可调节的帆和包括这种帆的船的制作方法

本发明涉及一种用于在船上产生推进动力的帆和包括这种帆的船或者帆船。

背景技术：

通常在高性能竞赛和帆开发中使用的一种帆类型是翼帆。如今制造的翼帆包括框架和覆盖框架的表面，所述框架使得帆呈现翼形。现有翼帆所存在的问题是，帆是刚性构造，这使得作用在帆上的升力不能被调节或者仅仅能够被调节至有限的程度。通常，当今使用的翼型帆在包括桅杆的帆构造安装在帆船的甲板上之后具有有限的调节帆的截面形状的可能性。

其它更加常用并且更加简单的帆由具有弯曲状的层构成，使得在航行期间在帆上产生升力。这些帆所存在的问题是，一旦将帆装备在帆船上之后，则这些帆在航行期间具有非常有限的能力来调节帆以便调节作用在帆上的升力。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是开发一种帆，所述帆能够被调节，以使得作用在帆上的升力在航行期间能够被调节。

本发明的另一目的是开发一种帆，所述帆在航行期间能够被连续地调节。

利用如在权利要求1中限定的帆和在权利要求35中限定的帆船来实现这些目的。在从属权利要求中限定了帆和帆船的其它实施例。

帆通常具有翼型的截面形状，所述翼形的截面形状提供了作用于帆上的升力或者推进力，但是还存在这样的实施例，所述实施例能够与仅仅一个层一起使用。帆优选地包括：两个分离的层(即，所谓的船帆布)，所述两个分离的层在经受风力载荷时形成大体翼型形状的帆；和优选地桅帽单元，所述桅帽单元覆盖所述两个分离的层的前边缘。帆还可以设置有成形元件，所述成形元件用于在航行期间的任何给定时间帮助使得所述两个层/或桅帽单元的形状形成为期望形状。帆还可以设置有一个或者多个张紧元件，所述一个或者多个张紧元件用于调节所述两个层和桅帽单元的形状，优选地通过调节第一层和/或第二层和/或桅帽单元中的张力来调节所述两个层和桅帽单元的形状。张紧元件还可以用于例如通过调节成形元件中的张力来调节成形元件的形状，以获得成形元件的期望形状。张紧元件可以是绳索、绳、金属丝、泵、马达或者任何其它装置，所述任何其它装置能够提供两个层和/或桅帽单元和/或成形元件中的张力。优选地，可以独立地调节所述两个层，并且能够独立于对所述两个层所实施的调节来调节桅帽单元。以这种方式，获得了非常灵活的帆，对于该帆来说，能够在航行期间的任何时刻将该帆的截面形状(其通常具有翼型形状)轻易地调节成期望形状。

提供了一种在流体中产生推进动力或者升力的帆。该帆包括第一层和第二层，其中，第一层和第二层沿着至少一个对应的侧部连接。第一层和第二层限定了该帆的基本垂直于该帆的纵向方向的截面形状。能够调节第一层的形状和/或能够调节第二层的形状，以使得能够调节帆的截面形状。

第一层包括多个侧部，所述侧部具有边缘部分和由边缘部分界定的内部部分，并且第二层包括多个侧部，所述侧部具有边缘部分和由边缘部分界定的内部部分。第一层的内部部分和第二层的内部部分不连接，这允许独立地调节第一层和第二层。第一层中的至少一个边缘部分和第二层中的对应的边缘部分连接到彼此。第一层、第二层和桅帽单元优选地由这样的材料制成，诸如帆布材料、或者任何其它适当材料或材料的组合，所述材料将允许第一层和/或第二层的形状、并且从而帆的截面形状被调节。

优选地，能够独立地调节第一层的形状和第二层的形状，即，可以仅仅调节第一层的形状、或者可以仅仅调节第二层的形状、或者可以调节第一层和第二层两者的形状。通过使用可独立调节的第一层和第二层，可以将帆的截面形状调节成几乎任何期望形状，并且因此在航行期间的任何具体时刻根据要求或者需要来调节作用在帆上的升力。

第一层的至少一个边缘部分和第二层的对应边缘部分例如通过粘合、缝合或者利用绳连接到彼此，而且根据帆的用途，第一层和第二层的多个或者所有的对应侧部可以连接到彼此。如果第一层和第二层沿着仅仅一个边缘部分连接，则优选地沿着帆的后边缘连接。

为了对两个层施以调节，帆优选地包括用于调节第一层的形状的第一层调节元件和/或用于调节第二层的形状的第二层调节元件。第一层调节元件优选地适于调节第一层中的张力，由此能够调节第一层的形状。类似地，第二层调节元件优选地适于调节第二层中的张力，由此能够调节第二层的形状。第一层调节元件和第二层调节元件优选地可独立操作，使得能够独立地调节第一层中的张力和第二层中的张力，即，可以仅仅调节第一层中的张力、或者可以仅仅调节第二层中的张力、或者可以调节第一层和第二层两者中的张力。

第一层调节元件和第二层调节元件可以包括各种类型的部件或者装置。第一层调节元件可以例如包括至少一个第一马达或者至少一个第一泵，以为了调节第一层中的张力，并且第二层调节元件可以包括至少一个第二马达或者至少一个第二泵，以为了调节第二层中的张力。替代地，第一层调节元件可以包括至少一根第一绳索元件、至少一根第一金属丝元件或任何类似的适当元件，以为了调节第一层中的张力，并且第二层调节元件可以包括至少一根第二绳索元件、至少一根第二金属丝元件或任何类似的适当元件，以为了调节第二层中的张力。所述至少一根第一绳索元件和所述至少一根第二绳索元件可以穿过一个或者多个滑轮或者其它适当装置，以为了根据需要将绳索元件引导到适于调节绳索元件中的张力的一个或者多个绞车或者类似装置、或者引导到船上的如下位置：在所述位置处，人员能够手动地操作第一绳索元件和第二绳索元件，以调节第一层和/或第二层中的张力。

第一层还可以包括至少一个第一层成形元件，以为了调节第一层的形状。所述至少一个第一层张紧元件优选地由弹性材料制成，以使得当其承受轴向张力时所述至少一个第一层成形元件径向向外弯曲。第一层成形元件优选地具有细长形状，即，其具有杆或者棒或者类似物体的形状。所述至少一个第一层成形元件可以定位在第一层的袋状件中，其中，袋状件适应所述至少一个第一层成形元件的尺寸，或者所述至少一个第一层成形元件可以利用带子或者任何其它紧固部件紧固到第一层。

类似地，第二层还可以包括至少一个第二层成形元件，其用于调节第二层的形状，其中，所述至少一个第二层成形元件优选地由弹性材料制成，以使得当其承受轴向张力时，所述至少一个第二层成形元件径向向外弯曲。第二层成形元件优选地具有细长形状，即，其具有杆或者棒或者类似物体的形状。所述至少一个第二层成形元件可以定位在第二层中的袋状件中，其中，袋状件适应所述至少一个第二层成形元件的尺寸，或者所述至少一个第二层成形元件可以利用带子或者任何其它适当紧固部件紧固到第二层。

可以调节所述至少一个第一层成形元件中的轴向张力，以使得所述至少一个第一层成形元件径向向外弯曲，并且因此有助于使得第一层成形为期望形状。为了轴向张紧所述至少一个第一层成形元件，帆可以设置有至少一个第一层成形元件调节元件，以用于调节所述至少一个第一层成形元件中的轴向张力。

