Brevet FR2270142A1 — publié le 19751205

Lt invention est relative aux espars pour le gréement dteibarcations à voiles, notamment aux mats et aux bames de telles embarcations. On sait que la réalisation d'espars pour le gréement d'embarcations à voiles pose de nombreux problèmes, en particulier en ce qui concerne leur rigidité, leur souplesse, leur fardage (ctest-à-dire la tramée qu'ils engendrent) et leur poids. Pour ce qui est de la rigidité et de la souplesse, ces critères sont surtout relatifs aux mats qui doivent présenter une certaine souplesse longitudinale, c'est-à-dire la possibilité de fléchir vers 1 t arrière de l'embarcation sous les efforts longitudinaux engendrés par la voilure, tout en conservant une bonne rigidité transversale, c'est-à-dire la possibilité d'encaisser, en se déformant le moins possible, vers babord ou tribord les efforts longitudinaux engendrés par la voilure Le critère de fardage intéresse à la fois le mat et la bôme, car la trainée ce ces deux espars sont susceptibles d'engendrer dans le vent doit être aussi réduite que possible. Quant au critère de poids, il intéresse également à la fois le mat et la bôme car on conçoit aisément qu'un poids aussi réduit que possible pour ces deux espars facilite les manoeuvres, réduit les efforts sur le haubanage et rend le montage et le démontage du m & plus aisés ; de plus, un poids réduit pour le mat et la bôme contribue à réduire le poids embarqué, donc à réduire le déplacement et de ce fait la traînée due à la surface mouillée. Or, jusqu'à ce jour, les espars présentaient une section dont le contour était plus ou moins circulaire ou avorte, ce qui permettait de satisfaire certains critères, mais au détriment des autres. C'est ainsi qu'un espar de section circulaire, par exemple constitué par un ou plusieurs éléments tubulaires en alliage léger, est relativement léger et présente une traînée acceptable, mais toutefois n'offre pas la possibilité de réaliser une bonne combinaison entre la souplesse longitudinale et la rigidité transversale. Un espar de section ovoïde, par exemple constitué également par un ou plusieurs éléments tubulaires en alliage léger, présente une traînée minimum, mais est d'un poids déjà un peu plus élevé : quant à ses qualités de souplesse longitudinale et de rigidité transversale, elles sont tout à fait médiocres à moins d'avoir recours à des solutions compliquées et coûteuses à mettre en oeuvre (épaisseur variable, section évolutive-etc...). La présente invention a pour but un espar qui réunit les quatre critères qui ont été exposés ci-dessus, et qui dans ces conditions présente, - une certaine souplesse longitudinale qui peut etre, pour un espar donné, adaptée à chaque type d'embarcation et chaque sorte de voilure, - une bonne rigidité transversale, - un fardage aussi réduit que possible, - et un poids minimum. En plus de ces avantages, un espar conforme à l'invention permet d'améliorer l'écoulement aérodynamique du raccordement de la voilure et de l'espar. En outre, un espar conforme à l'invention est d'un prix de fabrication comparable à celui des espars classiques. Enfin, un mât conforme à l'invention permet une meilleure adaptation au règlement relatif à la jauge de l'embarca- tion sur laquelle ledit mât doit être monté. L'espar conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il présente, sur une partie au moins de sa longueur, une section se composant d'une partie extérieure en foras de U dont la base est tournée à l'opposé de la voilure et dont les ailes, tournées vers la voilure, sont parallèles ou divergentes, et d'une partie intérieure en forme de cloison transversale reliant les deux ailes à l'intérieur du U, cette partie intérieure comportant, sur une partie au moins de sa longueur et sur sa face tournée vers les extrêmités des ailes du U, un rail (engoujure) destiné à recevoir les moyens de fixation (ralingue) de la voilure. De préférence, la base du U de la partie extérieure présente une forme profilée et ses ailes demeurent légèrement divergentes. Selon des modes de réalisation avantageux de l'invention, l'espar peut être constitué en alliage léger et être obtenu directement par filage. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention; l'espar peut être obtenu par fixation (par soudage, rivetage, boulonnage, collage) de la partie intérieure sur la partie extérieure qui, elle peut dans ce cas être obtenue également par filage, mais aussi par déformation (emboutissage, roulage, etc...