Brevet FR2203970A1 — publié le 19740517

la présente invention a pour objet un appareil pour la détermination du cap le plus avantageux pour la navigation à voile, lors de la remontee dans le vent, se présentant comme un instrument très simple d'emploi permettant de connattre instantanément, et sans aucun calcul, si un changement de cap et le changement de vitesse qui en résulte ont un résultat avantageux ou non sur la remontée dans le vent d'un voilier qui navigue "au près ". En effet, un voilier qui remonte dans le vent ne peut pas avancer face au vent, et tient donc un cap faisant un certain angle avec le cap du vent : c'est la navigation'au près ".sans cette situation, il est indispensable que le navigateur connaisse, en plus de la vitesse réelle de son voilier, sa vitesse dans la direction du vent, c'est-à-dire la composante de sa vitesse parallèlement à la direction du vent. Connaissant le cap du vent, le cap du voilier, et sa vitesse réelle, il est toujours possible de calculer cette composante à l'aide d'une table trigonométrique. pilais un tel calcul demande du temps, surtout s'il doit être répété plusieurs fois, jusqu'à ce que la meilleure route soit trouvée. Il serait donc souhaitable que les navigateurs disposent d'un appareil qui les libère de ce calcul, en donnant instantanément la vitesse dans la direction du vent pour différents caps du voilier, ce qui permet d'en déduire le cap le plus avantageux. La présente invention pallie cette lacune. À cet effet, elle propose un appareil pour la détermination du cap le plus avantageux pour la navigation à voile,lors de la remontée dans le vent, qui comporte,gravées sur deux supports dont l'un au moins est transparent, deux graduations régulières de vitesses à la m8me échelle, l'une rectiligne, formée de lignes parallèles, et l'autre, radiale, formée de cercles concentriques, ces deux graduations étant superposées de manière que leurs zéros coïncident e t étant orientables l'une par rapport à l'autre,le support de la graduation radiale portant en outre une graduation angulaire coopérant avec au moins un repère angulaire porté par le support de la graduation rectiligne. L'emploi de ce calculateur exige que le navigateur dispose de moyens lui permettant de connattre le cap du vent et la vitesse réelle du voilier. Ayant relevé le cap du vent,iI reporte ce cap sur le calculateur, en amenant la valeur correspondante de la graduation angulaire face à l'un des repères0 Sans modifier ce réglage, le navigateur cherche, sur le trait de la graduation angulaire correspondant au cap suivi par le voilier, et à l'aide de la graduation radiale des vitesses, le point correspondant à la vitesse réelle du voilier. Il lui suffit alors de regarder, sur la graduation rectiligne des vitesses, sur quel trait se trouve ce point ; la valeur correspondant à ce trait est la vitesse du voilier en direction du vent.De préférence, les graduations radiale et angulaire sont gravées sur un support en forme da disque. Suivant une forie d'exécution préférée de l'invention, le support de la graduation rectiligne est une plaque transparente assemblée, avec interposition d'entretoisess sur une plaque de base, le disque étant pris en sandwich entre ces deur plaques. Cette disposition est particulièrelpent avantageuse s le disque est protégé par la plaque transparente, et la graduation rectiligne, portée par la face inférieure de cette plaque, est elle aussi protégées La plaque transparente est par exemple de forme rectangulaire, et seuls deux petits segments du disque dépassent sur ses c8tés, ce qui permet de faire tourner le disque à l'aide du doigts L'appareil peut bien entendu, être réalisé suivant une autre disposition équivalente, sans que le fonctionnement en soit modifié. