Brevet FR2349494A1 — publié le 19771125

ta présente invention concerne un type de voilure divisée en ailettes qui peuvent, notamment, être fixes, mobiles, commandées ou débrayées. Ce type de voilure est utilisable dans les applications où intervient la résistance atun fluide, par exemple en nautisme, où le maniement des voiles exige des manoeuvres complexes et des déplaeements fréquents de l'équipage, tout en ne permettant qu'un rendement relativement faible, en aviation, où la charge unitaire superficielle optimale varie avec les circonstances du vol et où l'envergure ainsi que la profondeur des voilures posent, pour la stabilité, des problèmes assez délicats, en cosmonautique, où les navettes sp@tiales, par exemple, n'ont pas encore trouve leur architecture définitive. Le fractionnement de la voilure selon l'invention, permet notamment, pour un bateau, un rendement accru, des manoeuvres précises, une bonne aptitude à l'emploi d'asservissements, un pilotage centralisé, En aviation, la mise hors service de quelques éléments de surface. change la charge unitaire. En cosmonautique, le départ et le retour dans l'atmosphère peuvent être améliorés. Sur un bateau, on peut, par exemple, disposer une suite d'ailettes verticales, profilées et équilibrées I (Fig.l) orientables autour d'un axe situé devant le foyer de leur profil, débrayables et commandées à distance, Le profil sera choisi mince si les conditions d'emploi habituelles correspondent à un écoulement hypocritique de l'air, régime déterminé par le nombre de Reynolds. La poussée sera augmentée avec des profils A tolet Par exemple l'ailette 1 (Fig.2) étant orientable autour de L'axe 2, un levier 3, artieulé autour d'un point fixe 4 indépendant de l'ailette, tourne autour d'un axe 5, lié, cette fois, à l'ailette, et se termine par une tige 6 glissant dans une tête à oeil pivotante 7 portée par le guignol 8 du volet 9 articulé en 10. Variante : glissière au lieu de la tige, ergot au lieu de la tSte à oeil. Quand le profil 1 tourne d'un angle #&alpha; airtour de l'axe 2, le volet 9 tourne. d'un angle # ss autour-de l'axe 10. Le rapport de ces angles dépend des positions relatives des axes de rotation 2,4,5,7 et 10. Un principe analogue est applicable à une ailette monobloc relativement souple. D'ailleurs, une commande manuelle - donc, non automatique - des volets par les moyens connus en aviation, permet d'atteindre le même but. Les lignes d'ailettes peuvent être multiplées latéralement . Par exemple, une ligne d'ailettes 1 (Fîg.3) peut être implantée sur chaque coque d'un catamaran, disposition valable aussi avec des voiles classiques. La commande d'incidence des ailettes peut s'effectuer par des moyes connus : filins reliant des guignols liés aux ailettes ( ou entourant des tambours, ceci pour obtenir de plus grands braquages), pignon-crémaillère, etc. Le système peut aboutir au poste de commande où, par exemple, la roue, avec une vis sans fin, actionnera un pignon solidaire d'un des moyens ae transmission précités. Dans un dispositif simplifié, les filins de commande, par exemple, peuvent être mus par un volant et bloqués, à volonté, par un frein. Une modulation d'incidence des différentes ailettes peut aussi être prévue. Par exemple, des groupes d'ailettes ou des ailettes isolées 1 (Fig.1), se trouvant à l'avant et à l'arrière, peuvent agir comme gouvernail. La poussée sera réductible par la mise en girouette d'ailettes au moyen de débrayage, de crabot, de déblocage de la transmission ou d'un procédé quelconque. Est également possible un repli des ailettes au voisinage de la coque. Dans ce but,les ailettes 1 ( ig.4) peuvent être portées par des socles 11 articulés en 12 à des hauteurs différentes pour chaque ailette, afin que celles-ci, leur profil étant, du besoin, orienté parallèlement au pont, se placent les unes au-dessus des autres. L'articulation elle-même peut consister