Brevet FR2342756A1 — publié le 19770930

La présente invention a pour objet un procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs et boomerangs en résultant pouvant étre utilisés comme jouets, gadgets publicitaires, maté- riel sportif, jeux éducatifs, jeux d'adresse, engins de chasse, cibles pour le tir, pouvant entre lancés manuellement avec preci- sion et efficacité sans entraiinement particulier ou pouvant être lancés au moyen d'appareils mécaniques. Les boomerangs sont à l'origine des armes que l'on rencontre chez les aborigènes australiens et dont on retrouve des traces dans le Dekkan et en Egypte ancienne. Le lancement de ces objets difficiles à réaliser demande en général de l'habilet4, de l'adresse, de la force, de la précision en plus d'une accoutumance au mouvement de lancement, ce qui décourage souvent les noninitiés qui voudraient l'utiliser. Les formes de l'objet ont pour but de le faire revenir à son point de départ après avoir parcouru une trajectoire annulaire dans l'espace aérien. Le brevet français n I- 317 353 mentionne un boomerang jouet perfectionné qui'donne naissance à un instrument compliqué et fragile constitué d'une lame comportant trois tronçons. Les boomerangs obtenus par ce procédé peuvent voler selon des trajectoires diverses pour le même modèle2 ce qui agrémente leur utilisation en ne nécessitant qu'une technique de Jet très rudimeit.aire ; en effet ils sont constitués d'une lame tunique formée de deux pales ayant un angle entre elles et que l'on peut tenir indistinctement, pour le lancer, par l'un des trois points caractéristiques c'est-à-dire l'une ou l'aut;re de's extrémités ou ou bien par le sommet de l'angle. Un côt de la lame étant rigoureusement plan, l'autre étant profilé de façon aérodynamique, le lanceur ne peut donc confondre le sens dans lequel il doit tenir l'objet en main. Les boomerangs étant réalisés à partir de deux axes d'qui libre passant par le centre de gravité, il est très facile de régler avec beaucoup de précision un modèle qui permettra la fabrication de moules très précis à moindre frais, desquels sortiront, après injection, des boomerangs équilibrés. A partir de ces axes, pour les spécialistes voulant concourir et obtenir des résultats de vol particulier, des points de plombage sont repérés sur l'appareil permettant de modifier les caractéristiques d'origine et de l'adapter à un type de jet plus elabord. Afin de modifier les formes de l'appareil et notamment faire varier l'angle des deux pales à volonté en créant différents. modèles, deux lois ont éte élaborées pour garantir le bon fonctionnement de l'appareil résultant de ces modifications : - la première visant à régler les limites du rapport entre la densité apparente de l'objet et la surface de la partie plane - la seconde visant à définir ltéquilibre des masse de l'appareil par rapport à l'axe d'équilibre des masses passant par le centre de gravité de l'objet et perpendiculaire à l'axe d'équilibre bissecteur. Le procédé, objet de l'invention, comporte : 1; - une étude de forme compatible avec les techniques d'injection de matières plastiques et lie directement à une méthode de lancement ; 2 - une méthode de détermination de masse permettant de définir la quantité de matériaux nécessaire et suffisante à la réa- lisation d'un appareil de forme définie comme ci-dessus et donnant le moyen de prévoir son comportement en vol ; 3 - une méthode de tracé pour dessiner des modèles diffa rents ; 4 - une méthode de mesures physiques pour contrtler et équilibrer l'appareil. La méthode de lancement est la suivante : le boomeranteNt tenu Pl. 1/3 Fig. t par les gauchers, le pouce C au contact de la face plane de référence A, la face profilée B à l'extérieur et dans une position verticale V ou sensiblement verticale, selon un angle qui est le meme pour les gauchers et les droitiers et ne dépassant pas une valeur de 300 ; Pl. 1/3 Fig. 2 par les droitiers, le pouce C au contact de la face profilée B, la face plane de référence A à l'extérieur.Le boomerang peut Qtre saisi soit par l'une ou l'autre de ses deux extrtmités, soit par le sommet de l'angle que forment les deux pales ; cet angle pouvant être compris entre 30 et 1500 et sera avantageusement choisi parmi les angles aigus voisinant 700 pour faciliter la position : Pl. I/3 Fig. 5.Le lanceur imprimera à l'objet un double mouvement : Il - le boomerang sera lancé selon un jet rectiligne dont l'angleo( avec l'horizontale sera compris entre 0 et 300 et dont la direction sera la tangente de la parabole d'amortissement conformément aux lois de la pesanteur 2 - le lanceur imprimera au boomerang un mouvement de retation lorsque, en arrivant à la fin du jet précédent, il retardera légèrement le moment où il devra libérer l'appareil.Cette méthode de lancement a pour but de permettre au boomerang de parcourir une trajectoire parabolique dans un plan vertical et lorsque la résistance de l'air est supérieure à l'intensitd Se la force d'inertie de faire basculer l'appareil grtce au mouvement de rotation ce qui Lui permettra de prendre son envol. Cette technique de jet nous conduit à la définition d'un profil