本發(fā)明涉及一種用于在船上產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力的帆和包括這種帆的船或者帆船。

背景技術(shù)：

通常在高性能競(jìng)賽和帆開發(fā)中使用的一種帆類型是翼帆。如今制造的翼帆包括框架和覆蓋框架的表面，所述框架使得帆呈現(xiàn)翼形?，F(xiàn)有翼帆所存在的問題是，帆是剛性構(gòu)造，這使得作用在帆上的升力不能被調(diào)節(jié)或者僅僅能夠被調(diào)節(jié)至有限的程度。通常，當(dāng)今使用的翼型帆在包括桅桿的帆構(gòu)造安裝在帆船的甲板上之后具有有限的調(diào)節(jié)帆的截面形狀的可能性。

其它更加常用并且更加簡(jiǎn)單的帆由具有彎曲狀的層構(gòu)成，使得在航行期間在帆上產(chǎn)生升力。這些帆所存在的問題是，一旦將帆裝備在帆船上之后，則這些帆在航行期間具有非常有限的能力來調(diào)節(jié)帆以便調(diào)節(jié)作用在帆上的升力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種帆，所述帆能夠被調(diào)節(jié)，以使得作用在帆上的升力在航行期間能夠被調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的另一目的是開發(fā)一種帆，所述帆在航行期間能夠被連續(xù)地調(diào)節(jié)。

利用如在權(quán)利要求1中限定的帆和在權(quán)利要求35中限定的帆船來實(shí)現(xiàn)這些目的。在從屬權(quán)利要求中限定了帆和帆船的其它實(shí)施例。

帆通常具有翼型的截面形狀，所述翼形的截面形狀提供了作用于帆上的升力或者推進(jìn)力，但是還存在這樣的實(shí)施例，所述實(shí)施例能夠與僅僅一個(gè)層一起使用。帆優(yōu)選地包括：兩個(gè)分離的層(即，所謂的船帆布)，所述兩個(gè)分離的層在經(jīng)受風(fēng)力載荷時(shí)形成大體翼型形狀的帆；和優(yōu)選地桅帽單元，所述桅帽單元覆蓋所述兩個(gè)分離的層的前邊緣。帆還可以設(shè)置有成形元件，所述成形元件用于在航行期間的任何給定時(shí)間幫助使得所述兩個(gè)層/或桅帽單元的形狀形成為期望形狀。帆還可以設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)張緊元件，所述一個(gè)或者多個(gè)張緊元件用于調(diào)節(jié)所述兩個(gè)層和桅帽單元的形狀，優(yōu)選地通過調(diào)節(jié)第一層和/或第二層和/或桅帽單元中的張力來調(diào)節(jié)所述兩個(gè)層和桅帽單元的形狀。張緊元件還可以用于例如通過調(diào)節(jié)成形元件中的張力來調(diào)節(jié)成形元件的形狀，以獲得成形元件的期望形狀。張緊元件可以是繩索、繩、金屬絲、泵、馬達(dá)或者任何其它裝置，所述任何其它裝置能夠提供兩個(gè)層和/或桅帽單元和/或成形元件中的張力。優(yōu)選地，可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)所述兩個(gè)層，并且能夠獨(dú)立于對(duì)所述兩個(gè)層所實(shí)施的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)桅帽單元。以這種方式，獲得了非常靈活的帆，對(duì)于該帆來說，能夠在航行期間的任何時(shí)刻將該帆的截面形狀(其通常具有翼型形狀)輕易地調(diào)節(jié)成期望形狀。

提供了一種在流體中產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力或者升力的帆。該帆包括第一層和第二層，其中，第一層和第二層沿著至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的側(cè)部連接。第一層和第二層限定了該帆的基本垂直于該帆的縱向方向的截面形狀。能夠調(diào)節(jié)第一層的形狀和/或能夠調(diào)節(jié)第二層的形狀，以使得能夠調(diào)節(jié)帆的截面形狀。

第一層包括多個(gè)側(cè)部，所述側(cè)部具有邊緣部分和由邊緣部分界定的內(nèi)部部分，并且第二層包括多個(gè)側(cè)部，所述側(cè)部具有邊緣部分和由邊緣部分界定的內(nèi)部部分。第一層的內(nèi)部部分和第二層的內(nèi)部部分不連接，這允許獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層和第二層。第一層中的至少一個(gè)邊緣部分和第二層中的對(duì)應(yīng)的邊緣部分連接到彼此。第一層、第二層和桅帽單元優(yōu)選地由這樣的材料制成，諸如帆布材料、或者任何其它適當(dāng)材料或材料的組合，所述材料將允許第一層和/或第二層的形狀、并且從而帆的截面形狀被調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層的形狀和第二層的形狀，即，可以僅僅調(diào)節(jié)第一層的形狀、或者可以僅僅調(diào)節(jié)第二層的形狀、或者可以調(diào)節(jié)第一層和第二層兩者的形狀。通過使用可獨(dú)立調(diào)節(jié)的第一層和第二層，可以將帆的截面形狀調(diào)節(jié)成幾乎任何期望形狀，并且因此在航行期間的任何具體時(shí)刻根據(jù)要求或者需要來調(diào)節(jié)作用在帆上的升力。

第一層的至少一個(gè)邊緣部分和第二層的對(duì)應(yīng)邊緣部分例如通過粘合、縫合或者利用繩連接到彼此，而且根據(jù)帆的用途，第一層和第二層的多個(gè)或者所有的對(duì)應(yīng)側(cè)部可以連接到彼此。如果第一層和第二層沿著僅僅一個(gè)邊緣部分連接，則優(yōu)選地沿著帆的后邊緣連接。

為了對(duì)兩個(gè)層施以調(diào)節(jié)，帆優(yōu)選地包括用于調(diào)節(jié)第一層的形狀的第一層調(diào)節(jié)元件和/或用于調(diào)節(jié)第二層的形狀的第二層調(diào)節(jié)元件。第一層調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地適于調(diào)節(jié)第一層中的張力，由此能夠調(diào)節(jié)第一層的形狀。類似地，第二層調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地適于調(diào)節(jié)第二層中的張力，由此能夠調(diào)節(jié)第二層的形狀。第一層調(diào)節(jié)元件和第二層調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地可獨(dú)立操作，使得能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層中的張力和第二層中的張力，即，可以僅僅調(diào)節(jié)第一層中的張力、或者可以僅僅調(diào)節(jié)第二層中的張力、或者可以調(diào)節(jié)第一層和第二層兩者中的張力。

第一層調(diào)節(jié)元件和第二層調(diào)節(jié)元件可以包括各種類型的部件或者裝置。第一層調(diào)節(jié)元件可以例如包括至少一個(gè)第一馬達(dá)或者至少一個(gè)第一泵，以為了調(diào)節(jié)第一層中的張力，并且第二層調(diào)節(jié)元件可以包括至少一個(gè)第二馬達(dá)或者至少一個(gè)第二泵，以為了調(diào)節(jié)第二層中的張力。替代地，第一層調(diào)節(jié)元件可以包括至少一根第一繩索元件、至少一根第一金屬絲元件或任何類似的適當(dāng)元件，以為了調(diào)節(jié)第一層中的張力，并且第二層調(diào)節(jié)元件可以包括至少一根第二繩索元件、至少一根第二金屬絲元件或任何類似的適當(dāng)元件，以為了調(diào)節(jié)第二層中的張力。所述至少一根第一繩索元件和所述至少一根第二繩索元件可以穿過一個(gè)或者多個(gè)滑輪或者其它適當(dāng)裝置，以為了根據(jù)需要將繩索元件引導(dǎo)到適于調(diào)節(jié)繩索元件中的張力的一個(gè)或者多個(gè)絞車或者類似裝置、或者引導(dǎo)到船上的如下位置：在所述位置處，人員能夠手動(dòng)地操作第一繩索元件和第二繩索元件，以調(diào)節(jié)第一層和/或第二層中的張力。

第一層還可以包括至少一個(gè)第一層成形元件，以為了調(diào)節(jié)第一層的形狀。所述至少一個(gè)第一層張緊元件優(yōu)選地由彈性材料制成，以使得當(dāng)其承受軸向張力時(shí)所述至少一個(gè)第一層成形元件徑向向外彎曲。第一層成形元件優(yōu)選地具有細(xì)長(zhǎng)形狀，即，其具有桿或者棒或者類似物體的形狀。所述至少一個(gè)第一層成形元件可以定位在第一層的袋狀件中，其中，袋狀件適應(yīng)所述至少一個(gè)第一層成形元件的尺寸，或者所述至少一個(gè)第一層成形元件可以利用帶子或者任何其它緊固部件緊固到第一層。

類似地，第二層還可以包括至少一個(gè)第二層成形元件，其用于調(diào)節(jié)第二層的形狀，其中，所述至少一個(gè)第二層成形元件優(yōu)選地由彈性材料制成，以使得當(dāng)其承受軸向張力時(shí)，所述至少一個(gè)第二層成形元件徑向向外彎曲。第二層成形元件優(yōu)選地具有細(xì)長(zhǎng)形狀，即，其具有桿或者棒或者類似物體的形狀。所述至少一個(gè)第二層成形元件可以定位在第二層中的袋狀件中，其中，袋狀件適應(yīng)所述至少一個(gè)第二層成形元件的尺寸，或者所述至少一個(gè)第二層成形元件可以利用帶子或者任何其它適當(dāng)緊固部件緊固到第二層。

