sekcijama aeroprofila će u ovom opisu generalno biti nazvani hrbatno nošenim savitljivim aeroprofilima i rotacionim ekscentričnim aeroprofilima.

[0010] Primer hrbatno nošenog savitljivog aeroprofila su opisali BEAUCHCHAMP el al, US 5,367,970. Ovaj patentni dokument opisuje strukturu peraja aeroprofila koji ima nosni i repni segment koji su nošeni na elastičnim hrbatima koji štrče sa suprotnih krajeva centralnog segmenta. Kablovi koji se pružaju između nosnog i repnog segmenta i centralnog segmenta se mogu zategnuti tako da izazovu pomeranje nosnog i repnog segmenta naviše i naniže nezavisno jedan od drugog. Oplata obavija strukturu peraja aeroprofila, i njome se manipuliše da bi se realizovao oblik sekcije aeroprofila koji ima liniju zakrivljenja u obliku slova S.

[0011] MUELLER, CZ 300,728, opisuje primer rotacionog ekscentričnog aeroprofila koji ima strukturu koja ima nosni segment i repni segment obrtno montirane na oba kraja centralnog segmenta tako da se nosni i repni segment mogu obrtati oko ose linije zakrivljenja koja prolazi između vodeće i prateće ivice aeroprofila i u odnosu na centralni segment. Na ovaj način nos se može obrtati naviše, a rep se može obrtati naniže (ili obratno), nezavisno jedan od drugog. Oplata koja obuhvata obrtne bregove ekscentra klizi po bregovima ekscentra i zahvaljujući tome se pomera da bi obrazovala sekciju aeroprofila sa linijom zakrivljenja u obliku slova S.

[0012] Smatra se da oplate gore navedenih hrbatno nošenih savitljivih aeroprofila i rotacionih ekscentričnih aeroprofila mogu u stvari biti napravljene od rastegljivog materijala ili mogu biti privezane za unutrašnju strukturu tako da se oplata prilagođava obliku unutrašnje strukture da bi preuzela različite oblike sekcija aeroprofila. Pored toga, posebni nosni, centralni i repni segmenti, zajedno sa neophodnim pogonskim mehanizmima, su potrebni za obezbeđivanje najmanje dve prevojne tačke koje su potrebne za obrazovanje linija zakrivljenja u obliku slova S ovih aeroprofila.

[0013] Shvatljivo je da su komponente potrebne za obezbeđivanje neophodnih prevojnih tačaka teže nego što je potrebno, kompleksne su i nepotrebno skupe za izradu.

[0014] Jedan drugi tip promenljivog aeroprofila je lučnog tipa, kao što je opisano u RINN et al, US 6,045,096. Aeroprofil sadrži oplatu prevučenu preko unutrašnje lučne strukture, pri čemu ta struktura omogućava da rep "maše" duž neutralne linije zakrivljenja, a radeći tako, menja sekciju aeroprofila.

[0015] Zbog repnog dela oplate, ili njegovog značajnog dela, koji je direktno nošen na unutrašnjoj lučnoj strukturi, sam rep ne može da se savije između konveksnog i konkavnog oblika, što je potrebno da bi se obrazovala refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila. Mnogi od ovih tipova aeroprofila takođe imaju fiksnu, nepokretnu vodeću ivicu, koja nije podesna za efikasno obrazovanje promenljivih sekcija aeroprofila. Isto tako, kao što je slučaj kod hrbatno nošenih savitljivih aeroprofila i rotacionih ekscentričnih aeroprofila, lučni aeroprofili su takođe teži nego što je potrebno, kompleksni su i nepotrebno skupi za izradu.

[0016] CAMPANILE et al, US 6,010,098 opisuju aeroprofil koji ima deformabilni samonoseći kruti spoljašnji omotač oplate, ili krutu oplatu koja je nošena preko deformabilnih spoljašnjih stezača. Mada izgleda da je ovaj aeroprofil u stanju da obezbedi različite glatke sekcije aeroprofila, aeroprofil je prekomerno komplikovan, pošto je potrebno mnoštvo podupirača da bi se deformisala spoljašnja oplata. Pored toga, nije pomenuto da je spoljašnja oplata elastična i da se inherentno može vratiti u neutralni položaj.

[0017] Sledeći nedostaci ovog pronalaska obuhvataju pozicioniranje noseće strukture, koja je fiksirana u najmanje dve tačke na donjoj strani aeroprofila, na spoljašnjoj strukturi, kao što je avion, kao i asimetrični neutralni oblik sekcije aeroprofila. Obe gore navedene karakteristike dovode do sposobnosti aeroprofila da zauzima oblik sekcije aeroprofila koji ima talasastu zakrivljenost, ali ne oblik čisto refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila. Kao rezultat toga, prateća ivica aeroprofila ne može da preuzme konkavni oblik sa svoje gornje strane (tj. uvek ima konveksni oblik), zbog čega tera strujanje vazduha od gornje strane tako da će ono uvek biti usmereno od prateće ivice operativno naniže.

SUŠTINA OPISANIH PRIMERA IZVOĐENJA

[0018] Prema aspektima pronalaska realizovano je krilo koje sadrži: prvi segment aeroprofila i drugi segment aeroprofila koji imaju spojene krajeve ili su međusobno pričvršćeni na suprotnim neutralnim vodećoj i pratećoj ivici, čime se sprečava da krajevi prvog i drugog segmenta aeroprofila klize jedan u odnosu na drugi, pri čemu su prvi i drugi segment aeroprofila međusobno razmaknuti svojim dužinama duž neutralne srednje linije zakrivljenja koja se pruža između neutralnih vodeće i prateće ivice da bi obrazovali neutralnu sekciju aeroprofila duž tetive krila, i dalje pri čemu se prateća ivica može slobodno pomerati duž neutralne srednje linije zakrivljenja; suprotne prve i druge krajeve međusobno razmaknute duž tetive krila; jedan ili više aktuatora prilagođenih za deformisanje krila između neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, pri čemu deformacija krila iz neutralne sekcije aeroprofila u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila generiše kompresiono opterećenje u segmentima aeroprofila; prvi i drugi segment aeroprofila koji su elastični, pri čemu inherentna elastičnost takvih prvog i drugog segmenta aeroprofila zateže krilo prema inicijalno mirujućoj sekciji aeroprofila; pri čemu je kritično opterećenje na izvijanje segmenata aeroprofila veće od kompresionog opterećenja generisanog u segmentima aeroprofila tokom deformacije segmenata aeroprofila pomoću jednog ili više aktuatora, čime se sprečava izvijanje segmenata aeroprofila tokom takve deformacije; tako da kada je krilo deformisano pomoću jednog ili više aktuatora, onda pomeranje između dve tačke na jednom od segmenata aeroprofila generiše kompresiono opterećenje bar u takvom segmentu aeroprofila, a sposobnost takvog segmenta aeroprofila da se odupre kompresionom opterećenju izaziva da takav segment dobije oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila koji ima liniju refleksnog zakrivljenja sa prevojnom tačkom lociranom bliže njegovoj pratećoj ivici nego vodećoj ivici; pri čemu je krilo nesimetrično oko linije koja se pruža duž neutralne sekcije aeroprofila upravno na neutralnu srednju liniju zakrivljenja, a krilo: (i) se može montirati na objekat na najmanje jednom od prvog i drugog kraja krila; i (ii) se može slobodno obrtati u odnosu na objekat oko ose rotacije (18) koja prolazi kroz tetivu krila, pri čemu osa rotacije deli krilo na: (a) deo vodeće ivice definisan između vodeće ivice, ose rotacije i suprotnih prvog i drugog kraja krila; i (b) deo prateće ivice definisan između prateće ivice, ose rotacije i suprotnih prvog i drugog kraja krila; (c) pri čemu je površina dela prateće ivice veća od površine dela vodeće ivice, tako da kada krilo ima oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, pri upotrebi, onda strujanje fluida koje se vrši preko prateće ivice stvara moment na krilu koji izaziva da se krilo slobodno obrće oko ose rotacije da bi se automatski podesio napadni ugao u odnosu na smer preovlađujućeg strujanja fluida.

[0019] Inicijalno mirujuća sekcija aeroprofila je obično sekcija koja pri upotrebi prihvata sve sile od aktuatora preuzimajući ih od krila. Inicijalno mirujuća sekcija aeroprofila može biti neutralna sekcija aeroprofila, refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila ili bilo koja sekcija aeroprofila između njih.

[0020] Prvenstveno se krilo može progresivno deformisati između neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, čime se omogućava da krilo bude deformisano aktuatorima u mnoštvo inkrementalno različitih sekcija aeroprofila. Neke od inkrementalno različitih sekcija aeroprofila krila dalje mogu imati povećanu ili smanjenu dimenziju maksimalne debljine, sa ili bez refleksnog zakrivljenja.

Generalno, deformacija krila izaziva smanjenje pomeranja između dve tačke na jednom od segmenata, pri čemu smanjeno pomeranje generiše kompresiono opterećenje u takvom segmentu aeroprofila, a sposobnost takvog segmenta aeroprofila da se suprotstavi kompresionom opterećenju dovodi do toga da takav segment dobije oblik sa prevojnom tačkom, čime dovodi do toga da krilo obrazuje refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila.

[0021] Shvatljivo je da smanjenje pomeranja između dve tačke na jednom od segmenata aeroprofila izaziva povećanje pomeranja između dve tačke na drugom od segmenata aeroprofila, a kao takvo, savijanje takvog segmenta aeroprofila. Dalje je shvatljivo da kompresiona i zatezna opterećenja, zajedno sa savijanjem skupa doprinose izazivanju toga da krilo obrazuje refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila.

[0022] U jednom primeru izvođenja, svaki od prvog i/ili drugog segmenta aeroprofila može biti obrazovan od jednog jedinog elementa aeroprofila koji se pruža između vodeće i prateće ivice, ili može biti obrazovan od mnoštva elemenata aeroprofila koji su spojeni ili pričvršćeni od jednog do drugog kraja između vodeće i prateće ivice, tako da zajedno obrazuju kontinualno zatvoreno rebro aeroprofila. U prvom varijantnom primeru izvođenja, prvi i/ili drugi segment aeroprofila mogu biti jedan jedini integralni element aeroprofila koji obrazuje kontinualno zatvoreno rebro aeroprofila.

[0023] Generalno, krilo može biti obrazovano od mnoštva međusobno razmaknutih rebara tako da definišu izduženi kostur krila za nošenje oplate preko koje fluid može strujati pri upotrebi, pri čemu je oplata kontinualni zatvoreni element oplate koji ima prateću ivicu koja se podudara sa pratećom ivicom kostura krila.

[0024] Tipično, element oplate je polukrut i elastičan da bi se krilo elastično prednapregnulo, nezavisno ili zajedno sa segmentima aeroprofila, prema inicijalno mirujućoj sekciji, pri čemu element oplate dalje sadrži kritično opterećenje na izvijanjeslično onome na segmentima aeroprofila.

[0025] Alternativno tome, element oplate je tkanina, a kostur krila se može konfigurisati između podignutog položaja, u kome se mnoštvo rebara drži razmaknuto da bi povuklo element oplate preko kostura krila, i sklopljenog položaja, u kome se rebra mogu pomerati jedno prema drugom, jedno nasuprot drugog ili u suštini jedno u drugom da bi se krilo sklopilo na kompaktnu veličinu radi transporta i/ili skladištenja, pri čemu je tkanina oplate presavijena nalik harmonici.

[0026] Generalno, mnoštvo rebara je pričvršćeno na element oplate na razmaknutim intervalima između svojih suprotnih prvog i drugog kraja, pri čemu se prvi i drugi suprotni krajevi elementa oplate dalje mogu spojiti, na krajevima ili u njihovoj blizini, sa prvim i drugim suprotnim krajem sklopivog jarbola koji se može pomerati između izvučenog položaja, pri čemu su element oplate i sledstveno rebra koja su pričvršćena za njega potisnuti u podignuti položaj, i uvučeni položaj, pri čemu se element oplate i sledstveno rebra koja su pričvršćena za njega vraćaju u sklopljeni položaj.

[0027] Svako od rebara je tipično konfigurisano tako da kada je kostur krila u podignutom položaju, onda se odgovarajuće vodeće ivice i prateće ivice susednih rebara naslanjaju jedne na druge tako da obezbeđuju kostur krila u suštini krute vodeće i prateće ivice, omogućavajući da kostur krila radi pri velikim brzinama. Da bi se omogućila gore navedena konfiguracija, svako rebro prvenstveno sadrži odgovarajuće formacije za naslanjanje vodećih i pratećih ivica, pri čemu se svaka od formacija za naslanjanje vodećih i pratećih ivica pruža upolje u suprotnim smerovima od rebra, tako da se one pri upotrebi pružaju prema prvom i drugom kraju podignutog kostura krila.

[0028] Generalno, svako rebro sadrži formaciju za ukrućivanje koja se pruža prema unutrašnjosti sa prvog i drugog segmenta aeroprofila, obično na lokacijama između vodeće i prateće ivice formacija za naslanjanje, radi obezbeđivanja lakog, ukrućenog rebra.

[0029] U jednom poželjnom primeru izvođenja, poprečni presek rebra na lokaciji ukrućenja u suštini ima oblik slova L, čiji vertikalni krak je prvi ili drugi segment aeroprofila i u suštini horizontalni krak je formacija za ukrućivanje, čime se formacija za ukrućivanje udvostručava kao noseća površina na koju može da se nasloni rebro koje leži iznad nje sa kosturom krila u sklopljenom položaju.

[0030] Prvenstveno, sklopivi jarbol je iz grupe sklopivih jarbola uključujući teleskopski jarbol, podizni jarbol sa makazastim mehanizmom, klipni jarbol ili drugi tip sklopivog jarbola.