particulier qui, d'une part, améliore le comportement de l'appareil en simplifiant les profils dits en aile d'avion et, d'autre part, permet la réalisation de moules d'injection simplifiés puisqu'il n'y a plus qu'une seule face du moule qui est profilée, l'autre étant plane. La Pl. II/3 Big. 6 rend compte d'un tel profil. L'angle T sera avantageusement supérieur à 3022 ce qui limitera le freinage du mouvez nit de rotation. Le bord d'attaque aura une épaisseur ce qui limitera son effet tranchant. L'angle formé par les deux plans de la face profilée sera avantageusement adouci E pour limiter les turbulences de l'air sur la pente de fuite F. Nous voyons que ce profil rentre dans la classification des formes dites démoulantes et par conséquent, favorise sa réalisation par les techniques d'injection. Ce profil pourrait très bien être réalisé comme PI. II/3 Fig. 7 par trois plans dont le plus petit ferait avec le plus grand un angle x complémentaire à # d'une valeur de 45 . Le fait de pouvoir tenir le boomerang par ces trois- points particuliers et notamment par le sommet, ce qui est nouveau, comme Pl. I/3 Fig. 5 par@@@ de réaliser des trajectoires multiples comme P1. II/3 Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, en tenant compte de la direction du vent V. La méthode de détermination des masses conduit à deux formu- les : - la première est la relation entre la masse de objet et la surface de son plan de référence, c'est-à-dire, la surface de la face plane de l'objet. Si S est la surface du plan de référence exprimée en cm2 et S M la masse de l'objet exprimée en grammes, le rapport S/M doit être tel que : le rapport idéal étant fl = 4 ; exemple, un boomerang d'une surface de 180 cm2 devra peser 45 g. La deuxième formule est la relation des masses ponctuelles Ml, M2, M3 par rapport à l'axe d'équilibre des masses aem, PI. 11/3 Fig. 13. Soit aeb l'axe d'quiîibre bissecteur passant par le centre de gravité G et bissectrice de l'angle formé par les deux pales de l'appareil, aem est l'axe d'équilibre des masses perpendiculaire au précédent et passant aussi par le centre de gravité. Le rapport des masses réparties de part et d'autre de cet axe est tel que : La méthode de tracé pour dessiner des modèles différents se réalise en traçant dans l'ordre suivant : - un angle X = 9 les dessins de la méthode de tracé auront pour valeur par exemple un angle 0 = 700 ; - un axe bissecteur aeb - un cercle de giration g de rayon R = X de 1;Pl. 11/3 Fig. 13 et de centre G, centre de gravité de l'appareil ; - un axe d'équilibre aem passant par G et perpendiculaire à aeb ; - depuis le sommet 0 , une perpendiculaire OA à Ox de longueur 1 et une perpendiculaire oe à Oy de longueur 1 ; - depuis le somme O on raccorde par un arc de cercle de centre O et de rayon 1, les point A et B ;; - depuis les points A et B on mène les parallèles AU et BV à Cx et Oy qui coupent aem en O' et O" t - on prolonge la valeur AO' d'une longueur O'C' égale à OC et du point C' on mène la parallèle à Oy qui coupe Ox en D - du point E sur Oy on reporte la distance CD en EF et de F on trace une parallèle à Ox soit FH. La définition des courbes de fuite en bout de pale se fera en tenant compte de la relation de surface : S1 = S2 = S3 Pl. III/3 Fig. 15. On pourra si on le désire prolonger le bord de fuite des ailes pour augmenter la surface portante en menant une parallèle à Cx depuis le point de concours L de aem avec le cercle g et reporter la largeur de la bande depuis le point I qui est l'intersection de la perpendiculaire à Oy passant par G avec BV jusqu'à l'extrémité de la pale. Pour le calcul de l'épaisseur prise au point de tangence du changement de pente entre les plans de la face profilée, on devra tenir compte de la formule suivante : e = 1/5. e étant l'épaisseur, 1 la largeur de la pale mesurée à partir du point de tangence J entre le cercle g et la tangente Ox, Pl. III/3 Fig. 15. Cette ligne de changment de pente sera considérée à une distance GM = d dépendante de l'angle x, Pl. II/3 Fig. 7, calculée selon la formule : où d est la distance entre le bord d'attaque et la projection sur la face plane de la ligne de changement de pente, e est l'épaisseur et x l'angle entre le plan d'attaque et la face plane. Afin d'améliorer le profilage de l'appareil, différentes so- lutions de raccordement de la ligne de changement de pente peuvent Qtre envisagées tenant compte des points particuliers de l'appareil correspondant à la limite oh, sur un mtme bord, la fonction d'attaque se transforme progressivement enSfonction de fuite, comme par exemple Pi. Il Fig. 16. Ces solutions permettent toutes de réaliser des moules précis où chaque problème particulier trouve sa solution par le fait que l'on assure une con inuit8 de tracé, ce qui notamment dans le cas de modèle à recopier, permet de réaliser des formes aux lignes très pures se rapporchant le plus possible de la perfection aérodynamique. La méthode de mesures physiques pour contrtler l'appareil consiste r il - à poser en équilibre le boomerang sur couteau très affuté appliqué au point K et à constater l'égalité des angles GOx = GOy 2 - à poser en