可以調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)第一層成形元件中的軸向張力，以使得所述至少一個(gè)第一層成形元件徑向向外彎曲，并且因此有助于使得第一層成形為期望形狀。為了軸向張緊所述至少一個(gè)第一層成形元件，帆可以設(shè)置有至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件，以用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)第一層成形元件中的軸向張力。

所述至少一個(gè)第一層成形元件還可以設(shè)計(jì)成垂直于所述至少一個(gè)第一層成形元件的縱向方向的截面區(qū)域具有變化的尺寸和/或所述截面區(qū)域具有變化的形狀和/或例如，通過設(shè)計(jì)所述至少一個(gè)第一層成形元件，以使得其包括具有不同彈性的多個(gè)不同材料而使得所述至少一個(gè)第一層成形元件沿著所述至少一個(gè)第一層成形元件的縱向方向具有變化的彈性。以這種方式，所述至少一個(gè)第一層成形元件可以設(shè)計(jì)成當(dāng)所述至少一個(gè)第一層成形元件承受軸向張力時(shí)，沿著所述至少一個(gè)第一層成形元件的所需部分比沿著所述至少一個(gè)第一層成形元件的其余部分彎曲得更多。

還可以調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)第二層成形元件中的軸向張力，以使得所述至少一個(gè)第二層成形元件徑向向外彎曲，并且因此有助于使得第二層成形為期望形狀。為了軸向張緊所述至少一個(gè)第二層成形元件，帆可以設(shè)置有至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件，以為了調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)第二層成形元件中的軸向張力。

所述至少一個(gè)第二層成形元件還可以設(shè)計(jì)成垂直于所述至少一個(gè)第二層成形元件的縱向方向的截面區(qū)域具有變化的尺寸和/或所述截面區(qū)域具有變化的形狀和/或例如通過設(shè)計(jì)所述至少一個(gè)第二層成形元件，以使得其包括具有不同彈性的多種不同材料而使得所述第二層成形元件沿著所述至少一個(gè)第二層成形元件的縱向方向具有變化的彈性。以這種方式，所述至少一個(gè)第二層成形元件可以設(shè)計(jì)成當(dāng)所述至少一個(gè)第二層成形元件承受軸向張力時(shí)，沿著至少一個(gè)第二層成形元件的期望部分比沿著所述至少一個(gè)第二層成形元件的其余部分彎曲得更多。

所述至少一個(gè)第一層成形元件優(yōu)選地從第一層前邊緣延伸并且從第一層前邊緣向后延伸，即，基本沿著在航行期間通過帆的空氣的流動(dòng)方向延伸。以相同方式，所述至少一個(gè)第二層成形元件優(yōu)選地從第二層前邊緣延伸并且從第二層前邊緣向后延伸，即，基本沿著航行期間通過帆的空氣的流動(dòng)方向延伸。

優(yōu)選地，第一層的沿著第一層前邊緣的至少一部分和第二層的沿著第二層前邊緣的至少一部分是剛性的。除了第一層和第二層的固有剛性之外，可以通過為第一層和第二層的前邊緣提供增強(qiáng)材料(諸如玻璃纖維、kevlar或者任何其它適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化材料)來獲得沿著前邊緣的增大的剛性。

帆優(yōu)選地包括桅帽單元，所述桅帽單元至少覆蓋第一層前邊緣和第二層前邊緣并且覆蓋第一層前邊緣和第二層前邊緣之間的間隙。桅帽單元優(yōu)選地設(shè)置有空氣動(dòng)力學(xué)形狀并且優(yōu)選地可調(diào)節(jié)地構(gòu)造成使得桅帽單元的后邊緣分別靠近第一層和第二層，并且可以調(diào)節(jié)攻角。

以與第一層和第二層類似的方式，桅帽單元可以包括至少一個(gè)桅帽單元成形元件，以用于調(diào)節(jié)桅帽單元的形狀。所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件優(yōu)選地由彈性材料制成，使得所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件在其承受軸向張力時(shí)徑向向外彎曲。所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件優(yōu)選地具有細(xì)長(zhǎng)形狀，即，其具有桿或者棒或者類似物體的形狀。所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件可以定位在桅帽單元的袋狀件中，其中，袋狀件適應(yīng)至少一個(gè)桅帽單元成形元件的尺寸，或者所述至少一個(gè)桅帽成形元件可以利用帶子或者任何其它適當(dāng)緊固部件緊固到桅帽單元。所述至少一個(gè)桅帽成形元件可以附接到從其向后延伸的連接元件。

可以調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件中的軸向張力，以使得所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件徑向向外彎曲，因此有助于使得桅帽單元成形為期望形狀。為了軸向張緊所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件，帆設(shè)置有至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件，用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件中的軸向張力。桅帽單元的可調(diào)節(jié)形狀能夠例如用于在帆安裝于其上的帆船航行的同時(shí)改變帆的攻角。

所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件還可以設(shè)計(jì)成垂直于所述至少一個(gè)桅帽成形元件的縱向方向的截面區(qū)域具有變化的尺寸和/或所述截面區(qū)域具有變化的形狀和/或例如通過設(shè)計(jì)所述至少一個(gè)桅帽成形元件，以使得其包括具有不同彈性的多種不同材料而使得所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件沿著所述至少一個(gè)桅帽成形元件的縱向方向具有變化的彈性。以這種方式，所述至少一個(gè)桅帽成形元件可以設(shè)計(jì)成當(dāng)所述至少一個(gè)桅帽成形元件承受軸向張力時(shí)，沿著所述至少一個(gè)桅帽成形元件的所需部分比沿著所述至少一個(gè)桅帽成形元件的其余部分彎曲得更多。這能夠特別有用，以便在航行期間在帆上獲得期望的攻角。

帆還可以包括至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)連接元件，所述連接元件適于將帆連接到外部構(gòu)件(諸如，在桅桿、帆杠、帆緣上的對(duì)應(yīng)連接元件)或者船上的任何其它適當(dāng)?shù)墓潭ǖ攸c(diǎn)或者部位。連接元件可以定位在帆的內(nèi)部或者部分延伸到帆內(nèi)部中，其中，可調(diào)節(jié)張緊元件(諸如，上述各個(gè)第一層、第二層和桅帽單元可調(diào)節(jié)張緊元件)中的一個(gè)或者多個(gè)，優(yōu)選地例如憑借用于繩的環(huán)或者憑借泵、馬達(dá)或者能夠用于調(diào)節(jié)各種張緊調(diào)節(jié)元件中的張力的任何其它適當(dāng)部件連接到所述至少一個(gè)連接元件和/或穿過所述至少一個(gè)連接元件。如果所述至少一個(gè)連接元件完全定位在帆的內(nèi)部中，則所述至少一個(gè)連接元件連接到其上的任何外部構(gòu)件均將必須處于帆內(nèi)部并且利用快速連接或者任何其它適當(dāng)連接方式連接到至少一個(gè)連接元件。

帆優(yōu)選地包括多個(gè)可調(diào)節(jié)張緊部件，用于調(diào)節(jié)帆的各部分中的張力和/或各部分的形狀，諸如，第一層和第二層中的張力和/或第一層和第二層的形狀、桅帽單元中的張力和/或桅帽單元形狀以及可能地帆的其它部分中的張力和/或其它部分的形狀。

如上所述，帆可以包括至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件，其中，所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件在第一層和所述至少一個(gè)連接元件之間延伸，并且其中，所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件適于調(diào)節(jié)第一層中的張力。增大第一層中的張力將使得第一層變直，而減小第一層中的張力將導(dǎo)致第一層具有更加彎曲的形狀。當(dāng)增大或者減小張力時(shí)，第一層的形狀的變化程度將明顯取決于作用于帆上的風(fēng)力載荷。因此，通過調(diào)節(jié)第一層中的張力，第一層的形狀被調(diào)節(jié)并且因此帆的截面形狀被調(diào)節(jié)。

帆還可以包括至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件，所述第一調(diào)節(jié)元件在第一層和桅帽單元之間延伸，其中，所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件適于調(diào)節(jié)第一層和桅帽單元之間的距離。優(yōu)選地是，桅帽單元靠近第一層并且桅帽單元和第一層之間的過渡區(qū)域盡可能平滑，以避免形成湍流并且獲得桅帽單元和第一層之間的過渡區(qū)域上的平滑的流體(即，一般為空氣)流動(dòng)。這種至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件將使得能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)第一層和桅帽單元之間的距離。所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件還能夠構(gòu)造成使得在所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件中的張力或者所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件的長(zhǎng)度增大或者減小時(shí)調(diào)節(jié)第一層和/或桅帽單元的形狀。

