Brevet FR2458448A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un dispositif de réglage de l'incidence des ailes portantes latérales d'un navire hydroptère notamment d'un voilier. On sait déjà que pour un navire hydroptère il est nécessaire de controler la portance hydrodynamique créée par la circulation de l'eau sur les ailes portantes de manière à maintenir l'attitude et l'altitude du navire au-dessus de la surface. Un moyen commode de contrôler cette portance est de faire varier l'incidence des ailes portantes dans l'écoulement hydrodynamique. Dans le cas d'un navire hydroptère propulsé par l'action du vent sur des voiles, il est de plus nécessaire de maintenir un certain rapport entre la portance verticale des ailes portantes latérales et la composante horizontale de cette portance. De cette manière, il est possible de contrebalancer simultanément le couple de chavirement créé par l'action du vent sur les voiles. Ceci est obtenu par la composante verticale de la portance et la composante de dérive qui est la composante horizontale transversale. De plus, il est souhaitable, qu'en projection sur un plan horizontal, les forces propulsives et de dérive créées par l'action du vent sur les voiles soient colinéaires avec les forces de réaction créées par les ailes portantes, en particulier par celles créées sur l'aile portante sous le vent qui génère l'essentiel des forces hydrodynamiques en jeu, car si elles ne sont pas colinéaires, il y a création d'un couple de giration qui devra être compensé par action sur la barre de direction. La présente invention a donc pour but de créer un dispositif simple et efficace de réglage de l'incidence des ailes portantes latérales d'un navire. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de réglage de l'incidence des ailes portantes latérales d'un navire caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d'orientation agissant sur les ailes portantes pourvu d'au moins un axe horizontal transversal sur lequel les ailes sont montées pivotantes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe horizontal transversal est susceptible de pivoter dans un plan horizontal pour le déplacement longitudinal de l'aile portante, ce mouvement longitudinal de l'aile portante étant combiné au mouvement de rotation de l'aile portante. Ainsi, le dispositif permet d'obtenir une variation d'incidence des ailes portantes et de ce fait de leur portance sans pour autant qu'en projection horizontale la résultante ne coupe la ligne médiane du navire plus en arrière. I1 est possible d'obtenir une variation d'incidence des ailes portantes et de leur portance en combinant le mouvement de rotation des ailes portantes avec le déplacement longitudinal des ailes portantes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe horizontal transversal, autour duquel l'ensemble de l'aile portante est en rotation pour faire varier l'incidence, est placé nettement au dessus du point d'emplanture de l'aile. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme d'orientation des ailes portantes est disposé sur le pont du navire, le prolongement de l'axe horizontal transversal traversant le plan médian du navire à une hauteur située au-dessus du pont du navire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme d'orientation comporte des vérins permettant la mise en rotation et le déplacement longitudinal de l'ensemble des ailes portantes. Enfin, suivant une autre caractéristique de l'invention, le mouvement de rotation de l'axe horizontal transversal commandé au niveau de la coque principale, est transmis à l'ensemble de la structure supportant l'aile portante. La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation du dispositif de réglage représenté schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue de face de l'aile portante en position normale d'-équilibre, - la figure 2 est une vue de face de l'aile portante en position inclinée, - la figure 3 est une vue de dessus de l'aile se déplaçant suivant un mouvement longitudinal, - la figure 4 est une vue de c6té de l'aile portante pourvue du mécanisme d'orientation. Selon la figure 1, l'aile portante 1 présente, par rapport au plan d'eau 2, une position d'équilibre des forces dans un plan transversal Dans cette position d'équilibre, les forces sont constituées par une composante verticale Fv et une composante horizontale Fh. I1 doit exister un certain rapport entre la portance verticale Fv de l'aile portante latérale 1 et la composante horizontale Fh de cette portance de manière à contrebalancer le couple de chavirement créé par l'action du vent sur les voiles. Selon la figure 2, l'aile portante 1 est susceptible de pivoter autour de l'axe de rotation AA', afin de régler oude faire varier l'incidence de cette aile. La rotation s'effectue dans un plan transversal à l'axe longitudinal de l'aile. Selon cette figure, l'aile portante 1 est représentée suivant une inclinaison représentée en projection sur un plan transversal. Le plan 3 de l'aile portante est incliné suivant un angle proche de 45 par rapport à la verticale. Les forces découlant de cette position inclinée sont constituées de la composante verticale Fv et une composante horizontale Fh dont la résultante est la force Fr. Le rapport existant entre la composante verticale Fv et la composante horizontale Fh permet de contrebalancer le couple de chavirement créé par l'action du vent sur les voiles. Ce rapport doit obligatoirement exister dans le cas d'un navire hydroptère propulsé par l'action du vent sur des voiles. L'inclinaison suivant un angle relativement proche de 450 par rapport à la verticale permet d'obtenir un rapport correct entre la composante de portance Fv et la composante anti-dérive Fh. Selon la figure 3, les ailes portantes 1 du navire sont susceptibles également d'être déplacées longitudinalement. Ce mouvement de déplacement longitudinal est combiné avec la variation d'incidence. En effet, il est souhaitable qu'en projection sur un plan horizontal, tel que représenté dans cette figure, les forces de propulsion et de dérive Fv, créées par l'action du vent sur les voiles