[0031] U drugom varijantnom primeru izvođenja prvi i drugi segment aeroprofila mogu biti suprotni prvi i drugi element izduženog omotača aeroprofila koji su međusobno razmaknuti duž neutralne linije zakrivljenja, pri čemu je svaki od prvog i drugog elementa jedan jedini element aeroprofila, a mnoštvo elemenata aeroprofila je spojeno ili pričvršćeno od jednog do drugog kraja ili je međusobno integralno tako da obrazuju kontinualnu zatvorenu sekciju aeroprofila, i dalje pri čemu je spoljašnja površina omotača oplata preko koje fluid može strujati pri upotrebi. Prvenstveno je omotač samonoseći i polukrut.

[0032] Materijali od kojih je omotač napravljen su obično napravljeni od krutog pločastog materijala, tipa koji značajno zavisi od zadate primene krila. Težak, jak nerđajući pločasti materijal, kao što je nerđajući čelik, pogodan je, na primer, na kobilici plovila da bi se odupro prevrćućem dejstvu jedra na vetru. Stabilizujuće peraje na brodu bi, na primer, moglo da bude proizvedeno od sličnog čeličnog ili metalnog pločastog materijala, ili alternativno tome, od kompozitnog konstruktivnog materijala namenjenog za teške uslove rada.

[0033] Na letelicama su najpodesniji laki kruti materijali, kao što su kompozitna ploča od ugljeničnih vlakana ili laminatne ploče iverice. Na jedru za pogon kopnene jahte ili plovila, materijal je generalno laka pena i kompozitni pločasti fiberglas materijal, iverica i/ili aluminijumska ploča. Mnoštvo kombinacija i slojeva pločastog materijala sa različitim karakteristikama, između ostalog, u pogledu savitljivosti, čvrstoće, trajnosti, završne obrade, estetike i i/ili težine, može biti integrisano u površine omotača krila da bi se proizvelo krilo koje je podesno za zadatu praktičnu primenu.

[0034] Nezavisno od upotrebljenog materijala, završna obrada spoljašnjosti krila je prvenstveno glatka da bi se ostvarile karakteristike malog čeonog otpora. Željena završna obrada bi mogla biti inherentna za upotrebljeni materijal, ili uz korišćenjem završne obrade sa bojom visokog sjaja i gel prevlaka. Shvatljivo je da su spoljašnje površine krila savršeno podesne za prezentaciju oznaka, na primer, grafike, komercijalnih oznaka, reklama, itd.

[0035] Zahvaljujući opsegu/spektru deformacija krila između oblika neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, prateća ivica prvenstveno ostaje zajednička, dok lokacija vodeće ivice na krilu može biti promenljiva. Pored toga, zahvaljujući opsegu deformacija krila između oblika neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, celokupni obim sekcije aeroprofila ostaje u suštini konstantan, dok pojedinačne dužine prvog i drugog segmenta, mereno između zajedničke prateće ivice i promenljive lokacije vodeće ivice, mogu biti promenljive.

[0036] Prvenstveno, vodeća ivica je promenljiva oko nosnog dela sekcije aeroprofila krila, pri čemu se nosni deo može lakše deformisati od preostalih delova krila.

Tipično, nosni deo je dimenziono tanji i/ili je napravljen od manje krutog materijala od preostalog dela sekcije aeroprofila da bi se podstakla deformacija nosnog dela.

[0037] Generalno, jedan ili više oblasti preostalih delova sekcije aeroprofila su dimenziono tanje i/ili mogu biti napravljene od manje krutog materijala da bi se podstaklo stvaranje lokalizovanih deformacija u ovim oblastima, čime se omogućava da se krilo deformiše pri upotrebi na predvidljiviji način.

[0038] Svaki od vrhova krila, međusobno razmaknutih duž tetive krila, može biti spojen na objektu i/ili krajnjim pločama, pri čemu objekat ili krajnje ploče pri upotrebi smanjuju efekte vrtloga na vrhu krila generisane strujanjem fluida preko oplate krila i/ili omogućavaju deformaciju krila, dok zatvaraju otvorene krajeve šupljeg krila, čime se smanjuje čeoni otpor. Zazor koji je definisan između objekta i/ili krajnjih ploča i krila može biti zaptiven zaptivkom ili zaptivačem. Zaptivka ili zaptivač mogu biti napravljeni od neoprena.

[0039] Za neke primene krila, poželjno je da neutralna sekcija aeroprofila bude simetrična oko neutralne linije zakrivljenja i deformabilna sa obe svoje strane u refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila tako da je neutralna sekcija aeroprofila intermedijer dve potpuno deformisane refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, čime je realizovano potpuno reverzibilno promenljiva sekcija aeroprofila krila.

[0040] Alternativno tome, neutralna sekcija aeroprofila je refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila u koju se krilo može deformisati je izraženije refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila. Pored toga, neutralna sekcija aeroprofila može biti naniže zakrivljena uzgonska sekcija aeroprofila.

[0041] Prvenstveno, neutralna i/ili refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila je naniže zakrivljena uzgonska sekcija aeroprofila, pri čemu se za segment aeroprofila, za koji se pretpostavlja da je obrazovao zakrivljenje ispod krila, pretpostavlja da je konkavnog oblika koji se sve više sužava kada se sekcija aeroprofila progresivno deformiše iz neutralne sekcije aeroprofila. Još poželjnije, pretpostavljeni konkavni oblik se obrazuje na lokaciji sekcije aeroprofila unutar zone njegove maksimalne debljine ili u njenoj blizini.

[0042] Za druge primene, neutralna sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila su uzgonske sekcije, pri čemu je neutralna sekcija aeroprofila asimetrična u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja. Tipično, neutralna sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila su naniže zakrivljene sekcije aeroprofila. Ovo krilo je generalno korisno u medijumima sa malom brzinom strujanja fluida, gde su potrebne visoke karakteristike uzgona. U primenama za veće brzine, refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila je uzgonska sekcija, ali nije nužno naniže zakrivljena sekcija, što bi moglo izazvati nepoželjno veliki čeoni otpor i delaminaciju laminarnog strujanja.

[0043] Generalno, aktuatori se mogu nasloniti i/ili spojiti sa aktuatorskim tačkama na krilu ili na pričvrsnoj strukturi drugačijoj od krila. Kada postoje spojevi sa aktuatorskim tačkama, onda spojevi mogu biti kruti, savitljivi i/ili zglobni.

[0044] Tipično, aktuatorske tačke i aktuatori, bar delimično ili u celini, su smešteni unutar zapremine krila definisane oplatom i tetivom krila, čime se štite aktuatorske tačke i oni delovi aktuatora koji su smešteni unutar zapremine krila od meteoroloških elemenata i skrivaju od pogleda.

[0045] Aktuatori su kraci koji se mogu izvlačiti i/ili uvlačiti i koji mogu da potiskuju i/ili povlače aktuatorske tačke, čime se deformiše krilo. Alternativno tome, aktuatori su kablovi koji mogu da povlače aktuatorsku tačku, čime se deformiše krilo.

[0046] Aktuatori u sledećem primeru izvođenja mogu biti u obliku ramenjača ili jarbola koji se pružaju potpuno ili bar delimično duž tetive krila, pri čemu su ramenjača ili jarbol uzdužno podeljeni na podeljene polovine ramenjače ili jarbola, pri čemu podeljene polovine imaju prve strane koje mogu kliziti jedna u odnosu na drugu u ravni koja je u suštini ko-planarna sa neutralnom linijom zakrivljenja i druge strane koje imaju formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka.

[0047] Aktuatori u sledećem primeru izvođenja mogu biti u obliku ramenjače ili jarbola koji se pružaju u potpunosti ili bar delimično duž tetive krila, sa jednom ili više kliznih ploča. Klizne ploče imaju prve strane koje mogu kliziti u odnosu na spoljašnje strane ramenjače ili jarbola na ravni koja je u suštini paralelna i poprečno je odmaknuta od neutralne linije zakrivljenja i druge strane koje imaju formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka.

[0048] Aktuatori u još jednom drugom primeru izvođenja mogu biti u obliku ramenjače koja se pruža u potpunosti ili bar delimično duž tetive krila i može se obrtati oko uzdužne ose koja se pruža kroz tetivu krila, pri čemu ramenjača ima formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka. Prvenstveno, ovaj primer izvođenja dalje obuhvata jednu ili više zateznih prečki koje se pružaju poprečno preko neutralne linije zakrivljenja između tačke zatege na krilu. Još poželjnije je da obrtna ramenjača i zatega budu smeštene, jedna u odnosu na drugu tako da obrtna prečka bude bliža vodećoj ivici, a da je zatega bliža pratećoj ivici.

[0049] U jednom drugom varijantnom, ali posebno poželjnom primeru izvođenja, aktuatori su jedna ili više pogonjenih ramenjača koje se pružaju potpuno ili delimino duž tetive krila, pri čemu se ivice ramenjača mogu nasloniti na aktuatorske tačke ili spojiti sa njima. Shvatljivo je da broj aktuatora za realizaciju cele deformacije krila može biti smanjen na jedan, pri čemu je takav metod najekonomičniji, ima najmanju težinu i najlakši je za održavanje.

[0050] Pogonjene ramenjače mogu biti nošene pomoću i/ili su između objekta i/ili krajnjih ploča, pri čemu su ramenjače montirane u suštini paralelno sa neutralnom linijom zakrivljenja i razmaknuto. Tipično, pogonjene ramenjače se mogu pomerati uzdužno i/ili obrtno u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja i/ili međusobno.

[0051] Prvenstveno, pogonjene ramenjače su nošene pomoću i/ili su između objekta i/ili krajnjih ploča, pri čemu su ramenjače montirane u suštini poprečno duž neutralne linije zakrivljenja i mogu se pomerati poprečno i/ili obrtno u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja i/ili međusobno.

[0052] Još poželjnije, krilo sadrži glavnu ramenjaču u zoni maksimalne debljine krila ili blizu nje, pri čemu je vodeća ivica ramenjače smeštena između vodeće ivice sekcije aeroprofila i glavne ramenjače, a prateća ivica ramenjače je smeštena između prateće ivice sekcije aeroprofila i glavne ramenjače.

[0053] Generalno, vodeća ivica ramenjače je smeštena bliže vodećoj ivici od glavne ramenjače. Tipično, prateća ivica ramenjače je smeštena bliže pratećoj ivici od glavne ramenjače. Prvenstveno, prateća ivica ramenjače je smeštena na trećini rastojanja iza prateće ivice prema glavnoj ramenjači duž neutralne linije zakrivljenja.

[0054] Glavna, vodeća ili prateća ivica ramenjače može biti obrtno nošena na objektu ili krajnjim pločama, dok druga od glavne, vodeće ili prateće ivice ramenjače može biti spojena sa objektom ili krajnjim pločama i sa krilom duž zone maksimalne debljine ili blizu nje, pri čemu se objekat i/ili krajnje ploče mogu pomerati pomoću aktuatora da bi se izazvalo pomeranje ramenjača poprečno duž neutralne linije zakrivljenja i međusobno.

[0055] U varijantnom primeru izvođenja, jedna ili više od glavne, vodeće ili prateće ivice ramenjača svakog para elemenata ramenjača koji imaju suprotne ivice se mogu nasloniti na ili biti spojene sa aktuatorskim tačkama i u blizini ivica koje su pomerljive zajedno ili jedna u odnosu na drugu duž neutralne linije zakrivljenja, čime se omogućava da sekcija aeroprofila bude deformisana da bi se promenila maksimalna debljina krila, sa ili bez deformisanja sekcije aeroprofila u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila.

[0056] U još jednom drugom varijantnom primeru izvođenja, parovi ramenjača su zamenjeni integralno zadebljanim delovima koji se pružaju na delu ili po celoj dužini raspona krila idući od ili u blizini oblasti gde bi se parovi ramenjača normalno naslonili na ili bili spojeni sa aktuatorskim tačkama, pri čemu se jedan ili više aktuatora mogu zahvatiti sa integralno zadebljanim delovima koji omogućavaju deformaciju krila uz korišćenje manjeg broja aktuatorskih pričvrsnih tačaka. Lokacija prevojne tačke stvorene duž deformisanog segmenta refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila je promenljiva, sa promenljivim stepenima deformacije sekcije aeroprofila. Mada kao prevojna tačka u deformisanom segmentu refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila može postojati više prevojnih tačaka, to je prvenstveno jedna jedina prevojna tačka koja je definisana na njemu između vodeće i prateće ivice.

[0057] Prvenstveno, deformisani segment definiše kontinualni sinusni oblik, pri čemu je kontinualni sinusni oblik definisan u poslednjoj trećini dužine segmenta, mereno od prateće ivice. Još poželjnije, deformisani segment definiše kontinualni sinusni oblik, pri čemu je kontinualno sinusni oblik definisan na najmanje poslednje dve trećine dužine segmenta, mereno od prateće ivice. Najpoželjnije, deformisani segment definiše kontinualni sinusni oblik duž svoje cele dužine između vodeće ivice i prateće ivice.

[0058] Generalno, sekcija aeroprofila se može deformisati tako da se vodeća ivica deformiše prema jednoj strani neutralne linije zakrivljenja, a prateća ivica se deformiše prema suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se obrazovala refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila.

[0059] Pri upotrebi u preovlađujućem strujanju fluida, koji je vazduh, kao što je vetar, ili tečnost, kao što je voda, deformacija krila prema prvoj strani neutralne linije zakrivljenja generiše uzgonsku silu u primarnom smeru, dok deformacija krila prema drugoj suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja generiše uzgonsku silu u sekundarnom smeru, koji je u suštini suprotan primarnom smeru, a reverzibilnost krila i uzgonske sile generisane time deluju kao sredstva za kočenje i/ili kretanje unazad na krilo.

[0060] Krilo može biti obrtno oko ose rotacije koja se pruža kroz njegove suprotne vrhove krila. Prvenstveno, krilo se naginje u odnosu na osu rotacije, tako da je rastojanje između ose rotacije i vodeće ivice manje na jednom vrhu krila, a veće je na njegovom suprotnom vrhu krila. Još poželjnije, krilo se naginje u odnosu na osu rotacije tako da je osa rotacije bliža vodećoj ivici na jednom vrhu krila, a bliža je pratećoj ivici na njegovom suprotnom vrhu krila.

