Brevet FR2458455A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un dispositif de pilotage automatique pour navires et notamment pour voiliers du type comportant une girouette. On connaît déjà des dispositifs de pilotage pour voiliers réalisés à partir d'un capteur d'écart de route consistant en une girouette soit à axe vertical, soit à basculement possédant comme mécanisme d'amplification des forces de commande, une pale supplémentaire placée dans l'eau et entièrement indépendante du safran principal du navire. De tels dispositifs de pilotage ne peuvent pas être montés sur des navires de toute nature. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un dispositif de pilotage automatique notamment pour voiliers, d'une conception simple, susceptible d'être monté facilement sur tout type de navire. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de pilotage, notamment pour voiliers, caractérisé en ce que le safran principal comporte sur son bord de fuite un volet auxiliaire orientable, le safran principal et -le volet formant un ensemble de commande de direction relié à une girouette permettant le réglage du cap du navire. Suivant ce type de dispositif particulier, la girouette est connectée au volet placé sur le bord de fuite du safran principal qui peut être avantageusement soit du type suspendu, soit du type compensé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre l'ensemble formé par le safran principal et le volet auxiliaire, et la girouette, est constituée d'une barre pilote reliée d'une part à la girouette par un jeu de tringles de commande aboutissant à l'une des extrémités de la barre pilote et reliée d'autre part aux barres du safran principal et du volet auxiliaire par des biellettes de liaison. Suivant ce dispositif de pilotage, la girouette commande directement le volet auxiliaire. Le volet dévié est la source d'une portance hydro-dynamique qui, placée très en arrière de l'axe de mèche, crée un couple sur cette mèche faisant ainsi tourner le safran dans le sens opposé à celui de rotation du volet. I1 se développe alors sur le safran principal une portance élevée, appliquée au voisinage immédiat de l'axe de mèche, cette portance de direction opposée à celle apparaissant sur le volet auxiliaire, fait tourner le bateau qui revient alors sur son cap. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les biellettes de liaison reliant la barre pilote aux barres du safran principal et du volet auxiliaire sont réglables. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les joints d'articulation des biellettes de liaison sont montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la commande de direction du dispositif est proportionnelle à la différence entre l'angle de déviation du navire par rapport à son cap, et l'angle d'orientation du safran principal destiné à compenser cette erreur de cap. Cette caractéristique particulière permet de pallier à l'absence de boucles de contre réaction, en particulier si le safran est fortement compensé et même surcompensé ce qui rendrait le dispositif de commande instable. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble formé par le safran principal et le volet auxiliaire est autostable. La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation de l'invention représenté schématiquemen à titre d'exemple non limitatif, sur l'unique figure jointe qui est une vue de dessus du dispositif de pilotage automatique. Selon cette figure, le dispositif de pilotage automatique l comporte une girouette 2 réalisée indifféremment à axe vertical ou à axe incliné. Cette girouette 2 comporte en outre un dispositif d'orientation de la tête de girouette par rapport au vent qui s'exerce suivant la flèche F sur cette dernière. Ce dispositif d'orientation 3 permet de régler le cap du navire. La girouette 2 est reliée par un jeu de tringles 4, 5 à une barre pilote 6. La tringle 5, reliée à la girouette 2, est articulée sur la barre pilote 6 au point A situé à l'une des extrémités de la barre pilote 6. La barre pilote 6 est donc, d'une part, reliée à la girouette 2 et, d'autre part, à la barre de commande 7 du safran principal 8 par l'intermédiaire d'une biellette 9. En outre elle est reliée à la barre de commande 10 du volet auxiliaire li par l'intermédiaire de la biellette 12. La barre 6 est par ailleurs entièrement libre de ses mouvements. Les biellettes de liaison 9, 12 sont réglables. En effet, ces biellettes 9, 12 sont reliées aux barres de commande 7, 10, ainsi qu'à la barre pilote 6 par des points d'articulation montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières non représentées sur cette figure. Les curseurs sont pourvus d'organes de blocage tels que des vis à molette des cames à excentriques ou autres. Suivant le dispositif 1 lorsqu'une commande est exercée à partir de la girouette 2 sur le point 1 de la barre pilote 6 par l'intermédiaire des tringles 4! 