}. L'invention consiste, mises à part les dispositions qui viennent d'être explicitées ci-dessus, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement question ci-après. L'invention pourra de toutes façons, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation avantageux de l'invention et ne com- portent aucun caractère limitatif. La figure 1 de ces dessins représente une embarcation équipée d'un mit et d'une bôme conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe selon II II fig. 1. La figure 3 est une coupe selon III III fig. 1. La figure 4 illustre, par une coupe analogue à celle de la figure 2, une variante de l'inv ntion. Sur la figure I, on a représenté schématiquement une embarcation, de type dériveur, comportant un mât X et une bôme B. Selon l'invention et comme montré sur les figures 2 et 3, ce huit M et cette bôme B sont caractérisés par le fait qu'ils présentent chacun, sur au moins une partie de leur longueur, une section se composant, d'une partie extérieure 1 en forme de U dont la base la est tournée à l'opposé de la voilure (c'est-à-dire vers l'avant de l'embarcation en ce qui concerne le sât M, et vers le bas en ce qui concerne la bôme B), et dont les ailes lb tournées vers la voilure (c'est-à-dire vers l'arrière de l'embarca- tion en ce qui concerne le mât M, et vers le haut en ce qui concerne la bôme B > sont parallèles ou divergentes, et d'une partie intérieure 2 en forme de cloison transversale reliant les deux ailes lb et l'intérieur du U, cette partie intérieure 2 comportant, sur une partie au moins de sa longueur et sur sa face tournée vers les extrêmités des ailes lb du U, une engoujure 3 destinée à recevoir la ralingue 4 de la voilure. De préférence, la base la du U de la partie extérieure 1 présente une forme profilée et les ailes lb demeurent légèrement divergentes. Sur la forme d'exécution des figures 2 et 3, la base la du U présente une forme en arc de cercle de rayon r, et les ailes lb présentent chacune une forme en arc de cercle de rayon R se raccordant à l'arc de cercle de la base, le rayon r étant inférieur au rayon R : de préférence, le rapport entre R et r est compris entre 10 et 20, et il est particulièrement avantageux de choisir un rapport de 15 entre R et r. Quant aux autres dimensions de l'espar, et si l'on désigne par H la dimension longitudinale de l'espar, par L sa dimension transversale, elles peuvent de préférence se situer entre les limites suivantes H peut être compris entre 4r et 6r, et présente avantageusement une valeur égale à 5r L peut être compris entre 3r et 5r, et présente avantageusement une valeur égale à 4r. En ce qui concerne la position de la partie intérieure 2 dans la partie extérieure 1, elle est caractérisée par la distance h séparant cette partie intérieure 2 de la base la de la partie extérieure 1. Cette distance h est de préférence comprise entre la moitié et les trais quarts de la dimsknlongitudinale H de l'espar, et elle est de préférence égale aux deux tiers de cette dimension longitudinale H. Dans ces conditions, la base la de la partie extérieure 1 forme un bord d'attaque constitué par l'arc de cercle de rayon r qui s'étend sur un secteur angulairecR d'environ 135 pour les valeurs respectives de r, R, H, et L qui ont été données à titre d'exemple particalièrement avantageux. Au point de vue constructif l'espar peut être constitué en alliage léger et être obtenu directement par filage (y compris ltengoujure) : cette construction est représentée sur les figures 2 et 3. On peut également avoir recours, comme montré sur la figure 4, à une réalisation selon laquelle l'espar est obtenu par fixation (par soudage, rivetage, boulonnage, collage) de la partie intérieure 2 sur la partie extérieure 1 qui, elle, peut également être obtenue par filage, mais aussi par enboutissage ou roulage ou tout autre procédé par déformation. Dans ce cas, la partie intérieure 2 peut être obtenue par filage directement avec son engouçure 3, ou bien et comme montré sur la figure 4, ltengoujure 3 peut être fixée sur la partie intérieure 2 par des moyens de fixation appropriés (sou dage, rivetage, boulonnage, collage). On conçoit alors que l'espar établi comme il vient d'être dit présente un certain nombre d'avantages parmi lequels on peut citer ceux exposés dans les paragraphes suivants - l'espar présente une certaine souplesse longitudinale qui peut être, pour un espar donné, adaptée à chaque type d'em barcation et chaque sorte de voilure : en effet, la forme semielliptique de la partie extérieure utilisée en combinaison avec la cloison transversale constituant la partie intérieure permet dtobtenir un moment d'inertie longitudinal qui peut présenter une valeur plus ou moins importante selon la valeur de la cote tH-h), ctest-å-dire selon le dépassement