[0061] Tipično, krilo je podeljeno osom rotacije na deo vodeće ivice, definisan između vodeće ivice, ose rotacije i suprotnih vrhova krila, i deo prateće ivice, definisan između prateće ivice, ose rotacije i suprotnih vrhova krila.

[0062] Prvenstveno, vodeća ivica i deo pratećih ivica krila imaju u suštini istu težinu, čime se krilo uravnotežava oko ose rotacije i, na primer, njegovo suprotno nepoželjno obrtanje izazvano silom teže i pod dejstvom valjanja u primenama kod vodenog vozila na moru. Još poželjnije, deo prateće ivice krila je teži od dela njegove vodeće ivice, sa pozivom na gore navedeni primer vodenog vozila, deluje kao samousmeravajuća karakteristika i smanjuje rizik da se vodeno vozilo prevrne.

[0063] Željeno otežavanje krila oko ose rotacije se može ostvariti otežavanjem krila na specifičnim lokacijama u odnosu na osu rotacije, strateškim postavljanjem aktuatora, drugih teških komponenata i/ili tegova u ili na krilu i/ili krajnjim pločama. Najpoželjnije je da otežavanje bude unutar zapremine krila, što čini suvišnom potrebu za štrčećim montažnim elementima za postavljanje spoljašnjih tegova.

[0064] Naginjanje krila u odnosu na osu rotacije postavlja veću površinu krila operativno ispred ose rotacije, u poređenju sa onim kod postojećih rasporeda iz stanja tehnike. Još uvek sa pozivom na primer vodenog vozila, oscilaciji krila pri upotrebi izazvanoj valjanjem i zanošenjem vodenog vozila na moru, najvećoj na operativno najvišem slobodnom kraju krila, se suprotstavlja povećanje površine dela vodeće ivice krila, čime se smanjuje efekat lepršanja izazvan oscilacijom krila.

[0065] Prvenstveno je površina dela prateće ivice krila veća od površine njegovog dela vodeće ivice. Sa pozivom na gore navedeni primer vodenog vozila, veća površina dela prateće ivice krila u poređenju sa manjom površinom njegovog dela vodeće ivice omogućava da se krilom lakše krmani uz vetar u preovlađujućem smeru vetra.

[0066] Osa rotacije pri upotrebi može biti upravna na preovlađujući smer vetra ili može biti zaokrenuta prema ili suprotno od preovlađujućeg smera vetra.

[0067] Tipično, krilo ima oblik koji se sužava duž svog raspona između vrhova krila, tako da je tetiva neutralne sekcije aeroprofila, mereno između neutralne vodeće ivice i prateće ivice, kraća na jednom vrhu krila i duža je na suprotnom vrhu krila, pri čemu duža tetiva sekcije aeroprofila stvara izraženiju refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila što pomaže da krilo automatski krmani oko ose rotacije između većih napadnih uglova. Oblik krila koji se sužava može biti promenljiv zahvaljujući ploči koja se izvlači i može se uvući i/ili se može izvući iz prateće ivice krila ili preko nje.

[0068] Radom krila se može upravljati pomoću jednog ili više upravljačkih sistema, pri čemu upravljački sistem sadrži:

jedan ili više ulaza za prijem ulaza od jednog ili više anemometara radi merenja brzine i/ili smera fluida, fluidom pogonjene turbine, žiroskopa, brzinometara, merača naprezanja, senzora pritiska, senzora položaja, pokazivača nagiba;

jednog ili više ulaza za prijem korisničkih unosa;

baze podataka, protokole i/ili programe na osnovu kojih se mogu proveriti ulazi senzora i/ili korisnički unosi; i

jedan ili više izlaza za upravljanje radom krila baziranih na korišćenju primljenih ulaza senzora i/ili korisničkih unosa proverenih na osnovu baza podataka, protokola i/ili programa.

[0069] Korisnički unosi tipično obuhvataju kontrolu uključivanja/isključivanja, kontrolu aktuatora radi deformisanja krila između inicijalno mirujuće sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, kontrolu za pomeranje krila između podignutog i sklopljenog položaja i/ili prekidača za isključivanje u urgentnim situacijama.

[0070] Izlazi za upravljanje generalno obuhvataju pokretanja aktuatora radi deformisanja krila, pokretanje krila između inicijalno mirujuće sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila i jedno ili više bezbednosnih premošćenja za dovođenje krila u bezbedno stanje.

[0071] Prvenstveno, krilo sadrži protokol za sprečavanje zastajanja koji sadrži:

bazu podataka koja sadrži bar mnoštvo preovlađujućih brzina fluida i odgovarajuće dozvoljene stepene deformacije sekcije aeroprofila koji će sprečiti da se sekcija aeroprofila deformiše u krilo koje će automatski imati podešen napadni ugao koji izaziva zastajanje;

sredstva za merenje preovlađujućih brzina fluida, sredstva za merenje koja mogu pri korišćenju da generišu ulaznu vrednost na osnovu stvarno izmerene preovlađujuće brzine fluida;

ulazna sredstva za unošenje ulazne vrednosti u bazu podataka i konsultaciju baze podataka da bi se izdala izlazna vrednost u obliku odgovarajućeg dozvoljenog stepena deformacije;

i izlazna sredstva za izdavanje izlazne vrednosti aktuatoru da bi deformisao krilo u dozvoljeni stepen deformacije.

[0072] Tipično, sistem za sprečavanje zastajanja je mikroprocesorski baziran. Merna sredstva mogu imari mnoge oblike, ali u jednom poželjnom primeru izvođenja, merno sredstvo je turbina, koja takođe može generisati električnu energiju za napajanje aktuatora, punjenje akumulatora i/ili napajanje drugih uređaja na krilu ili na objektu na kome se može montirati krilo. Prvenstveno je turbina montirana na jednu od krajnjih ploča krila ili je izvedena integralno sa njom.

[0073] Krilo se prvenstveno može obrtati oko nosača, zahvaljujući čemu se krilo može obrtno montirati na objektu. Međutim, za izvesne primene, krilo može biti pričvršćeno na nosaču pomoću koga se krilo može montirati na objekat.

[0074] Nosač može biti pričvršćen na trup letelice i pružati se bočno sa njega, pri čemu je krilo jedno ili više glavnih krila, horizontalnih repnih stabilizatora, vertikalnih stabilizatora, krmila visine i/ili krmila pravca. Alternativno tome, nosač je pričvršćen i pruža se sa glavčine ili rotora jarbola, pri čemu je krilo jedna ili više lopatica na propeleru, rotoru i/ili turbini koja pogoni fluid ili je pogonjena fluidom. U sledećem varijantnom primeru izvođenja, nosač je uređaj za generisanje energije, pri čemu su krila jedna ili više naizmenično pokretnih lopatica obrtnih lopatica pogonjenih energijom fluida.

[0075] Nosač može biti pričvršćen na kopneno vozilo, pri čemu je krilo: jedno ili više krila za stvaranje sile ispravljanja radi sprečavanja valjanja; jedno ili više krila za stvaranje sile usmerene naniže radi povećanja vučne sile; i/ili jedno ili više jedara za pogon kopnenog vozila, pri čemu je nosač za svako od jedara jarbol koji se pruža sa kopnenog vozila.

[0076] Prvenstveno, nosač je pričvršćen na vodeno vozilo, pri čemu je krilo: jedno ili više krmila za upravljanje vodenim vozilom; jedna ili više kobilica za stabilizaciju vodenog vozila; jedan ili više podvodnih profila za podizanje vodenog vozila; i/ili jedno ili više jedara za pogon vodenog vozila, pri čemu je nosač za svako od jedara jarbol koji se pruža sa vodenog vozila.

[0077] Da bi se obezbedila aktivna kontrola valjanja, kobilica je prvenstveno jedna ili više aktivnih kobilica koje se operativno pružaju upolje sa trupa vodenog vozila, pri čemu se kobilice mogu deformisati tokom upotrebe da bi generisale silu ispravljanja koja sprečava valjanje ili naginjanje vodenog vozila. Preciznije, aktivne kobilice pri upotrebi generišu uzgonsku silu u suštini suprotnu od uzgonske sile koju generiše jedro. Generalno, deformacijom jedne ili više kobilica se može upravljati pomoću upravljačkog sistema.

[0078] Jarbol se može pružati upolje sa jednog od vrhova krila i može biti prihvaćen u odgovarajućoj formaciji za prihvat jarbola na kopnenom ili vodenom vozilu, ili pri čemu se jarbol pruža upolje sa kopnenog ili vodenog vozila i može biti prihvaćen u odgovarajućoj formaciji za prihvat jarbola definisanoj u krilu na jednom od vrhova krila. Jarbol je prvenstveno jarbol sa nosačem koji sadrži amortizer za smanjenje oscilacija jedra izazvanih, na primer, dejstvom talasa.

[0079] Prema drugom aspektu pronalaska, realizovan je uređaj za generisanje energije koji sadrži jednu ili više naizmenično ili obrtno pomerljivih lopatica, svaku u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0080] Prema trećem aspektu pronalaska, realizovana je kobilica u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0081] Prema četvrtom aspektu pronalaska, realizovano je podvodno krilo u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0082] Prema petom aspektu pronalaska, realizovana je krma u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0083] Prema šestom aspektu pronalaska, realizovan je propulzioni element u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano. Generalno, propulzioni element je jedno ili više jedara na kopnenom ili vodenom vozilu. Shvatljivo je da propulzioni element može sadržati jedno ili više krila konfigurisanih tako da obrazuju propeler.

[0084] Prema sedmom aspektu pronalaska, realizovan je element za generisanje uzgona u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano. Element za generisanje uzgona može biti uzgonsko krilo, rotor, propeler i/ili stabilizator letelice.

[0085] Prema osmom aspektu pronalaska, realizovana je letelica sa posadom, ili daljinski upravljana, koja sadrži uzgonsko krilo, rotor, propeler i/ili stabilizator u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0086] Prvenstveno, uzgonsko krilo je obrtno montirano na trupu letelice i može se obrtati u odnosu na trup oko ose rotacije koja se pruža bočno upolje sa trupa i kroz vrhove uzgonskog krila, omogućavajući da se uzgonsko krilo deformiše prema refleksno zakrivljenoj sekciji aeroprofila da bi se automatski obrtalo oko ose rotacije pri upotrebi radi zauzimanja napadnog ugla koji obezbeđuje podizanje letelice, dok u suštini održava trup na nivou orijentacije tokom poletanja, leta i sletanja. Shvatljivo je da letelica takođe može sadržati krmilo u obliku krila koje je ovde opisano i ilustrovano.

[0087] Prema devetom aspektu pronalaska, realizovano je vozilo, sa posadom ili daljinski upravljano, koje sadrži ovde opisani i ilustrovani propulzioni element.

Propulzioni element može biti jedro i/ili lopatice na propeleru.

[0088] Kada je propulzioni element jedro, onda jedro može sadržati spinaker koji se može saviti u jedro i razviti iz njega u slučaju da je smer preovlađujućeg strujanja fluida suprotan vetru i smeru kretanja vozila. Spinaker se obično automatski razvija zbog razvijanja aktuatorom koji može aktivirati senzor smera fluida. Generalno, spinaker se može saviti i razviti na šipki koja se pruža duž prateće ivice jedra.

[0089] Vozilo dalje može sadržati kabinu koja je okružena vetrobranom koji je klizno pomerljiv uzdužno u odnosu na vozilo između otvorenog položaja, pri čemu kabina nije pokrivena, što omogućava osobama da se penju u kabinu i iz nje, i zatvorenog položaja, pri čemu je kabina pokrivena. Za specifične primene, obuhvaćena kabina u zatvorenom položaju je prvenstveno vodootporna.

[0090] Generalno, vozilo sadrži senzor, na primer, senzor pritiska, koji je smešten bar na sedištu osobe koja upravlja vozilom ili ispod njega za svrhe detekcije prisustva težine pilota, a u slučaju da od strane senzora pritiska nije detektovano prisustvo pilota, on isključuje aktuatore koji deformišu jedro i omogućava da se jedro vrati u oblik neutralne sekcije aeroprofila. Prvenstveno, senzor pritiska je kalibrisan tako da omogućava funkcionisanje vozila kada detektuje pojavu pritiska usled težine pilota unapred određene minimalne veličine, čime se sprečava, na primer, da vozilom upravljaju deca.

[0091] Pored toga, vozilo sadrži prekidač za isključivanje u urgentnim situacijama koji može aktivirati pilot da bi zaustavio vozilo što je moguće brže i bezbednije.

[0092] Vozilo sadrži jednostavne kontrole uključujući kontrolu za upravljanje kretanjem napred-nazad i kontrole za upravljanje smerom kretanja. Kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad aktivira aktuatore tako da oni deformišu sekciju aeroprofila prema jednoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se ostvario pogon unapred, ili tako da deformišu sekciju aeroprofila prema suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se ostvarilo kretanje unazad. Kontrola za upravljanje smerom kretanja aktivira krmilo da bi omogućila da se vozilom upravlja ulevo ili udesno.

[0093] Kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad se obično automatski može promeniti kada prateća ivica jedra obrtno pređe preko linije kobilice vozila. U slučaju da prateća ivica pređe preko linije kobilice, sekcija aeroprofila se može automatski deformisati upravo u suprotnu sekciju aeroprofila koju zauzima jedro neposredno pre nego što prateća ivica pređe preko linije kobilice, čime se omogućava da vozilo kojim pilot upravlja u smeru napred ostane u kretanju u smeru napred sa suprotno promenjenom sekcijom aeroprofila bez bilo kakvog unosa ili saznanja o promeni sekcije aeroprofila od strane pilota.

