Brevet FR2445267A1 — publié le 19800725

Exposé : L'action humaine sur le levier de commande dtincidence de la voilure et lWt! levier commande de l'arbre à cales permet d'obtenir des poussées propulsives très supérieures à celles des voiles classiques et de porter la finesse au niveau des meilleures ailes d'avions ou de planeurs. L'intérêt qui en découle pour la propulsion d'engins maritimes ou terrestres par la force durent, résulte dans une économie considérable de matières, d'accastillage et de surface exposée, ainsi que d'efforts humains, gracie à la douceur des commandes. La disposition des cam es de commande et le choix des pointa d'articulation utilisés dans cette cinématique assurent la rigidité des profila d'ailes obtenus dans les différentes utilisations de fonctionnement. L'asseisselllent de cette cinématique pourra également être obtenue par des dispositifs mécaniques, électro-magnétiques, hydrauliques ou pneumatiques, Principales applications L'invention peut être utilisée pour la propulsion des navires, des véhicules terrestres, ainsi qu'en aviation légère. Le but de la présente invention est d'augmenter senstiblexent les performances des engins utilisant la force propulsive du vent par amélioration des qualités aérodynamiques par comparaison aux voilures clas- siques existantes. La poussée utile résultante peut se situer à 3 fois et la finesse à 10 fois, celle des voilures actuelles. Un tel dispositif peut être utilisé avec ou sans haubannage. L'avantage décisif sur la tratnée réside dans le fait que la ciné mastique et les moyens de commande de variation des profils se trouvent enfermés dans l'intérieur de l'épaisseur du propulseur. Etat des techniques dans le secteur considéré On trouve en 1934 à CASABLANCA une voile épaisse fabriquée par Mr. Michel MINEO et adaptée sur un bateau de compétition. Cette voilure a vait de bons résultats mais comportait de nombreux agrès extérieurs, d'une extrême complication qui provoquaient des tramées parasites inacceptables. Actuellement, nous constatons que des voilures rigides, profil biconvexe fixe et irréversible ont été adoptées par certains chercheurs afin d'obtenir les plus grandes vitesses possibles sur terre ou sur l'eau mais ces voilures ne disposent d'aucun moyen de réglage de courbure et ne peuvent être utilisées que dans des catalogues extrêrerent réduits d'allure de marche. Aucune de ces voilures ne peut être affalée à l'arrêt de l'engin et leur mise en place, montage, démontage et remise, les rend isproprs à l'utilisation courante. D F S C R I P T I Le présent dispositif, outre l'augmentation considérable de rendement aérodynamique obtenu par la modulation et la réversibilité des natures de profils, permet d'éviter les inconvénients cités plus haut. En effet, les trainées parasites consecutives aux agrées extérieurs se trouvent ef- facés et la voilure une fois affalée peut être transportée et remisée par les voies les plus commodes. Les moyens mis en oeuvreopour arriver à ce résultat, consistent ci des dispositifs mécaniques pour transformer un profil épais biconvexe (dont l'intrados symétrique à l'extrados) en profil épais 'asymétrique dont l'intrados puisse passer d'une cambrure nulle (profil plat) à une cambrure négative (profil creux). Pendant le même tempos, l'extrados devait subir des cambrures de plus en plus accentuées et wrollaires aux variations d'intrados. Ces variations corollaires des cambrures intrados et extrados devaient se reproduire d'une façon homothétique depuis la première nervure de la base jusqu'au sommet. I1 a donc été prévu de disposer tout du long de l'allongement de l'aile et à l'intérieur de celle-ci un ensemble col- portant i) un mat de section rectangulaire qui commande l'incidence de la voile 2) un arbre à caries qui commande les cambrures et qui sert également de point d'axe de rotation de l'ensemble de la voilure. (axe x.y). Compte tenu d'un choix de matériaux simples à approvisionner et à mettre en oeuvre en atelier, et nonobstant les possibilités offertes par les technologies les plus avancées comme moyens d'asservissement et de télécommande, la cinénatique et la structure se composent comme ci-des- sous définis - 1 mât A de section telle qu'on puisse y faire glisser des coulisseaux "B". Ce hPit provoque l'incidence de l'aile. - des coulisseaux B taillés pour coulisser sur un mat A. Les coulisseaux B sont solidaires des mouvements de rotation du mat A, lequel pivote en mouvement cycloïdal autour d'un axe X-Y, qui est en meme temps celui d'un arbre à cames D de section angulaire. Loe coulisseaux B sont percés d'un trou rond au travers duquel peut passer l'arbre à cames de section angulaire. Les coulisseaux B servent à la fixation des nervures rigidifiant chaque face du profil. Les coulisseaux B servent aussi à hisser et affaler la voilure en sens vertical et à en assurer la disposition longitudinale par rapport à l'axe général X-Y de pivotement. Les coulisseaux B servent à maintenir l'emplacement de hauteur vertical des cames C entre leurs mâchoires. - I arbre à tames D de section atigulaire, de longueur sensiblement égale à celle du mat A. Cet arbre a cimes passe à travers les trous ronds des coulisseaux B, et a section