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui 8dt, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forte d'exécution de cet appareille Figure 1 est une vue d'ensemble d'un appareil selon l'invention9 vue par dessus, une partie seulement des graduations étant représentée ; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale suivant 2-2 de figure 1 Figure 3 est une vue partielle de l'appareil montrant la graduation rectiligne des vitesses , Figure 4 en est une autre vue partiêlle,iontrant les graduations radiale et angulaire. Cet appareil comporte deux supports superposés 2 et 3, portant l'un et l'autre des graduations visibles par un observateur placé face à l'instrument. Le support supérieur 2 est une plaque réalisée en une matière'transparente, par exemple en plexiglass, pour que les graduations portées par la paque inférieure 3 soient visibles. La plaque supérieure 2 est de forme rectangulaire et porte une graduation 4 qui s'étend sur une surface approxima- tivement carrée. Cette graduation 4 est formée par une série de traits droits parallèles au plus petit c8té de la plaque 2 et équidistants. La graduation 4 représente des vitesses3 dans l'exemple choisi, des traits forts 6 correspondant aux nombres entiers de noeuds alternent avec des traits plus fins 2 correspondant aux demi-noeuds, ce qui donne une précision suffisante. Le trait zéro de la graduation 4 passe par le centre 8 de la plaque 2, et les noeuds sont comptés de part et d'autre de ce trait zéro. Dans le cas représenté, la graduation va jusqu'à 8 noeuds'; les valeurs sont indiquées, d'unité en unité, sur l'axe médian longitudinal 9 de la plaque 2, et elles sont rappelées aux extrémités des traits 6, sur les deux bords de cette plaque 2. Deux repères 11 ayant chacun la forme d'une petite pointe sont placés aux deux extrémités de la plaque 2, sur l'axe médian 9, en bordure de Iagraduation 4. La graduation 4 et les repères Il sont gravés sur la face inférieure 12 de la plaque 2, pour atre mieux protégés. La plaque 2 est assemblée à ses quatre angles à une plaque de base métallique 13. Des vis 14 traversent quatre entretoises 15 placées entre la plaque 2 et la plaque 13, ce qui permet de ménager sous la plaque 2 un espace dans lequel la plaque 3 est prise en sandwich0 Cette plaque 3 est de forme circulaire t elle est réalisée au moyen d'un disque en matière opaque. Le disque 3 porte une première graduation 16 représentant des vitesses, avec les mmsunité et à la mme échelle que la graduation 4 de la plaque 2. Cette graduation 16 est radiale g des cercles concentriques 17 correspondant aux diverses valeurs de la vitesse0 Le zéro est placé au centre du disque 3, et, dans l'exemple considéré, l'intervalle entre deux cercles 17 successifs correspond à un demi-noeud. il n'est pas nécessaire que soient indiquées, sur les cercles 17, les vitesses-corres- pondantes. Le disque 3 porte une seconde graduation 18, qui est une graduation angulaire, analogue à celle d'un rapporteur, composée de traits 19 qui dessinent des rayons du disque 3. Cette graduation angulaire 18 s'étend de 0 à 360 et est orientée dans le sens trigonoxétrique inverse (sens des aiguilles d'une montre), selon la convention utilisée pour la navigation ; les valeurs sont par exemple indiquées de 300 en 3000 Le disque 3 est monté libre en rotation entre les plaques 2 et 13, sur un arbre 21 solidaire de ces deux éléments. Cet arbre 21 passe par le centre 8 de la plaque 2, et par le centre je la plaque 3, de sorte que les zéros des deux graduations des vitesses 4 et 16 coïncident pour celui qui regarde l'instrument de face. En conséquence, les valeurs de vitesses portées sur l'axe médian 9 de la plaque 2 indiquent aussi les vitesses en noeuds correspondant aux différents cercles concentriques 120 Quand le disque 3 est monté, seuls deux segments 22 de ce dernier approchent ou dépassent les cOtés de la plaque transparente 2. Ils permettent de faire tourner le disque 3 a l'aide du doigt, alors que sa plus grande partie, et en particulier la région qui porte les graduations 16 et 18, reste constamment protégée par le plaque 2. Le bord du disque 3 peut être moleté il est ainsi plus facile de le faire tourneur. Avant de se servir de cet appareil, le navigateur doit déterminer le capai vent réel. Cette opération peut titre effectuée soit à l'arrêts avant que les voiles soient hissées, à l'aide dtun anémomètre monté sur un compas de relèvement, soit en cours de routes lors d'un virement de bord, en observant le compas de route à l'instant ou la girouette en tête de mât passe dans l'axe du bateau. Ce cap est une certaine valeur angulaire, sur laquelle l'appareil doit être réglé de la façon suivante : par rotation du disque 3, on amène face à l'un des repères Il le trait 19 de la graduation angulaire 18 correspondant au cap du vent. ainsi, dans l'exemple représenté à la figure , le vent vient du cap 1200. Ce réglage est effectué une fois