[0094] Kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad sadrži primarna upravljačka sredstva na jedru i sekundarna upravljačka sredstva na vozilu, što dovodi do polarnosti aktuatora koji se uključuju kada jedro pređe liniju kobilice. Za specifičnu klasu kritičnog ugla jedara u odnosu na liniju kobilice, jedro se može pomeriti prema ili ispod svog sopstvenog prednaprezanja prinudno prema simetričnoj sekciji aeroprofila da bi se izbeglo da čeoni otpor na jedru postane u suštini isti ili veći od onog generisanog uzgonom. Pored toga, jedro može biti pomereno prema ili ispod svog sopstvenog zatezanja prinudno prema simetričnoj sekciji aeroprofila da bi se izbeglo da momenat prevrtanja koji generiše jedro postane veći od unapred određene bezbedne vrednosti.

[0095] Kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad može biti u obliku magnetnih senzora, optičkih senzora ili mehaničkog uređaja komutatorskog tipa kao što je ovde opisano.

[0096] Prvenstveno, kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad obuhvata prvi i drugi kontakt koji su konfigurisani tako da klizaju po prvoj i drugoj kontaktnoj šini. Prvi i drugi kontakt mogu biti smešteni na jedru ili vozilu, pri čemu su prva i druga kontaktna šina smeštene na drugom jedru ili vozilu. Generalno, prvi i drugi kontakt se mogu konfigurisati u odnosu na prvu i drugu kontaktnu šinu između prve konfiguracije i druge konfiguracije.

[0097] U prvoj konfiguraciji, prvi i drugi kontakt klize po prvoj i drugoj kontaktnoj šini, respektivno, čime prenose aktuatorima signal za kretanje unapred ili unazad iz kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad da bi deformisali sekciju aeroprofila u oblik koji pogoni vozilo unapred ili unazad, respektivno, i po želji pilota.

[0098] U drugoj konfiguraciji, prvi i drugi kontakt klize po drugoj i prvoj kontaktnoj šini, respektivno, čime prenose signal promene smera aktuatorima, tako da signal za kretanje unapred ili unazad iz kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad deformiše sekciju aeroprofila u sekciju aeroprofila koja je upravo suprotna od sekcije aeroprofila koja je formirana kontaktima i kontaktnim šinama u prvoj konfiguraciji, čime se nastavlja kretanje vozila po želji pilota.

[0099] Vozilo može biti kopneno vozilo ili vodeno vozilo. Kada je vozilo vodeno vozilo, ono može dalje sadržati jednu ili više kobilica, podvodnih krila, krma i/ili propelera u obliku jednog ili više krila koja su ovde opisana i ilustrovana.

[0100] Prvenstveno, vodeno vozilo sadrži glavni centralni trup i par bočnih potpornjeva koji okružuju glavni centralni trup sa suprotnih strana, pri čemu su bočni potpornji spojeni sa glavnim centralnim trupom pomoću spojnih elemenata koji se pružaju bočno sa suprotnih strana glavnog centralnog trupa. Bočni potpornji mogu biti pričvršćeni na glavni centralni trup pomoću spojnih elemenata ili rastavljivo pričvršćeni pomoću spojnih elemenata tako da je vodeno vozilo sklopivo radi transporta i/ili skladištenja. Pored toga, jedro se može skinuti sa vodenog vozila čineći ga mnogo kompaktnijim za transport i/ili skladištenje.

[0101] Svaki bočni potporanj sadrži jednu ili više peta koje se pružaju operativno naniže sa njega i nagnute su prema glavnom centralnom trupu.

[0102] Generalno, glavni centralni trup sadrži krmilo za upravljanje smerom vodenog vozila. Krmilo može biti obrtno nošeno na glavnom centralnom trupu operativno ispred njegove težišne tačke da bi se obezbedila bolja stabilnost i kontrola. Pored toga, krmilo je vođeno pomoću vodeće pete postavljene operativno ispred krmila, čime se krmilo štiti od oštećenja usled udara i mogućeg uplitanja otpada ili vodenog živog sveta.

[0103] Prvenstveno, glavni trup, potpornji, pete i krmilo imaju nizak gas da bi se izbeglo oštećenje koralnih grebena i da bi se omogućilo da se vodeno vozilo kreće u plitkim vodama. Još poželjnije, jedro sadrži sredstva za plutanje radi sprečavanja da se vodeno vozilo potpuno preokrene u slučaju prevrtanja. Najpoželjnije je da vodeno vozilo ima jedno sedište ili dva sedišta raspoređena u tandemu kod vodenog vozila tipa trimarana.

KRATKI OPIS SLIKA NACRTA

[0104] Ove i druge karakteristike i prednosti predmetnog uređaja, sistema, i postupka će biti shvaćene kada se iste budu bolje razumele sa pozivom na opis, patentne zahteve i priloženi nacrt, na kome:

Fig. 1 je aksonometrijski izgled krila u skladu sa jednim aspektom predmetnog pronalaska primenjenog kao jedro montirano na vodenom vozilu;

Fig. 2 je aksonometrijski izgled jedra sa Fig.1;

Fig. 3 je izgled odozgo preseka jedra sa Fig.2 posmatranog duž linije A-A u obliku inicijalno mirujuće sekcije aeroprofila;

Fig. 4 je izgled odozgo preseka jedra sa Fig.3 u obliku refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila;

Fig. 5 je izgled odozgo preseka jedra sa Fig.3 in, a što se tiče oblika refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila sa Fig.4, oblika reverzno refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila;

Fig. 6 je aksonometrijski izgled jedra, koji prikazuje bar neke od unutrašnjih komponenti jednog poželjnog primera rasporeda aktuatora posmatrano sa operativnog donjeg kraja;

Fig. 7 je bočni izgled varijantnog primera izvođenja jedra koje sadrži spinaker koji se može saviti i razviti;

Fig. 8 je izgled odozgo varijantnog primera izvođenja jedra sa Fig.7;

Fig. 9 uvećani izgled odozgo prateće ivice jedra sa Fig.8, koji prikazuje šinu na pratećoj ivici jedra duž koje može da se kreće klizač spinakera između svog savijenog i razvijenog položaja;

Fig. 10 je bočni izgled jedra i vodenog vozila sa Fig.1;

Fig. 11 je izgled spreda jedra i vodenog vozila sa Fig.1;

Fig. 12 je izgled odozgo preseka jednog drugog varijantnog primera izvođenja jedra;

Fig. 13 je šematski izgled jedra sa Fig.2;

Fig. 14 je šematski izgled kontaktne ploče upravljačkih sredstava za upravljanje kretanjem napred-nazad radi automatske promene deformacije jedra; Fig. 15-18 su izgledi preseka krila, u obliku jedra ili drugačijeg, koji prikazuju primere aktuatora ili varijante rasporeda aktuatora;

Fig. 19 je aksonometrijski izgled sklopivog jedra u skladu sa aspektom predmetnog pronalaska u podignutom položaju;

Fig. 20 je aksonometrijski izgled jednog od mnoštva rebara koja sačinjavaju sklopivo jedro sa Fig.19;

Fig. 21 je aksonometrijski izgled sklopivog jedra sa slike u sklopljenom položaju;

Fig. 22 je šematski izgled upravljačkog sistema za krilo, u obliku jedra ili drugačijeg;

Fig. 23-25 su izgledi preseka krila, u obliku jedra ili drugačijeg, koji prikazuju varijantni aktuator ili varijantni raspored aktuatora, za omogućavanje promenljive deformacije refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila i promenljive deformacije debljine krila; i

Fig. 26 je izgled preseka krila, u obliku jedra ili drugačijeg, koji prikazuje još jedan varijantni aktuator ili varijantni raspored aktuatora, za omogućavanje promenljive deformacije refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila i promenljive deformacije debljine krila.

DETALJNI OPIS SLIKA NACRTA

[0105] Krilo prema predmetnom otkrivanju, koje obuhvata uređaje, sisteme, i postupke, može biti primenjeno u mnogim aplikacijama. Za svrhe obezbeđivanja detaljnog opisa pronalaska, krilo će biti opisano sa pozivom na njegovu primenu kao jedra koje se koristi za vodeno vozilo 200, pri čemu je jedro generalno označeno na priloženim slikama nacrta pozivnom oznakom 10.

[0106] Sa pozivom na Fig.1 i Fig.2, jedro 10 je nošeno između prve krajnje ploče 12 i druge krajnje ploče 14, tipično smeštene na operativno gornjem i donjem vrhu krila jedra 10, respektivno, koje deluju tako da spreče rasipanje strujanja vazduha preko vrhova krila jedra 10, i/ili u šupljem jedru 10, od strane visokog pritiska do strane niskog pritiska, čime se sprečava, koliko je to moguće, stvaranje vrtloga. Zazor (nije prikazan) je definisan između jedra 10 i krajnje ploče 12, 14, a tipično je zatvoren zaptivkom ili zaptivačem koji dozvoljava pomeranje između jedra 10 i krajnjih ploča 12, 14.

[0107] Jarbol 16 se pruža naniže od druge krajnje ploče 14 oko koje se može okretati jedro 10. Shvatljivo je da umesto jarbola 16 koji se pruža naniže od druge krajnje ploče 14, druga krajnja ploča 14 može definisati formacije za prihvat jarbola u kojima obrtno može biti prihvaćen jarbol koji se pruža sa vodenog vozila 200.

[0108] U bilo kom od različitih primera izvođenja jarbola, jedro 10 se može slobodno obrtati oko ose rotacije 18, čime se omogućava da jedro 10 automatski podesi svoj napadni ugao u odnosu na preovlađujući smer vetra.

[0109] Shodno tome, pod jednim aspektom se podrazumeva da predmetno jedro ima samopodešavajući napadni ugao bez spoljašnje pomoći upravljačkih linija i/ili kablova. U nekim primerima, upravljačke linije i/ili kablovi mogu biti ugrađeni da bi potpomogli samopodešavajuću sposobnost jedra, kao što će detaljnije biti razmotreno dole.

[0110] Sada se sa pozivom na Fig.13, jedro 10, u jednom primeru izvođenja, naginje u odnosu na osu rotacije 18 tako da je rastojanje između ose rotacije 18 i vodeće ivice 20 na nižoj drugoj krajnjoj ploči 14 vrha krila jedra 10 manje od rastojanja između ose rotacije 18 i vodeće ivice 20 na njegovoj gornjpj prvoj krajnjoj ploči 12 vrha krila.

[0111] Preciznije, jedro 10 se naginje u odnosu na osu rotacije 18 tako da osa rotacije 18 bude bliža vodećoj ivici 20 na donjoj drugoj krajnjoj ploči 14 vrha krila jedra 10 i bliža pratećoj ivici 22 na njegovoj gornjoj prvoj krajnjoj ploči 12 vrha krila. U sledećem primeru, jedro 10 je manje nagnuto, a kontrateg (nije prikazan) se upotrebljava za uravnotežavanje jedra u odnosu na osu rotacije 18.

[0112] Rezultat je podela jedra 10, osom rotacije 18, na deo „A“ vodeće ivice i deo „B“ prateće ivice. U praksi, dovođenje veće površine jedra 10 operativno ispred ose rotacije, u poređenju sa postojećim konstrukcijama iz stanja tehnike, ima efekat suprotstavljanja visokim stepenima oscilacija na gornjoj prvoj krajnjoj ploči 12 vrha krila jedra 10 izazvanim zanošenjem i valjanjem vodenog vozila 200 na moru.

Nepoželjnim oscilacijama se dalje može suprotstaviti pomoću prigušivača (nije prikazan) koji deluje na jarbol 16.

[0113] Shvatljivo je da oscilacije jedra 10, koje se pojavljuju usled zanošenja i dejstva valjanja na vodeno vozilo 200 na moru, izazivaju to da jedro 10 leprša oko ose rotacije 18. Da bi se suprotstavilo ovom efektu lepršanja, deo „A“ vodeće ivice i deo „B“ prateće ivice jedra 10 imaju u suštini istu težinu, čime se jedro 10 uravnotežava oko ose rotacije 18.

[0114] U stvari, poželjno je da deo „B“ prateće ivice jedra 10 bude teži od dela „A“ vodeće ivice da bi se ograničilo da se jedro 10, kada sila gravitacije deluje na njega, obrće oko ose rotacije u slučaju da se vodeno vozilo 200 nagne tokom valjanja.

Sledeća prednost toga da je deo „B“ prateće ivice bude teži je ta što on deluje kao samousmeravajuća karakteristika koja smanjuje rizik da se vodeno vozilo 200 prevrne. Shvatljivo je da željeno otežavanje jedra 10 oko ose rotacije 18 može da se dobije otežavanjem krila na specifičnim lokacijama u odnosu na osu rotacije 18 i/ili stateškim raspoređivanjem aktuatora, drugih teških komponenata i/ili tegova u jedru 10.

[0115] Površina dela „B“ prateće ivice jedra 10 je prvenstveno veća od površine njegovog dela „A“ vodeće ivice čime se obezbeđuje da se jedro 10 lakše usmerava u vetar. Pored toga, poželjno je da osa rotacije 18 bude u suštini upravna na vodeno vozilo 200.

[0116] Fig.3 ilustruje presek sekcije jedra 10 duž linije A-A sa Fig.1, pri čemu je presek sekcije neutralna sekcija 26 aeroprofila jedra 10. Mada je neutralna sekcija 26 aeroprofila prikazana tako kao da je simetrična oko neutralne srednje linije zakrivljenja 28 koja se pruža kroz neutralnu vodeću ivicu 20 i prateću ivicu 22 jedra 10, shvatljivo je da za druge primene, kao što su krila za letelice, neutralna sekcija 26 aeroprofila može biti asimetrična oko neutralne srednje linije zakrivljenja 28.

[0117] Jedro 10 sadrži prvi segment 30 aeroprofila i drugi segment aeroprofila 32 koji se susreću na neutralnoj vodećoj ivici 20 i pratećoj ivici 22 koje su međusobno razmaknute svojim dužinama duž neutralne srednje linije zakrivljenja 28. Kada se vrši poziv na izraz "srednja linija zakrivljenja", onda se za svrhe ovog opisa podrazumeva da je mesto tačaka pola puta između prvog i drugog segmenta 30, 32 aeroprofila, koje se može menjati kada se jedro 10 deformiše.