如上所述，帆還可以包括至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件，所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件在第二層和所述至少一個(gè)連接元件之間延伸，并且其中，所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件適于調(diào)節(jié)第二層中的張力。增大第二層中的張力將使得第二層變直，而減小第二層中的張力將導(dǎo)致第二層具有更大的彎曲形狀。當(dāng)增大或者減小張力時(shí)，第二層的形狀的變化程度將明顯取決于作用在帆上的風(fēng)力載荷。因此，通過調(diào)節(jié)第二層中的張力，第二層的形狀被調(diào)節(jié)并且因此帆的截面形狀被調(diào)節(jié)。

帆還可以包括至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件，所述第二調(diào)節(jié)元件在第二層和桅帽單元之間延伸，其中，所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件適于調(diào)節(jié)第二層和桅帽單元之間的距離。如上所述，優(yōu)選的是，桅帽單元靠近第二層并且桅帽單元和第二層之間的過渡區(qū)域盡可能平滑，以避免形成湍流并且在桅帽單元和第二層之間的過渡區(qū)域上獲得平滑的流體(即，一般為空氣)的流動(dòng)。這種至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件將使得能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)第二層和桅帽單元之間的距離。所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件還能夠構(gòu)造成使得當(dāng)增大或者減小所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件中的張力或者所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件的長(zhǎng)度時(shí)，所述至少一個(gè)第二層和/或桅帽單元的形狀被調(diào)節(jié)。

另外，桅帽單元可以附接到第一層和第二層，在該情況中，優(yōu)選地，桅帽單元的后邊緣滑動(dòng)地或者通過緊固件(如，紐扣或者按鈕)、粘合、焊接、縫合或者用于將桅帽單元附接到第一層和第二層的任何其它適當(dāng)方法或者方法組合附接到第一層和第二層。

所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層成形調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地包括以下組中的構(gòu)件中的至少一個(gè)：致動(dòng)器、活塞/缸體組件、泵、馬達(dá)、繩索、金屬絲、鏈、絞車或者任何其它致動(dòng)器或者裝置，所述任何其它致動(dòng)器或者裝置將適于調(diào)節(jié)上述相應(yīng)的張力調(diào)節(jié)元件(即，所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)桅帽單元成形元件調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件、所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件)中的張力。

另外，至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件可以滑動(dòng)地連接到桅帽單元。為了獲得這種滑動(dòng)連接，所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件的一端可以附接到滑動(dòng)件，所述滑動(dòng)件滑動(dòng)地連接到對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)元件，所述引導(dǎo)元件附接到桅帽單元。這將確保所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件自動(dòng)調(diào)節(jié)其連接到桅帽單元的連接位置，以使得在桅帽單元上的拉動(dòng)力的方向最優(yōu)，即，將桅帽單元和第一層拉近彼此所需的力被最小化。

類似地，至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件可以以如上文解釋的方式相同的方式滑動(dòng)地連接到桅帽單元。所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件的一端可以附接到滑動(dòng)件，所述滑動(dòng)件滑動(dòng)地連接到對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)元件，所述引導(dǎo)元件附接到桅帽單元。這將確保所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件自動(dòng)調(diào)節(jié)其連接到桅帽單元的連接位置，以使得在桅帽單元上的拉動(dòng)力的方向最優(yōu)，即，將桅帽單元和第二層拉近彼此所需的力被最小化。

所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地位于帆的內(nèi)部。因此，通常從外部?jī)H僅能夠看見必須被拉緊或者放開以為了調(diào)節(jié)帆內(nèi)部的各種張緊元件的繩、金屬絲等。如果使用泵或者類似裝置(其例如可以被無線控制)，則帆的所有調(diào)節(jié)部件均可以布置在帆的內(nèi)部。

所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件可以連接到所述至少一個(gè)連接元件或者適用于所使用的特定調(diào)節(jié)元件的類似元件，并且優(yōu)選地位于帆的內(nèi)部。

帆適于連接到帆船的至少一個(gè)固定部位，例如，桅桿和/或帆杠和/或船首斜桅和/或前桅支索，其中，連接沒有提供調(diào)節(jié)通過該固定部位的用于調(diào)節(jié)第一層、第二層、桅帽單元或者第一層、第二層和/或桅帽單元的成形元件的部件。如上所述，所有用于調(diào)節(jié)帆的這些部件的調(diào)節(jié)元件(其確定帆的截面形狀)均位于帆的內(nèi)部。船上的帆連接到其上的一個(gè)或多個(gè)固定部位因此不需要用于調(diào)節(jié)帆的截面形狀的固有特性或者部件。

帆還可以包括至少一個(gè)帆成形元件，所述帆成形元件優(yōu)選地具有細(xì)長(zhǎng)形狀，即，帆成形元件具有桿或者棒或者類似物體的形狀并且基本從帆的前邊緣延伸到帆的后邊緣，即，從靠近前邊緣和后邊緣的位置延伸，由于帆成形元件優(yōu)選地位于帆的內(nèi)部，因此必須理解為帆成形元件被支撐在靠近前邊緣和后邊緣處的位置但是不必準(zhǔn)確地位于前邊緣和后邊緣處。所述至少一個(gè)帆成形元件可以例如附接到連接元件中的靠近前邊緣的一個(gè)、和附接到沿著帆的后邊緣行進(jìn)的金屬絲或者類似的物體。所述至少一個(gè)帆成形元件還可以被支撐在第一層上的袋狀件中或者第二層的袋狀件中、或者單獨(dú)的袋狀件中，所述單獨(dú)的袋狀件在第一層和第二層之間的連接處附接到帆。所述至少一個(gè)帆成形元件優(yōu)選地由彈性材料制成，所述彈性材料允許至少一個(gè)帆成形元件在其承受軸向負(fù)荷時(shí)徑向向外彎曲。如上所述，帆成形元件優(yōu)選地布置在帆的內(nèi)部并且在帆的第一層和第二層之間。

帆還可以設(shè)置有至少一個(gè)帆成形元件調(diào)節(jié)元件，以用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)帆成形元件中的軸向張力，并且因此調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)帆成形元件徑向向外彎曲的程度。

所述至少一個(gè)帆成形元件調(diào)節(jié)元件還優(yōu)選地布置在帆的內(nèi)部，并且可以包括：繩；繩索；或者類似元件，所述類似元件在帆的后端處附接到所述至少一個(gè)帆成形元件而且還穿過連接元件或者在繼續(xù)向下抵達(dá)船自身之前靠近帆的前邊緣的任何其它適當(dāng)元件，在所述船位置處，繩可以由人員手動(dòng)操縱或者附接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，所述絞車能夠用于增大或者減小繩中的張力。當(dāng)通過拉緊繩來增大繩中的張力時(shí)，所述至少一個(gè)帆成形元件將因所述至少一個(gè)帆成形元件中的軸向張力增大而被迫向外彎曲。取決于在使用期間作用在帆上的風(fēng)力載荷，所述至少一個(gè)帆成形元件能夠彎曲向第一層或者第二層，并且有助于使得第一層或者第二層在航行期間具有期望的彎曲形狀。所述至少一個(gè)帆成形元件的彎曲量顯然將取決于所述至少一個(gè)帆成形元件中的軸向張力和制造所述至少一個(gè)帆成形元件的材料的彈性。

所述至少一個(gè)帆成形元件還可以設(shè)計(jì)成垂直于所述至少一個(gè)帆成形元件的縱向方向的截面區(qū)域具有變化的尺寸和/或所述截面區(qū)域具有變化的形狀和/或例如通過設(shè)計(jì)至少一個(gè)帆成形元件以使得其包括具有不同彈性的多個(gè)不同材料而使得所述至少一個(gè)帆成形元件沿著所述至少一個(gè)帆成形元件的縱向方向具有變化的彈性。以這種方式，所述至少一個(gè)帆成形元件可以設(shè)計(jì)成當(dāng)所述至少一個(gè)帆成形元件承受軸向張力時(shí)，沿著所述至少一個(gè)帆成形元件的所需部分比所述至少一個(gè)帆成形元件的其余部分彎曲得更多。這能夠特別有幫助，以在航行期間在帆上獲得期望的攻角。

在包括所述至少一個(gè)帆成形元件的帆的實(shí)施例中，帆可以僅僅包括單個(gè)層。所述至少一個(gè)帆成形元件仍在靠近前邊緣的位置和帆的后邊緣之間延伸，在所述靠近前邊緣的位置處，所述至少一個(gè)帆成形元件能夠附接到連接元件，在所述帆的后邊緣處，所述至少一個(gè)帆成形元件附接到所述單個(gè)層。所述至少一個(gè)帆成形元件可以布置在袋狀件中，所述袋狀件附接到帆的所述單個(gè)層，或者所述至少一個(gè)帆成形元件可以利用帶子或者任何其它適當(dāng)附接部件附接到所述單個(gè)層。除了僅僅具有一個(gè)層而非兩個(gè)層之外，該實(shí)施例的帆的設(shè)計(jì)的其余部分與上述實(shí)施例的帆相同，并且至少一個(gè)帆成形元件從帆的前邊緣基本延伸向帆的后邊緣，上述實(shí)施例的帆包括兩個(gè)可調(diào)節(jié)的層(即，第一層和第二層)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，上述所有調(diào)節(jié)元件(即，所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件和/或所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件)均優(yōu)選地位于帆的內(nèi)部，并且優(yōu)選地構(gòu)造成使得它們能夠由操作者從船上進(jìn)行操作，不管是通過使用無線控制部件(諸如藍(lán)牙^tm或者任何其它適當(dāng)無線技術(shù))來操作張緊部件、還是通過使用例如繩、繩索或者類似地元件手動(dòng)地操作線纜來執(zhí)行上述操作，當(dāng)給船裝備帆時(shí)，所述繩、繩索或者類似元件從相應(yīng)的張緊元件向下延伸到甲板，以使得一個(gè)或者多個(gè)操作者在調(diào)節(jié)帆的截面形狀期間能夠根據(jù)需要拉緊繩或者放開繩。

