Brevet FR2458453A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne les voiliers, ou tous autres véhicules, propulsés par des plans rigides en lieu et place d'une voilure classique. Cette voilure se compose d'un ou de plusieurs de ces plans rigides, aérodynamiques, ayant une certaine épaisseur, solidaires entre eux, s'orientant autour d'un axe vertical. Ces plans rigides, ressemblant à des ailes d'avion, doivent avoir un profil symétrique, parce qu'ils doivent avoir la même portance quelle que soit la face qui reçoit le vent. Ils peuvent être équipés, ou non, de dispositifs hyper-sustentateurs. Les avantages de ce type de voilure sont nombreux. Principalement à surface égale : le rendement aérodynamique d'une aile est bien meilleur que celui d'une voilure classique. Cet ensemble est plus homogène, plus solide, réclame moins d'entretien, dure plus longtemps qu'une voilure classique. Cette liaison était assurée, dans les différentes réalisations précédentes, par un pivot, il permettait l'orientation de cette voilure autour de son axe vertical. Mais ce pivot était aussi chargé de maintenir cette voilure en place, de transmettre tous les efforts appliqués sur cette voilure à la coque. Ce type de voilure étant constitué généralement de plusieurs plans verticaux, parallèles, il est impossible de la maintenir en place à l'aide d'un haubanage, car celui-ci empêche la libre rotation de cette voilure. Les différents concepteurs de ces réalisations ont donc tous compté sur la solidité de ce pivot pour maintenir en place cette voilure, et il s'avère difficile, voire impossible de réaliser un pivot suffisamment solide. D'autres ont placé une aile dans l'axe du bateau, maintenue en place par un gréément classique, c 'est-à-dire avec des haubans, étais, bastaques. Par la nature même de ce haubanage cette aile est limitée en débattements de part et d'autre de l'axe du bateau. Lorsque le réglage de cette voilure l'amène en butée, il y a risque de faire chavirer l'ensemble. Parce que le seul moyen que l'on a pour "réduire" cette voilure, quand la force du vent dans celle-ci atteint ou dépasse le couple de chavirement du bateau, est de diminuer son angle d'incidence pour diminuer sa portance.Donc cette limitation de débattements de l'aile entraine une grosse restriction si le cap du bateau, par rapport au vent, est tel qu'il s'avère impossible de modifier l'incidence de la voilure (aile en butée) pour réduire l'importance de celle-ci, le bateau chavire. Cette invention se propose donc de lier ce type de voilure à la coque d'un bateau, en lui assurant la meilleure tenue possible, sans limiter son débattement. Cette liaison comporte deux articulations distinctes a) Un pivot principal situé à la hauteur du foyer aérodynamique de la voilure qui doit supporter la totalité des efforts appliqués sur cette voilure b) Un rail circulaire fixé par rapport au bateau, sur lequel circulent des galets, galets fixés sur la partie mobile de la voilure. Cet ensemble, rail et galets, sert à maintenir 1 'ensemble de la partie mobile autour de son axe d'orientation. Le pivot principal, sur lequel s'applique la presque totalité des forces, est maintenu en place par un pylône à la base la pluselarge possible. Cette largeur est limitée par l'écartement des ailes, par la largeur du support (coque) et par la fixation des galets inférieurs. Le rail circulaire est fixé le plus bas possible pour qu'il soit le plus loin possible du pivot principal (diminution des efforts appliqués sur le rail). La place la plus logique de ce rail est à plat-pont parce que l'on y trouve de multiples avantages - Distance rail-pivot principal la plus grande possible - Fixation du rail la plus facile - Rail renforcé par la rigidité du pont - Diminution de la hauteur du centre de gravité du gréément. Mais cette fixation du rail à plas-pont peut être empêchée par - Le dégagement nécessaire au-dessus du pont dû aux contraintes d'utilisation du navire - Le dégagement nécessaire dû au passage des fixations des galets avant et arrière. La voilure proprement dite est fixée de part et d'autre de ce gréément. La totalité de la partie mobile de ce type de voilure doit être équilibrée statiquement autour de son axe d'orientation pour diminuer les couples parasites dûs à l'inertie causée par les mouvements de tangage et de roulis du bateau. I1 est impératif, pour que ce type de voilure soit efficace dans une large plage de vitesse de vent, de diminuer le plus possible le couple nécessaire pour modifier 1 'orientation de la voilure, celle-ci étant sous charge aérodynamique. Pour cela il faut - Que le pivot soit étudié en conséquence - Qu'il y ait le moins possible d'efforts appliqués sur les galets inférieurs et que ceux-ci offrent le moins de résistance de roulement possible. Le croquis en annexe schématise ce gréément. La partie fixe sert de support au pivot principal (1) situé à la hauteur du foyer aérodynamique de la voilure. Ce pivot est supporté par un pylône à la base la plus large possible. A une certaine distance de ce pivot vers le bas, distance qui doit être la plus grande possible, est placé un rail circulaire (2) fixe par rapport à la coque. La partie mobile de ce gréément s'articule autour d'un axe passant par le pivot (1) et