[0118] Svaki od prvog i drugog segmenta 30, 32 aeroprofila može biti obrazovan pomoću jednog ili više elemenata aeroprofila koji su spojeni ili međusobno pričvršćeni sa jednog do drugog kraja. Alternativno tome, kao što je slučaj sa poželjnim primerom izvođenja koji je prikazan na priloženim slikama nacrta, prvi i drugi segment 30, 32 aeroprofila su integralni i suprotni prvi i drugi elementi izduženog omotača 34 aeroprofila.

[0119] Bez obzira kako su obrazovani jedro 10, i/ili prvi i drugi segment 30, 32 aeroprofila, sekcija 26 aeroprofila je prvenstveno kontinualna zatvorena sekcija aeroprofila koja sprečava da krajevi prvog i drugog segmenta 30, 32 aeroprofila klize jedan u odnosu na drugi. Shvatljivo je da se mogu koristiti oblik vodeće ivice (nije prikazan) i oblik prateće ivice (nije prikazan) i da je segment 30, 32 aeroprofila pričvršćen za dva oblika da bi obrazovao omotač 34 aeroprofila.

[0120] Omotač 34 aeroprofila je polukrut i samonoseći, pri čemu je njegova spoljašnja površina oplata 36 preko koje vazduh pri upotrebi može strujati da bi stvorio razlike u pritiscima ili uzgon koji je potreban za pogon vodenog vozila 200.

[0121] U drugim primenama i konfiguracijama za to, oplata 36 može biti poseban element nošen preko prvog i drugog segmenta 30, 32 aeroprofila koji zajedno formiraju rebra aeroprofila koja su međusobno razmaknuta duž raspona krila jedra 10. Pored toga, oplata 36 može biti napravljena od tekstilnog materijala, što omogućava da se jedro 10 sklopi pomeranjem rebara aeroprofila nasuprot ili bar jednog prema drugom.

[0122] Posmatrajući sada poželjni primer izvođenja pronalaska, kao što je prikazano na priloženim slikama nacrta, omotač 34 aeroprofila može biti napravljen od krutog pločastog materijala, a prvenstveno, od metala ili čelika (tj. nerđajućeg čelika), aluminijuma, drveta, kompozita, pene i/ili bilo koje kombinacije gore navedenih. Bez obzira na materijal, segment 30, 32 aeroprofila koji obrazuje omotač 34 aeroprofila bi trebao da bude lak, elastičan tako da zategne jedro 10 iz bilo kog oblika deformisane sekcije aeroprofila prema neutralnoj sekciji 26 aeroprofila, i da ima kritično opterećenje na izvijanje veće od kompresionog opterećenja generisanog u segmentu 30, 32 aeroprofila zahvaljujući aktuatoru koji deluje na njega da bi deformisao jedro iz neutralne sekcije 26 aeroprofila.

[0123] Za svrhe ovog opisa, pod kritičnim opterećenjem na izvijanje će se podrazumevati da je to maksimalno opterećenje koje element može podneti pre pojave izvijanja u njemu, kao funkcije Jungovog modula i momenta inercije poprečnog preseka takvog elementa.

[0124] Pri upotrebi, kada jedro 10 deformišu aktuatori, kao što je detaljnije razmotreno dole, pomeranje između bilo koje dve tačke na najmanje jednom od segmenata 30, 32 aeroprofila, kao što je na strani koja je podvrgnuta kompresiji, je smanjeno, čime se generiše kompresiono opterećenje u takvom segmentu aeroprofila 30, 32. Sposobnost takvog segmenta aeroprofila 30, 32 da se odupre kompresionom opterećenju, zajedno sa zatvorenom konfiguracijom segmenta 30, 32 aeroprofila i nemogućnosti da njihovi krajevi klize jedan pored drugog, izazivaju da takav segment 30, 32 aeroprofila preuzme oblik sa prevojnom tačkom, čime se izaziva to da krilo obrazuje refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila, kao što je prikazano na Fig.4 i Fig.5, koje prikazuju refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila deformisano na obe strane neutralne srednje linije zakrivljenja 28 respektivno, i imaju u suštini sinusno deformisano srednje zakrivljenje 28<I>.

[0125] Sposobnost jedra 10 da se deformiše u refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila sa bilo koje strane neutralne srednje linije zakrivljenja 28 obezbeđuje potpuno reverzibilno deformabilno jedro 10. Potpuna reverzibilnost omogućava da deformacija jedra 10 na jednoj strani neutralne srednje linije zakrivljenja 28 deluje kao pogon unapred na vodeno vozilo 200, a da deformacija sa suprotne strane neutralne srednje linije zakrivljenja 28 deluje kao kočnica i/ili reverzna pogon, čime je realizovano vodeno vozilo 200 sa znatno poboljšanim upravljanjem u poređenju sa drugim vodenim vozilima pogonjenim vetrom koja su sada na raspolaganju.

[0126] Sa pozivom na Fig.3 do 5, shvatljivo je da sposobnost jedra 10 da se deformiše u refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila u velikom stepenu rezultat održavanja zajedničke prateće ivice 22 za svaku sekciju aeroprofila na njenom opsegu deformacija, čime je omogućeno da se vodeća ivica 20 pomera ili umotava duž nosnog dela 40 sekcije 26 aeroprofila.

[0127] Posebno sa pozivom na Fig.4, pošto je neutralno zakrivljena sekcija 26 aeroprofila deformisana u refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila, to jest smanjenjem dve tačke na drugom segmentu aeroprofila 32, nosni deo 40 se deformiše u deformisani nosni deo 40<I>sa deformisanom vodećom ivicom 20<I>koja leži na refleksnoj srednjoj liniji zakrivljenja 28<I>koja se pruža između nove vodeće ivice 20<I>i prateće ivice 22. U neutralno zakrivljenoj sekciji 26 aeroprofila, dužina prvog segmenta 30 aeroprofila, mereno između neutralne vodeće ivice 20 i prateće ivice 22 je prva dužina Lo, dok je kod refleksno zakrivljene sekcije 26’ aeroprofila, dužina prvog segmenta aeroprofila 30<I>, mereno između deformisane vodeće ivice 20<I>i prateće ivice 22 duža druga dužina L1.

[0128] Karakteristike kritičnog opterećenja segmenta 30, 32 aeroprofila na izvijanje i njihova kontinualno zatvorena konfiguracija koje obrazuju omotač 34 aeroprofila znače da sekcija aeroprofila u bilo kom deformisanom obliku u suštini održavaju konstantnu dužinu obima sekcije aeroprofila. Kao rezultat ovoga, povećanje dužine prvog segmenta 30 aeroprofila od prve dužine Lo do druge dužine L1 u sekciji aeroprofila koji ima u suštini konstantnu dužinu obima sekcije aeroprofila mora rezultovati skraćenjem dužine drugog segmenta aeroprofila 32. Promeni individualnih dužina prvog i drugog segmenta 30, 32 aeroprofila se suprotstavlja prateća ivica 22, stvarajući efekat potiskivanja/povlačenja na njoj i izazivajući da se prateća ivica 22 i/ili repni deo 42,42’ jedra 10, koji se slobodno pomeraju duž neutralne linije zakrivljenja 28, "naglo prebaci" u refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila.

[0129] Pri upotrebi, sa vetrom koji ima preovlađujući smer W, deformisani rep 42’ (Fig. 4) refleksno zakrivljene sekcije 26<I>aeroprofila izaziva to da se refleksno zakrivljena sekcija 26<I>aeroprofila okrene u smeru P1 oko ose rotacije 18. Ugao β<+>definisan između preovlađujućeg smera vetra W i deformisane tetive 44 koja prolazi kroz deformisanu vodeću ivicu 20<I>i prateću ivicu 22 predstavlja napadni ugao jedra 10. Sa jedrom 10 koje se može slobodno okretati oko ose rotacije 18, jedro 10 može da automatski podesi svoj sopstveni napadni ugao β<+>i generiše prvu uzgonsku silu T1 usmerenu u prvom smeru u odnosu na neutralnu srednju liniju zakrivljenja 28.

[0130] Fig.5 prikazuje reverzibilnost jedra 10. Deformacija jedra 10 sa sada povećanom dužinom L1 druge sekcije aeroprofila 32 umesto prve sekcije aeroprofila 30 izaziva da se jedro 10, na način koji je u suštini isti kao što je opisano sa pozivom na Fig.4, prilagodi refleksno zakrivljenoj sekciji 26’ aeroprofila, ovog puta sa deformisanim repom 42’ refleksno zakrivljene sekcije 26’ aeroprofila prinuđavajući refleksno zakrivljenu sekciju 26’ aeroprofila da se okrene u smeru P2 oko ose rotacije 18 i automatski podešava napadni ugao β-. Kao rezultat ovoga, jedro 10 može da generiše drugu uzgonsku silu T2 usmerenu u drugom suprotnom smeru u odnosu na neutralnu srednju liniju zakrivljenja 28 i prvu uzgonsku silu T1.

[0131] Suprotne prva i druga uzgonska sila T1,T2 omogućavaju da vodeno vozilo 200 bude pogonjeno u jednom smeru, i zakočeno i/ili pogonjeno u suprotnom smeru uz obezbeđivanje znatno boljeg upravljanja vodenim vozilom 200 u poređenju sa postojećim vodenim vozilima iz stanja tehnike. Da bi se povećao uzgon, segment 30, 32 aeroprofila jedra 10 suprotan strani na kojoj se generišu uzgonske sile T1, T2 je zakrivljen prema unutrašnjosti prema refleksnoj liniji zakrivljenja 28’ obrazujući naniže zakrivljenu uzgonsku sekciju aeroprofila. Mada je konkavnost ispod zakrivljenja prikazana tako kao da se pojavljuje samo u slučaju da je jedro 10 deformisano u refleksno zakrivljenu sekciju 26’ aeroprofila, može se u stvari desiti drugačije kod refleksno zakrivljene sekcije 26<I>aeroprofila. Na primer, u primenama krila za letelicu, sekcija aeroprofila bi mogla definisati zakrivljenje naniže u svom neutralnom obliku.

[0132] Da bi se dalje podstakao uzgon, debljina i/ili svojstva materijala izvesnih prethodno definisanih delova segmenta 30, 32 aeroprofila (i/ili omotača 34 aeroprofila obrazovanog njima) se mogu razlikovati od njegovih preostalih delova tako da podstiču veći ili manji stepen deformacije u ovim unapred određenim delovima u poređenju sa preostalim delovima. Ovo omogućava kontrolisanu ili prethodno definisanu deformaciju jedra 10. Prvenstveno, bar nosni deo 40, 40I jedra 10 je napravljen od tanjeg ili manje krutog materijala od preostalih delova jedra 10, tako da podstiče veći stepen deformacije u nosnom delu 40, 40<I>.

[0133] Shvatljivo je da neutralna sekcija 26 aeroprofila može biti deformisana od nje i prema refleksno zakrivljenoj sekciji 26’ aeroprofila kao što je gore opisano, tj. promenom pomeranja tačaka na sekciji aeroprofila, na mnogee različite načine i sa mnogim različitim konfiguracijama aktuatora.

[0134] U jednom primeru, sa sličnim pozivnim oznakama koje označavaju slične delove, Fig.15 prikazuje presek neutralne sekcije aeroprofila 426 koji ima aktuatore u obliku kablova 427 koji se kreću preko koturača radi pomeranja aktuatorskih tačaka 429 jedne u odnosu na drugu da bi se jedro deformisalo iz neutralne sekcije aeroprofila 426.

[0135] U drugom primeru, Fig.16 prikazuje presek neutralne sekcije aeroprofila 526 koji ima aktuatore u obliku ramenjače ili polužnog kraka 431 obrtno montirane na cevnom jarbolu 433, zajedno sa jednim ili više zateznih prečki 435 koje se pružaju poprečno duž neutralne linije zakrivljenja 428 između aktuatorskih tačaka 429A. Polužni krak 431 sadrži formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka 429B u odnosu na aktuatorsku tačku 429A da bi se jedro deformisalo iz neutralne sekcije aeroprofila 426.

[0136] U trećem primeru, Fig.17 prikazuje presek neutralne sekcije aeroprofila 626 koji ima aktuatore u obliku ramenjače ili jarbola 637 sa jednom ili više kliznih ploča 639 koje imaju prve strane koje mogu kliziti u odnosu na spoljašnje strane ramenjače ili jarbola 637 i druge strane koje imaju formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka 629 da bi se jedro deformisalo iz neutralne sekcije aeroprofila 426.

[0137] U četvrtom primeru, Fig.18 prikazuje presek neutralne sekcije aeroprofila 726 koji ima aktuatore u obliku ramenjače ili jarbola podeljenih uzdužno na delove ramenjače ili polovine jarbola 737A, 737B, pri čemu podeljene polovine imaju prve strane koje mogu kliziti jedne u odnosu na druge u ravni koja je u suštini ko-planarna sa neutralnom linijom zakrivljenja i druge strane koje imaju formacije za pomeranje aktuatorskih tačaka da bi se jedro deformisalo iz neutralne sekcije aeroprofila 726.

[0138] U jednom primeru, jedro 10 sadrži glavnu ramenjaču 46, ramenjaču 48 vodeće ivice i ramenjaču 50 prateće ivice (Fig.6). Glavna ramenjača 46 se može nasloniti, ali je prvenstveno spojena duž suprotnih strana segmenta 30, 32 aeroprofila i duž neutralne srednje linije zakrivljenja 28 tako da bude locirana sa unutrašnje strane unutar omotača 34 aeroprofila i na lokaciji maksimalne debljine neutralne sekcije 26 aeroprofila ili u njenoj blizini.

[0139] Ramenjača 48 vodeće ivice se takođe može nasloniti, ali je prvenstveno spojena duž suprotnih strana sa segmentom 30, 32 aeroprofila i duž neutralne srednje linije zakrivljenja 28, tako da bude locirana sa unutrašnje strane unutar omotača 34 aeroprofila i između vodeće ivice 20 i glavne ramenjače 46.