所述至少一个第一层成形元件还可以设计成垂直于所述至少一个第一层成形元件的纵向方向的截面区域具有变化的尺寸和/或所述截面区域具有变化的形状和/或例如，通过设计所述至少一个第一层成形元件，以使得其包括具有不同弹性的多个不同材料而使得所述至少一个第一层成形元件沿着所述至少一个第一层成形元件的纵向方向具有变化的弹性。以这种方式，所述至少一个第一层成形元件可以设计成当所述至少一个第一层成形元件承受轴向张力时，沿着所述至少一个第一层成形元件的所需部分比沿着所述至少一个第一层成形元件的其余部分弯曲得更多。

还可以调节所述至少一个第二层成形元件中的轴向张力，以使得所述至少一个第二层成形元件径向向外弯曲，并且因此有助于使得第二层成形为期望形状。为了轴向张紧所述至少一个第二层成形元件，帆可以设置有至少一个第二层成形元件调节元件，以为了调节所述至少一个第二层成形元件中的轴向张力。

所述至少一个第二层成形元件还可以设计成垂直于所述至少一个第二层成形元件的纵向方向的截面区域具有变化的尺寸和/或所述截面区域具有变化的形状和/或例如通过设计所述至少一个第二层成形元件，以使得其包括具有不同弹性的多种不同材料而使得所述第二层成形元件沿着所述至少一个第二层成形元件的纵向方向具有变化的弹性。以这种方式，所述至少一个第二层成形元件可以设计成当所述至少一个第二层成形元件承受轴向张力时，沿着至少一个第二层成形元件的期望部分比沿着所述至少一个第二层成形元件的其余部分弯曲得更多。

所述至少一个第一层成形元件优选地从第一层前边缘延伸并且从第一层前边缘向后延伸，即，基本沿着在航行期间通过帆的空气的流动方向延伸。以相同方式，所述至少一个第二层成形元件优选地从第二层前边缘延伸并且从第二层前边缘向后延伸，即，基本沿着航行期间通过帆的空气的流动方向延伸。

优选地，第一层的沿着第一层前边缘的至少一部分和第二层的沿着第二层前边缘的至少一部分是刚性的。除了第一层和第二层的固有刚性之外，可以通过为第一层和第二层的前边缘提供增强材料(诸如玻璃纤维、kevlar或者任何其它适当的强化材料)来获得沿着前边缘的增大的刚性。

帆优选地包括桅帽单元，所述桅帽单元至少覆盖第一层前边缘和第二层前边缘并且覆盖第一层前边缘和第二层前边缘之间的间隙。桅帽单元优选地设置有空气动力学形状并且优选地可调节地构造成使得桅帽单元的后边缘分别靠近第一层和第二层，并且可以调节攻角。

以与第一层和第二层类似的方式，桅帽单元可以包括至少一个桅帽单元成形元件，以用于调节桅帽单元的形状。所述至少一个桅帽单元成形元件优选地由弹性材料制成，使得所述至少一个桅帽单元成形元件在其承受轴向张力时径向向外弯曲。所述至少一个桅帽单元成形元件优选地具有细长形状，即，其具有杆或者棒或者类似物体的形状。所述至少一个桅帽单元成形元件可以定位在桅帽单元的袋状件中，其中，袋状件适应至少一个桅帽单元成形元件的尺寸，或者所述至少一个桅帽成形元件可以利用带子或者任何其它适当紧固部件紧固到桅帽单元。所述至少一个桅帽成形元件可以附接到从其向后延伸的连接元件。

可以调节所述至少一个桅帽单元成形元件中的轴向张力，以使得所述至少一个桅帽单元成形元件径向向外弯曲，因此有助于使得桅帽单元成形为期望形状。为了轴向张紧所述至少一个桅帽单元成形元件，帆设置有至少一个桅帽单元调节元件，用于调节所述至少一个桅帽单元成形元件中的轴向张力。桅帽单元的可调节形状能够例如用于在帆安装于其上的帆船航行的同时改变帆的攻角。

所述至少一个桅帽单元成形元件还可以设计成垂直于所述至少一个桅帽成形元件的纵向方向的截面区域具有变化的尺寸和/或所述截面区域具有变化的形状和/或例如通过设计所述至少一个桅帽成形元件，以使得其包括具有不同弹性的多种不同材料而使得所述至少一个桅帽单元成形元件沿着所述至少一个桅帽成形元件的纵向方向具有变化的弹性。以这种方式，所述至少一个桅帽成形元件可以设计成当所述至少一个桅帽成形元件承受轴向张力时，沿着所述至少一个桅帽成形元件的所需部分比沿着所述至少一个桅帽成形元件的其余部分弯曲得更多。这能够特别有用，以便在航行期间在帆上获得期望的攻角。

帆还可以包括至少一个但是优选地多个连接元件，所述连接元件适于将帆连接到外部构件(诸如，在桅杆、帆杠、帆缘上的对应连接元件)或者船上的任何其它适当的固定地点或者部位。连接元件可以定位在帆的内部或者部分延伸到帆内部中，其中，可调节张紧元件(诸如，上述各个第一层、第二层和桅帽单元可调节张紧元件)中的一个或者多个，优选地例如凭借用于绳的环或者凭借泵、马达或者能够用于调节各种张紧调节元件中的张力的任何其它适当部件连接到所述至少一个连接元件和/或穿过所述至少一个连接元件。如果所述至少一个连接元件完全定位在帆的内部中，则所述至少一个连接元件连接到其上的任何外部构件均将必须处于帆内部并且利用快速连接或者任何其它适当连接方式连接到至少一个连接元件。

帆优选地包括多个可调节张紧部件，用于调节帆的各部分中的张力和/或各部分的形状，诸如，第一层和第二层中的张力和/或第一层和第二层的形状、桅帽单元中的张力和/或桅帽单元形状以及可能地帆的其它部分中的张力和/或其它部分的形状。

如上所述，帆可以包括至少一个第一层调节元件，其中，所述至少一个第一层调节元件在第一层和所述至少一个连接元件之间延伸，并且其中，所述至少一个第一层调节元件适于调节第一层中的张力。增大第一层中的张力将使得第一层变直，而减小第一层中的张力将导致第一层具有更加弯曲的形状。当增大或者减小张力时，第一层的形状的变化程度将明显取决于作用于帆上的风力载荷。因此，通过调节第一层中的张力，第一层的形状被调节并且因此帆的截面形状被调节。

帆还可以包括至少一个第一调节元件，所述第一调节元件在第一层和桅帽单元之间延伸，其中，所述至少一个第一调节元件适于调节第一层和桅帽单元之间的距离。优选地是，桅帽单元靠近第一层并且桅帽单元和第一层之间的过渡区域尽可能平滑，以避免形成湍流并且获得桅帽单元和第一层之间的过渡区域上的平滑的流体(即，一般为空气)流动。这种至少一个第一调节元件将使得能够根据需要调节第一层和桅帽单元之间的距离。所述至少一个第一调节元件还能够构造成使得在所述至少一个第一调节元件中的张力或者所述至少一个第一调节元件的长度增大或者减小时调节第一层和/或桅帽单元的形状。

如上所述，帆还可以包括至少一个第二层调节元件，所述至少一个第二层调节元件在第二层和所述至少一个连接元件之间延伸，并且其中，所述至少一个第二层调节元件适于调节第二层中的张力。增大第二层中的张力将使得第二层变直，而减小第二层中的张力将导致第二层具有更大的弯曲形状。当增大或者减小张力时，第二层的形状的变化程度将明显取决于作用在帆上的风力载荷。因此，通过调节第二层中的张力，第二层的形状被调节并且因此帆的截面形状被调节。