顯而易見地，帆特別適于應(yīng)用在帆船上，但是還可以適于應(yīng)用在任何其它類型的浮船上。例如，當(dāng)與普通的船用發(fā)動(dòng)機(jī)組合應(yīng)用在大型遠(yuǎn)洋船上時(shí)，可以顯著減少燃料的消耗。

還提供了一種船，所述船設(shè)置有如上所述的帆，其中，帆附接到船的帆裝。還提供了一種帆船，所述帆船設(shè)置有如上所述的帆，其中，帆附接到帆船的帆裝。

優(yōu)選地，第一層和第二層具有至少三個(gè)附接到帆裝的共用附接部位。

帆裝優(yōu)選地包括至少一根桅桿或者帆連接于其上的船上元件的，其中，帆的所述至少一個(gè)連接元件連接到桅桿上的對(duì)應(yīng)連接元件。優(yōu)選地，帆設(shè)置有多個(gè)連接元件，所述多個(gè)連接元件連接到桅桿上的對(duì)應(yīng)連接元件或者帆連接于其上的船上元件。

附圖說明

參照附圖，現(xiàn)在將詳細(xì)地解釋具有多個(gè)非限制示例的根據(jù)本發(fā)明的帆。

圖1示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，帆包括呈一根或者多根繩索或者線形式的調(diào)節(jié)元件，以改變第一層和/或第二層和/或第一層成形元件和/或第二層成形元件和/或桅帽單元成形元件中的張力；

圖2示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，帆包括調(diào)節(jié)元件，所述調(diào)節(jié)元件包括一個(gè)或者多個(gè)泵、馬達(dá)、絞車或者類似的調(diào)節(jié)元件，以改變第一層和/或第二層和/或第一層成形元件和/或第二層成形元件和/或桅帽單元成形元件中的張力；

圖3示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，帆包括呈一根或者多根繩索或者線形式的調(diào)節(jié)元件，以改變第一層和/或第二層和/或第一層成形元件和/或第二層成形元件和/或桅帽單元成形元件中的張力，其中，所述繩索以之字形方式行進(jìn)；

圖4示意性地示出了帆，其中，指出了第一層、第二層和桅帽單元的一些可能的張緊可能性；

圖5示意性地示出了帆的第一層、第二層、桅帽單元和連接元件；

圖6示意性地示出了當(dāng)沒有將張力施加到各層并且流體在帆周圍流動(dòng)時(shí)的帆的第一層和第二層；

圖7示意性地示出了當(dāng)將張力施加到一個(gè)層以便使該層變直并且流體在帆周圍流動(dòng)時(shí)的帆的第一層和第二層；

圖8以截面示意性地示出了當(dāng)利用選擇的張力調(diào)節(jié)元件操縱帆以形成翼或者翼型的形狀時(shí)的帆；

圖9示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，張緊元件滑動(dòng)地附接到桅帽單元；

圖10示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，張緊元件的一個(gè)端部附接到桅帽單元而另一個(gè)端部附接到另一個(gè)張緊元件；

圖11示意性地示出了帆的實(shí)施例，其中，帆在帆的內(nèi)部中設(shè)置有自由的帆成形元件，其中，帆成形元件在帆的前邊緣和后邊緣之間延伸并且僅僅在其靠近帆的前邊緣和后邊緣的端部處被緊固到帆。

應(yīng)當(dāng)注意的是，已經(jīng)繪制了帆的各個(gè)實(shí)施例的附圖，以示出帆的重要方面。因此，視圖沒有必要按照比例繪制并且放大了帆的一些特征和/或部分，以便使本領(lǐng)域中的技術(shù)人員易于抓住帆的發(fā)明特征。另外，附圖是示意性繪制的視圖，所述附圖示出了本發(fā)明的重要部分而沒有示出帆的那些對(duì)于理解本發(fā)明如何工作來說不重要的特征。

具體實(shí)施方式

圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的帆10的三個(gè)略微不同的變形方案，其中，僅能夠看見透明桅帽單元的邊緣部分，以為了示出帆的內(nèi)部。帆通常包括兩個(gè)層，第一層12和第二層21(見圖4至11)，但是因?yàn)榉欠膫?cè)視圖，所以在附圖中僅僅示出了第一層。然而，第一層和第二層通常具有相同的形狀，因此包括第二層21而非第一層的側(cè)視圖看起來將基本相同。

第一層12設(shè)置有第一層前邊緣13、第一層后邊緣14和第一層下邊緣15，如圖1所示。第一層12還包括第一層邊緣部分17，如虛線l所示。第一層邊緣部分17限定了第一層內(nèi)部部分18，所述第一層內(nèi)部部分18由第一層邊緣部分17界定。

第二層21設(shè)置有對(duì)應(yīng)的第二層前邊緣22、第二層后邊緣23和第二層下邊緣24(在圖1至圖3中未示出)。與第一層相同，第二層12還包括第二層邊緣部分。第二層邊緣部分限定了第二層內(nèi)部部分，所述第二層內(nèi)部部分也以與第一層12相同的方式由第二層邊緣部分界定。

第一層邊緣部分和對(duì)應(yīng)第二層邊緣部分通常分別是第一層和第二層的可以連接到彼此的部分。通常，第一層12和第二層21優(yōu)選地沿著至少一個(gè)邊緣附接到彼此，例如，沿著第一層和第二層的后邊緣附接到彼此。因此，第一層和第二層的邊緣部分是第一層和第二層連接到彼此的部分。能夠通過使用線、繩或者類似物體通過將第一層和第二層粘合或者焊接在一起、或者通過用于沿著一條對(duì)應(yīng)邊緣或者多條對(duì)應(yīng)邊緣連接第一層和第二層的任何其它適當(dāng)方法將第一層12和第二層21附接到彼此。

然而，第一層內(nèi)部部分18和對(duì)應(yīng)的第二層內(nèi)部部分沒有附接到彼此，即，第一層內(nèi)部部分18和第二層內(nèi)部部分沒有連接。這允許獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層12和第二層21中的張力。

帆10還包括桅帽單元30，所述桅帽單元30設(shè)計(jì)成覆蓋第一層前邊緣13和對(duì)應(yīng)的第二層前邊緣22之間的間隙，即，桅帽單元30從第一層的前邊緣13和第二層的前邊緣22向后延伸一定距離。桅帽單元包括兩個(gè)后邊緣32，一個(gè)后邊緣32定位成毗鄰第一層12，一個(gè)后邊緣32定位成毗鄰第二層21。桅帽單元30還包括前邊緣31，當(dāng)帆成為帆船的帆裝的一部分時(shí)，所述前邊緣31還將整體上成為帆10的前邊緣。

帆10還設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)連接元件55，所述連接元件55具有第一端部56和第二端部57。連接元件55的第二端部57延伸通過桅帽單元30并且進(jìn)入到帆10的內(nèi)部，而連接元件55的第一端部56定位在桅帽單元30的內(nèi)部。連接元件55優(yōu)選地通過適當(dāng)?shù)墓潭ú考潭ǖ轿γ眴卧?0，但是還可以固定到帆10的其它適當(dāng)部分，諸如，在帆內(nèi)部的平行于桅帽單元30的前邊緣31行進(jìn)的線材或者類似元件。

如附圖所示，連接元件55可以放置成使得連接元件55的第一端部56位于帆10的內(nèi)部而連接元件55的第二端部57位于帆10的外部。替代地，連接元件55可以整體位于帆10的內(nèi)部。如果帆10在帆10的三個(gè)或者更多個(gè)角部處附接到帆船的帆裝，則這可以是適用的。

連接元件55的第一端部56可以設(shè)置有外部連接元件59。外部連接元件59優(yōu)選地適于連接到帆船的帆裝上(例如，帆船的桅桿上)的對(duì)應(yīng)連接部件。這種連接部件在帆船上是標(biāo)準(zhǔn)件并且在此將不再贅述。

連接元件55的第二端部57優(yōu)選地設(shè)置有內(nèi)部連接元件58，所述內(nèi)部連接元件58可以是各種類型的連接部件，如下文進(jìn)一步解釋的那樣。內(nèi)部連接元件58適于連接各種張緊部件，所述張緊部件用于獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆10的不同部分中的張力，諸如第一層12、第二層21、桅帽單元30和帆10的其它部分中的張力部分，如將在下文更加詳細(xì)地解釋的那樣。獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆10的不同部分中的張力意味著截面形狀(當(dāng)帆處于基本豎直的位置中時(shí)，在通過帆10的水平截面中進(jìn)行觀察)能夠被改變，以適應(yīng)變化的航行條件，并且與已知的帆相反，調(diào)節(jié)帆10的各個(gè)部分能夠在航行期間連續(xù)地進(jìn)行部分，以確保帆10一直具有最優(yōu)的截面形狀。

