Brevet FR2454959A1 — publié le 19801121

La présente invention concerne un dispositif de voilure à profil dit épais, qui peut être utilisé pour la propulsion de voiliers,de multicoques,de planches à voile, ainsi que pour la sustentation d'engins volants tels que ceux du genre à aile "delta". Bien que le développement des engins de navigation devienne de plus en plus poussé grâce aux progrès importants de la technologie et à l'utilisation de sources d'énergie variées,dans le domaine de la navigation de plaisance,en particulier,on cherche toujours actuellement à perfectionner la propulsion d'engins qui utilisent au mieux la seule énergie du vent par une meilleure approche des problèmes techniques et une meilleure adaptation des matériaux disponibles. On est ainsi parvenu à repousser le seuil de la vitesse maximum d'un engin tout en réduisant son coût de fabrication. Dans le cas des engins de plaisance utilisés individuellement,tels que des planches à voile, des dériveurs légers ou des engins volants tels que ceux du genre à aile "delta", il est tout particulièrement intéressant de pouvoir augmenter la vitesse tout en réduisant les coûts de fabrication. Des moyens ont permis de perfectionner de tels engins en réalisant, dans le cas d'une planche à voile par exemple,une surface portante hydrodynamique telle que sa portance ou force de sustentation augmente avec la vitesse. L'utilisation de voilures à profil dit mince a contribué également à perfectionner ce type d'engin. Ces voilures ont en effet l'avantage de faire diminuer le coût par une réduction de matériau de construction et donc de diminuer le poids total de l'engin et de le rendre plus maniable. Cependant,on a pu constater que l'utilisation des voilures à profil dit mince limitait les performances de l'engin et donnait lieu à des battements du tissu employé. Au contraire,l'utilisation d'un profil dit épais dans la fabrication des voilures donne un rendement aérodynamique bien supérieur à celui obtenu avec le profil mince,malgré l'augmentation de poids de l'engin qui en résulte. Le profil épais permet en effet une meilleure utilisation de l'effort du vent,et évite les déperditions qui se produisent avec un profil mince,en raison en particulier des problèmes de sustentation face au vent. Un objet de la présente invention est un dispositif grâce auquel on améliore la vitesse maximum d'un engin tel qu'un voilier, une planche à voile ou un engin volant genre à aile "delta". Un autre objet de l'invention est un dispositif permettant de réduire les effets de défauts de sustentation. Un autre objet de l'invention est un dispositif qui améliore les performances d'engins monoplaces ou manoeuvrés individuellement, genre voilier, planche à voile ou à aile "delta", en assurant une bonne maniabilité de l'engin. La présente invention concerne donc un dispositif de voilure, à profil dit épais, comportant un axe de fixation de la voilure déterminant un bord d'attaque de celle-ci, du côté dudit axe, et, à l'opposé, un bord de fuite maintenu sous tension, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de nervures dont la forme correspond à celle dudit profil et qui s'étendent à partir du bord d'attaque jusqu'au bord de fuite, une enveloppe sensiblement étanche à l'air, rendue solidaire de l'ensemble des nervures suivant ledit profil et fixée audit axe du côté du bord d'attaque de la voilure, ladite enveloppe étant gonflée à son profil optimum soit avant utilisation soit pendant l'utilisation, dans ce dernier cas l'enveloppe présentant au moins une ouverture d'entrée d'air le long du bord d'attaque. L'invention peut également présenter les caractéristiques suivantes considérées isolement ou selon leurs combinaisons techniquement possibles - l'enveloppe est une pièce de tissu ou de matière plastique telle qu'une matière polyvinylique, permettant l'obtention d'une voilure gonflable, - l'axe de fixation est l'axe d'un mât qui comprend des moyens de fixation de l'enveloppe sur sa face avant, la ou les ouvertures d'entrée d'air étant situées de part et d'autre de la face avant du mât et déterminant un secteur selon un angle de 300 maximum, - un levier de manoeuvre,coflandant la rotation du mât, permet de modifier complémentairement la forme, l'épaisseur relative et la courbure générale du profil, - le mât et le bord d'attaque forment une seule pièce en un profilé en alliage léger, comportant au moins une ouverture d' entrée d'air. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 est un exemple de réalisation d'un dispositif de voilure selon l'invention, destiné à une planche à voile comportan un mât, les figures lb et le représentant des détails de la figure 1; Figs. 2 et 3 illustrent un autre exemple de réalisation d'un dispositif de voilure selon l'invention, à partir d'un profilé servant à la fois de mât et de bord d'attaque, la figure 2 étant une vue de face et la figure 3 une section horizontale selon la ligne III-III de figure 2. Fig. 4 est une perspective avec arrachement partiel d'une voilure gonflable pour planche à voile. La figure 1 représente schématiquement une voilure 10 destinée à une planche à voile, manoeuvrée par un "wish-bone" de façon habituelle. La voilure est enverguée du côté de son bord d'attaque 12 sur un mât 11 et son bord de fuite 13 est maintenu sous tension en 14 par l'intermédiaire d'une écoute (non représentée) le reliant au wish-bone. Le profil a ainsi une forme initiale prédéterminée qui peut être améliorée selon les conditions de l'air pénétrant par des orifices du bord d'attaque selon la présente invention. La figure lb est une vue de détail en perspective illustrant la présente invention. Un ensemble de nervures 20 sont formées dans une première pièce de tissu et coupées suivant le profil de la voilure 10 de forme prédéterminée, par exemple biconvexe symétrique. Une seconde pièce de tissu servant d'enveloppe 22 est collée ou cousue sur chaque nervure en 21, et fixée ou ralinguée sur la face avant du mât ll par des moyens 23. Selon l'invention, l'enveloppe 22 est ajourée, en 24 des figures 1 et lb, dans un secteur du bord