帆还可以包括至少一个第二调节元件，所述第二调节元件在第二层和桅帽单元之间延伸，其中，所述至少一个第二调节元件适于调节第二层和桅帽单元之间的距离。如上所述，优选的是，桅帽单元靠近第二层并且桅帽单元和第二层之间的过渡区域尽可能平滑，以避免形成湍流并且在桅帽单元和第二层之间的过渡区域上获得平滑的流体(即，一般为空气)的流动。这种至少一个第二调节元件将使得能够根据需要调节第二层和桅帽单元之间的距离。所述至少一个第二调节元件还能够构造成使得当增大或者减小所述至少一个第二调节元件中的张力或者所述至少一个第二调节元件的长度时，所述至少一个第二层和/或桅帽单元的形状被调节。

另外，桅帽单元可以附接到第一层和第二层，在该情况中，优选地，桅帽单元的后边缘滑动地或者通过紧固件(如，纽扣或者按钮)、粘合、焊接、缝合或者用于将桅帽单元附接到第一层和第二层的任何其它适当方法或者方法组合附接到第一层和第二层。

所述至少一个第一层调节元件和/或所述至少一个第二层调节元件和/或所述至少一个第一层成形元件调节元件和/或所述至少一个第二层成形调节元件和/或所述至少一个桅帽单元调节元件和/或所述至少一个第一调节元件和/或所述至少一个第二调节元件优选地包括以下组中的构件中的至少一个：致动器、活塞/缸体组件、泵、马达、绳索、金属丝、链、绞车或者任何其它致动器或者装置，所述任何其它致动器或者装置将适于调节上述相应的张力调节元件(即，所述至少一个第一层调节元件、所述至少一个第二层调节元件、所述至少一个第一层成形元件调节元件、所述至少一个第二层成形元件调节元件、所述至少一个桅帽单元成形元件调节元件、所述至少一个第一调节元件、所述至少一个第二调节元件)中的张力。

另外，至少一个第一调节元件可以滑动地连接到桅帽单元。为了获得这种滑动连接，所述至少一个第一调节元件的一端可以附接到滑动件，所述滑动件滑动地连接到对应的引导元件，所述引导元件附接到桅帽单元。这将确保所述至少一个第一调节元件自动调节其连接到桅帽单元的连接位置，以使得在桅帽单元上的拉动力的方向最优，即，将桅帽单元和第一层拉近彼此所需的力被最小化。

类似地，至少一个第二调节元件可以以如上文解释的方式相同的方式滑动地连接到桅帽单元。所述至少一个第二调节元件的一端可以附接到滑动件，所述滑动件滑动地连接到对应的引导元件，所述引导元件附接到桅帽单元。这将确保所述至少一个第二调节元件自动调节其连接到桅帽单元的连接位置，以使得在桅帽单元上的拉动力的方向最优，即，将桅帽单元和第二层拉近彼此所需的力被最小化。

所述至少一个第一层调节元件和/或所述至少一个第一层成形元件调节元件和/或所述至少一个第二层调节元件和/或所述至少一个第二层成形元件调节元件和/或所述至少一个桅帽单元调节元件和/或所述至少一个第一调节元件和/或所述至少一个第二调节元件优选地位于帆的内部。因此，通常从外部仅仅能够看见必须被拉紧或者放开以为了调节帆内部的各种张紧元件的绳、金属丝等。如果使用泵或者类似装置(其例如可以被无线控制)，则帆的所有调节部件均可以布置在帆的内部。

所述至少一个第一层调节元件和/或所述至少一个第一层成形元件调节元件和/或所述至少一个第二层调节元件和/或所述至少一个第二层成形元件调节元件和/或所述至少一个桅帽单元调节元件可以连接到所述至少一个连接元件或者适用于所使用的特定调节元件的类似元件，并且优选地位于帆的内部。

帆适于连接到帆船的至少一个固定部位，例如，桅杆和/或帆杠和/或船首斜桅和/或前桅支索，其中，连接没有提供调节通过该固定部位的用于调节第一层、第二层、桅帽单元或者第一层、第二层和/或桅帽单元的成形元件的部件。如上所述，所有用于调节帆的这些部件的调节元件(其确定帆的截面形状)均位于帆的内部。船上的帆连接到其上的一个或多个固定部位因此不需要用于调节帆的截面形状的固有特性或者部件。

帆还可以包括至少一个帆成形元件，所述帆成形元件优选地具有细长形状，即，帆成形元件具有杆或者棒或者类似物体的形状并且基本从帆的前边缘延伸到帆的后边缘，即，从靠近前边缘和后边缘的位置延伸，由于帆成形元件优选地位于帆的内部，因此必须理解为帆成形元件被支撑在靠近前边缘和后边缘处的位置但是不必准确地位于前边缘和后边缘处。所述至少一个帆成形元件可以例如附接到连接元件中的靠近前边缘的一个、和附接到沿着帆的后边缘行进的金属丝或者类似的物体。所述至少一个帆成形元件还可以被支撑在第一层上的袋状件中或者第二层的袋状件中、或者单独的袋状件中，所述单独的袋状件在第一层和第二层之间的连接处附接到帆。所述至少一个帆成形元件优选地由弹性材料制成，所述弹性材料允许至少一个帆成形元件在其承受轴向负荷时径向向外弯曲。如上所述，帆成形元件优选地布置在帆的内部并且在帆的第一层和第二层之间。

帆还可以设置有至少一个帆成形元件调节元件，以用于调节所述至少一个帆成形元件中的轴向张力，并且因此调节所述至少一个帆成形元件径向向外弯曲的程度。

所述至少一个帆成形元件调节元件还优选地布置在帆的内部，并且可以包括：绳；绳索；或者类似元件，所述类似元件在帆的后端处附接到所述至少一个帆成形元件而且还穿过连接元件或者在继续向下抵达船自身之前靠近帆的前边缘的任何其它适当元件，在所述船位置处，绳可以由人员手动操纵或者附接到手动操作或者机动化的绞车，所述绞车能够用于增大或者减小绳中的张力。当通过拉紧绳来增大绳中的张力时，所述至少一个帆成形元件将因所述至少一个帆成形元件中的轴向张力增大而被迫向外弯曲。取决于在使用期间作用在帆上的风力载荷，所述至少一个帆成形元件能够弯曲向第一层或者第二层，并且有助于使得第一层或者第二层在航行期间具有期望的弯曲形状。所述至少一个帆成形元件的弯曲量显然将取决于所述至少一个帆成形元件中的轴向张力和制造所述至少一个帆成形元件的材料的弹性。

所述至少一个帆成形元件还可以设计成垂直于所述至少一个帆成形元件的纵向方向的截面区域具有变化的尺寸和/或所述截面区域具有变化的形状和/或例如通过设计至少一个帆成形元件以使得其包括具有不同弹性的多个不同材料而使得所述至少一个帆成形元件沿着所述至少一个帆成形元件的纵向方向具有变化的弹性。以这种方式，所述至少一个帆成形元件可以设计成当所述至少一个帆成形元件承受轴向张力时，沿着所述至少一个帆成形元件的所需部分比所述至少一个帆成形元件的其余部分弯曲得更多。这能够特别有帮助，以在航行期间在帆上获得期望的攻角。

在包括所述至少一个帆成形元件的帆的实施例中，帆可以仅仅包括单个层。所述至少一个帆成形元件仍在靠近前边缘的位置和帆的后边缘之间延伸，在所述靠近前边缘的位置处，所述至少一个帆成形元件能够附接到连接元件，在所述帆的后边缘处，所述至少一个帆成形元件附接到所述单个层。所述至少一个帆成形元件可以布置在袋状件中，所述袋状件附接到帆的所述单个层，或者所述至少一个帆成形元件可以利用带子或者任何其它适当附接部件附接到所述单个层。除了仅仅具有一个层而非两个层之外，该实施例的帆的设计的其余部分与上述实施例的帆相同，并且至少一个帆成形元件从帆的前边缘基本延伸向帆的后边缘，上述实施例的帆包括两个可调节的层(即，第一层和第二层)。