en une double plaquette articulée sur un coté et verrouillée sur l'autre (comme sur les bicyclettes pliantes) ou en une articulation ordinaire avec une contrefiche ou un vérin, par exemple.Ce repli peut aussi s'effectuer au moyen de plusieurs charnières 12 (Fig.5) ou d'éléments télescopiques (Fig.6) guidés, par exemple, au moyen de glissières, de billes ou d'aiguilles. La navigation avec voilures réduite à une ou deux ailettes, par exemple, s'effectue comme dans le cas général du brevet. Dans certaines circonstances, ce dernier procédé peut aussi être utile pour réduire le moment d'inertie du bâtiment. Sur un bateau classique, les voiles en tissus sont remplaçables par des panneaux à ailettes 13 (Fig.7) prenant appui sur mât 14 et solidaires de guis 15 fixes su mobiles. Dans ce cas - comme dans le cas général d'ailleurs - des structures intermédiaires 16 facilitent la construction en soutenant des ailettes de longueur réduite. Le montage sur gui orientable permet, par vent arrière, la manoeuvre habituelle, mais l'on sait qu'alors, la force propulsive du vent diminue à mesure qu'augmente la vitesse Gu bateau. Dans certains cas, des ailettes à grand braquage - voisin de 1600, par exemple - alignées dans l'axe du estiment, donneraient, peut-eotre, par bordées avec vent arrière,de meilleurs résultats. La précision du pilotage étant améliorée si l'on utilise la portion optimale des polaires de voilure, il sera intéressant de posséder un clino mètre dont, par exemple, la position angulaire du zéro sur le cadran serait fixée par une girouette donnant la direction du vent relatif et dontl'ai- guille serait toujours parallèle à la direction de référence d'angle d'attaque de la voilure. La fonction de girouette peut, d'ailleurs, être remplie par les ailettes elles-mêmes. Manoeuvre s libérer celles-ci, qui s'orientent dans le lit du vent, puis leur donner l'incidence voulue et bloquer la trans mission. La centralisation du pilotage peut aussi être complétée - pour réduire la gîte, pour régler l'attaque oblique de la voilure ou pour modifier le centrage, par exemple - par la commande du déplacement de masses, par celle de skis latéraux ou par celle d'un volet aquatique. La commande de déplacement de masses n'exige que des moyens connus. La commande de skis latéraux assurant, au contact de l'eau, une poussée vers le haut R1 ( Fig 8 et 9) appelle les précisions suivantes @ ces sis 17, pour avoir, en toutes circonstances, une action optimale, pourront entre montés sur bras extepsibles 18, à inclinaison ss variable, avec un angle d'attaque 8 également variable - réduit, donc affecté seulement d'une fable résistance à ltavancement quand la poussée nécessaire vers le haut n'est pas grande - et, vus de face, un angle d'incidence # fournissant une poussée latérale Ry (Fig. 10) pour compenser 11 action de la résistance longitudinale Rx tendant à mettre la coque en virage. En vue de cette correction les skis seront situés de manière que la résultante RH de R x et Ry passe dans le voisinage du centre de gravité G du bateau. Afin de conserver, au repos, une action stabilisatrice, les skis pourront recevoir un carénage leur assurant une certaine poussée hydrostatique. Enfin, des skis fixes à réglage moyen seront parfois une solution suffisante et peu coûteuse. Si l'on utilise un volet aquatique 19 (Fig. 11), le moment aérodynamique f @ L de la voilure - à ailettes ou d'un des types classiques - par rapport au centre de gravité G du bateau, est compensé par le moment hydrodynamique F x 1 qui agit en sens contraire. Si un seul volet est utilisé, il se trouvera dans le plan de symétrie du bateau pr-s du centre de cavité G de celui-ci. Dans le cas de plusieurs volets, ceux-ci seront situés dans le plan transversal de G. Sur un avion, un groupe de trois ailettes peut correspondre au montage suivant : un élément central 20 (Fig. 12) précédé d'un élément 