d'attaque 12 selon un angle de 300 maximum de part et d'autre de la corde du profil. Les autres parties de l'enveloppe 22 doivent être étanches dans la mesure du possible et, en tout cas, les pertes doivent être inférieures à la quantité d'air admise par les ouvertures 24 du bord d'attaque. On obtient ainsi une surpression interne de la voilure, qui augmente la rigidité du profil et supprime également les battements du tissu nuisibles au bon écoulement de l'air. Selon les conditions de vent, il est possible de modifier la forme du profil, son épaisseur relative et sa courbure générale. Pour cela, on peut jouer sur la différence de tension entre l'intrados et l'extrados de la voilure des figures 1 et lb, selon la présente invention, en manoeuvrant latéralement un levier 25, figure lc, qui commande le pivotement du mât 11. Ce levier 25, tiré au vent, aplatit l'intrados, l'extrados se détend et s'arrondit dans les limites permises par les nervures 20. De préférence, on taillera les nervures 20 dans un tissu non laminé, souple, et qui se déforme latéralement. D'autre part, en faisant varier la traction de l'écoute sur le bord de fuite en 14, on modifie la courbure du profil. Cette possibilité peut s'ajouter à la précédente pour faire varier la forme, l'épaisseur et la courbure du profil de la voilure de la façon la plus efficace possible en fonction des conditions de vent. Les figures 2 et 3 représentent un autre exemple de réalisation d'une voilure à profil épais selon la présente invention, dans lequel un profilé 31 sert à la fois de mât et de bord d'attaque. Ce profilé peut etre réalisé par exemple en un alliage léger d'aluminium, tel qu'un alliage aluminium-magnésium de type AG4. Ce profil comporte des ouvertures 34 à certains niveaux de sa hauteur. Le reste du profil est réalisé soit en tissu, soit en matière plastique (type vinylique3 et ralingué dans deux gorges 26 du profilé 31 (figure 3). Par ailleurs, la constitution de la voilure est la même qu'à la figure 1. Le mode de réalisation représenté à la Figure 4 illustre une voilure gonflable pour planche à voile. La voilure est réalisée en un matériau étanche non rigide; le gonflage selon l'invention fournit une voilure épaisse et relativement rigide. L'enveloppe de la voilure est par exemple en une matière plastique telle qu'un tissu vinylique. Au dessin, la voilure 50 est composée de trois compartiments séparés, 51, 52 et 53 (voir arrachement partiel) formés entre l'enveloppe 54 et les longerons 55. Les compartiments 51, 52, 53 peuvent être gonflés par des valves respectives 56, 57, 58 à des pressions différentes, afin d'obtenir la courbure optimale du profil. Dans l'exemple représenté, la voilure 50 pour planche à voile est fixée au flotteur (non représenté) par une rotule 59 conventionnelle. Des poignées 60, 61 permettent la manoeuvre de la voilure. Des poignées similaires se trouvent également sur l'autre face. Le mode de réalisation représenté à la figure 4 implique l'utilisation de longerons 55 assurant l'étanchéité à l'air des divers compartiments. Le mat des figures 1 à 3 est ainsi supprimé. Le compartiment 51 correspondant au bord d'attaque est de préférence gonflé à une pression supérieure à celle des autres compartiments. Les évents des figures 1 à 3 situés près du bord d'attaque sont également supprimés. L'utilisation des poignées (60, 61 sur une face) dans le cas d'une planche à voile permet d'éviter le wish-bone, étant donné que le positionnement et le nombre de ces poignées, convenablement réparties, permettent de courber le profil de la voilure 50. L'invention n'est pas limitée par les exemples de réalisation précédents. On peut en effet lui apporter des variantes, sans sortir de son cadre, dès lors qu on utilise une voilure à profil épais comportant une enveloppe sensiblement étanche à l'air comportant des zones d'entrée d'air situées au voisinage du bord d'attaque, ou une enveloppe capable d'etre gonflée préalablement. R.EVEDT I3NS 1. Dispositif de voilure, à profil dit épais, emportant un axe de fixation de la voilure déterminant un bord d'attaque de celle-ci, du côté dudit axe, et, à l'opposé, un bord de fuite maintenu sous tension, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de nervures dont la forme correspond à celle dudit profil et qui s'étendent à partir du bord d'attaque jusqu'au bord de fuite, une enveloppe sensiblement étanche à l'air, rendue solidaire de l'ensemble des nervures suivant ledit profil et fixée audit axe du côté du bord d'attaque de la voilure, ladite enveloppe étant gonflée à son profil optimum soit avant utilisation soit pendant l'utilisation, dans ce dernier cas l'enveloppe présentant au moins une ouverture d'entrée d'air le long du bord d'attaque. 2. Dispositif de voilure selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'enveloppe est une pièce de tissu ou de matière plastique telle qu'unie matière polyvinylique, permettant l'obten- tion d'une voilure gonflable. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de fixation est l'axe d'un mât qui comprend des moyens de fixation de l'enveloppe sur sa face avant, la ou les ouvertures d'entrée d'air étant situées de part et d'autre de la face avant du mât et déterminant un secteur selon un angle de 30 maximum. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un levier de manoeuvre, commandant la rotation du mat, en vue de modifier complémentairement la forme, l'épaisseur relative et la courbure générale du profil. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mat et le bord d'attaque forment une seule pièce en un profilé en alliage léger, comportant au moins une ouverture d'entrée d'air. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la voilure comporte des compartiments séparés par des longerons et pouvant être gonflés individuellement par des valves, le cas chéant à des pressions différentes, pour obtenir la courbure optimale du profil. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des poignées fixées, par exemple collées, sur chaque face de la voilure permettent de manoeuvrer celle-ci et de courber son profil.