应当注意的是，上述所有调节元件(即，所述至少一个第一层调节元件和/或所述至少一个第一层成形元件调节元件和/或所述至少一个第二层调节元件和/或所述至少一个第二层成形元件调节元件和/或所述至少一个桅帽单元调节元件和/或所述至少一个第一调节元件和/或所述至少一个第二调节元件)均优选地位于帆的内部，并且优选地构造成使得它们能够由操作者从船上进行操作，不管是通过使用无线控制部件(诸如蓝牙^tm或者任何其它适当无线技术)来操作张紧部件、还是通过使用例如绳、绳索或者类似地元件手动地操作线缆来执行上述操作，当给船装备帆时，所述绳、绳索或者类似元件从相应的张紧元件向下延伸到甲板，以使得一个或者多个操作者在调节帆的截面形状期间能够根据需要拉紧绳或者放开绳。

显而易见地，帆特别适于应用在帆船上，但是还可以适于应用在任何其它类型的浮船上。例如，当与普通的船用发动机组合应用在大型远洋船上时，可以显著减少燃料的消耗。

还提供了一种船，所述船设置有如上所述的帆，其中，帆附接到船的帆装。还提供了一种帆船，所述帆船设置有如上所述的帆，其中，帆附接到帆船的帆装。

优选地，第一层和第二层具有至少三个附接到帆装的共用附接部位。

帆装优选地包括至少一根桅杆或者帆连接于其上的船上元件的，其中，帆的所述至少一个连接元件连接到桅杆上的对应连接元件。优选地，帆设置有多个连接元件，所述多个连接元件连接到桅杆上的对应连接元件或者帆连接于其上的船上元件。

附图说明

参照附图，现在将详细地解释具有多个非限制示例的根据本发明的帆。

图1示意性地示出了帆的实施例，其中，帆包括呈一根或者多根绳索或者线形式的调节元件，以改变第一层和/或第二层和/或第一层成形元件和/或第二层成形元件和/或桅帽单元成形元件中的张力；

图2示意性地示出了帆的实施例，其中，帆包括调节元件，所述调节元件包括一个或者多个泵、马达、绞车或者类似的调节元件，以改变第一层和/或第二层和/或第一层成形元件和/或第二层成形元件和/或桅帽单元成形元件中的张力；

图3示意性地示出了帆的实施例，其中，帆包括呈一根或者多根绳索或者线形式的调节元件，以改变第一层和/或第二层和/或第一层成形元件和/或第二层成形元件和/或桅帽单元成形元件中的张力，其中，所述绳索以之字形方式行进；

图4示意性地示出了帆，其中，指出了第一层、第二层和桅帽单元的一些可能的张紧可能性；

图5示意性地示出了帆的第一层、第二层、桅帽单元和连接元件；

图6示意性地示出了当没有将张力施加到各层并且流体在帆周围流动时的帆的第一层和第二层；

图7示意性地示出了当将张力施加到一个层以便使该层变直并且流体在帆周围流动时的帆的第一层和第二层；

图8以截面示意性地示出了当利用选择的张力调节元件操纵帆以形成翼或者翼型的形状时的帆；

图9示意性地示出了帆的实施例，其中，张紧元件滑动地附接到桅帽单元；

图10示意性地示出了帆的实施例，其中，张紧元件的一个端部附接到桅帽单元而另一个端部附接到另一个张紧元件；

图11示意性地示出了帆的实施例，其中，帆在帆的内部中设置有自由的帆成形元件，其中，帆成形元件在帆的前边缘和后边缘之间延伸并且仅仅在其靠近帆的前边缘和后边缘的端部处被紧固到帆。

应当注意的是，已经绘制了帆的各个实施例的附图，以示出帆的重要方面。因此，视图没有必要按照比例绘制并且放大了帆的一些特征和/或部分，以便使本领域中的技术人员易于抓住帆的发明特征。另外，附图是示意性绘制的视图，所述附图示出了本发明的重要部分而没有示出帆的那些对于理解本发明如何工作来说不重要的特征。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的帆10的三个略微不同的变形方案，其中，仅能够看见透明桅帽单元的边缘部分，以为了示出帆的内部。帆通常包括两个层，第一层12和第二层21(见图4至11)，但是因为帆是帆的侧视图，所以在附图中仅仅示出了第一层。然而，第一层和第二层通常具有相同的形状，因此包括第二层21而非第一层的侧视图看起来将基本相同。

第一层12设置有第一层前边缘13、第一层后边缘14和第一层下边缘15，如图1所示。第一层12还包括第一层边缘部分17，如虚线l所示。第一层边缘部分17限定了第一层内部部分18，所述第一层内部部分18由第一层边缘部分17界定。

第二层21设置有对应的第二层前边缘22、第二层后边缘23和第二层下边缘24(在图1至图3中未示出)。与第一层相同，第二层12还包括第二层边缘部分。第二层边缘部分限定了第二层内部部分，所述第二层内部部分也以与第一层12相同的方式由第二层边缘部分界定。

第一层边缘部分和对应第二层边缘部分通常分别是第一层和第二层的可以连接到彼此的部分。通常，第一层12和第二层21优选地沿着至少一个边缘附接到彼此，例如，沿着第一层和第二层的后边缘附接到彼此。因此，第一层和第二层的边缘部分是第一层和第二层连接到彼此的部分。能够通过使用线、绳或者类似物体通过将第一层和第二层粘合或者焊接在一起、或者通过用于沿着一条对应边缘或者多条对应边缘连接第一层和第二层的任何其它适当方法将第一层12和第二层21附接到彼此。

然而，第一层内部部分18和对应的第二层内部部分没有附接到彼此，即，第一层内部部分18和第二层内部部分没有连接。这允许独立地调节第一层12和第二层21中的张力。

帆10还包括桅帽单元30，所述桅帽单元30设计成覆盖第一层前边缘13和对应的第二层前边缘22之间的间隙，即，桅帽单元30从第一层的前边缘13和第二层的前边缘22向后延伸一定距离。桅帽单元包括两个后边缘32，一个后边缘32定位成毗邻第一层12，一个后边缘32定位成毗邻第二层21。桅帽单元30还包括前边缘31，当帆成为帆船的帆装的一部分时，所述前边缘31还将整体上成为帆10的前边缘。

帆10还设置有至少一个但是优选地多个连接元件55，所述连接元件55具有第一端部56和第二端部57。连接元件55的第二端部57延伸通过桅帽单元30并且进入到帆10的内部，而连接元件55的第一端部56定位在桅帽单元30的内部。连接元件55优选地通过适当的固定部件固定到桅帽单元30，但是还可以固定到帆10的其它适当部分，诸如，在帆内部的平行于桅帽单元30的前边缘31行进的线材或者类似元件。

如附图所示，连接元件55可以放置成使得连接元件55的第一端部56位于帆10的内部而连接元件55的第二端部57位于帆10的外部。替代地，连接元件55可以整体位于帆10的内部。如果帆10在帆10的三个或者更多个角部处附接到帆船的帆装，则这可以是适用的。

连接元件55的第一端部56可以设置有外部连接元件59。外部连接元件59优选地适于连接到帆船的帆装上(例如，帆船的桅杆上)的对应连接部件。这种连接部件在帆船上是标准件并且在此将不再赘述。