soient colinéaires avec les forces de réaction Fr créées par les ailes portantes Plus particulièrement, il convient que ces forces de propulsion et de dérive Fv soient colinéaires avec les forces crées sur l'aile portante sus le vent qui génère l'essentiel des forces hydrodynamiques en jeu, car si elles ne sont pas colinéaires, il y a création d'un couple de giration qui doit être compensé par action sur la barre de direction. I1 est possible d'imaginer obtenir la variation des forces de propulsion et de dérive en faisant varier ù l'incidence de l'aile par rotation autour d'un axe situé dans un plan transversal et incliné sur la verticale du même ordre. Cette solution présente de grosses difficultés de réalisation en raison des efforts de flexion considérables qi s'exercent sur un tel axe. De plus, il n'est pas possible de satisfaire à l'exigence suivant laquelle les forces de propulsion et de dérive doivent être colinéaires avec les forces de réaction créées par les ailes portantes. En effet, une augmentation par exemple de l'incidence de l'aile 1 créée outre une augmentation de la portance, une rotation vers l'arrière de la force résultante.Ainsi, en projection horizontale, cette force résultante couperait l'axe de la coque centrale en un point situé plus en arrière, sans pour autant que la force résultante des forces aérodynamiques sur les voiles se soit déplacée, d'où l'apparition d'une composante de giration qui doit être compensée par une action sur la barre si cette composante de giration n'est pas trop importante Selon la présente et conformément aux figures 1 à 3, l'aile 1 est susceptible d'être mise en rotation autour de l'axe AA' pour faire varier l'incidence des ailes porteuses. De plus, l'aile porteuse 1 est susceptible de se mouvoir suivant un déplacement longitudinal ; le déplacement longitudinal de l'aile portante est combiné avec le mouvement de rotation de l'aile autour de l'axe transversal horizontal AA'. La présente invention permet donc d'obtenir une variation d'incidence des ailes portantes et donc de leur portance sans pour autant qu'en projection horizontale, la résultante ne coupe la ligne médiane du navire plus en arrière. Cette propriété est obtenue en assortissant la variation d'incidence d'un déplacement longitudinal du plan portant vers l'avant pour une augmentation d'incidence, vers l'arrière dans le cas contraire. Selon la figure 4, la combinaison mécanique pour le réglage de l'incidence des ailes portantes est réalisée à l'aide du dispositif de réglage 4 Ce dispositif comporte un mécanisme d'orientation agissant sur les ailes portantes 1. Ce mécanisme est pourvu d'un axe horizontal transversal sur lequel les ailes portantes sont montées pivotantes Laaxe horizontal transversal autour duquel l'ensemble de l'aile portante est en rotation pour faire varier l'incidence, est placé nettement au dessus du point d'emplanture de l'aile. En outre, le mécanisme d'orientation des ailes portantes est disposé sur le pont du navire, le prolongement de l'axe horizontal transversal traversant le plan médian du navire à une hauteur située au-dessus du pont du navire. Le mécanisme d'orientation comporte, en outre, des vérins 5 permettant la mise en rotation et le déplacement longitudinal de lgensemble des ailes portantes. Enfin, le mouvement de rotation de l'axe horizontal transversal, commandé au niveau de la coque principale, est transmis à l'ensemble de la structure supportant les ailes portantes. Le dispositif de réglage est réalisé mécaniquement de façon très simple en adoptant comme axe de rotation de l'aile portante 1, un axe horizontal transversal situé bien au dessus de la surface de contact de l'aile portante avec l'eau. Suivant cette disposition, une rotation d'un angle donnée de l'aile portante 1 autour de l'axe AA' se traduit, d'une part, par une variation d'incidence voisine pour une inclinaison du plan de l'aile 1 d'environ 45 par rapport à la verticale, et d'autre part, par un déplacement longitudinal de la fraction utile de l'aile 1, déplacement proportionnel à cet angle et à la hauteur de l'axe au dessus de l'élément liquide. Conformément à l'invention, l'axe théorique transversal horizontal coupant le plan médian du navire à une hauteur convenable au dessus du point du navire permet de placer commodément le mécanisme d'orientation sur le pont de la coque centrale du navire au lieu de le placer à proximité du point d'emplanture de l'aile portante sur la structure du navire. REVENDICATIONS 10) Dispositif de réglage de l'incidence des ailes portantes latérales d'un navire, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d'orientation agissant sur les ailes portantes pourvu d'au moins un axe horizontal transversal sur lequel les ailes sont montées pivotantes. 20) Dispositif de réglage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe horizontal transversal est susceptible de pivoter dans un plan horizontal pour le déplacement longitudinal de l'aile portante, ce mouvement longidutinal de l'aile portante étant combiné au mouvements de rotation de l'aile portante. 30 > Dispositif de réglage conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'axe horizontal transversal autour duquel l'ensemble de l'aile portante est en rotation pour faire varier l'incidence, est placé nettement au dessus du point d'emplanture de l'aile. 4 ) Dispositif de réglage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'orientation des ailes portantes est disposé sur le pont du navire, le prolongement de l'axe horizontal transversal traversant le plan médian du navire à une hauteur située au dessus du pont du navire. 50) Dispositif de réglage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'orientation comporte des vérins permettant la mise en rotation et le déplacement longitudinal de l'ensemble des ailes portantes. 60) Dispositif de réglage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, précédentes, caractérisé en ce que le mouvement de rotation de l'axe horizontal transversal, commandé au niveau de la coque principale, est transmis à l'ensemble de la structure supportant l'aile portante