Brevet FR2407345A1 — publié le 19790525

Il est connu d'utiliser des hélices pour obtenir la propulsion et/ou la sustentation d'un corps au sein d'un fluide. Les hélices sont formées actuellement de deux ou plusieurs pales convenablement façonnées et faisant entre elles un angle approprié dans la partie alaire ou aérodynamique qui, de façon connue, est modelée selon des profils alaires orientés dans la direction suivant laquelle l'écoulement rencontre les diverses sections. En outre, les palesd'unehélice sont situées sensiblement dans un même plan ou dans des plans parallèles. L'invention a pour objet un corps "parahélicofidal" destiné à la propulsion et/ou à la sustentation et/ou au freinage d'une charge dans un fluide et dont l'une des caractéristiques est qu'il présente une forme générale sensiblement "paraellipsoldale" dont le grand axe est plié à environ un tiers de sa longueur de manière telle que les deux tronçons fassent entre eux un angle, de préférence obtus. En particulier, le corps parahélicoldal présente la conformation voulue pour que ses parties prennent une position angulaire quelconque l'une par rapport a l'autre et fassent entre leurs faces intérieures un angle dièdre compris entre 15 et 1790. D'autre part, la zone de liaison entre les deux parties, appartenant à ces dernières, peut être arquée ou prendre la forme d'une ligne de pliage du corps. Autrement dit, la surface courbe peut être remplacée par une ligne de pliage qui est formée par l'arête de l'angle dièdre susdit. Il a été constaté expérimentalement, que cette ligne, si elle est inclinée par rapport à l'axe longitudinal du corps, permet d'obtenir d'excellentes conditions de sustentation et/ou d'avancement du corps dans le fluide où l'on opère. Une autre caractéristique du corps selon l'invention est que la charge est convenablement appliquée en un point quelconque de la zone voisine de la ligne de pliage, indépendamment de 1' axe longitudinal du corps , et de préférence dans un plan tangent à la surface extérieure de 1' une des deux parties du corps. Autrement dit, la charge appliquée directement ou indirectement à l'intérieur de l'angle dièdre aigu formé par les deux parties a une influence négative sur l'avancement du corps dans le fluide où il agit lorsqu'elle joue le rôle d'élément trainant tandis que lorsque la charge joue le rôle d'élément remorqueur, le corps agit comme organe de freinage. Comme on l'a déjà signalé, le corps selon l'invention est indépendant de la forme extérieure de sorte qu'aux bords extrémes, il peut prendre un profil quelconque, y compris à arête vive mais en tout cas, il doit avoir une ligne de pliage de manière telle que ses deux parties forment l'angle dièdre susdit. En outre, l'une des deux parties peut être à son tour pliée vers l'extérieur, en sens opposé à l'angle de pliage mentionné ci-avant de manière à prendre sensiblement l'aspect d'une aile de mouette. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre un corps selon l'invention en élévation, la figure 2 est une vue latérale correspondante, la figure 3 une vue par le bas, les figures 4 et 4' montrent schématiquement, en élévation et en plan, un corps réalisé selon l'invention, les figures 5 , 5' et 5" montrent schématiquement diverses conditions d'applications de la charge, la figure 6 montre schématiquement le profil de deux corps selon l'invention,assemblés à deux de leurs bords libres, la figure 7 montre schématiquement le profil d'une autre combinaison de corps selon l'invention, la figure 8 est une vue schématique de deux corps selon la figure 7 réunis le long de deux de leurs bords libres. Comme le montrent les dessins et en particulier les figures 1, 2 et 3, le corps parahélicoidal 1 présente, dans le plan, une forme "paraellipsoidale". Aux deux tiers environ de sa longueur, ledit corps indiqué par la référence générale 1, est plié en deux parties 2 et 3, la partie 2 ayant une longueur correspondant sensiblement à un tiers de la longueur totale du corps. Les deux parties 2 et 3 font entre elles, comme on l'a déjà dit, un angle obtus. A la médiane longitudinale 4 s'applique, au voisinage du sommet de l'angle entre les deux parties 2 et 3, la charge indiquée simplement en 5 sur le dessin. Dans ce mode de réalisation, le corps parahélicoidal 1 présente un profil légèrement