pour toutes. Pour calculer sa vitesse dans la direction du vent, le navigateur doit connattre sa vitesse réelle, qui lui est donnée par un appareil mesurant la vitesse du voilier par rapport à l'eau. il doit aussi déterminer son cap. Ces données étant supposées connues, le navigateur repère, sur la graduation angulaire 18, le trait 19 qui correspond au cap suivi par le voilier. Sur ce trait 19, il repère ensuite le point correspondant à sa vitesse réelle, en se référant à la graduation radiale des vitesses 16. il lui suffit alors de regarder sur quel trait de la graduation rectiligne des vitesses 4 est situé le point précité la valeur correspondant à ce trait est la vitesse du voilier en direction du vent que l'on cherche. En effet, les traits 19 permettent de projeter le point représentatif de B vitesse réelle du voilier sur l'axe médian 9 correspondant à la direction du vent, et donc d'obtenir instantanément la composante de la vitesse parallèlement à cette direction. Un exemple numérique, illustré par la figure 1, permet de mieuxcomprendre l'utilisation qui peut etre faite de 1' instrumente pour un vent venant du cap 1200. Si le voilier suit le cap 800 et a une vitesse réelle de 6 noeuds l'instrument indique au navigateur qu'il gagne 5 noeuds dans le vent; en effet, le point représentatif de cette vitesse réelle est un point 23a qui se trouve sur le trait de la graduation 4 indiquant une vitesse de 5 noeuds. il peut se demander s'il n'a pas intérêt à suivre un autre cap pour lequel la remontée dans le vent est plus rapide. il essaie de lofer de 100, c'est-à-dire de suivre le cap 900; sa vitesse réelle représentée par un point 23b tombe alors à 5 noeuds , et l'appareil indique que le gain dans le vent est tombé de 5 noeuds à 4 noeuds 3/4, ce qui n'est donc pas avantageux. En conséquence, le navigateur abat, c'est-à-dire qu'il s'éloigne de la direction du vent. En continuant d'abattre Jusqu'à 700, il constate par exemple que sa vitesse réelle, représentée par un point 23c, augmente jusqu'à 7 noeuds ;- mais l'appareil lui indique une remontée dans le vent de 5 noeuds, autrement dit la m8ne remontée dans le vent que pour le cap 800. Les caps 700 et 800 semblent être l'un aussi avantageux que l'autre, tandis que le cap 90 est moins avantageux. Le navigateur peut donc choisir entre les caps 700 et 800 en fonction d'autres critères (obstacles, vagues, par exemple) Cependant, il est très probable qu'un cap intermédiaire entre 700 et 800 est un peu plus avantageux que l'une ou l'autre de ces deux valeurs : en raison de la forme convexe des courbes polaires de performances des voiliers dans ce secteur du près, il existe problablement un maximum de la vitesse entre ces deux valeurs du cap. Cet exemple illustre la simplicité d'emploi de cet appareil et sa commodité, puisqu'il donne les résultats instantanément, sans aucun calcul à faire à la main ou à l'aide de tables. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICAtIONS - ?o - Appareil pour la détermination du cap le plus avantageux pour la navigation à voile, lors de la remontée dans le vent, caractérisé en ce qu'il comporte, gravées sur deux supports dont l'un au moins est transparent, deux graduations régulières de vitesses à la meme échelle, l'une, rectiligne, formée de lignes parallèles, et l'autre, radiales formée de cercles concentriques, ces deux graduations étant superposées de manière que leurs zéros coïncident et étant orientables l'une par rapport à l'autre, le support de la graduation radiale portant en outre une graduation angulaire coopérant avec au moins un repère angulaire porté par le support de la graduation rectiligne. 2o 1 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support des graduations radiale et angulaire est un disque monté libre en rotation sur un axe passant par son centre0 3. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support de la graduation rectiligne est une plaque transparente assemblée, avec interposition d'entretoise, sur une plaque de base, le disque étant pris en sandwich entre ces deux plaques. 4. - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque transparente, de forme sensiblement rectangulaire, a une longueur supérieure au diamètre du disque et une largeur sensiblement égale à ce diamètre, les centres du disque et de la plaque transparente étant superposés.