le centre du rail (2). La partie mobile est composée de deux ailes principales placées de part et d'autre de la partie fixe (3) (4) (En (4) il n'est présenté que l'axe de l'aile dans le but de clarifier le dessin). Ces ailes sont reliées entre elles par une entretoise (5) profilée. Sur cette entretoise est fixée la partie mobile du pivot (1). (6j (7) (8) (9) représentent les galets dirigés par le rail (2) pour maintenir la partie mobile du gréément autour de son axe d'orientation. Il peut être nécessaire de modifier la position de l'axe d'drientation de la voilure par rapport au foyer aérodynamique des ailes, ceci dans le but de diminuer ou d'augmenter l'auto-stabilité de cette voilure pour certaines conditions d'utilisation. En (10) et (11) sont les limites que peut prendre l'axe d'orientation par rapport à la partie mobile. Cette modification de positionnement de l'axe d'orientation peut être effectuée par le déplacement de la fixation du pivot (1) sur l'entretoise (5). L'orientation de cette voilure, par rapport au vent, peut être commandée par différents moyens - par effet de Flettner (Ex. sur les croquis) la voilure principale auto-stable est équipée d'un aileron auxiliaire (12) qui sert à donner l'incidence de cette voilure par rapport au vent grâce à son orientation convenable. La commande de cet aileron peut etre réalisée par un moyen mécanique quelconque, mais il faut impérativement que cette commande puisse être indépendante des changements de position de cette voilure par rapport au bateau. Le réglage de cet aileron peut être asservi à la force du vent, et ou à la position de cette voilure par rapport à l'axe du bateau quand 1 'axe de celle-ci se rapproche de celui de la coque, - par un moyen mécanique agissant de la coque à cette voilure, ayant la même action que celle d'une écoute sur une voile classique, - par un moyen agissant d'un ou de plusieurs chariots au rail. Par exemple ceci peut être réalisé grâce à une roue dentée fixée sur un chariot actionnée manuellement ou par un moteur engrenant dans une crémaillère taillée, ou fi xée sur le rail. Cette voilure peut etre commandée par un ou plusieurs de ces systèmes. Il peut être intéressant si la base permet de multiplier le nombre de ces ailes dans le but d'augmenter la surface de voilure sans remonter le point d'application du couple de chavirement. Si la longueur de la coque le permet on peut placer plusieurs de ces phares (un phare étant 1 'ensemble rail, ailes et leur haubanage) les uns derrière les autres de la même façon que l'on a multiplié les mâts sur les voiliers classiques. REVENDICATIONS 4j0tjn gréément (support, fixation, liaison) d'une voilure composée de plans rigides, épais, aérodynamiques, servant à la propulsion d'un véhicule, en tout ou en partie, caractérisé par le fait qu'il se compose d'une structure à large base, et au sommet de laquelle se trouve le pivot principal de fixation de cette voilure. Z)cUn ut gréément de voilure rigide suivant la revendication I caractérisé en ce que la hauteur du pivot principal de fixation de la voilure soit le plus proche possible de la hauteur du foyer d'application de la portance totale de cette voilure. Un gréément suivant les revendications I et II caractérisé par le fait qu'il possède un rail circulaire, fixé soit sur le pylône de soutènement du pivot central, soit sur le corps même du véhicule, sur lequel glissent, roulent des chariots, des galets de maintien de la voilure. 9 Un véhicule suivant les revendications I et II caractérisé par le fait qu'il a été fixé sur sa voilure des galets, chariots, patins, roulant, circulant, glissant, sur un rail circulaire suivant la revendication III. Le centre de ce rail étant au droit de l'axe de rotation de cette voilure. a Un véhicule équipé d'un gréément suivant les revendications I et II caractérisé par le fait qu'il a été fixé sur sa voilure un rail circulaire s'appuyant sur des galets immobiles par rapport au corps du véhicule, ces galets étant fixés soit sur le corps du véhicule, soit sur le pylône de maintien du pivot, soit sur les deux, pour maintenir cette voilure autour d'un axe judicieusement choisi. 6)Un véhicule suivant les revendications I à V caractérisé par le fait que sa voilure possède un nombre pair de plans rigides, situés en nombre égal, de part et d'autre de l'axe d'orientation de cette voilure et positionnés perpendicu lairement à un plan virtuel passant par l'axe d'orientation de cette voilure. 7)Un véhicule suivant les revendications I à VI caractérisé par le fait que le foyer d'application de tous les efforts aérodynamiques engendré par cette voilure soit le plus proche possible, sinon toujours en arrière, de l'axe d'orientation de cette voilure. pUne voilure et son gréément suivant les revendications I à VII caractérisé par le fait que son angle d'incidence soit maintenu, conservé, soit par une action aérodynamique (Effet dit : de Flettner), soit par un dispositif agissant de la coque sur la voilure, soit par un moyen mécanique agissant au travers du pivot central ou des chariots de maintien, ou plusieurs de ces systèmes. 9 Un véhicule propulsé par plusieurs ensembles voilure - gréément, suivant les revendications I à VIII qui sont tous indépendants les uns des autres.