在圖1中，內(nèi)部連接元件58是一個(gè)或者多個(gè)環(huán)形元件63或者類似的元件，線、繩、繩索或者類似元件能夠通過所述一個(gè)或者多個(gè)環(huán)形元件63或者類似的元件。在圖1中還示出了主繩索61，所述主繩索61被分成多個(gè)連接繩索62，在每個(gè)連接元件55處具有一根連接繩索62，所述連接元件55延伸通過環(huán)形元件63并且附接到對(duì)應(yīng)的第一層連接元件19。當(dāng)例如通過手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)化絞車或者由人員在帆10的底部處拉動(dòng)主繩索時(shí)，主繩索61和連接繩索62中的張力增大。結(jié)果第一層12中的張力也增大，并且第一層的形狀被調(diào)節(jié)以具有更平坦的形狀。當(dāng)?shù)谝粚?2的形狀被調(diào)節(jié)時(shí)，帆10的截面形狀也將改變并且結(jié)果由風(fēng)導(dǎo)致的作用在帆10和帆船上的推進(jìn)力也改變。當(dāng)單獨(dú)的繩索元件61、62被提供用于帆10的各個(gè)部分(諸如第一層2、第二層21、桅帽單元30和如將在下文解釋的其它部分)時(shí)，在航行期間可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆10的所有所述各個(gè)部分。還應(yīng)當(dāng)注意的是，所有的調(diào)節(jié)元件均位于帆10的內(nèi)部。

在圖2中，示出了圖1中的帆的變形方案，其中，主繩索61和連接繩索62已經(jīng)由致動(dòng)器部件64替代。致動(dòng)器部件64固定到連接元件55的相應(yīng)第一端部56。連接構(gòu)件65(例如，繩索、繩或者類似適當(dāng)元件)附接到第一層12上的對(duì)應(yīng)的第一層連接元件19和致動(dòng)器部件64中的一個(gè)上，致動(dòng)器部件64中的每一個(gè)均適于拉緊連接構(gòu)件65或者放開連接構(gòu)件65，以便增大或者減小第一層12中的張力。致動(dòng)器部件可以包括泵、絞車、活塞/缸體組件或者能夠拉緊或者放開連接構(gòu)件65的任何其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)械部件。多個(gè)致動(dòng)器部件64可以固定到每個(gè)連接元件55，以使得能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層12、第二層21、桅帽單元30和帆10的其它部分中的張力。

在圖3中，示出了帆10的略微不同的變形方案，其中，主繩索61以之字形的方式從帆的最頂端的連接元件55至帆的下邊緣布置在連接元件55和第一層連接元件19之間，在所述下邊緣處，主繩索61可以附接到手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)化絞車，所述絞車能夠拉緊以及放開主繩索61并且因此調(diào)節(jié)第一層12中的張力。如果是可行的，則主繩索61還可以由人員拉動(dòng)，例如，在使用多根主繩索61的情況中，其中，每根主繩索61均僅僅沿著帆的一部分以如圖所示的之字形方式連接到連接元件55和第一層連接元件19。一起地，所述多根主繩索61能夠沿著帆10的整個(gè)豎直高度調(diào)節(jié)第一層12、并且可以由人員或機(jī)械或者機(jī)動(dòng)化絞車操縱以調(diào)節(jié)第一層12中的張力。能夠針對(duì)帆的所有可調(diào)節(jié)部分(諸如，第一層12、第二層21、桅帽單元30和如將在下文解釋的其它部分)采用主繩索61的相同系統(tǒng)，每根主繩索61調(diào)節(jié)帆10的豎直高度的一部分。

除了調(diào)節(jié)第一層12、第二層21、桅帽單元30和如將在下文解釋的帆的其它可調(diào)節(jié)部分的方法和部件之外，在圖1至圖3中示出并且結(jié)合圖1描述的帆10的其它特征均相同，并且在此將不再重復(fù)對(duì)圖2和圖3進(jìn)行描述。

圖4示意性地示出了通過布置在基本豎直位置中的帆10的典型水平截面，所述水平截面中沒有可以包括在帆10中以使得能夠調(diào)節(jié)第一層12、第二層21、桅帽單元30和現(xiàn)在將解釋的其它元件的張力和形狀的任何張緊部件。

第一層21和第二層21沿著第一層后邊緣14的第一層邊緣部分17(見圖1)和第二層后邊緣23的第二層邊緣部分26(見圖1)例如通過粘合、焊接、縫合或者任何適當(dāng)?shù)木o固方法附接到彼此。沿著第一層前邊緣13布置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第一層連接元件19，而沿著第二層前邊緣22布置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第二層連接元件28。

可選地，第一層12和第二層21可以設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第一層成形元件37和第二層成形元件43，所述第一層成形元件37和所述第二層成形元件43能夠分別布置在第一層袋狀件40和第二層袋狀件46中。第一層成形元件37和第二成形元件43還可以通過一根或者多根帶子、一個(gè)或者多個(gè)袋狀件和帶子的組合、或者任何其它適當(dāng)?shù)木o固部件分別緊固到第一層12和第二層21。第一層成形元件37和第二層成形元件43由彈性材料適當(dāng)?shù)刂瞥?，這允許第一層成形元件37和第二層成形元件43在它們承受軸向張力時(shí)向外彎曲。為了在第一層成形元件37和第二層成形元件43承受軸向負(fù)荷時(shí)獲得第一層成形元件37和第二層成形元件43的理想形狀，第一和第二層成形元件37、43可以設(shè)計(jì)成沿著它們的軸向長(zhǎng)度具有可變的直徑和/或具有可變的截面形狀(即，部分圓形和部分橢圓形的截面)，使得在它們承受軸向負(fù)荷時(shí)，第一和第二層成形元件37、43的一部分與第一和第二層成形元件37、43的其余部分相比向外彎曲得更多。

每個(gè)第一層成形元件37和第二層成形元件43分別從第一層前邊緣13或者第一層前邊緣13附近和第二層前邊緣22或者第二層前邊緣22附近沿著大體水平的方向向后延伸。根據(jù)要求第一層成形元件37和第二層成形元件43需要具有多大的成形能力來確定第一層成形元件37和第二層成形元件43的長(zhǎng)度。通常，第一層成形元件37和第二層成形元件43包括在帆10中，以使得能夠增加調(diào)節(jié)帆的攻角的可能性，因此，應(yīng)當(dāng)選擇第一和第二層成形元件的長(zhǎng)度，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)該調(diào)節(jié)。第一層成形元件37和第二層成形元件43還可以根據(jù)在帆10中的豎直位置而具有不同的長(zhǎng)度。在帆具有三角形形狀的那些情況中，例如，第一層成形元件37和第二層成形元件43可以具有從帆10的下部分朝向帆的頂部逐漸減小的長(zhǎng)度。

桅帽單元30覆蓋第一層前邊緣13和第二層前邊緣22之間的開口，如上文結(jié)合圖1至圖3所解釋的那樣。連接元件55穿過桅帽單元前邊緣31并且附接至桅帽單元前邊緣31。連接元件55包括用于各種張緊元件的內(nèi)部連接元件58，所述張緊元件用于調(diào)節(jié)帆10的各個(gè)部分的張力和形狀。連接元件55還包括外部連接元件59，用于將帆連接到帆船上的標(biāo)準(zhǔn)連接部件。如上所述，對(duì)于某些帆10來說，整個(gè)連接元件可以完全位于帆10的內(nèi)部，即，位于由帆10的第一層12、第二層21和桅帽單元30界定的空間內(nèi)。

可選地，桅帽單元30可以設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)桅帽單元成形元件49，所述桅帽單元成形元件49具有第一端部50和第二端部51，所述第一端部50和第二端部51能夠布置在桅帽單元袋狀件52中。桅帽單元成形元件的第一端部50優(yōu)選地固定到帆10內(nèi)的能夠承受施加到桅帽單元成形元件49的軸向張力的連接元件55或者類似元件。桅帽單元成形元件49還可以通過一條或者多條帶子、一個(gè)或者多個(gè)袋狀件和帶子的組合、或者任何其它適當(dāng)緊固部件緊固到桅帽單元30。通常，在桅帽單元30中包括桅帽成形元件49的一個(gè)原因是使得能夠調(diào)節(jié)桅帽單元30的水平截面形狀、并且因此增加調(diào)節(jié)帆10的攻角的可能性。桅帽單元成形元件49由彈性材料適當(dāng)?shù)刂瞥?，這允許桅帽單元成形元件在桅帽單元成形元件49承受軸向張力時(shí)向外彎曲。為了在桅帽單元成形元件49承受軸向負(fù)荷時(shí)獲得桅帽單元成形元件49的理想形狀，桅帽單元成形元件49可以設(shè)計(jì)成具有可變的截面形狀(即，部分圓形和部分橢圓的截面)和/或沿著它們的軸向長(zhǎng)度具有可變的直徑，以使得在它們承受軸向負(fù)荷時(shí)，桅帽單元成形元件49的一部分與桅帽單元成形元件49的其余部分相比向外彎曲得更多。