5 suivant les flèches H, la barre 6 se déplace suivant la flèche DO Le point d'application des forces exercées à partir de la girouette 2 est constitué par le point 13 reliant la biellette 9 à la barre principale. Le point 13 ne se déplace pratiquement pas en raison de la dureté de la barre principale 7. Par contre le point 14 d'application des forces sur la barre 6, disposée à l'extrémité de la biellette 12e reliant la barre 6 à la barre de commande 10 du volet auxiliaire 118 se déplace et provoque une orientation du volet ll,conformément å la fleche G.Dans un tel mouvement, le point 13 se déplace conformément à la flèche D, tandis que le point 14 se déplace conformément à la flèche E La rotation du volet 11 suivant la flèche G provoque l'orientation du safran principal 8 dans le sens de rotation opposé conforme à la flèche G'. La barre 7 se déplace alors en entraînant le déplacement du point 13 et provoque donc le retour du point 14 vers sa position de repos. La commande du volet Il etant réduite, la rotation du safran principal 8 s'arrête et en définitive l'angle de rotation du safran principal 8 est ainsi rendu proportionnel à l'angle de rotation de la girouette 2. Lorsque le navire revient sur son cap l'angle de rotation de la girouette 2 diminue et il en est de même pour l'angle de la barre 7 du safran principal 8. Les biellettes 9 et 12 sont réglables et permettent d'adapter rapidement le dispositif de pilotage et par conséquent la commande aux caractéristiques particulières du navire sur lequel ce dispositif est monté ainsi qu'à l'allure pour laquelle on souhaite régler le dispositif I. La barre pilote 6 assure la stabilité de l'ensemble formé par le safran principal 8 et le volet auxiliaire 11 lorsque cet ensemble est surcompensé. On suppose en effet le point A fixe ce qui est le cas lorsque le navire est au bon cap. Si le safran principal 8 prend une orientation d'un angle différent de zéro, le point 13 se déplace sous l'action de la barre 7 et de la biellette 9. Ce déplacement entraîne un déplacement de même sens du point 14 et par conséquent une orientation du volet 1I selon un angle de même slgne que l'angle de la barre principale 7. Cette orientation du volet 11 crée sur lui-même une portance hydrodynamique dans le sens du rappel de l'ensemble du safran 8 vers sa position d'équilibre. Ceci est obtenu par un réglage satisfaisant des différents bras de levier R E V E N D I C A T I O N S 10) Dispositif de pilotage automatique, notamment pour voiliers, caractérisé en ce que le safran principal (8) comporte sur son bord de fuite un volet auxiliaire (11) orientable, le safran principal (8) et le volet (11) formant un ensemble de commande de direction relié à une girouette (2) permettant le réglage du cap du navire. 20) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication I, caractérisé en ce que la liaison entre l'ensemble formé par le safran principal (8) et le volet auxiliaire (Il), et la girouette (2), est constituée d'une barre pilote (6) reliée d'une part à la girouette (2) par un jeu de tringles de commande (4, 5) aboutissant à l'une des extrémités de la barre pilote (6) et reliée, d'autre part, aux barres (7, 10) du safran principal (8) et du volet auxiliaire (11) par des biellettes de liaison (9, 12). 30) Dispositif de pilotage automatique conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les biellettes de liaison (9, 12),reliant la barre pilote (6) aux barres du safran principal (8) et du volet auxiliaire (11), sont réglables. 40) Dispositif de pilotage automatique conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les points d'articulation des biellettes de liaison (9, 12) sont montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières. 50) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication 4 précédente, caractérisé en ce que les curseurs sont pourvus d'organes de blocage tels que des vis à molette, des cames à excentriques ou autres. 60) Dispositif de pilotage automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce que la commande de direction du dispositif 1 est proportionnelle à la différence entre l'angle de déviation du navire par rapport à son cap et l'angle d'orientation du safran principal (8) destiné à compenser cette erreur de cap. 70) Dispositif de pilotage automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 précédentes, caractérisé en ce. que l'ensemble formé par le safran principal (8) et le volet (11), est autostable. 8 ) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication I, caractérisé en ce que la girouette (2) est pourvue d'un dispositif d'orientation (3) de la tête de girouette par rapport au vent permettant de régler le cap du navire