连接元件55的第二端部57优选地设置有内部连接元件58，所述内部连接元件58可以是各种类型的连接部件，如下文进一步解释的那样。内部连接元件58适于连接各种张紧部件，所述张紧部件用于独立地调节帆10的不同部分中的张力，诸如第一层12、第二层21、桅帽单元30和帆10的其它部分中的张力部分，如将在下文更加详细地解释的那样。独立地调节帆10的不同部分中的张力意味着截面形状(当帆处于基本竖直的位置中时，在通过帆10的水平截面中进行观察)能够被改变，以适应变化的航行条件，并且与已知的帆相反，调节帆10的各个部分能够在航行期间连续地进行部分，以确保帆10一直具有最优的截面形状。

在图1中，内部连接元件58是一个或者多个环形元件63或者类似的元件，线、绳、绳索或者类似元件能够通过所述一个或者多个环形元件63或者类似的元件。在图1中还示出了主绳索61，所述主绳索61被分成多个连接绳索62，在每个连接元件55处具有一根连接绳索62，所述连接元件55延伸通过环形元件63并且附接到对应的第一层连接元件19。当例如通过手动或者机动化绞车或者由人员在帆10的底部处拉动主绳索时，主绳索61和连接绳索62中的张力增大。结果第一层12中的张力也增大，并且第一层的形状被调节以具有更平坦的形状。当第一层12的形状被调节时，帆10的截面形状也将改变并且结果由风导致的作用在帆10和帆船上的推进力也改变。当单独的绳索元件61、62被提供用于帆10的各个部分(诸如第一层2、第二层21、桅帽单元30和如将在下文解释的其它部分)时，在航行期间可以独立地调节帆10的所有所述各个部分。还应当注意的是，所有的调节元件均位于帆10的内部。

在图2中，示出了图1中的帆的变形方案，其中，主绳索61和连接绳索62已经由致动器部件64替代。致动器部件64固定到连接元件55的相应第一端部56。连接构件65(例如，绳索、绳或者类似适当元件)附接到第一层12上的对应的第一层连接元件19和致动器部件64中的一个上，致动器部件64中的每一个均适于拉紧连接构件65或者放开连接构件65，以便增大或者减小第一层12中的张力。致动器部件可以包括泵、绞车、活塞/缸体组件或者能够拉紧或者放开连接构件65的任何其它适当的机械部件。多个致动器部件64可以固定到每个连接元件55，以使得能够独立地调节第一层12、第二层21、桅帽单元30和帆10的其它部分中的张力。

在图3中，示出了帆10的略微不同的变形方案，其中，主绳索61以之字形的方式从帆的最顶端的连接元件55至帆的下边缘布置在连接元件55和第一层连接元件19之间，在所述下边缘处，主绳索61可以附接到手动或者机动化绞车，所述绞车能够拉紧以及放开主绳索61并且因此调节第一层12中的张力。如果是可行的，则主绳索61还可以由人员拉动，例如，在使用多根主绳索61的情况中，其中，每根主绳索61均仅仅沿着帆的一部分以如图所示的之字形方式连接到连接元件55和第一层连接元件19。一起地，所述多根主绳索61能够沿着帆10的整个竖直高度调节第一层12、并且可以由人员或机械或者机动化绞车操纵以调节第一层12中的张力。能够针对帆的所有可调节部分(诸如，第一层12、第二层21、桅帽单元30和如将在下文解释的其它部分)采用主绳索61的相同系统，每根主绳索61调节帆10的竖直高度的一部分。

除了调节第一层12、第二层21、桅帽单元30和如将在下文解释的帆的其它可调节部分的方法和部件之外，在图1至图3中示出并且结合图1描述的帆10的其它特征均相同，并且在此将不再重复对图2和图3进行描述。

图4示意性地示出了通过布置在基本竖直位置中的帆10的典型水平截面，所述水平截面中没有可以包括在帆10中以使得能够调节第一层12、第二层21、桅帽单元30和现在将解释的其它元件的张力和形状的任何张紧部件。

第一层21和第二层21沿着第一层后边缘14的第一层边缘部分17(见图1)和第二层后边缘23的第二层边缘部分26(见图1)例如通过粘合、焊接、缝合或者任何适当的紧固方法附接到彼此。沿着第一层前边缘13布置有至少一个但是优选地多个第一层连接元件19，而沿着第二层前边缘22布置有至少一个但是优选地多个第二层连接元件28。

可选地，第一层12和第二层21可以设置有至少一个但是优选地多个第一层成形元件37和第二层成形元件43，所述第一层成形元件37和所述第二层成形元件43能够分别布置在第一层袋状件40和第二层袋状件46中。第一层成形元件37和第二成形元件43还可以通过一根或者多根带子、一个或者多个袋状件和带子的组合、或者任何其它适当的紧固部件分别紧固到第一层12和第二层21。第一层成形元件37和第二层成形元件43由弹性材料适当地制成，这允许第一层成形元件37和第二层成形元件43在它们承受轴向张力时向外弯曲。为了在第一层成形元件37和第二层成形元件43承受轴向负荷时获得第一层成形元件37和第二层成形元件43的理想形状，第一和第二层成形元件37、43可以设计成沿着它们的轴向长度具有可变的直径和/或具有可变的截面形状(即，部分圆形和部分椭圆形的截面)，使得在它们承受轴向负荷时，第一和第二层成形元件37、43的一部分与第一和第二层成形元件37、43的其余部分相比向外弯曲得更多。

每个第一层成形元件37和第二层成形元件43分别从第一层前边缘13或者第一层前边缘13附近和第二层前边缘22或者第二层前边缘22附近沿着大体水平的方向向后延伸。根据要求第一层成形元件37和第二层成形元件43需要具有多大的成形能力来确定第一层成形元件37和第二层成形元件43的长度。通常，第一层成形元件37和第二层成形元件43包括在帆10中，以使得能够增加调节帆的攻角的可能性，因此，应当选择第一和第二层成形元件的长度，以使得能够实现该调节。第一层成形元件37和第二层成形元件43还可以根据在帆10中的竖直位置而具有不同的长度。在帆具有三角形形状的那些情况中，例如，第一层成形元件37和第二层成形元件43可以具有从帆10的下部分朝向帆的顶部逐渐减小的长度。

桅帽单元30覆盖第一层前边缘13和第二层前边缘22之间的开口，如上文结合图1至图3所解释的那样。连接元件55穿过桅帽单元前边缘31并且附接至桅帽单元前边缘31。连接元件55包括用于各种张紧元件的内部连接元件58，所述张紧元件用于调节帆10的各个部分的张力和形状。连接元件55还包括外部连接元件59，用于将帆连接到帆船上的标准连接部件。如上所述，对于某些帆10来说，整个连接元件可以完全位于帆10的内部，即，位于由帆10的第一层12、第二层21和桅帽单元30界定的空间内。

可选地，桅帽单元30可以设置有至少一个但是优选地多个桅帽单元成形元件49，所述桅帽单元成形元件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能够布置在桅帽单元袋状件52中。桅帽单元成形元件的第一端部50优选地固定到帆10内的能够承受施加到桅帽单元成形元件49的轴向张力的连接元件55或者类似元件。桅帽单元成形元件49还可以通过一条或者多条带子、一个或者多个袋状件和带子的组合、或者任何其它适当紧固部件紧固到桅帽单元30。通常，在桅帽单元30中包括桅帽成形元件49的一个原因是使得能够调节桅帽单元30的水平截面形状、并且因此增加调节帆10的攻角的可能性。桅帽单元成形元件49由弹性材料适当地制成，这允许桅帽单元成形元件在桅帽单元成形元件49承受轴向张力时向外弯曲。为了在桅帽单元成形元件49承受轴向负荷时获得桅帽单元成形元件49的理想形状，桅帽单元成形元件49可以设计成具有可变的截面形状(即，部分圆形和部分椭圆的截面)和/或沿着它们的轴向长度具有可变的直径，以使得在它们承受轴向负荷时，桅帽单元成形元件49的一部分与桅帽单元成形元件49的其余部分相比向外弯曲得更多。