每個(gè)桅帽單元成形元件49均布置在水平位置中并且從桅帽單元前邊緣31或者桅帽單元前邊緣31附近朝著桅帽單元的后邊緣32延伸，所述桅帽單元的后邊緣32分別位于第一層12和第二層21附近。桅帽單元成形元件49優(yōu)選地延伸到后邊緣32或者至少靠近桅帽單元30的后邊緣32，以為了避免在桅帽單元30的端部處的松散材料在航行期間在桅帽單元30和第一層12與第二層21之間的過渡區(qū)域中產(chǎn)生不期望的湍流。替代地，桅帽單元的后邊緣32可以設(shè)置有剛性材料，所述剛性材料能夠防止桅帽單元30的后邊緣32在航行期間顫振并且導(dǎo)致產(chǎn)生湍流。

在圖5中，示出了調(diào)節(jié)第一層12、第二層21和桅帽單元30(其分別包括可以包括在帆中的第一層成形元件37、第二層成形元件43和桅帽單元成形元件49)的形狀和/或張力的多種可行方式，以增大帆10的水平截面形狀的可調(diào)節(jié)性，使得在航行期間能夠連續(xù)地調(diào)節(jié)由風(fēng)引起的作用在帆上的升力(即，推進(jìn)力)。

帆10能夠設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)張緊元件67，所述一個(gè)或者多個(gè)張緊元件67連接到相應(yīng)的第一層連接元件19和連接元件55，用于調(diào)節(jié)第一層12的張力和形狀。在航行期間，作用在第一層12上的風(fēng)壓將致使第一層具有彎曲的形狀。當(dāng)張緊元件67中的張力增大時(shí)，第一層中的張力也增大，第一層12將獲得具有較小曲率的形狀。在張緊元件67中施加足夠的張力將致使第一層12變平坦或者接近平坦。因此，通過調(diào)節(jié)張緊元件67中的張力，能夠?qū)⒎?0的水平截面形狀并且因此由風(fēng)產(chǎn)生的作用在帆10上的升力調(diào)節(jié)至期望水平。

帆10還可以設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)張緊元件68，所述一個(gè)或者多個(gè)張緊元件68連接到相應(yīng)的第二層連接元件28和連接元件55，以為了使得能夠調(diào)節(jié)第二層21中的張力和形狀。與第一層12相同，在航行期間作用在第二層12上的風(fēng)壓將致使第二層具有彎曲的形狀。當(dāng)張緊元件68中的張力增大時(shí)，第二層21中的張力增大，第二層21將獲得具有較小曲率的形狀。在張緊元件68中施加足夠的張力將致使第一層12變平坦或者接近平坦。因此，通過調(diào)節(jié)張緊元件68中的張力，能夠?qū)⒎?0的水平截面形狀并且因此在航行期間由風(fēng)產(chǎn)生的作用在帆10上的升力調(diào)節(jié)至期望水平。

明顯地，帆10將通常設(shè)置有張緊元件67和68兩者，用于獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆的第一層12和第二層21，以為了在航行期間的任何給定時(shí)刻獲得帆的最優(yōu)翼型形狀。因此，兩個(gè)張緊元件67和68是用于調(diào)節(jié)帆10的水平截面形狀、并且因此調(diào)節(jié)航行期間作用在帆上的升力的最基本的張緊元件，下文將結(jié)合圖6和圖7對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步描述。

桅帽單元30通常設(shè)置有多個(gè)桅帽單元成形元件49，如還在圖5中所示的那樣。為了調(diào)節(jié)桅帽單元成形元件49中的軸向張力，帆還設(shè)置有張緊元件73，所述張緊元件73分別在第一層12的一側(cè)(在該側(cè)，張緊元件73可以附接至桅帽單元30)和第二層21的一側(cè)(在該側(cè)，張緊元件73可以附接至桅帽單元30)在連接元件55和桅帽單元30之間延伸。張緊元件73優(yōu)選地附接到桅帽單元袋狀件52或者直接附接到桅帽單元成形元件49。當(dāng)張緊元件73中的張力增大時(shí)，桅帽單元成形元件49中的軸向負(fù)荷或者張力也增大，桅帽單元成形元件49向外彎曲而且向桅帽單元30提供可調(diào)節(jié)的形狀。因此，調(diào)節(jié)張緊元件73中的張力將調(diào)節(jié)帆10上的攻角。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖5中，桅帽單元30的兩側(cè)上的張緊元件73中的張力已經(jīng)增大到這樣的程度，在所述程度下，桅帽單元30具有或大或小的水滴形狀。對(duì)于航行來說，這通常不是桅帽單元30的優(yōu)選形狀，張緊元件73中的張力優(yōu)選地調(diào)節(jié)成使得桅帽單元30和帆10獲得更像翼型狀的形狀，即，在帆的一側(cè)上的張緊元件73中的張力大于在帆的另一側(cè)上的張緊元件73中的張力。

帆10的第一層12可以設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第一層成形元件37。為了調(diào)節(jié)第一層成形元件37中的張力，帆還能夠設(shè)置有張緊元件69，所述張緊元件69在相應(yīng)的連接元件55和第一層12之間延伸，在所述第一層12處，張緊元件69優(yōu)選地附接到第一層袋狀件40或者直接附接到第一層成形元件37。當(dāng)張緊元件69中的張力增大時(shí)，第一層成形元件37中的軸向負(fù)荷或者張力也增大，從而致使第一層成形元件37向外彎曲并且使得第一層12在帆的由第一層成形元件37覆蓋的部分中具有彎曲的形狀。調(diào)節(jié)張緊元件69中的張力特別有助于調(diào)節(jié)帆10的攻角。

帆10的第二層21也可以設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第二層成形元件43。為了調(diào)節(jié)第二層成形元件43中的張力，帆還能夠設(shè)置有張緊元件70，所述張緊元件70在相應(yīng)的連接元件55和第二層21之間延伸，在所述第二層21處，張緊元件70優(yōu)選地附接到第二層袋狀件46或者直接附接到第二層成形元件43。當(dāng)張緊元件70中的張力增大時(shí)，第二層成形元件43中的軸向負(fù)荷或者張力也增大，從而致使第二層成形元件43向外彎曲并且使得第二層21在帆的由第二層成形元件43覆蓋的部分中具有彎曲的形狀。調(diào)節(jié)張緊元件70中的張力特別有助于調(diào)節(jié)帆10的攻角。

帆10還可以設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)張緊元件71，所述一個(gè)或者多個(gè)張緊元件71在相應(yīng)的第一層連接元件19和桅帽單元30上的桅帽單元連接元件35之間延伸。當(dāng)增大張緊元件71中的張力時(shí)，其結(jié)果可以是桅帽單元30被拉動(dòng)而更加靠近第一層12和/或桅帽單元30的形狀根據(jù)桅帽單元連接元件35緊固在桅帽單元30上的位置而被調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，在第一層12和桅帽單元30之間沒有間隙，以為了避免在航行期間在空氣通過桅帽單元30和第一層12之間的過渡區(qū)域時(shí)形成湍流，張緊元件71中的張力因此可以增大，直到?jīng)]有間隙為止。

類似地，帆10可以設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)張緊元件72，所述張緊元件72在相應(yīng)的第二層連接元件28和桅帽單元30上的桅帽單元連接元件35之間延伸。當(dāng)增大張緊元件72中的張力時(shí)，結(jié)果可以是桅帽單元30被拉動(dòng)而更加靠近第二層21和/或桅帽單元30的形狀根據(jù)桅帽單元連接元件35緊固在桅帽單元30上的位置而被調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，在第二層12和桅帽單元30之間沒有間隙，以為了避免在航行期間在空氣通過桅帽單元30和第二層21之間的過渡區(qū)域時(shí)形成湍流，張緊元件72中的張力因此可以增大，直到?jīng)]有間隙為止。

圖6至圖7更加詳細(xì)地示意性示出了帆10和能夠針對(duì)帆10實(shí)施的一些變形方案的特定方面。

在圖6和圖7中，帆10示出為沒有示出桅帽單元30，所述帆10包括第一層12和第二層21，所述第一層12和第二層21以與上文解釋的方式相同的方式沿著它們對(duì)應(yīng)的后邊緣部分連接。呈多個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件67形式的至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)張緊元件沿著第一層12的前邊緣13附接到相應(yīng)的第一層連接元件19并且延伸到連接元件55上的內(nèi)部連接元件58，如上文所述。第一層調(diào)節(jié)元件67中的每一個(gè)均可以是如在圖1和圖3中示出的繩索、繩或者任何其它適當(dāng)元件，所述第一層調(diào)節(jié)元件67通過內(nèi)部連接元件58并且連續(xù)向下抵達(dá)帆10的下部分，在所述下部分處，繩索或者繩67連接到手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)化絞車，所述絞車能夠用于調(diào)節(jié)第一層調(diào)節(jié)元件67中的張力。