courbe tourné vers la nervure longitudinale 4. Selon une variante représentée schématiquement par les figures 4, 4', 5, 5' et 5",les deux parties 11 et 12 formant le corps ont pratiquement une surface telle qu'elles équilibrent partiellement la charge 13 appliquée audit corps. Selon l'invention, les deux parties 11 et 12 font entre elles un angle dièdre d'arête 14 qui, entre leurs faces intérieures, est compris entre 15 et 1790. La charge 13 est appliquée, comme le montre la figure 4, dans un plan qui passe par la partie 11 et elle est disposée suivant l'axe longitudinal du corps, dans un sens quelconque comme l'indiquent à titre d'exemple, les figures 5, 5' et 5". Si l'on appelle 15 l'axe longitudinal vertical qui passe par la partie il du corps et 16 l'axe longitudinal de la partie 12 du corps, le corps prendra, en se mouvant dans le fluide, un mouvement de rotation autour de l'axe 15 comme l'indique la flèche a de la figure 5 et un mouvement de roto-translation autour du point d'intersection des deux axes 15 et 16 comme l'indique la fleche b sur la figure 5, ces deux mouvements ayant comme composante un mouvement vertical ou sensiblement vertical, comme l'indique la flèche c sur la figure 5. I1 s'ensuit que si le corps est en chute libre dans l'atmosphère, par gravité il prendra un mouvement de rotation suivant la flèche a et par conséquent la partie 12 prendra un mouvement de rotation dans le sens de la flèche b tout en se déplaçant dans le fluide. Ce mouvement entraine un transport de la charge 13, symbolisé sur la figure 5 par la flèche c, avec un mouvement uniforme et qui n'est pas nécessairement lui aussi un mouvement de rotation autour de l'axe, ce mouvement se traduisant, dans le cas mentionné de chute libre du corps dans l'espace, par une descente lente et graduelle sans accélération de la charge 13 vers la terre. I1 faut également signaler que si le corps 11, 12 était animé au moyen d'un moteur quelconque, autour de l'axe 15 ou 16, d'un mouvement de rotation du type indiqué par la flèche a de la figure 5, il se produirait un avancement ou un déplacement du corps dans le fluide où il agit à l'encontre de la résistance offerte par le fluide lui-même. - Comme l'illustre la figure 6, deux corps comme ceux que représentent les figures 1 et 4 peuvent être accouplés entre eux. En pareil cas, les références respectives 2, 3 et 11, 12 ayant la méme signification pour les deux parties qui définissent le corps, il est possible d'obtenir un accouplement de deux corps par les extrémités libres respectives 3, 12. En pareil cas, il se produirait une rotation du corps et donc de l'axe auquel s'applique la charge 5, 13, suivant la flèche a de la figure 5 et simulta nément, un mouvement graduel de la charge 5, 13 appliquée. Cette solution permet d'obtenir un mouvement plus uniforme et suivant un certain mode qui suit principalement la composante due aux forces qui agissent sur les parties du corps, de manière à trouver une application utile dans certains cas particuliers. D'autre part, comme l'illustre la figure 7, deux corps respectifs 2, 3 et 11, 12 peuvent être accouplés ensemble de façon que le bord libre de la partie respective 3, 12 d'un corps soit accouplé au bord libre de la partie respective 2, 11 du deuxième corps, le corps prenant ainsi une allure en forme d'escalier. Sur les lignes de pliage des divers éléments pourront être appliquées des charges 5, 13 qui se trouveront dans les mêmes conditions que la charge 5, 13 appliquée à un corps unique 2,3et respectivement 11, 12. Egalement, comme l'illustre la figure 8, deux ou plusieurs corps peuvent être accouplés entre eux de façon que les bords d'une partie par exemple 3, 12 d'un corps correspondent au bord libre de la partie 2, 11 d'un deuxième corps et que le bord libre de deux parties 3, 12 de deux corps correspondent, l'ensemble réalisé avec un tel accouplement correspondant sensiblement à la forme illustrée par la figure 6. Ces divers accouplements ont évidemment été donnés seulement à titre d'exemple car il est possible d'obtenir de nombreuses autres conformations grâce à l'accouplement de plusieurs corps entre eux, y compris dans des plans décalés. Le résultat est l'obtention d'une plus grande surface portante et donc un avancement plus rapide ou plus lent dans le fluide où agit le