每个桅帽单元成形元件49均布置在水平位置中并且从桅帽单元前边缘31或者桅帽单元前边缘31附近朝着桅帽单元的后边缘32延伸，所述桅帽单元的后边缘32分别位于第一层12和第二层21附近。桅帽单元成形元件49优选地延伸到后边缘32或者至少靠近桅帽单元30的后边缘32，以为了避免在桅帽单元30的端部处的松散材料在航行期间在桅帽单元30和第一层12与第二层21之间的过渡区域中产生不期望的湍流。替代地，桅帽单元的后边缘32可以设置有刚性材料，所述刚性材料能够防止桅帽单元30的后边缘32在航行期间颤振并且导致产生湍流。

在图5中，示出了调节第一层12、第二层21和桅帽单元30(其分别包括可以包括在帆中的第一层成形元件37、第二层成形元件43和桅帽单元成形元件49)的形状和/或张力的多种可行方式，以增大帆10的水平截面形状的可调节性，使得在航行期间能够连续地调节由风引起的作用在帆上的升力(即，推进力)。

帆10能够设置有一个或者多个张紧元件67，所述一个或者多个张紧元件67连接到相应的第一层连接元件19和连接元件55，用于调节第一层12的张力和形状。在航行期间，作用在第一层12上的风压将致使第一层具有弯曲的形状。当张紧元件67中的张力增大时，第一层中的张力也增大，第一层12将获得具有较小曲率的形状。在张紧元件67中施加足够的张力将致使第一层12变平坦或者接近平坦。因此，通过调节张紧元件67中的张力，能够将帆10的水平截面形状并且因此由风产生的作用在帆10上的升力调节至期望水平。

帆10还可以设置有一个或者多个张紧元件68，所述一个或者多个张紧元件68连接到相应的第二层连接元件28和连接元件55，以为了使得能够调节第二层21中的张力和形状。与第一层12相同，在航行期间作用在第二层12上的风压将致使第二层具有弯曲的形状。当张紧元件68中的张力增大时，第二层21中的张力增大，第二层21将获得具有较小曲率的形状。在张紧元件68中施加足够的张力将致使第一层12变平坦或者接近平坦。因此，通过调节张紧元件68中的张力，能够将帆10的水平截面形状并且因此在航行期间由风产生的作用在帆10上的升力调节至期望水平。

明显地，帆10将通常设置有张紧元件67和68两者，用于独立地调节帆的第一层12和第二层21，以为了在航行期间的任何给定时刻获得帆的最优翼型形状。因此，两个张紧元件67和68是用于调节帆10的水平截面形状、并且因此调节航行期间作用在帆上的升力的最基本的张紧元件，下文将结合图6和图7对它们进行进一步描述。

桅帽单元30通常设置有多个桅帽单元成形元件49，如还在图5中所示的那样。为了调节桅帽单元成形元件49中的轴向张力，帆还设置有张紧元件73，所述张紧元件73分别在第一层12的一侧(在该侧，张紧元件73可以附接至桅帽单元30)和第二层21的一侧(在该侧，张紧元件73可以附接至桅帽单元30)在连接元件55和桅帽单元30之间延伸。张紧元件73优选地附接到桅帽单元袋状件52或者直接附接到桅帽单元成形元件49。当张紧元件73中的张力增大时，桅帽单元成形元件49中的轴向负荷或者张力也增大，桅帽单元成形元件49向外弯曲而且向桅帽单元30提供可调节的形状。因此，调节张紧元件73中的张力将调节帆10上的攻角。应当注意的是，在图5中，桅帽单元30的两侧上的张紧元件73中的张力已经增大到这样的程度，在所述程度下，桅帽单元30具有或大或小的水滴形状。对于航行来说，这通常不是桅帽单元30的优选形状，张紧元件73中的张力优选地调节成使得桅帽单元30和帆10获得更像翼型状的形状，即，在帆的一侧上的张紧元件73中的张力大于在帆的另一侧上的张紧元件73中的张力。

帆10的第一层12可以设置有至少一个但是优选地多个第一层成形元件37。为了调节第一层成形元件37中的张力，帆还能够设置有张紧元件69，所述张紧元件69在相应的连接元件55和第一层12之间延伸，在所述第一层12处，张紧元件69优选地附接到第一层袋状件40或者直接附接到第一层成形元件37。当张紧元件69中的张力增大时，第一层成形元件37中的轴向负荷或者张力也增大，从而致使第一层成形元件37向外弯曲并且使得第一层12在帆的由第一层成形元件37覆盖的部分中具有弯曲的形状。调节张紧元件69中的张力特别有助于调节帆10的攻角。

帆10的第二层21也可以设置有至少一个但是优选地多个第二层成形元件43。为了调节第二层成形元件43中的张力，帆还能够设置有张紧元件70，所述张紧元件70在相应的连接元件55和第二层21之间延伸，在所述第二层21处，张紧元件70优选地附接到第二层袋状件46或者直接附接到第二层成形元件43。当张紧元件70中的张力增大时，第二层成形元件43中的轴向负荷或者张力也增大，从而致使第二层成形元件43向外弯曲并且使得第二层21在帆的由第二层成形元件43覆盖的部分中具有弯曲的形状。调节张紧元件70中的张力特别有助于调节帆10的攻角。

帆10还可以设置有一个或者多个张紧元件71，所述一个或者多个张紧元件71在相应的第一层连接元件19和桅帽单元30上的桅帽单元连接元件35之间延伸。当增大张紧元件71中的张力时，其结果可以是桅帽单元30被拉动而更加靠近第一层12和/或桅帽单元30的形状根据桅帽单元连接元件35紧固在桅帽单元30上的位置而被调节。优选地，在第一层12和桅帽单元30之间没有间隙，以为了避免在航行期间在空气通过桅帽单元30和第一层12之间的过渡区域时形成湍流，张紧元件71中的张力因此可以增大，直到没有间隙为止。

类似地，帆10可以设置有一个或者多个张紧元件72，所述张紧元件72在相应的第二层连接元件28和桅帽单元30上的桅帽单元连接元件35之间延伸。当增大张紧元件72中的张力时，结果可以是桅帽单元30被拉动而更加靠近第二层21和/或桅帽单元30的形状根据桅帽单元连接元件35紧固在桅帽单元30上的位置而被调节。优选地，在第二层12和桅帽单元30之间没有间隙，以为了避免在航行期间在空气通过桅帽单元30和第二层21之间的过渡区域时形成湍流，张紧元件72中的张力因此可以增大，直到没有间隙为止。

图6至图7更加详细地示意性示出了帆10和能够针对帆10实施的一些变形方案的特定方面。

在图6和图7中，帆10示出为没有示出桅帽单元30，所述帆10包括第一层12和第二层21，所述第一层12和第二层21以与上文解释的方式相同的方式沿着它们对应的后边缘部分连接。呈多个第一层调节元件67形式的至少一个但是优选地多个张紧元件沿着第一层12的前边缘13附接到相应的第一层连接元件19并且延伸到连接元件55上的内部连接元件58，如上文所述。第一层调节元件67中的每一个均可以是如在图1和图3中示出的绳索、绳或者任何其它适当元件，所述第一层调节元件67通过内部连接元件58并且连续向下抵达帆10的下部分，在所述下部分处，绳索或者绳67连接到手动或者机动化绞车，所述绞车能够用于调节第一层调节元件67中的张力。