帆10還包括至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)呈第二層調(diào)節(jié)元件68形式的多個(gè)張緊元件，所述第二層調(diào)節(jié)元件68沿著第二層21的前邊緣22附接到相應(yīng)的第二層連接元件28并且延伸到連接元件55上的內(nèi)部連接元件58，如上文所述。第二層調(diào)節(jié)元件68中的每一個(gè)均可以是如在圖1和圖3中示出的繩索、繩或者任何其它適當(dāng)元件，所述第二層調(diào)節(jié)元件68通過內(nèi)部連接元件58并且連續(xù)向下抵達(dá)帆10的下部分，在所述下部分處，繩索或者繩68連接到手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)化絞車，所述絞車能夠用于調(diào)節(jié)第二層調(diào)節(jié)元件68中的張力。

替代地，第一層調(diào)節(jié)元件67和/或第二層調(diào)節(jié)元件68可以包括一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器部件64，諸如圖2所示的泵，所述一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器部件64利用相應(yīng)的繩、繩索或者任何其它適當(dāng)元件附接到連接元件55并且連接到第一層12和第二層21。泵必須能夠增加以及減小繩索中的張力并且因此調(diào)節(jié)第一層12和/或第二層21中的張力。

在圖6中，帆10示出為風(fēng)w吹向帆10的第一層12和第二層21的前邊緣。風(fēng)壓致使第一層12和第二層彎曲，如圖6所示。在圖7中，第一層調(diào)節(jié)元件67中的張力并且因此第一層12中的張力已經(jīng)增大，以使得第一層12基本平坦，而第二層調(diào)節(jié)元件68中的張力保持相同，即，第二層21中的張力沒有發(fā)生變化。獨(dú)立調(diào)節(jié)第一層和第二層的結(jié)果是：帆10的水平截面形狀改變以使得作用在帆10上的升力增大。當(dāng)帆船在航行期間搶風(fēng)行駛時(shí)，能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一層12中的張力和第二層21中的張力，這使得帆一直具有在帆上提供最大可能升力的最優(yōu)的翼型形狀或者在需要時(shí)提供小于最大可能升力的升力的任何其它翼型形狀。關(guān)于本帆10，重要的一點(diǎn)是能夠在航行期間獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆10的兩個(gè)層12、21，并且因此能夠在航行期間調(diào)節(jié)帆的截面形狀。

在圖8中，帆10示出為包括第一層12、第二層21、桅帽單元30、連接元件55和桅帽單元成形元件49，如上文多次解釋的那樣，其中，桅帽單元成形元件49附接到相應(yīng)的連接元件55。帆10設(shè)置有多個(gè)張緊元件，如在下文簡(jiǎn)潔解釋的那樣。提供了呈如下形式的張緊元件：至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件67，以為了調(diào)節(jié)第一層12中的張力；和至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件68的張力，以為了調(diào)節(jié)第二層21中的張力，如圖6至圖7所示并且如在上文詳細(xì)地解釋的那樣。

圖8中示出的帆10還設(shè)置有呈至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件73形式的張緊元件，所述桅帽單元調(diào)節(jié)元件73附接到桅帽單元30，例如，附接到桅帽單元袋狀件52或者直接附接到桅帽單元成形元件49(如上文解釋的那樣)并且延伸到連接元件55的相應(yīng)的內(nèi)部連接元件58。每個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件73均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件通過內(nèi)部連接元件58(其可以為環(huán)或者適于支撐一根或者多根繩的任何其它適當(dāng)元件，所述繩穿過并且滑動(dòng)地通過內(nèi)部連接元件58)并且向下延伸到帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小桅帽單元成形元件49中的軸向張力。桅帽單元調(diào)節(jié)元件73還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大以及減小桅帽單元調(diào)節(jié)元件73中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。調(diào)節(jié)桅帽單元成形元件49中的張力將導(dǎo)致調(diào)節(jié)桅帽單元30的截面形狀并且因此調(diào)節(jié)帆10的攻角。在圖8中，帆的左側(cè)上的桅帽單元調(diào)節(jié)元件73(即，桅帽單元30的靠近第一層12的部分)具有增大的張力，使得桅帽單元成形元件49向外彎曲，同時(shí)，沒有張力或者非常小的張力施加到帆的另一側(cè)上的桅帽單元調(diào)節(jié)元件73(即，桅帽單元30的位于第二層21附近的部分)，因此，在該側(cè)上的桅帽單元成形元件49基本筆直。結(jié)果是桅帽單元30的形狀有助于帆10形成翼型形狀。

圖8中示出的帆10還設(shè)置有呈至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第一調(diào)節(jié)元件71和至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)第二調(diào)節(jié)元件72形式的張緊元件。

第一調(diào)節(jié)元件71在桅帽單元連接元件35和第一層連接元件19之間延伸。第一調(diào)節(jié)元件71中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件向下延伸直到帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小第一調(diào)節(jié)元件71中的張力。繩可以通過桅帽單元連接元件35或者通過第一層連接元件19，所述桅帽單元連接元件35或者所述第一層連接元件19可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)元件，所述任何其它適當(dāng)元件適于支撐穿過該元件或者滑動(dòng)通過該元件的一根或者多根繩。第一調(diào)節(jié)元件71還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小第一調(diào)節(jié)元件71中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

第二調(diào)節(jié)元件72在桅帽單元連接元件35和第二層連接元件28之間延伸。第二調(diào)節(jié)元件72中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件向下延伸直到帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小第二調(diào)節(jié)元件72中的張力。繩可以通過桅帽單元連接元件35或者第二層連接元件28，所述桅帽單元連接元件35或者第二層連接元件28可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)元件，所述任何其它適當(dāng)元件適于支撐穿過該元件并且滑動(dòng)通過該元件的一根或者多根繩。第二調(diào)節(jié)元件72還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小第二調(diào)節(jié)元件72中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)元件71中的張力和/或第二調(diào)節(jié)元件72中的張力增大時(shí)，桅帽單元30被分別拉向第一層12和/或第二層21，從而減小了桅帽單元30和第一層12以及第二層21之間的間隙，以便在航行期間最小化在桅帽單元30和第一層12以及第二層21之間的過渡區(qū)域中所形成的湍流氣流。

在圖9中，示出了帆10，所述帆10與圖8中示出的帆10非常類似。區(qū)別在于：張緊元件(第一調(diào)節(jié)元件71)中的一個(gè)張緊元件滑動(dòng)地連接到桅帽單元30，如圖9所示。圖8示出的桅帽單元連接元件35已經(jīng)與滑動(dòng)連接件78互換，所述滑動(dòng)連接件包括：引導(dǎo)元件79，所述引導(dǎo)元件79附接到桅帽單元30；和滑動(dòng)元件80，第一調(diào)節(jié)元件71連接到所述滑動(dòng)元件80。當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)元件71中的張力增大時(shí)，允許滑動(dòng)元件80沿著引導(dǎo)元件79滑動(dòng)，因此沿著引導(dǎo)元件79自動(dòng)找到滑動(dòng)元件80的最佳平衡作用在滑動(dòng)連接件78上的力的位置。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管在圖9中僅示出了位于張緊元件(即，第一調(diào)節(jié)元件71)和帆10的一個(gè)部分(即，桅帽單元3)之間的一種滑動(dòng)連接件，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，張緊元件和帆10的一部分之間的任何連接件能夠是如圖9所示的滑動(dòng)連接件78的形式。圖9中示出的帆10的其它特征與已經(jīng)描述的相同，因此在此將不再重復(fù)。

在圖10中，示出了帆10，所述帆10與圖8和圖9中示出的帆10非常類似。區(qū)別在于：在圖10中，帆設(shè)置有至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)呈輔助調(diào)節(jié)元件75形式的張緊元件，如所示的那樣。圖10中的帆10以與上述方式相同的方式設(shè)置有呈桅帽單元調(diào)節(jié)元件73形式的張緊元件。輔助調(diào)節(jié)元件75在桅帽單元連接元件35和桅帽單元調(diào)節(jié)元件73上的輔助連接件76之間延伸。

輔助調(diào)節(jié)元件75中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件向下延伸抵達(dá)帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且增大或者減小輔助調(diào)節(jié)元件75中的張力。繩或可以通過桅帽單元連接元件35或者輔助連接件76，所述輔助連接件76可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)元件，所述任何其它適當(dāng)元件適于支撐穿過并且滑動(dòng)通過該元件的一根或者多根繩。輔助調(diào)節(jié)元件75還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小輔助調(diào)節(jié)元件75中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

輔助連接件76可以附接到桅帽單元調(diào)節(jié)元件73的固定位置中。替代地，輔助連接件76能夠設(shè)計(jì)成使得它們能夠沿著桅帽單元調(diào)節(jié)元件73滑動(dòng)，例如，通過使用環(huán)繞桅帽單元調(diào)節(jié)元件73并且能夠沿著桅帽單元調(diào)節(jié)元件73滑動(dòng)的環(huán)形元件。在一些情況中還能夠使用如圖9所示的滑動(dòng)連接件78，只要桅帽單元調(diào)節(jié)元件73適于附接引導(dǎo)元件79即可。結(jié)果是：輔助連接件76相對(duì)于作用在輔助連接件76上的力和桅帽單元調(diào)節(jié)元件73的位置將該輔助連接件自身沿著桅帽單元調(diào)節(jié)元件73定位在最有利的位置中。