équilibre le boomerang sur un couteau très affuté appliqué le long de l'axe d'équilibre des masses aem et à constater son équilibre. Ce procédé nouveau pour la réalisation de boomerangs peut etre utilisé pour la création de moules à injecter ou de modèles à recopier permettant la fabrication de boomerangs de formes variées répondant aux conditions posées par les formules ci-dessus qui garantissent leur bon fonctionnement selon la technique de lancement proposée. R-VNDICATIONS 1; - Procédé nouveau pour la realisation industrielle de boomerangs et boomerangs en résultant caractérisé par le fait que la technique de mise au point des moules dtinjection des matières plastiques permettant la fabrication de ces objets ou la création des différents modules destinés à etre reproduits en série sont réalisés à partir : - d'une méthode de tracé de profil liée à une technique de lancement ; - d'une méthode de ddtermination de masse résumée en deux formules - d'une méthode en huit points pour tracer différents modèles ; - d'une méthode de mesures physiques permettant de contrtler l'équilibre de l'appareil ; l'ensemble formant un tout cohérent et indissociable. 2 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication i: caractérisé par le fait que la technique de lancement tient compte de deux angles caractéristiques ; un dièdre formé par le plan vertical et la face plane de référence de l'objet compris entre 0 et 300, un angle plan formé par la tangente de la trajectoire au point de départ du centre de gravité G et l'horizontale en ce point, compris entre O et 300. 3 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la technique de lancement tient compte d'un plan de référence créé sur l'objet et permettant de le saisir indifféremnent par ses points remarquables sans possibilité d'inversion , notamment par le sommet de l'angle formé par les deux pales, pouvant être d'une valeur comprise entre 300 et 1500. 4 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la teehnique de lancement et ses conséquences conduit à la définition d'un profil de section remarquable ob il n'y a plus qu'une seule face de l'appareil qui soit profilée ce qui simplifie la réalisation de moules ou modèles et notamment la création de moules d'injection simplifiés à fond plat. 5 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la méthode de détermination de masse permet d'établir avec précision la masse de matière nécessaire à la réalisation d'un mo dèle en fonction de la surface de son plan de référence selon la formule où S est la surface du plan de référence et M la masse de l'appareil. 6 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la méthode de détermination de masse fait étét d'une seconde formule qui permet la répartition de la matière sur l'appareil en tenant compte de ses deux axes d'équilibre caractéristiques : le premier, l'axe- d'équilibre bissecteur passant par le sommet-de l'angle formé par les deux pales et le centre de gravité G, le second, l'axe d'équilibre des masses passant par le centre de gravité G et perpendiculaire au préCédent. 7 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon les revendication 1 et 3 caractérisé par le fait que la méthode de tracé des différents modèles est valable pour tous les angles que pourraient former les deux pales de l'appareil entre elles et notamment ceux compris entre 300 et 1500. 8 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication i caractérisé par le fait que la méthode de tracé utilise un cercle de giration g de centre G et de rayon R = W X ou 1 est la largeur d'une pale normale non prelongée. 9 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication t caractérisé par le fait que la méthode de tracé fait intervenir une relation de surface Si = S2 3 S3, entre la surface ite l'extrémité du bout des ailes et la surface remarquable d'une partie du sommdtde l'angle formé par les deux pales. t0 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1; caractérisé par le fait que la méthode de tracé comprend une technique qui permet de prolonger le bord de fuite des pales en tenant compte du cercle de giration g. 11 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que 1! méthode de tracé tient compte de la formule e = 3 qui permet de définir l'dpaisseur de l'objet 12 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la méthode de tracé tient compte de la formule qui permet de donner avec précision la distance d de la ligne de changement de pente avec le bord d'attaque de 1'appareil en tenant compte de l'épaisseur e et de l'angle x formé par le pland'attaque avec le plan de référence de l'objet. Cet angle ayant une valeur comprise entre 300 et 700. 1-3 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la méthode de tracé propose une technique de raccordement de lignes de changement de pente de chacune des pales selon une méthode compatible avec les principes de 11aérodynamisme. 1i4 - Procédé nouveau pour la réalisation industrielle de boomerangs selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la méthode de mesures physiques permet de contrtler l'équilibre de l t obJet sans le faire voler.