帆10还包括至少一个但是优选地多个呈第二层调节元件68形式的多个张紧元件，所述第二层调节元件68沿着第二层21的前边缘22附接到相应的第二层连接元件28并且延伸到连接元件55上的内部连接元件58，如上文所述。第二层调节元件68中的每一个均可以是如在图1和图3中示出的绳索、绳或者任何其它适当元件，所述第二层调节元件68通过内部连接元件58并且连续向下抵达帆10的下部分，在所述下部分处，绳索或者绳68连接到手动或者机动化绞车，所述绞车能够用于调节第二层调节元件68中的张力。

替代地，第一层调节元件67和/或第二层调节元件68可以包括一个或者多个致动器部件64，诸如图2所示的泵，所述一个或者多个致动器部件64利用相应的绳、绳索或者任何其它适当元件附接到连接元件55并且连接到第一层12和第二层21。泵必须能够增加以及减小绳索中的张力并且因此调节第一层12和/或第二层21中的张力。

在图6中，帆10示出为风w吹向帆10的第一层12和第二层21的前边缘。风压致使第一层12和第二层弯曲，如图6所示。在图7中，第一层调节元件67中的张力并且因此第一层12中的张力已经增大，以使得第一层12基本平坦，而第二层调节元件68中的张力保持相同，即，第二层21中的张力没有发生变化。独立调节第一层和第二层的结果是：帆10的水平截面形状改变以使得作用在帆10上的升力增大。当帆船在航行期间抢风行驶时，能够独立地调节第一层12中的张力和第二层21中的张力，这使得帆一直具有在帆上提供最大可能升力的最优的翼型形状或者在需要时提供小于最大可能升力的升力的任何其它翼型形状。关于本帆10，重要的一点是能够在航行期间独立地调节帆10的两个层12、21，并且因此能够在航行期间调节帆的截面形状。

在图8中，帆10示出为包括第一层12、第二层21、桅帽单元30、连接元件55和桅帽单元成形元件49，如上文多次解释的那样，其中，桅帽单元成形元件49附接到相应的连接元件55。帆10设置有多个张紧元件，如在下文简洁解释的那样。提供了呈如下形式的张紧元件：至少一个但是优选地多个第一层调节元件67，以为了调节第一层12中的张力；和至少一个但是优选地多个第二层调节元件68的张力，以为了调节第二层21中的张力，如图6至图7所示并且如在上文详细地解释的那样。

图8中示出的帆10还设置有呈至少一个但是优选地多个桅帽单元调节元件73形式的张紧元件，所述桅帽单元调节元件73附接到桅帽单元30，例如，附接到桅帽单元袋状件52或者直接附接到桅帽单元成形元件49(如上文解释的那样)并且延伸到连接元件55的相应的内部连接元件58。每个桅帽单元调节元件73均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件通过内部连接元件58(其可以为环或者适于支撑一根或者多根绳的任何其它适当元件，所述绳穿过并且滑动地通过内部连接元件58)并且向下延伸到帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小桅帽单元成形元件49中的轴向张力。桅帽单元调节元件73还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大以及减小桅帽单元调节元件73中的张力的任何其它适当机械装置。调节桅帽单元成形元件49中的张力将导致调节桅帽单元30的截面形状并且因此调节帆10的攻角。在图8中，帆的左侧上的桅帽单元调节元件73(即，桅帽单元30的靠近第一层12的部分)具有增大的张力，使得桅帽单元成形元件49向外弯曲，同时，没有张力或者非常小的张力施加到帆的另一侧上的桅帽单元调节元件73(即，桅帽单元30的位于第二层21附近的部分)，因此，在该侧上的桅帽单元成形元件49基本笔直。结果是桅帽单元30的形状有助于帆10形成翼型形状。

图8中示出的帆10还设置有呈至少一个但是优选地多个第一调节元件71和至少一个但是优选地多个第二调节元件72形式的张紧元件。

第一调节元件71在桅帽单元连接元件35和第一层连接元件19之间延伸。第一调节元件71中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件向下延伸直到帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小第一调节元件71中的张力。绳可以通过桅帽单元连接元件35或者通过第一层连接元件19，所述桅帽单元连接元件35或者所述第一层连接元件19可以形成为具有环形元件或者任何其它适当元件，所述任何其它适当元件适于支撑穿过该元件或者滑动通过该元件的一根或者多根绳。第一调节元件71还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小第一调节元件71中的张力的任何其它适当机械装置。

第二调节元件72在桅帽单元连接元件35和第二层连接元件28之间延伸。第二调节元件72中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件向下延伸直到帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小第二调节元件72中的张力。绳可以通过桅帽单元连接元件35或者第二层连接元件28，所述桅帽单元连接元件35或者第二层连接元件28可以形成为具有环形元件或者任何其它适当元件，所述任何其它适当元件适于支撑穿过该元件并且滑动通过该元件的一根或者多根绳。第二调节元件72还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小第二调节元件72中的张力的任何其它适当机械装置。

当第一调节元件71中的张力和/或第二调节元件72中的张力增大时，桅帽单元30被分别拉向第一层12和/或第二层21，从而减小了桅帽单元30和第一层12以及第二层21之间的间隙，以便在航行期间最小化在桅帽单元30和第一层12以及第二层21之间的过渡区域中所形成的湍流气流。

在图9中，示出了帆10，所述帆10与图8中示出的帆10非常类似。区别在于：张紧元件(第一调节元件71)中的一个张紧元件滑动地连接到桅帽单元30，如图9所示。图8示出的桅帽单元连接元件35已经与滑动连接件78互换，所述滑动连接件包括：引导元件79，所述引导元件79附接到桅帽单元30；和滑动元件80，第一调节元件71连接到所述滑动元件80。当第一调节元件71中的张力增大时，允许滑动元件80沿着引导元件79滑动，因此沿着引导元件79自动找到滑动元件80的最佳平衡作用在滑动连接件78上的力的位置。应当注意的是，尽管在图9中仅示出了位于张紧元件(即，第一调节元件71)和帆10的一个部分(即，桅帽单元3)之间的一种滑动连接件，但是应当理解的是，张紧元件和帆10的一部分之间的任何连接件能够是如图9所示的滑动连接件78的形式。图9中示出的帆10的其它特征与已经描述的相同，因此在此将不再重复。

在图10中，示出了帆10，所述帆10与图8和图9中示出的帆10非常类似。区别在于：在图10中，帆设置有至少一个但是优选地多个呈辅助调节元件75形式的张紧元件，如所示的那样。图10中的帆10以与上述方式相同的方式设置有呈桅帽单元调节元件73形式的张紧元件。辅助调节元件75在桅帽单元连接元件35和桅帽单元调节元件73上的辅助连接件76之间延伸。

辅助调节元件75中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件向下延伸抵达帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且增大或者减小辅助调节元件75中的张力。绳或可以通过桅帽单元连接元件35或者辅助连接件76，所述辅助连接件76可以形成为具有环形元件或者任何其它适当元件，所述任何其它适当元件适于支撑穿过并且滑动通过该元件的一根或者多根绳。辅助调节元件75还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小辅助调节元件75中的张力的任何其它适当机械装置。

辅助连接件76可以附接到桅帽单元调节元件73的固定位置中。替代地，辅助连接件76能够设计成使得它们能够沿着桅帽单元调节元件73滑动，例如，通过使用环绕桅帽单元调节元件73并且能够沿着桅帽单元调节元件73滑动的环形元件。在一些情况中还能够使用如图9所示的滑动连接件78，只要桅帽单元调节元件73适于附接引导元件79即可。结果是：辅助连接件76相对于作用在辅助连接件76上的力和桅帽单元调节元件73的位置将该辅助连接件自身沿着桅帽单元调节元件73定位在最有利的位置中。