[0140] Ramenjača 50 prateće ivice dalje može da se nasloni, ali je prvenstveno spojena duž suprotnih strana sa segmentom 30, 32 aeroprofila i duž neutralne srednje linije zakrivljenja 28, tako da bude locirana sa unutrašnje strane unutar omotača 34 aeroprofila i između prateće ivice 22 i glavne ramenjače 46. Svaka od ramenjača 46, 48, 50 se pruža u suštini po dužine raspona krila jedra 10, a spojene su elastično ili zglobno sa segmentom 30, 32 aeroprofila.

[0141] Ramenjače 48, 50 vodeće i prateće ivice su obrtno nošene na svojim odgovarajućim krajevima na osovinicama 52 koje mogu biti prihvaćene unutar odgovarajućih prihvatnih otvora 54 na prvoj i drugoj krajnjoj ploči 12, 14. Kao takve, ramenjače 48, 50 vodeće i prateće ivice su, u odnosu na prvu i drugu krajnju ploču 12, 14, imaju ograničeno uzdužno i/ili bočno pomeranje, ali se mogu slobodno okretati oko centralnih osa koje prolaze kroz svaku od ramenjača 48, 50 vodeće i prateće ivice, respektivno.

[0142] Glavna ramenjača 46 je nošena i unutar omotača 34 aeroprofila jedra 10 tako da glavna ramenjača ostane nepričvršćena i da efektivno pliva u odnosu na prvu i drugu krajnju ploču 12, 14. Sa svakim krajem glavne ramenjače 46 je spojen aktuator 53. Svaki aktuator sadrži aktuatorski krak 55 sa slobodnim krajem 56 koji može biti prihvaćen u aktivirajućoj vodećoj formaciji u obliku vodećeg proreza 58 definisanog u svakoj od prve i druge krajnje ploče 12, 14.

[0143] Pri upotrebi, krakom aktuatora 55 se može upravljati pomoću aktuatora 53 tak da se okreće ka bilo kojoj strani neutralne linije zakrivljenja 28, izazivajući da se slobodni kraj 56 aktuatorskog kraka 55 nasloni i pomera duž vodećeg proreza 58 definisanog u svakoj od prve i druge krajnje ploče 12, 14. Sa aktuatora 53 spojenog sa glavnom ramenjačom 46, sila generisana naslanjanjem slobodnog kraja 56 aktuatora na vodeći prorez 58 se pretvara u suštini u bočno pomeranje glavne ramenjače 46 u odnosu na prvu i drugu krajnju ploču 12, 14. Shvatljivo je da se pomeranje glavne ramenjače 46 takođe može opisati kao u suštini poprečno u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja 28.

[0144] Poprečno pomeranje glavne ramenjače 46 u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja 28 pomera liniju kontakta između glavne ramenjače 46 i omotača 34 aeroprofila u prvom u suštini poprečnom smeru u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja 28. Ramenjače 48, 50 vodeće i prateće ivice, koje su osovinicama pričvršćena za prvu i drugu krajnju ploču 12, 14 i mogu da se okreću samo u odnosu na njih, odupiru se poprečnom pomeranju glavne ramenjače 46 u drugom u suštini suprotnom poprečnom smeru od prvog poprečnog smera duž linija kontakta između omotača 34 aeroprofila i vodeće i prateće ivice ramenjača 48, 50 respektivno.

[0145] Shvatljivo je da se, kao rezultat pomeranja ramenjača 46, 48, 50 jednih u odnosu na druge, najmanje jedna od tačaka/linija kontakta između ramenjača 46, 48, 50 i omotača 34 aeroprofila može pomerati u odnosu na drugu, deformišući time neutralnu sekciju 26 aeroprofila u refleksno zakrivljenu sekciju 26<I>aeroprofila. Pri deaktivaciji aktuatora 53, slobodni kraj 56 aktuatora se vraća u centralni neutralni položaj u vodećem prorezu 58, čime se omogućava da se jedro 10 elastično vrati u svoju neutralnu sekciju 26 aeroprofila.

[0146] U jednom primeru, aktuator ili aktuatori, kao što je jedna od ramenjača, se napajaju energijom da bi savili omotač 34 aeroprofila, čime se neutralna linija zakrivljenja 28 transformiše u liniju refleksnog zakrivljenja 28<I>. Refleksni omotač aeroprofila, sa specifičnom refleksnom konfiguracijom izazvanom pomoću jedne ili više ramenjača, automatski se okreće oko ose rotacije 18 da bi podesio svoj sopstveni napadni ugao.

[0147] Shvatljivo je dalje da način deformisanja jedra 10 koji je ovde gore opisan do detalja jednostavno zahteva najviše samo 8 glavnih komponenata, naime: omotač 34 aeroprofila; tri ramenjače 46, 48, 50; dve krajnje ploče 12, 14; i dva aktuatora 53. Predviđeno je da broj glavnih komponenata može da se dalje smanji eliminacijom najmanje jedne od ramenjača i jednog od aktuatora.

[0148] Lokacije ramenjača 48, 50 vodeće i prateće ivice u odnosu na vodeće i prateće ivice 20, 22 jedra 10 mogu uticati na deformisani oblik sekcija aeroprofila. Prvenstveno, ramenjača 48 vodeće ivice je locirana znatno bliže vodećoj ivici 20 nego glavna ramenjača 46. Ramenjača 50 prateće ivice je prvenstveno takođe locirana bliže pratećoj ivici 22 nego glavna ramenjača 46, ali ne toliko blizu kao ramenjača 48 vodeće ivice u odnosu na vodeću ivicu 20. Najpoželjnije je da ramenjača 50 prateće ivice bude locirana na trećini rastojanja nazad od prateće ivice 22 prema glavnoj ramenjači 46 duž neutralne linije zakrivljenja 28.

[0149] Sada posebno sa pozivom na Fig.2, jedro 10 sadrži izvlačivi panel 60 koji se sužava od operativno donjeg kraja druge krajnje ploče 14 jedra 10 prema njegovom operativno gornjem kraju prve krajnje ploče 12. Drugim rečima, dužina tetive između vodeće i prateće ivice 20, 22 neutralne sekcije 26 aeroprofila je manja na operativno gornjem kraju prve krajnje ploče 12 jedra 10 u poređenju sa dužinom tetive na njegovom operativno donjem kraju druge krajnje ploče 14.

[0150] Izvlačivi panel 60 je sredstvo za obezbeđivanje jedra 10 sa izraženijom refleksno zakrivljenom sekcijom 26’ aeroprofila, što pomaže da se jedro 10 podesi oko ose rotacije 18 između većih napadnih uglova β. Pored toga, izvlačivi panel 60 je pričvršćen za ili je pomerljivo izvlačiv i/ili se može saviti u odnosu na jedro 10 tako da je površina jedra 10 promenljiva.

[0151] Aktuatori 53 i veličina za koju su oni sposobni da deformišu jedro 10 su upravljani nekim oblikom upravljačkih sistema, a šematski je jedan takav upravljački sistem prikazan na Fig.22. Upravljački sistem može sadržati mnoštvo senzora i korisničkih unosa, softver i mnoštvo izlaza.

[0152] Ulazi senzora potiču od jednog ili više anemometara (za merenje brzine i/ili smera fluida), fluidom pogonjene turbine, žiroskopa, brzinometara, merača naprezanja, senzora pritiska, senzora položaja, pokazivača nagiba

[0153] Korisnički unosi su ulazi upravljanja prigušivanjem (tj. upravljanje deformacijom jedra pomoću aktuatora), ulazi za izvlačenje i/ili uvlačenje (tj. u slučaju sklopivog jedra), upravljački ulazi (tipično putem upravljanja krmilom) i/ili ulazi prekidača za isključivanje u urgentnim situacijama.

[0154] Softver je jedna ili više baza podataka, protokola i/ili programa sa kojima se proveravaju senzorski i korisnički unosi are interrogated, a onda upravljački sistem šalje odgovarajući izlaz radi upravljanja jedrom na podesan način (tj. pokreće aktuatore tako da deformišu jedro do specifične refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila).

[0155] Ugrađenim u upravljački sistem (ili kao samostalna jedinica), jedrom 10 se dalje može upravljati protokolom sprečavanja zastajanja. Osmišljeno je da sistem za sprečavanje zastajanja sadrži bazu podataka u koju su unete informacije dobijene u toku testiranja koje se odnose na preovlađujuće brzine vetra i odgovarajuće dozvoljene stepene deformacije sekcija aeroprofila deformacija, što će sprečiti da se sekcija aeroprofila from deformiše u sekciju aeroprofila koja će automatski zauzeti napadni ugao koji će izazvati zastajanje za tu specifičnu brzinu vetra.

[0156] Pri upotrebi, preovlađujuća brzina vetra se meri pomoću mernog uređaja, na primer, u obliku minijaturne turbine na vetar, i unosi se u bazu podataka. Onda se baza podataka proverava za vrednosti brzine vetra, tako da se identifikuje odgovarajući dozvoljeni stepen deformacije sekcije aeroprofila. Dozvoljeni stepen deformacije sekcije aeroprofila, u obliku nekog signala, se šalje aktuatoru da ne bi deformisao jedro 10 više od dozvoljenog stepena deformacije sekcije aeroprofila. Turbina na vetar za merenje njegove brzine može istovremeno služiti kao uređaj za generisanje energije za napajanje električnih sistema na vodenom vozilu 200 i/ili za punjenje akumulatora za kasniju upotrebu.

[0157] Za jedrenje direktno u vetar, korisno je da jedro 10 sadrži spinaker 62 koji se može razviti (Fig.7). Spinaker 62 može biti uskladišten u šupljem delu glavne ramenjače 46 i razviti se iz njega pomoću klizača 64 spojenog na jednom kraju 64A sa spinakerom 62 i uhvaćenog na suprotnom kraju 64B na šini 66 koja se pruža duž prateće ivice 22 jedra 10 (Fig.9). Klizač 64 se može pomerati operativno naviše duž šine 66 od operativno nižeg kraja druge krajnje ploče 14 jedra 10 prema operativno višem kraju njegove prve krajnje ploče 12, čime povlači spinaker iz njegovog uskladištenog položaja unutar glavne ramenjače 46 u potpuno razvijeni položaj. Shvatljivo je da kada nije potreban, spinaker 62 može da se vrati u uskladišteni položaj unutar glavne ramenjače 46 promenom smera operacije razvijanja.

[0158] Sistem kablova se može koristiti za povlačenje spinakera 62 u uskladišteni i/ili razvijeni položaj. Pored toga, osmišljeno je da se spinaker 62 razvija automatski pomoću aktuatora za razvijanje (nije prikazan) koji može aktivirati senzor smera vetra (nije prikazan).

[0159] Sada je sa pozivom na Fig.1, Fig.10 i Fig.11, prikazano vodeno vozilo 200 koje je izvedeno kao jednosedno vodeno vozilo tipa trimarana koje ima glavni trup 202 sa čije obe strane se nalaze potpornji 204, 206. Potpornji 204, 206 su spojeni sa glavnim trupom pomoću spojnih elemenata 204A, 206A, pri čemu su spojni elementi 204A, 206A rastavljivo spojivi sa glavnim trupom 202, što omogućava da vodeno vozilo 200 bude sklopljeno u kompaktni oblik radi skladištenja i/ili transporta. Da bi se dalje povećala kompaktnost vodenog vozila, shvatljivo je da jedro 10 takođe može biti rastavljivo montirano na vodenom vozilu 200.

[0160] Glavni trup 202 sadrži krmilo 208 za upravljanje pravcem kretanja vodenog vozila 200. Krmilo 208 je za svrhe poboljšanja stabilnosti i upravljanja obrtno u odnosu na glavni trup 202 oko ose locirane operativno ispred njegove težišne tačke i zaštićeno je od oštećivanja usled udara i eventualnog zaplitanja otpada ili vodenog sveta pomoću zaštitne pete 210. Zaštitne pete 204B, 206B (Fig.11) se takođe pružaju operativno naniže sa svakog potpornja, nagnuto prema glavnom trupu 202 radi daljeg poboljšanja stabilnosti i upravljanja, i radi omogućavanja prevencije velike brzine. Shvatljivo je da vodeno vozilo 200 i svi njegovi dodaci imaju plitak gaz da bi se omogućilo da se vodeno vozilo 200 kreće u plitkim vodama, a naročito preko koralnih grebena, koji su osetljivi na oštećenje.

[0161] Za svrhe bezbednosti, više sigurnosnih karakteristika je uključeno u vodeno vozilo 200. Prvo je plutajuća naprava (nije prikazana) locirana u jedru 10 radi sprečavanja da se vodeno vozilo 200 potpuno prevrne u slučaju prevrtanja. Druga je vetrobran 212 pokrivene kabine, koji obezbeđuje sposobnost vodonepropusnosti kabini i sprečava davljenje pilota u slučaju prevrtanja vodenog vozila 200. Praktično, budući da je njegovo pomeranje u vertikalnom smeru ograničeno štrčećom krajnjom pločom 14, vetrobran 212 se može operativno klizno pomerati unapred i unazad da bi se pilotu obezbedio pristup u kabinu.

[0162] Treća bezbednosna karakteristika je senzor pritiska (nije prikazan) lociran ispod sedišta pilota. Ako težina pilota nije detektovana od strane senzora pritiska, ili bar unapred određena minimalna težina, onda aktuatori 53 ne mogu da se aktiviraju da bi deformisali jedro 10. Četvrta bezbednosna karakteristika je obezbeđivanje prekidača za isključivanje u urgentnim situacijama (nije prikazan) koji pilot može aktivirati u bilo kom trenutku da bi odmah deaktivirao aktuatore 53, čime se omogućava da jedro 10 elastično ponovo preuzme neutralnu sekciju 26 aeroprofila i da brzo i bezbedno zaustavi vodeno vozilo 200.