corps composite avec des charges plus grandes ou plus petites. Toutes ces possibilités rentrent évidemment dans le cadre de l'invention, ainsi que les applications diverses qu'il est possible de faire avec un corps selon l'invention et qui peuvent concerner le domaine des jouets de même que le domaine du mouvement d'un corps dans un fluide soit par avancement propre,soit à l'aide de courants, soit par utilisation de la résistance. En vertu de sa forme, le corps parahélicoldal engendre, par suite de la poussée exercée par un fluide sur la surface de ce corps, un effet rotatif et portant qui permet la sustentation de la charge. L'une des parties du corps parahélicoidal acquiert donc aussi une composante rotative axiale de sorte qu'elle maintient aussi le caractère directionnel de tout l'ensemble du corps parahélicoldal. En fait, le corps parahélicoidal monopale selon l'invention réalise les effets suivants - il se produit une rotation du corps,comme on l'a dit,par suite de l'action directe du fluide sur la surface parahélicoidale concave; - il se produit un effet de transport, avec une direction et un écoulement du fluide sur la surface parahélicoidale de sorte que le fluide peut aussi augmenter de vitesse en engendrant ainsi sur la surface une pression par force centrifuge et en même temps, par suite de l'accélération subie par le fluide, une réaction qui ajoute son effet à l'effet produit par la force centrifuge. On a donc un effet còmbine~similaire à celui d'une turbine à action et d'une turbine à réaction. - il se produit une réaction d'écoulement due à la sortie plus rapide du fluide en sens opposé à celui d'entrée, qui concourt à réaliser ou à améliorer l'effet général de synthèse motorotati va et directionnelle propre du corps parahélicoidal monopale. Cet effet général, selon l'invention, englobe et unifie, de façon nouvelle et originale, les effets qui sont propres, individuellement et séparément, à l'hélice , à la turbine et au gouvernail. Naturellement, la charge qui est appliquée au corps parahélicoidal sera reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'accouplements ou renvois appropriés de maniere à éviter que ladite charge ne subisse la rotation à laquelle est soumis le corps parahélicoldal. En même temps, il est possible, en inclinant convenablement l'axe directionnel du corps parahélicoidal monopale selon l'invention, d'obtenir une translation latérale en même temps qu'une translation verticale, c1est-à-dire d'obtenir une composante permettant de guider la charge liée au corps parahélicoidal suivant des directions préétablies et/ou désirées. Le corps parahélicoidal monopale a été décrit et représenté seulement à titre d'exemple non limitatif, abstraction faite des matériaux de construction et de ses dimensions, toutes ces caractéristiques dépendant de l'utilisation qui en sera faite. REVENDICATIONS 1 - Corps "parahélicoldal" monopale destiné à la propulsion et/ou à la sustentation d'une charge dans un fluide, caractérisé en ce qu'il a une forme générale sensiblement"paraéllipsoSdale dont le grand axe est plié sensiblement à un tiers de sa longueur de manière telle que les deux parties forment un angle diédre compris entre 15 et 1790,à arête aussi bien vive qu'arrondie. 2 - Corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords extrêmes des parties formant le corps ont une forme quelconque, y compris rectiligne et formant des angles droits avec les bords verticaux, la charge étant appliquée de préférence sur un axe situé dans un plan tangent à l'une des deux parties qui forment le corps ou coincidant avec l'une de ces parties tandis que le corps est dirigé dans un sens quelconque. 3 - Corps selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la ligne de pliage des deux parties qui forment le corps a de préférence une allure inclinée par rapport aux axes longitudinaux de chacune des deux parties, cette inclinaison étant telle qu'elle favorise la rotation du corps autour d'un axe et la translation du corps suivant la ligne d' application de la charge dans le fluide où il agit 4 - Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux ou plusieurs corps peuvent être reliés entre eux, la liaison se faisant par l'un de leurs bords libres, créant des configurations d'un type sensiblement en forme de coupe ou d'escalier.