尽管在附图中未示出，但是应当注意的是，可以采用多个辅助调节元件75，所述多个辅助调节元件75在桅帽单元30和每个桅帽单元调节元件73之间延伸，其中，辅助调节元件75可以滑动地或者固定地附接到桅帽单元调节元件73。

还应当注意的是，辅助调节元件75可以布置在帆10的任何张紧元件(诸如，所述至少一个第一层调节元件67、所述至少一个第二层调节元件68、所述至少一个第一层成形元件调节元件69、所述至少一个第二层成形元件调节元件70、所述至少一个桅帽单元调节元件73、所述至少一个第一调节元件71、所述至少一个第二调节元件72)和帆10的部分(例如，第一层12、第二层21、桅帽单元30或者连接元件55)之间。各个张紧元件的任何附接部位均可以固定地或者滑动地附接到帆的各部分或者它们附接到此的其它张紧元件。

在图11中，示出的帆的一个实施例，该帆包括至少一个但是优选地多个帆成形元件83，所述帆成形元件83沿着水平方向延伸通过帆10的大部分。帆成形元件83由弹性材料适当地制成，这允许帆成形元件83在帆成形元件83承受轴向张力时向外弯曲。为了在帆成形元件83承受轴向负荷时获得帆成形元件83的期望形状，帆成形元件83可以设计成具有可变的截面形状(即，部分圆形和部分椭圆形的截面)和/或沿着它们轴向长度可变的直径，以使得在帆成形元件83承受轴向负荷时，帆成形元件83的一部分与帆成形元件83的其它部分相比向外弯曲得更多。

当帆10具有基本三角形的形状(其为帆的常见形状)时，帆成形元件83的长度将根据每个单独的帆成形元件在帆10中的竖直位置变化。帆成形元件83可以如在图11中示出的帆10的最前方部分中那样连接到连接元件55。在帆10的后部处，帆成形元件83可以布置在袋状件中，所述袋状件布置在帆10的后边缘处或者该后边缘附近，如图11所示，例如，布置在第一层后边缘14和第二层后边缘23之间。帆10还设置有呈帆成形元件调节元件74形式的张紧元件，所述帆成形元件调节元件优选地在上述帆的后边缘处附接到袋状件并且延伸到连接元件55。

帆成形元件调节元件74中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件从连接元件55向下延伸到帆的底部，在所述帆的底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小帆成形元件调节元件74中的轴向张力。绳可以穿过连接元件55，所述连接元件55包括内部连接元件58，所述内部连接元件58可以形成为具有环形元件或者任何其它适当的元件，所述任何其它适当元件适于支撑穿过并且通过该元件的一根或者多根绳。帆成形元件调节元件74还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小帆成形元件调节元件74中的张力的任何其它适当机械装置。

在图11中示出的帆还示出为具有第一层成形元件37和第二层成形元件43，所述第一层成形元件37和第二层成形元件43如上所述地那样布置在相应的第一层袋状件40和第二层袋状件46中。

第一层成形元件调节元件69在第一层袋状件40的后端和连接元件55之间延伸。第一层成形元件调节元件69中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件还从连接元件55向下延伸抵达帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小第一层成形元件调节元件69中的轴向张力。绳可以穿过连接元件55，所述连接元件55包括内部连接元件58，所述内部连接元件58可以形成为具有环形元件或者任何其它适当的元件，所述任何其它的适当元件适于支撑穿过并且通过该元件的一根或者多根绳。第一层成形元件调节元件69还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小第一层成形元件调节元件69中的张力的任何其它适当机械装置。

第二层成形元件调节元件70在第二层袋状件46的后端和连接元件55之间延伸。第二层成形元件调节元件70中的每一个均可以包括绳、绳索或者类似元件，所述绳、绳索或者类似元件还从连接元件55向下延伸到帆的底部，在所述底部处，绳可以连接到手动操作或者机动化的绞车，以用于调节绳中的张力并且因此增大或者减小第二成形元件调节元件70中的轴向张力。绳可以穿过连接元件55，所述连接元件55包括内部连接元件58，所述内部连接元件58可以形成为具有环形元件或者任何其它适当的元件，所述任何其它适当元件适于支撑穿过并且滑动通过该元件的一根或者多根绳。第二层成形元件调节元件70还可以包括泵、活塞/缸体装备或者能够增大和减小第二层成形元件调节元件70中的张力的任何其它适当机械装置。

另外，图11中的帆10示出为具有呈用于调节第一层12中的张力的第一层调节元件67和用于调节第二层21中的张力的第二层调节元件70形式的其它张紧元件。已经在上文详细解释了这些张紧元件，在此将不再赘述。而且，如图11所示，帆10设置有桅帽单元成形元件49。然而，由于附图中缺乏空间，因此在图11中没有示出用于调节轴向张力并且因此调节桅帽单元成形元件49的形状的桅帽单元调节元件49。然而，桅帽单元调节元件49将以与上文解释的方式相同的方式存在。

在图11中，没有将张力施加到张紧元件67、68、69、70、74中的任意一个中或者调节桅帽单元成形元件49中的张力的张紧元件73(图11中未示出)中，因此第一层成形元件37、第二层成形元件43、桅帽单元成形元件49和帆成形元件83是基本笔直的。在航行期间，帆成形元件调节元件74中的张力可以增大，使得帆成形元件83中的轴向张力增大并且帆成形元件83向外弯曲至理想程度。借助于风压，帆成形元件83能够根据需要轻易地朝向第一层12或者第二层21向外弯曲，因此有助于赋予帆10期望的截面形状。

具有帆成形元件83的该帆的实施例还将与仅具有一个层而不是具有第一层和第二层的帆一起工作。帆成形元件83基本布置在帆的前边缘和后边缘之间，如图11所示，但是与图11的实施例相反(在图11的实施例中，帆成形元件83是未连接的并且在帆成形元件83的前部和后部处的附接部位之间与第一层12和第二层21脱离)，具有仅仅一个层的实施例的帆成形元件必须例如利用带子至少在沿着帆成形元件的长度的几个部位处附接到帆的单个层，使得在帆成形元件被迫这样或者那样弯曲时，所述单个层均被迫跟随帆成形元件的形状。

简单地总结下根据本发明以及如上所述的帆10，帆可以设置有多个不同的部分，包括第一层12、第一层成形元件37、第二层21、第二层成形元件43、桅帽单元30、桅帽单元成形元件49、连接元件55和可能地帆成形元件83。可以通过采用各种张紧元件独立地调节帆10的这些部分的张力和形状，所述各种张紧元件包括第一层调节元件67、第二层调节元件68、第一层成形元件调节元件69、第二层成形元件调节元件70、桅帽单元调节元件73、第一调节元件71、第二调节元件72、辅助调节元件75和可能的帆成形元件调节元件74。任何给定的帆均可以包括所有这些部分和所有张紧元件或者张紧元件中的一些。其它的帆可以包括上述帆的部分中的一些和张紧元件的选择组合，所述选择组合将在调节帆的各个部分的张力和形状的过程中向帆提供所需的灵活性。

因为优选地能够独立地操作所有张紧元件并且因此独立地调节连接有张紧元件的帆10的各个部分中的张力，所以能够在航行期间在调节帆的所述部分的物理限制内将帆10的截面形状调节至任何所需形状。

应当注意的是，所有张紧元件均可以使用滑动连接件附接到帆的一部分，使得张紧元件将其自身调节至一定位置，所述位置使得施加到帆的该部分的张力具有最有利的方向。