盡管在附圖中未示出，但是應(yīng)當(dāng)注意的是，可以采用多個(gè)輔助調(diào)節(jié)元件75，所述多個(gè)輔助調(diào)節(jié)元件75在桅帽單元30和每個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件73之間延伸，其中，輔助調(diào)節(jié)元件75可以滑動(dòng)地或者固定地附接到桅帽單元調(diào)節(jié)元件73。

還應(yīng)當(dāng)注意的是，輔助調(diào)節(jié)元件75可以布置在帆10的任何張緊元件(諸如，所述至少一個(gè)第一層調(diào)節(jié)元件67、所述至少一個(gè)第二層調(diào)節(jié)元件68、所述至少一個(gè)第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69、所述至少一個(gè)第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70、所述至少一個(gè)桅帽單元調(diào)節(jié)元件73、所述至少一個(gè)第一調(diào)節(jié)元件71、所述至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)元件72)和帆10的部分(例如，第一層12、第二層21、桅帽單元30或者連接元件55)之間。各個(gè)張緊元件的任何附接部位均可以固定地或者滑動(dòng)地附接到帆的各部分或者它們附接到此的其它張緊元件。

在圖11中，示出的帆的一個(gè)實(shí)施例，該帆包括至少一個(gè)但是優(yōu)選地多個(gè)帆成形元件83，所述帆成形元件83沿著水平方向延伸通過帆10的大部分。帆成形元件83由彈性材料適當(dāng)?shù)刂瞥?，這允許帆成形元件83在帆成形元件83承受軸向張力時(shí)向外彎曲。為了在帆成形元件83承受軸向負(fù)荷時(shí)獲得帆成形元件83的期望形狀，帆成形元件83可以設(shè)計(jì)成具有可變的截面形狀(即，部分圓形和部分橢圓形的截面)和/或沿著它們軸向長(zhǎng)度可變的直徑，以使得在帆成形元件83承受軸向負(fù)荷時(shí)，帆成形元件83的一部分與帆成形元件83的其它部分相比向外彎曲得更多。

當(dāng)帆10具有基本三角形的形狀(其為帆的常見形狀)時(shí)，帆成形元件83的長(zhǎng)度將根據(jù)每個(gè)單獨(dú)的帆成形元件在帆10中的豎直位置變化。帆成形元件83可以如在圖11中示出的帆10的最前方部分中那樣連接到連接元件55。在帆10的后部處，帆成形元件83可以布置在袋狀件中，所述袋狀件布置在帆10的后邊緣處或者該后邊緣附近，如圖11所示，例如，布置在第一層后邊緣14和第二層后邊緣23之間。帆10還設(shè)置有呈帆成形元件調(diào)節(jié)元件74形式的張緊元件，所述帆成形元件調(diào)節(jié)元件優(yōu)選地在上述帆的后邊緣處附接到袋狀件并且延伸到連接元件55。

帆成形元件調(diào)節(jié)元件74中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件從連接元件55向下延伸到帆的底部，在所述帆的底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小帆成形元件調(diào)節(jié)元件74中的軸向張力。繩可以穿過連接元件55，所述連接元件55包括內(nèi)部連接元件58，所述內(nèi)部連接元件58可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)?shù)脑?，所述任何其它適當(dāng)元件適于支撐穿過并且通過該元件的一根或者多根繩。帆成形元件調(diào)節(jié)元件74還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小帆成形元件調(diào)節(jié)元件74中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

在圖11中示出的帆還示出為具有第一層成形元件37和第二層成形元件43，所述第一層成形元件37和第二層成形元件43如上所述地那樣布置在相應(yīng)的第一層袋狀件40和第二層袋狀件46中。

第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69在第一層袋狀件40的后端和連接元件55之間延伸。第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件還從連接元件55向下延伸抵達(dá)帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69中的軸向張力。繩可以穿過連接元件55，所述連接元件55包括內(nèi)部連接元件58，所述內(nèi)部連接元件58可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)?shù)脑?，所述任何其它的適當(dāng)元件適于支撐穿過并且通過該元件的一根或者多根繩。第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70在第二層袋狀件46的后端和連接元件55之間延伸。第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70中的每一個(gè)均可以包括繩、繩索或者類似元件，所述繩、繩索或者類似元件還從連接元件55向下延伸到帆的底部，在所述底部處，繩可以連接到手動(dòng)操作或者機(jī)動(dòng)化的絞車，以用于調(diào)節(jié)繩中的張力并且因此增大或者減小第二成形元件調(diào)節(jié)元件70中的軸向張力。繩可以穿過連接元件55，所述連接元件55包括內(nèi)部連接元件58，所述內(nèi)部連接元件58可以形成為具有環(huán)形元件或者任何其它適當(dāng)?shù)脑?，所述任何其它適當(dāng)元件適于支撐穿過并且滑動(dòng)通過該元件的一根或者多根繩。第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70還可以包括泵、活塞/缸體裝備或者能夠增大和減小第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70中的張力的任何其它適當(dāng)機(jī)械裝置。

另外，圖11中的帆10示出為具有呈用于調(diào)節(jié)第一層12中的張力的第一層調(diào)節(jié)元件67和用于調(diào)節(jié)第二層21中的張力的第二層調(diào)節(jié)元件70形式的其它張緊元件。已經(jīng)在上文詳細(xì)解釋了這些張緊元件，在此將不再贅述。而且，如圖11所示，帆10設(shè)置有桅帽單元成形元件49。然而，由于附圖中缺乏空間，因此在圖11中沒有示出用于調(diào)節(jié)軸向張力并且因此調(diào)節(jié)桅帽單元成形元件49的形狀的桅帽單元調(diào)節(jié)元件49。然而，桅帽單元調(diào)節(jié)元件49將以與上文解釋的方式相同的方式存在。

在圖11中，沒有將張力施加到張緊元件67、68、69、70、74中的任意一個(gè)中或者調(diào)節(jié)桅帽單元成形元件49中的張力的張緊元件73(圖11中未示出)中，因此第一層成形元件37、第二層成形元件43、桅帽單元成形元件49和帆成形元件83是基本筆直的。在航行期間，帆成形元件調(diào)節(jié)元件74中的張力可以增大，使得帆成形元件83中的軸向張力增大并且帆成形元件83向外彎曲至理想程度。借助于風(fēng)壓，帆成形元件83能夠根據(jù)需要輕易地朝向第一層12或者第二層21向外彎曲，因此有助于賦予帆10期望的截面形狀。

具有帆成形元件83的該帆的實(shí)施例還將與僅具有一個(gè)層而不是具有第一層和第二層的帆一起工作。帆成形元件83基本布置在帆的前邊緣和后邊緣之間，如圖11所示，但是與圖11的實(shí)施例相反(在圖11的實(shí)施例中，帆成形元件83是未連接的并且在帆成形元件83的前部和后部處的附接部位之間與第一層12和第二層21脫離)，具有僅僅一個(gè)層的實(shí)施例的帆成形元件必須例如利用帶子至少在沿著帆成形元件的長(zhǎng)度的幾個(gè)部位處附接到帆的單個(gè)層，使得在帆成形元件被迫這樣或者那樣彎曲時(shí)，所述單個(gè)層均被迫跟隨帆成形元件的形狀。

簡(jiǎn)單地總結(jié)下根據(jù)本發(fā)明以及如上所述的帆10，帆可以設(shè)置有多個(gè)不同的部分，包括第一層12、第一層成形元件37、第二層21、第二層成形元件43、桅帽單元30、桅帽單元成形元件49、連接元件55和可能地帆成形元件83?？梢酝ㄟ^采用各種張緊元件獨(dú)立地調(diào)節(jié)帆10的這些部分的張力和形狀，所述各種張緊元件包括第一層調(diào)節(jié)元件67、第二層調(diào)節(jié)元件68、第一層成形元件調(diào)節(jié)元件69、第二層成形元件調(diào)節(jié)元件70、桅帽單元調(diào)節(jié)元件73、第一調(diào)節(jié)元件71、第二調(diào)節(jié)元件72、輔助調(diào)節(jié)元件75和可能的帆成形元件調(diào)節(jié)元件74。任何給定的帆均可以包括所有這些部分和所有張緊元件或者張緊元件中的一些。其它的帆可以包括上述帆的部分中的一些和張緊元件的選擇組合，所述選擇組合將在調(diào)節(jié)帆的各個(gè)部分的張力和形狀的過程中向帆提供所需的靈活性。

因?yàn)閮?yōu)選地能夠獨(dú)立地操作所有張緊元件并且因此獨(dú)立地調(diào)節(jié)連接有張緊元件的帆10的各個(gè)部分中的張力，所以能夠在航行期間在調(diào)節(jié)帆的所述部分的物理限制內(nèi)將帆10的截面形狀調(diào)節(jié)至任何所需形狀。

應(yīng)當(dāng)注意的是，所有張緊元件均可以使用滑動(dòng)連接件附接到帆的一部分，使得張緊元件將其自身調(diào)節(jié)至一定位置，所述位置使得施加到帆的該部分的張力具有最有利的方向。