des ailes de la partie extérieure par rapport à la partie intérieure.La souplesse longitudinale de l'espar (en particulier lorsqutil s'agit d'un rât) pourra donc être adaptée suivant les trois zones classiques du mât (pied du mêt, zone active et extrémité supérieure) - l'espar présente une bonne rigidité transversale : en effet, cette rigidité transversale est déterminée d'une part, par l'inertie transversale de la partie intérieure et notamment par sa largeur et son épaisseur, et d'autre part, par l'inertie transversale de la partie extérieure semi-elliptique La partie intérieure joue donc un rôle primordial dans la rigidité transversale, et pour certaines applications, il sera possible de constituer cette partie intérieure en un matériau possédant un module d'élasticité élevé, en tout cas supérieur à celui du maté riau constituånt la partie extérieure ;; - l'espar présente un fardage aussi réduit que possible en effet, la forme semi-elliptique de la partie extérieure engendre une traînée minent dans le vent - l'espar présente un poids minimum grâce à la constitution totale ou partielle de l'espar en alliage léger r il est également possible de prévoir un allègrement de la partie intérieure ssns pour autant diminuer sa rigidité transversale (par exemple par perçage ou évidement) - l'espar permet une amélioration-de l'écoulement aé rodynamique au raccordement de la voilure et de l'espar.En ce qui concerne le raccordement mSt-voilure (fig. -2), on constate en effet que l'écoulement côté extrados se raccorde sans décro chement entre le mât et la voilure, et que l'écoulement côté intrados passe sur l'extrémité de l'aile du U de la partie exté- rleure qui forme bord de fuite et qui engendre des tourbillons dont l'action a'exerce sur l'intrados des le voisinage de la ralingue. En ce qui concerne le raccordement bôme-voilure (fig. 3), on constate également que l'écoulement côté intrados est guidé par la gouttière formée par la voilure et l'aile du U de de la partie extérieure ; - l'espar est, compte tenu de sa constitution et de ses formes relativement simples, d'un prix de fabrication comparable à celui des espars classiques - enfin, le mât permet une meilleure adaptation au ré gèrent relatif à la jauge de l'embarcation sur laquelle il doit être monté. REVENDICATIONS 1. Espar caractérisé par le fait qu'il présente, sur une partie au moins de sa longueur, une section se composant d'une partie extérieure en forme de U dont la base est tournée à 11 opposé de la voilure et dont les ailes, tournées vers la voilure, sont parallèles ou divergentes, et dtune partie intérieure en forme de cloison transversale reliant les deux ailes à 1 t intérieur du U, cette partie intérieure comportant, sur unepartie au moins de sa longueur et sur sa face tournée vers les extrémités des ailes du U, un rail destiné à recevoir les moyens de fixation de la voilure. 2. Espar selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base du U de la partie extérieure présente une forme profilée. 3. Espar selon la revendication 1 ou 2, caractérise' par le fait que les ailes du U de la partie extérieure sont légère- ment divergentes. 4. Espar selon itune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parties extérieure et inté- rieure sont obtenues directement par filage. 5. Espar selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la partie intérieure est fixée sur la partie extérieure par des moyens de fixation appropriés. 6. Espar selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la partie extérieure est obtenue par filage ou par déformation. 7. Espar selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la base du U de la partie extérieure présente une forme en arc de cercle de rayon r, et par le fait que les ailes du U de la partie extérieure présentent chacune une forme en arc de cercle de rayon R se raccordant à I ' arc de cercle de la base du U, le rayon r étant inférieur au rayon R. 8. Espar selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le rapport entre R et r est compris entre 10 et 20. 9. Espar selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que la dimension longitudinale H de espar est comprise entre quatre fois et six fois le rayon r de l'arc de cercle de la base du U, et par le fait que la dimension transversale L de espar est comprise entre trois fois et cinq fois le rayon r de l'arc de cercle de la base du U. 10. Espar selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la distance h, separant la partie intérieure, de la base de la partie extérieure, est comprise entre la moitié et les trois quarts de la dimension longitudinale de l'espar.