21 et suivi d'un élément 22, constitue avec les fentes 23 et 24, un ensemble à haute sustentation. Si les deux éléments extrêmes, équilibrés, sont montés , avec embrayage ou crabot sur arbres 25 et 26 situés chacun devant le foyer de leur profil, ils peuvent, pour réduire la résistance à l'avancement, entre mis en girouette, au besoin avec amortissement, dans le lit du vent, d'où annulation de leur trainée induite, et accroissement de la charge unitaire sur l'élément central 20. Le système de commande pourra possèder un retour avec rampe de guidage pour blocage à incidence précise, ainsi qu'éventuellement un règlage de cette incidence.Dans un tel dispositif, par exemple, l'arbre d'ailette 25 (Fig. 13) solidaire d'un des plateaux de l'embrayage 27 et muni d'un ergot 28, coulisse dans un manchon 29 portant intérieurement un chemin pour cet ergot. Celui-ci, dans le plan diamétral 30, peut osciller entre les limites utiles. Il est guidé, à l'embrayage, par les rampes 31 et se trouve fixé, en fin de courses par la glissière 32. Cette position angulaire finale peut entre réglée par rotation commandée du manchon 29. En général , le fractionnement de la voilure en ailettes favorise la stabilité et la maniabilité. Ces fractions de surface auront habituellement une corde plus courte que celle d'unevoilure totale unique, d'où réduction des déplacements du centre de poussée, et, d'autre part, une envergure également moins grande, d'où tendance atténuée au départ en autorotation. Disposées le long du fuselage de la faon la plus avantageuse - par exemple, qtagées, avec des dièdres variées - elles favorisent la descente dite parachutale. Ici aussi, des éléments de voilure télescopiques sont ax-anta- veux pour accrottre momentanément la surface ou agir différentiellement, par exemple, comme gouverné. Sur un cosmonef, notamment sur navette spatiale, les éléments réduits de voilure sont facilement escamotables. Utilisés seulement au voisinage du sol, ils peuvent permettre de meilleures conditions de départ et d'atte@rissage que les voilures fixes en delta. REVENDICATIONS 1. Voilure divisée en ailettes caractérisée en ce que celles-ci peuvent recevoir des fonetions différentes. 2. Voilure selon la revendication 1 caractérisée en ce que des ailettes peuvent avoir leur action commandée et annulée, notamment selon leurs places. . Voilure selon la revendication 2 caractérisée en ce cae des ailettes, après annulation de leur action, sont embrayables à incidence voulue. 4. Voilure selon la revendication 1 caractérisée en ce que des ailettes peuvent prendre une courbure, en valeur et en sens voulus. 5. Voilure selon la revendication 4 où la courbure d'ailettes, en valeur et en sens voulus, est assurée automatiquement. 6. Voilure, en particulier selon la revendication I, caract risée en ce que le couple engendré par sa composante aérodynamique transversale, au sens nautique du terme, est compensée par le moment vissant en sens contraire, qui résulte de la composante hydrodynamique transversale de volet (s) à angle d'attaque variable. 7. Voilure, en particulier selon la revendication I, caractérisée en ce que le moment engendre par a composante aérodynamique transversale, au sens nautique du terme, est compensé par le moment agissant en sens contraire, qui résulte de la composante hydrodynamique d'un ski latéral disposé de manière a pouvoir engendrer , de plus, un moment qui s'oppose au changeint de c@pdû à son effet de freinage dissymétrique. 8. Voilure selon la revendication I caractérisée par sa manoeuvre particulière ment précise au moyen de commande centralisée,de clinomètre indiquant ltan- le d'attaque de la voilure par rapport au vent relatif et, au besoin, d'asservissements. 9. Voilure, en particulier selon la revendication I, utilisée avec voilures situées au vent ou sous le vent. 10. Voilure selon la revendication 1 montée sur Sui orientable.