[0163] Važno je da upravljanje vodenim vozilom 200 ostane što lakše, čime se omogućava da čak i osobe sa malo ili bez iskustva sa plovidbom pouzdano upravljaju vodenim vozilom 200. Kao takvo, preporučljivo je da vodeno vozilo 200 sadrži dve glavne komande, i to kontrolu za upravljanje kretanjem napred-nazad i kontrolu za upravljanje smerom kretanja.

[0164] Kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad upravlja stepenom do koga aktuatori 53 deformišu jedro 10 da bi generisali uzgonsku silu za pogon vodenog vozila 200 unapred. Alternativno tome, kontrola za upravljanje kretanjem naprednazad može deformisati jedro 10 tako da generiše uzgonsku silu u smeru suprotnom od uzgonske sile za pogon vodenog vozila 200 unazad, čime deluje kao kočnica, a čak eventualno može pomerati vodeno vozilo 200 unazad. Kontrola za upravljanje smerom kretanja jednostavno upravlja krmilom 208 omogućavajući pilotu da usmeri vodeno vozilo 200 ulevo ili udesno.

[0165] Tokom plovidbe, jedro 10 može da se okreće oko ose rotacije 18 u odnosu na vodeno vozilo 200. Kada vodeno vozilo 200 menja pravac tokom plovidbe, jedro 10 može da se obrće duž linije kobilice vodenog vozila 200 tako da se prateća ivica 22 pomera sa jedne strane linije kobilice na drugu. Kada se navodi izraz linija kobilice, podrazumeva se da se on odnosi na uzdužnu centralnu liniju glavnog trupa 202 koja se pruža od pramca do krme. Jedro 10 se takođe može okretati oko ose rotacije promenom aktuatora tako da se poveća ili smanji savijenost linije zakrivljenja, uz održavanje smera kretanja vodenog vozila.

[0166] Kao rezultat ovoga, refleksno zakrivljena sekcija 26 aeroprofila koja je prethodno pogonila vodeno vozilo 200 u smeru unapred, bez uključivanja sredstva za automatsku promenu kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad, neposredno deluje tako da koči i/ili menja smer kretanja vodenog vozila 200, pošto se prateća ivica 22 pomera sa jedne strane linije kobilice na drugu, čak i ako pilot zadržava kontrolu kretanja unapred/unazad u smeru kretanja napred.

[0167] Uključivanje u vodeno vozilo 200 sredstva (nije prikazano) za automatsku promenu kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad, u slučaju da prateća ivica 22 pređe preko linije kobilice, deformiše jedra 10 do tačno reverzno refleksno zakrivljene sekcije 26’ aeroprofila koja je prethodno pogonila vodeno vozilo 200 u smeru napred, čime nastavlja da pogoni vodeno vozilo 200 napred bez bilo kakvog unosa ili saznanja o promeni sekcije aeroprofila, od strane pilota.

[0168] Sredstvo (nije prikazano) za automatsku promenu kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad može biti ostvareno na mnogo različitih načina, na primer, magnetnim senzorima, optičkim senzorima ili mehaničkim uređajima komutatorskog tipa (kao što je opisano ovde u nastavku), koji generalno imaju sposobnost da promene polarnost kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad.

[0169] U primeru izvođenja kontrole za upravljanje kretanjem napred-nazad kao mehaničkog uređaja komutatorskog tipa, i sada sa pozivom na Fig.14, predočava se da kontrola za upravljanje kretanjem napred-nazad obuhvata kontaktnu ploču 68 koja ima prve pozitivne i negativne lučne šine 70, 72 na prvoj strani reprezentativne linije kobilice 74 i druge pozitivne i negativne lučne šine 76,78 na drugoj suprotnoj strani reprezentativne linije kobilice 74 koje su koncentrično raspoređene oko kružne šine 80 za uzemljenje. Na prvoj strani reprezentativne linije kobilice 74, kružna šina 80 za uzemljenje je direktno okružena prvom pozitivnom lučnom šinom 70, dok je na drugoj strani reprezentativne linije kobilice 74, kružna šina 80 za uzemljenje direktno okružena drugom negativnom lučnom šinom 78.

[0170] Na ovaj način, kontakti (nisu prikazani) su konfigurisani za pomeranje po šinama 70, 72; 76, 78 u unapred određenoj kružnoj putanji oko ose rotacije 18 prolaze između pozitivnih i negativnih šina 70, 72; 76, 78, što ima efekat promene polarnosti aktuatora 53, dovodeći do povratne promene deformacije primenjene na jedro 10. Kontakti mogu biti locirani na jedru 10 ili vodenom vozilu 200, sa kontaktnom pločom 68 koja je locirana na drugom jedru 10 ili vodenom vozilu 200. Praktično, optimalni položaji za kontakte i kontaktnu ploču 68 su oko jarbola 16.

[0171] Na ovaj način, upravljanje kretanjem napred od strane pilota će nastaviti da dovodi do toga da vodeno vozilo 200 bude pogonjeno u smeru unapred bez obzira na položaj "P" jedra 10 oko ose rotacije 18. Postoji opseg kritičnih uglova θ jedra 10 u odnosu na reprezentativnu liniju kobilice 74 gde je sekcija aeroprofila jedra 10 pogonjena ili se elastično vraća nazad u simetričnu neutralnu sekciju aeroprofila da bi se izbeglo da čeoni otpor na jedru 10 postane u suštini isti ili veći od uzgonske sile generisane jedrom 10.

[0172] Ramenjače 48, 50 vodeće i prateće ivice mogu biti nošene pomoću omotača 34 aeroprofila i plivaju u odnosu na krajnje ploče 12, 14 tako da su ramenjače 48, 50 vodeće i prateće ivice poprečno pomerljive pomoću aktuatora 53 duž neutralne linije zakrivljenja 28 sa glavnom ramenjačom 46 koje je obrtno pričvršćena na krajnjim pločama 12, 14.

[0173] Sledeći primer je da jedro 10 ima inicijalno mirujuću sekciju aeroprofila, koja sekcija jedra 10 je inherentno zategnuta protiv prestanka dejstva sila aktuatora. Inicijalno mirujuća sekcija aeroprofila može biti neutralna sekcija aeroprofila, refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila ili bilo koja inkrementalna sekcija aeroprofila između njih.

[0174] Jedan drugi primer je korišćenje teleskopskih cilindara ili kablova spojenih između ključnih tačaka na omotaču 34 aeroprofila i/ili krajnjim pločama 12, 14 da bi pomerali ključne tačke jednu u odnosu na drugu za svrhe deformisanja jedra 10. Sa pozivom na Fig.12, omotač 134 aeroprofila sadrži zadebljane delove 300 koji se pružaju na delu ili celoj dužini raspona krila jedra 10 sa kojima se mogu povezati aktivirani mehanizmi za deformisanje. Zadebljani delovi omogućavaju deformaciju velikih dužina omotača 134 aeroprofila pomoću manjeg broja pogonskih pričvrsnih tačaka.

[0175] Sledeći primer je primer izvođenja sklopivog tekstilnog jedra, a ovo se može ostvariti pomoću više različitih metoda. Samo jedna od takvih metoda je prikazana na Fig. 19, koja prikazuje jedro 810 u podignutom položaju sa, za ilustrativne svrhe, tekstilnom oplatom koja je skinuta sa njega.

[0176] Sada je takođe sa pozivom na Fig.20, kostur krila sačinjen od mnoštva rebara 813, koja se kada se potisnu u podignuti položaj, naslanjaju jedno na drugo na vodećoj i pratećoj ivici 820, 822, tako da se realizuje jedro 810 sa u suštini krutom vodećom i pratećom ivicom, koje omogućava korišćenje pri velikim brzinama.

Prvenstveno, svako rebro sadrži odgovarajuće formacije 815, 817 za naslanjanje vodeće i prateće ivice, pri čemu se svaka od njih pruža upolje u suprotnim smerovima prema prvoj i drugoj krajnjoj ploči 812, 814.

[0177] Mnoštvo rebara 813 je pričvršćeno na tekstilni element oplate (nije prikazan) na razmaknutim intervalima između prve i druge krajnje ploče 812, 814, pri čemu su suprotni krajevi elementa oplate dalje pričvršćeni na prvoj i drugoj krajnjoj ploči 812, 814 ili blizu njih. U podignutom položaju, prva i druga krajnja ploča 812, 814 su potiskuju jedna od druge izvlačenjem sklopivog jarbola 819 u podignuti položaj koji je prikazan na Fig.19.

[0178] Mada je sklopivi jarbol 819 prikazan kao teleskopski jarbol, shvatljivo je da on može biti bilo koji tip sklopivog jarbola, uključujući podizni jarbol sa makazastim mehanizmom ili klipni jarbol. Pored toga, rebro može sadržati formaciju 821 za ukrućivanje namenjenu za ukrućivanje rebra, i/ili za obezbeđivanje površine na koju se susedno rebro može nasloniti kada je krilo u sklopljenom položaju.

[0179] Da bi se jedro skupilo u sklopljeni položaj, kao što je prikazano na Fig.21, teleskopski jarbol 819 se uvlači da bi pomerio prvu i drugu krajnju ploču 812, 814 jednu prema drugoj, što dovodi do toga da se rebra 813 pomere iz naslonjenog rasporeda jedno u odnosu na drugo u uvučeni raspored jedno unutar drugog da bi se obezbedilo veoma kompaktno sklopljeno jedro 810, koje se prvenstveno može skinuti sa vodenog vozila i čuvati u zaštitnom pokrivaču.

[0180] Sledeća moguća modifikacija ili varijacija pronalaska je da neutralna sekcija aeroprofila bude već refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila, a da refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila u koju se može deformisati krilo 10 bide izraženije refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila.

[0181] Sledeći primer moguće modifikacije ili varijacije pronalaska je naredna varijantna konfiguracija aktuatora za ostvarivanje promenljivo refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila i sposobnost da se poveća ili smanji debljina krila 910, što je od posebnog značaja u industriji letelica.

[0182] Fig.23 prikazuje simetričnu sekciju aeroprofila krila 910 koja ima pogonjeni element 931 koji se može obrtno pomerati između dve pogonske tačke 929, tako da njegovo ugaono pomeranje u jednom smeru izaziva refleksno zakrivljenje sekcije aeroprofila i smanjenje debljine krila 910 (Fig.24), što je posebno podesno za velike visine, uz velike brzine kretanja. Ugaono pomeranje pogonjenog elementa 931 u suprotnom smeru (Fig.25) izaziva sledeće refleksno zakrivljenje sekcije aeroprofila i povećanje debljine krila 910, što je posebno podesno za male visine, uz manje brzine kretanja, na primer, kada se letelica približava radi sletanja.

[0183] Shvatljivo je da mnoge različite konfiguracije aktuatora mogu biti primenjene za dobijanje promenljivog refleksnog zakrivljenja, rastuće-opadajuće sekcije aeroprofila (Fig.26). Na primer, dva pogonjena elementa 931A, 931B se mogu upotrebiti za poboljšanje upravljanja refleksno zakrivljenom sekcijom aeroprofila i debljinom takve sekcije aeroprofila.

[0184] Predočava se da sposobnost menjanja debljine krila ne samo da će znatno smanjiti nepoželjno zanošenje i zastajanje na vrhu, koji spadaju u najznačajnije uzroke koji dovode do smrtnih slučajeva među pilotima, već i eliminiše potrebu za repnom polugom i krmilom, i rezultuje znatnim poboljšanjem ekonomije goriva i smanjenjem proizvodnih troškova za letelice.

[0185] Jedan drugi primer moguće modifikacije ili varijacije pronalaska je primena krila kao jedne ili više aktivnih kobilica koje se pružaju operativno upolje sa trupa vodenog vozila, čime je realizovano vodeno vozilo sa aktivnom kontrolom valjanja, pri čemu je eliminisana potreba za teškim, glomaznim težinskim kobilicama. Pri upotrebi, i zahvaljujući upravljanju pomoću upravljačkog sistema, aktivne kobilice se mogu deformisati tako da generišu suprotno usmerenu silu ispravljanja koja se odupire naginjanju vodenog vozila (tipično, uzgonska sila koja je u suštini suprotna uzgonskoj sili generisanoj od strane jedra). Na ovaj način se može upravljati nagibom pod kojim se kreće vodeno vozilo, uz praktično eliminisanu mogućnost prevrtanja.

[0186] Shvatljivo je da aktivne kobilice mogu imati mnoge konfiguracije, kao što je, na primer, jedna ili više aktivnih kobilica konfigurisanih tako se pružaju operativno naniže sa trupa: u suštini ko-planarno sa jarbolom; u suštini upravno na jarbol; ili pod takvim uglom da definišu tupi ugao između aktivne kobilice i jarbola.