angulaire assure le clavetage de rotation des cames C. - de cames C percées d'un trou angulaire correspondant à la section de profil de l'arbre à cames D, permettant de transmettre tout mouvement circultlile de l'arbre à cames D à une cint-atique de tringlerie, de cfi- hles E, ou tous autres dispositifs assurant la variation de courbure des profil i les cames C, enfermées dans les mâchoires des coulisseaux B, sont solidaires de ceux-ci dans leurs déplacements verticaux de hissage et d'affalage. Les c1racte;ristiques dimensionnelles de ces cames C, compte tenu de la cinématique en fonction, ont été préalablei-nt déterminées et choisies pour assurer à la tringlerie E (ou à ses succédanés) des longueurs fixes et des tensions constantes. ainsi peut-on obtenir une rigidité obéissante dans la variation des profils obtenus. - de biellettes F, qui se subdivisent en biellettes Fl, biellettes F2, biellettes F3 et F4. Toutes ces biellettes sont destinées à assurer le maintien et l'écar tombent des nervures G dans les fonctions qu'on leur désigne. Elles sont articulées sur ces nervures G par des rotules suivant figure, ou tout autre moyen permettant leur pivotement. PL.II-8 11-8. tes mouve11ents de ces biellettes sont commandés par l'action conjuguée de rotation du mât A et de l'arbre à cames D qui agissent par l'intermédiaire de la tringlerie ou câblerie E. Biellette FI : Conjuguée à la biellette F4, elle permet le blocage d'intrados des profils plats et creux dans la partie la plus proche du mât. Biellettes F2 : Ce sont de simples entretoises d'écartement entre nervures G. Elles peuvent servir, sur profils de grande profondeur, à augmenter la rigidité dans la courbure choisie, par commande complémentaire. Biellettes F3 : (proches du bord de fuite). Elles sont les points d'ancrage de la commande de tringlerie ou câblerie E. Biellettes F4 : Conjuguées aux biellettes F1, mais de débattement réduit par un réglage de coulissement limité, comme décrit sur fig. elles obligent à un blocage relatif d'intrados des profils dans leur partie antérieure. - de tringlerie E, de câblerie ou de toute cinénatique destinée à transmettre les mouvements circulaires du mât A et de l'arbre à cames D aux biellettes F3. es éléments, de longueurs fixes, travaillent par traction et demeurent toujours tendus. - i revêtement H à double face, intrados et extrados (étant hien convenu que ces notions sont réciproques de par la réversibilité de l'appareil). Ce revêtement est constitué d'un film souple, de textile tissé ou toute autre matière permettant le repliage en zig-zag, de nervure en nersure. Ce revêtement comprend les couloirs nécessaires au positionnement des nervures. Il permet de hisser ou d'affaler le propulseur par les mo- yens convenables. - 2 leviers I et J assurent : l'un I la commande d'incidence de la voilure l'autre J la commande de courbure des profils. Quand le levier J est en position tloquée neutre, la commande d' in- cidence par le levier I suffit à assurer la variation des profils et leur inversion dans le cas de navigation ordinaire. Le levier J de courbure n'est donc plus utilisé que - soit pour rendre la voilure libre en "girouette"; - soit pour des retouches dans es plages particulières de navigation. R E V E N D I-C A T I O N S 1) Voilure à profil variable, réversible, affalable, caractérisée en çe qu'elle est constituée par un mât longeron "A" muni de nervu res "G" perpendiculaires à l'axe de ce longeronj Ces nervures "G" sont constituées de lattes flexibles auxquelles on peut imposer des déformations par un système de bielles F commandables par des cames placées au voisinage du longeron et mues par un arbre à cames "D" en liaison avec le longeron "A" par des coulisseaux llEw qui permettent le hissage et ltaffalage de la voilure. 2) Voilure selon la revendication (1) caractérisée en ce que la défor mation des lattes de nervures est obtenue par une came "C" agissant par des tirants 'tE" sur les biellettes "F3" et d'autre part un sys tème de biellettes "F1" et "F4" lié aux coulisseaux "B" permettant d'obtenir par un glissement limité des ancrages un blocage de latte d'intrados selon un profil sensiblement plat au voisinage du lon geron "B". Voilure selon la revendication (2) caractérisée en ce quelle comporte des biellettes "F2" d'écartement indépendantes du système de commande de profil 4) Voilure selon l'une des renvendications précédentes caracté- risée en ce qué les nervures (PL 11-8) sont liées à des coulisseaux "B" dont le glissement sur le longeron "A" permet d'affaler la voi lure sans modification de la forme des nervurast L'affalage de la voilure dans ce système peut être total ou partiel0 5) Voilure selon l'une des revendications précédentes caractéri sée d'une part en ce que l'arbre à cames "D" commandant les varia tions de profils des nervures peut tourner autour d'un axe x-y. - Cette rotation est assurée par un système "J" qu'on peut bloquer en toute position choisie, Et d'autre part en ce que le longeron "A" est orienté par rapport à l'arbre à cames "D" par un système "I" lié de préférence à un coulisseau situé à la partie inférieure de la voilure et assurant le mouvement cycloïdal du longeron autour de l'axe "x - y"