Claims (21)

Patentni zahtevi

1. Krilo (10) koje sadrži:

prvi segment (30) aeroprofila i drugi segment (32) aeroprofila koji imaju spojene krajeve ili su međusobno pričvršćeni na suprotnim neutralnim vodećoj i pratećoj ivici (20, 22), čime se sprečava da krajevi prvog i drugog segmenta aeroprofila klize jedan u odnosu na drugi,

pri čemu su prvi i drugi segment aeroprofila međusobno razmaknuti svojim dužinama duž neutralne srednje linije (28) zakrivljenja koja se pruža između neutralnih vodeće i prateće ivice da bi obrazovali neutralnu sekciju aeroprofila (26) duž tetive krila, i dalje pri čemu se prateća ivica može slobodno pomerati duž neutralne srednje linije zakrivljenja;

suprotne prve i druge krajeve (12, 14) međusobno razmaknute duž tetive krila;

jedan ili više aktuatora (53) prilagođenih za deformisanje krila između neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije (26') aeroprofila, pri čemu deformacija krila iz neutralne sekcije aeroprofila u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila generiše kompresiono opterećenje u segmentima aeroprofila;

prvi i drugi segment aeroprofila koji su elastični, pri čemu inherentna elastičnost takvih prvog i drugog segmenta aeroprofila zateže krilo prema inicijalno mirujućoj sekciji aeroprofila;

pri čemu je kritično opterećenje na izvijanje segmenata aeroprofila veće od kompresionog opterećenja generisanog u segmentima aeroprofila tokom deformacije segmenata aeroprofila pomoću jednog ili više aktuatora, čime se sprečava izvijanje segmenata aeroprofila tokom takve deformacije;

tako da kada je krilo deformisano pomoću jednog ili više aktuatora, onda pomeranje između dve tačke na jednom od segmenata aeroprofila generiše kompresiono opterećenje bar u takvom segmentu aeroprofila, a sposobnost takvog segmenta aeroprofila da se odupre kompresionom opterećenju izaziva da takav segment dobije oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila koji ima liniju refleksnog zakrivljenja sa prevojnom tačkom lociranom bliže njegovoj pratećoj ivici nego vodećoj ivici;

pri čemu je krilo nesimetrično oko linije koja se pruža duž neutralne sekcije aeroprofila upravno na neutralnu srednju liniju zakrivljenja, a krilo:

(i) se može montirati na objekat na najmanje jednom od prvog i drugog kraja krila; i

(ii) se može slobodno obrtati u odnosu na objekat oko ose rotacije (18) koja prolazi kroz tetivu krila, pri čemu osa rotacije deli krilo na:

a. deo ("A") vodeće ivice definisan između vodeće ivice, ose rotacije i suprotnih prvog i drugog kraja krila; i

b. deo ("B") prateće ivice definisan između prateće ivice, ose rotacije i suprotnih prvog i drugog kraja krila;

c. pri čemu je površina dela prateće ivice veća od površine dela vodeće ivice,

tako da kada pri upotrebi krilo ima oblik refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, onda strujanje fluida koje se vrši preko prateće ivice stvara moment na krilu koji izaziva da se krilo slobodno obrće oko ose rotacije da bi se automatski podesio napadni ugao u odnosu na smer preovlađujućeg strujanja fluida.

2. Krilo prema zahtevu 1, pri čemu je inicijalno mirujuća sekcija aeroprofila ona sekcija koja prihvata sve sile od aktuatora operativno ih preuzimajući od krila, pri čemu je inicijalno mirujuća sekcija aeroprofila neutralna sekcija aeroprofila, refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila ili bilo koja sekcija aeroprofila između njih, i dalje pri čemu se krilo može progresivno deformisati između neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, čime se omogućava da krilo bude deformisano aktuatorima u mnoštvo inkrementalno različitih sekcija aeroprofila, od kojih neke imaju povećanu ili smanjenu dimenziju maksimalne debljine.

3. Krilo prema zahtevu 2, pri čemu prvi i drugi segment aeroprofila:

(i) su zajedno jedan jedini integralni element aeroprofila koji obrazuje kontinualno zatvoreno rebro (813);

(ii) svaki je respektivno obrazovan od jednog jedinog elementa aeroprofila koji se pruža između vodeće i prateće ivice, da bi zajedno obrazovali kontinualno zatvoreno rebro aeroprofila; ili

(iii) svaki je, respektivno, obrazovan od mnoštva elemenata aeroprofila koji su spojeni ili pričvršćeni od jednog do drugog kraja između vodeće i prateće ivice, tako da zajedno obrazuju kontinualno zatvoreno rebro aeroprofila.

4. Krilo prema zahtevu 3, pri čemu krilo:

je obrazovano od mnoštva međusobno razmaknutih rebara tako da definišu izduženi kostur krila (810); i

sadrži oplatu (36) koja nosi kostur krila, pri čemu je oplata kontinualno zatvoreni element oplate koji ima prateću ivicu koja se podudara sa pratećom ivicom kostura krila, pri čemu fluid može operativno strujati preko oplate.

5. Krilo prema zahtevu 4, pri čemu je element oplate polukrut i elastičan da bi se time krilo elastično prednapregnulo, nezavisno ili zajedno sa segmentima aeroprofila, prema inicijalno mirujućoj sekciji, i dalje pri čemu element oplate dalje sadrži kritično opterećenje na izvijanje slično onome na segmentima aeroprofila.

6. Krilo prema zahtevu 4, pri čemu je element oplate tkanina, a kostur krila se može konfigurisati između podignutog položaja, u kome se mnoštvo rebara drži razmaknuto da bi povuklo element oplate preko kostura krila, i sklopljenog položaja, u kome se rebra mogu pomerati jedno prema drugom, jedno nasuprot drugom ili u suštini jedno u drugom da bi se krilo sklopilo na kompaktnu veličinu radi transporta i/ili skladištenja.

7. Krilo prema zahtevu 6, pri čemu element oplate sadrži suprotne prvi i drugi kraj, a mnoštvo rebara je pričvršćeno na elementu oplate na razmaknutim intervalima između suprotnih prvog i drugog kraja elementa oplate, pri čemu se suprotni prvi i drugi kraj elementa oplate dalje respektivno mogu spojiti, na tim krajevima ili u njihovoj blizini, sa suprotnim prvim i drugim krajem sklopivog jarbola (819), a sklopivi jarbol se može pomerati između izvučenog položaja, u kome su element oplate i sledstveno rebra koja su pričvršćena za njega potisnuti u podignuti položaj, i uvučeni položaj, pri čemu se element oplate i sledstveno rebra koja su pričvršćena za njega vraćaju u sklopljeni položaj.

8. Krilo prema zahtevu 7, pri čemu je svako od rebara konfigurisano tako da kada je kostur krila u podignutom položaju, onda se odgovarajuće vodeće ivice i prateće ivice susednih rebara naslanjaju jedne na druge tako da obezbeđuju kosturu krila u suštini krute vodeće i prateće ivice, omogućavajući da kostur krila radi pri velikim brzinama, a rebra se mogu nasloniti na odgovarajuće formacije (815, 817) za naslanjanje vodećih i pratećih ivica, pri čemu se svaka od formacija za naslanjanje pruža upolje u suprotnim smerovima od rebra tako da se pri upotrebi formacije za naslanjanje pružaju prema prvom i/ili drugom kraju podignutog kostura krila.

9. Krilo prema zahtevu 2, pri čemu su prvi i drugi segment aeroprofila suprotni prvi i drugi element izduženog samonosećeg i polukrutog omotača aeroprofila (34), i razmaknuti su jedan od drugog duž linije neutralnog zakrivljenja, pri čemu su prvi i drugi element pojedinačni elementi aeroprofila, a mnoštvo elemenata aeroprofila je međusobno spojeno ili pričvršćeno od jednog do drugog kraja ili međusobno integralno tako da obrazuju kontinualnu zatvorenu sekciju aeroprofila, i dalje pri čemu je spoljašnja površina omotača oplata preko koje fluid može operativno strujati pri upotrebi.

10. Krilo prema zahtevu 8 ili zahtevu 9, pri čemu zahvaljujući opsegu deformacija krila između oblika neutralne sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila:

(i) prateća ivica ostaje locirana na istoj lokaciji duž obima različitih sekcija aeroprofila i kao takva je zajednička za svaki od oblika sekcija aeroprofila, duž celog opsega njihovih deformacija, dok je lokacija vodeće ivice promenljiva duž obima različitih sekcija aeroprofila kada se one deformišu iz jednog oblika u drugi oblik; i

(ii) celokupni obim sekcije aeroprofila ostaje u suštini konstantan, dok su pojedinačne dužine prvog i drugog segmenta, mereno između zajedničke prateće ivice i promenljive lokacije vodeće ivice, promenljive; vodeća ivica je promenljiva oko nosnog dela sekcije aeroprofila krila;

tako da pri upotrebi u preovlađujućem strujanju fluida, deformacija krila prema prvoj strani neutralne linije zakrivljenja generiše uzgonsku silu u primarnom smeru, dok deformacija krila prema drugoj suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja generiše uzgonsku silu u sekundarnom smeru u suštini suprotnom od primarnog smera, dok reverzibilnost krila i uzgonske sile koje su time generisane deluju kao sredstva za kočenje i/ili kretanje unazad.

11. Krilo prema zahtevu 10, pri čemu prvi i drugi kraj krila koji nisu direktno spojeni sa objektom obrazuju vrhove krila, pri čemu se vrhovi krila mogu spojiti sa krajnjim pločama (12, 14) tokom upotrebe radi: (i) smanjenja efekata vrtloga na vrhu krila generisanih strujanjem fluida koji struji preko oplate krila; i/ili (ii) omogućavanja deformacije krila pri čemu su takvi krajevi šupljeg krila zatvoreni čime se smanjuje čeoni otpor.

12. Krilo prema zahtevu 2, pri čemu je neutralna sekcija aeroprofila:

simetrična oko neutralne linije zakrivljenja i može se deformisati sa bilo koje njene strane u refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, pri čemu su sekcije uzgonske sekcije aeroprofila, tako da je neutralna sekcija aeroprofila intermedijer dve potpuno deformisane refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, čime se obezbeđuje potpuno reverzibilno promenljiva sekcija aeroprofila krila; ili

refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila u koju se krilo može deformisati je izraženije refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila, pri čemu su neutralna sekcija aeroprofila i refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila uzgonske sekcije aeroprofila, a neutralna sekcija aeroprofila je asimetrična u odnosu na neutralnu liniju zakrivljenja.

13. Krilo prema zahtevu 12, pri čemu se neutralna sekcija aeroprofila i/ili refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila nalaze ispod zakrivljenih sekcija aeroprofila, pri čemu se za segment aeroprofila, za koji se pretpostavlja da je obrazovao zakrivljenje ispod krila, pretpostavlja da je konkavnog oblika koji se sve više sužava kada se sekcija aeroprofila progresivno deformiše iz neutralno zakrivljene sekcije aeroprofila u refleksno zakrivljenu sekciju aeroprofila, pri čemu je konkavni oblik obrazovan unutar zone maksimalne debljine sekcije aeroprofila ili u njenoj blizini.

14. Krilo prema zahtevu 13, pri čemu se aktuatori mogu nasloniti i/ili biti spojeni sa krutim, elastičnim i/ili zglobnim aktuatorskim tačkama na krilu, ili na drugoj pričvrsnoj strukturi osim krila, tako da su aktuatorske tačke (429) i aktuatori, bar delimično ili u celini, locirani unutar zapremine krila definisane oplatom i tetivom krila, čime su aktuatorske tačke i oni delovi aktuatora koji su smešteni unutar zapremine krila zaštićeni od meteoroloških elemenata.

15. Krilo prema zahtevu 14, pri čemu je sekcija aeroprofila deformabilna tako da se vodeća ivica deformiše prema jednoj strani neutralne linije zakrivljenja, a prateća ivica se deformiše prema suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se obrazovala refleksno zakrivljena sekcija aeroprofila, pri čemu je linija refleksnog zakrivljenja sinusnog oblika.

16. Krilo prema zahtevu 15, pri čemu se vodeća ivica krila zaokreće u odnosu na osu rotacije tako da osa rotacije deli tetivu krila na deo vodeće ivice, definisan između vodeće ivice i ose rotacije, i deo prateće ivice, definisan između prateće ivice i ose rotacije, pri čemu je deo prateće ivice teži od dela vodeće ivice zbog čega deluje kao samoispravljajuća karakteristika u izvesnim primenama krila.

17. Krilo prema zahtevu 2, pri čemu se radom krila može upravljati pomoću jednog ili više upravljačkih sistema, pri čemu upravljački sistem sadrži:

jedan ili više ulaza za prijem ulaza od jednog ili više anemometara radi merenja brzine i/ili smera fluida, fluidom pogonjene turbine, žiroskopa, brzinometara, merača naprezanja, senzora pritiska, senzora položaja, pokazivača nagiba i/ili jednog ili više korisničkih unosa, pri čemu su korisnički unosi bar upravljanje aktuatorom radi deformacije krila između inicijalno mirujuće sekcije aeroprofila i refleksno zakrivljene sekcije aeroprofila, pri čemu je upravljanje aktuatorom prigušivanje u obliku upravljanja napred-nazad radi pokretanja aktuatora tako da deformišu sekciju aeroprofila prema jednoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se obezbedilo kretanje unapred, ili tako da deformišu sekciju aeroprofila prema suprotnoj strani neutralne linije zakrivljenja da bi se obezbedilo kretanje unazad ili efekat kočenja;

baze podataka, protokole i/ili programe na osnovu kojih se mogu proveriti ulazi senzora i/ili korisnički unosi; i

jedan ili više izlaza za upravljanje radom krila baziranih na korišćenju primljenih ulaza senzora i/ili korisničkih unosa proverenih na osnovu baza podataka, protokola i/ili programa.

18. Krilo prema zahtevu 2 koje sadrži nosač za montažu krila na objekat, pri čemu se na nosaču krilo: (i) može obrtno montirati na objektu; ili (ii) može biti pričvršćeno na objekat.

19. Letelica koja sadrži najmanje jedno krilo prema zahtevu 1, pri čemu su jedno ili više krila krila koja stvaraju glavni uzgon, horizontalni repni stabilizatori, vertikalni stabilizatori, podizači, propelerske lopatice i/ili krmila.

20. Kopneno ili vodeno vozilo (200) koje sadrži najmanje jedno krilo prema zahtevu 1, pri čemu su jedno ili više krila za sprečavanje prevrtanja namenjena za stvaranje sile ispravljanja radi sprečavanja valjanja, krila za stvaranje sile spuštanja namenjena za stvaranje sile spuštanja radi povećanja čeonog otpora, pogonska jedra za pogon vozila, krmila za upravljanje vozilom, kobilice za stabilizaciju vozila, propelerske lopatice i/ili podvodna krila za podizanje vozila.

21. Uređaj koji je pogonjen fluidom ili koji pogoni fluid, a koji sadrži najmanje jedno krilo prema zahtevu 1, pri čemu su jedno ili više krila lopatice: (i) na rotirajućoj glavčini, rotoru ili propeleru; i/ili (ii) na naizmenično pomerljivoj strukturi.