Brevet FR2451313A1 — publié le 19801010

L'invention a pour objet un dispositif de sustentation nautique. Dans le domaine du nautisme, on a proposé depuis quelques années d'utiliser des ailerons, le plus souvent dénommésafoilsf' Lesrfoilssont des des éléments plats, habituellement en forme de patins ou d'ailerons, qui sont fixés sous des engins nautiques. Du fait du déplacement de l'engin par rapport à l'eau, ils développent une force verticale tendant à soulever la coque ou flotteur. Il en résulte une condition favorable à la progression et une vitesse accrue. On a cependant constaté que, par l'utilisation deê foils, il se produit souvent une diminution brusque de la sustentation, avec les conséquences fâcheuses, et quelquefois catastrophiques qui en résultent : chute brutale de la coque ou flotteur, cabré, etc. L'invention a pour objet un dispositif de sustentation dépourvu de cet inconvénient. I1 est constitué essentiellement par un disque monté à rotation et dont la configuration est telle qu'il.est mis en rotation du fait même de son déplacement par rapport à l'eau, la position du disque par rapport à l'eau étant telle que, par réaction, il naît une force de sustentation pour le bateau équipé d'un tel disque. I1 a été constaté que cette force de sustentation subsiste dans les diverses conditions de navigation, aussi longtemps que le disque est partiellement plongé dans l'eau, et cela meme pour de grandes vitesses de déplacement du bateau. I1 est à penser que, par composition du mouvement d'avance du bateau avec le mouvement de rotation du disque autour de son axe, la vitesse relative de l'eau et des éléments constitutifs du disque reste toujours inférieure à celle pour laquelle il y aurait décollement de la couche limite, ce qui correspond à la vitesse critique. Selon une forme de réalisation avantageuse, le disque comporte un pourtour dentelé, un seul bord d'une dent étant radial sur toute sa longueur,et le disque étant monté de manière que l'eau, lors du déplacement du bateau, aborde la dent sur son autre bord. La dentelure est avantageusement obtenue en constituant le disque par une succession de pales rayonnantes se détachant d'une partie centrale. Un bord de pale est radial jusqu'à son extrémité tandis que l'autre, d'abord radial, s'écarte du rayon pour son raccordement au premier bord. Le raccordement est de préférence une courbe qui part tangentiellement de la partie radiale dont elle se détache et qui, à son extrémité opposée, forme un angle aigu avec l'autre bord de la pale, radial sur toute sa longueur. Selon un mode d'exécution, la pale est d'épaisseur constante et le disque est ainsi fait à partir d'un flasque ou plaque à deux faces planes. Selon un autre mode d'exécution, chaque pale a un profil analogue à celui d'une aile avec un bord d'attaque arrondi en section transversale et un bord de fuite mince. Un tel mode d'exécution est favorable à la flottaison. La portance développée par le dispositif de sustentation, qui est un disque plat, dépend de l'inclinaison de son axe de rotation par rapport à la perpendiculaire à la direction d'avance du bateau, ou pincement. Dès que le disque devient porteur, les actions hydrodynamiques s'exerçant sur ses pales le mettent en rotation, la vitesse de rotation augmentant au fur et à mesure que croît la vitesse de l'engin ou bateau. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé à la manière d'unhfoilDou aileron classique. La dimension et le montage sont choisis pour que le dispositif reste au moins partiellement immergé lorsque le bateau qu'il équipe atteint sa vitesse maximale. Sur un bateau ou engin sont avantageusement montés deux dispositifs selon l'invention dont les plans moyens des disques font un angle de 450 avec le plan horizontal passant par leurs axes de rotation. L'engin peut comprendre des moyens pour commander à distance l'inclinaison des disques. L'engin peut être muni d'un couple de dispositifs placés dans un plan transversal. Dans certains cas, une inclinaison différente des axes de deux disques placé; dans un même plan transversal est prévue. Dans une autre réalisation, le bateau est équipé de plusieurs couples de dispositifs disposés dans plusieurs plans transversaux. L'invention prévoit également l'application d'un tel dispositif pour commander outcontrlerfla direction du bateau. Le plan du disque est alors sans angle de pincement et le disque peut meme être disposé verticalement. On dispose ainsi d'un moyen pour diriger des engins se déplaçant à grande vitesse, comme les hors-bords, ce qui ne pouvait être obtenu jusqu'ici au-deld d'une certaine vitesse. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure I est une vue de face d'un dispositif de sustentation selon l'invention; la figure 2 en est une vue par la tranche; la figure 3 est une vue partielle de l'autre face du disque; la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale d'un engin muni d'un couple de dispositifs; la figure 5 est une vue schématique en plan d'un engin muni de plusieurs couples de dispositifs; la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif de disque; la figure 7 est une vue frontale partielle d'un tel dispositif la figure 8 est une vue schématique correspondante en coupe transversale. Le dispositif selon l'invention est constitué à partir d'une plaque circulaire ou disque 11 (figure 1), relativement mince, en métal résistant à l'action de l'eau (y compris l'eau de mer). Cette plaque est découpée de manière à former des pales 12 se détachant d'un noyau central 13, non découpé. La découpe définit pour chaque pale un bord 14 radial depuis l'extrémité 15, où la pale se détache du noyau 13, jusqu 'à l'extrémité opposée 16. Le bord 14 est ainsi rectiligne. Le second bord 17 d'une pale 12 comprend une première partie 18, également radiale depuis l'extrémité 19 où la pale se détache du noyau 13 mais seulement jusqu'à un point 21 à partir duquel le bord 17 se poursuit par une partie incurvée 22, convexe jusqu'à l'extrémité externe 23 d'intersection avec le premier bord 14. De bons résultats ont été obtenus avec un disque dont l'épaisseur, uniforme, est de 3 mm et découpé en 27 pales. Le diamètre du disque est de 30 cm et le diamètre du noyau de 10 cm. Pour son montage à rotation, le disque 11 est percé en son centre d'un trou circulaire 24 correspondant à la bague intérieure 25 (figure 3) d'un palier à billes 26 dont la bague extérieure 27 est maintenue par des pattes 28, -dans l'exemple au nombre de trois-, fixées par rivetage sur une face 29 du disque 11. Deux tels dispositifs 31 et 32 (figure 4) sont portés par des bras 33 et 34 solidaires d'une coque ou flotteur C et immergés de manière qu'au repos les axes de rotation 35 et 36 soient sensiblement au niveau de l'eau (schématisé par le plan H) et que les centres de rotation des disques restent au-dessus du niveau de l'eau. Les plans des disques 31 et 32 ne sont pas parallèles à l'axe longitudinal de la coque ou flotteur mais légèrement inclinés de manière que le mouvement relatif du bateau et de l'eau ait une action hydrodynamique sur les pales dont la composante verticale est dirigée vers le haut. Ces actions hydrodynamiques mettent en outre les disques en rotation dans le sens montré par la flèche fl de la figure 1, lorsque le bateau progresse dans le sens montré par la flèche F. Le disque est ainsi mis, par sa configuration même, en autorotation par son déplacement dans l'eau. En conséquence, la différence de vitesse entre le déplacement relatif de l'eau et la surface du disque s'auto-équilibre pour rester dans une gamme de vitesses inférieures à la vitesse critique. I1 n'y a jamais décollement de la couche limite. On supprime ainsi tout risque de perte brusque de portance des dispositifs. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 5, une coque ou flotteur 41 est équipée d'un premier couple de dispositifs 42 et 43 portés par des bras transversaux 44 et 45 à la partie avant de la coque,d'un second couple de dispositifs 46 et 47 portés par des bras transversaux 48 et 49 dans la partie médiane et, à l'arrière, d'un troisième couple de dispositifs 51 et 52 portés à la partie arrière de la coque par des bras transversaux 53 et 54. L'invention prévoit l'application d'un disque non pas en tant que moyen de sustentation mais en tant que dérive ou gouvernail. Le disque est alors disposé verticalement et parallèlement au plan longitudinal moyen de la coque ou flotteur qu'il équipe, comme il est montré en 42, 43 et 51, 52. Un disque servant de dérive ou de gouvernail peut aussi être monté dans le plan longitudinal moyen de la coque ou flotteur. Un disque rotatif, monté en dérive ou gouvernail, permet de gouverner un engin même pour des vitesses très élevées, ce qui est le cas de certains hors-bords. L'invention prévoit une forme de réalisation suivant laquelle chaque pale est profilée, c' est-à-dire présente un bord d'attaque arrondi en section transversale et un bord de fuite mince, en analogie avec un profil d'aile. Dans la forme de réalisation montrée sur les figures 6 et 7, le dispositif de sustentation comprend, montés sur un moyeu 61, un premier disque 621 analogue à ce qui a été décrit ci-dessus et un second disque 622. Les pales 1 2 du 63î , 63i premier disque sont décalées angulairement par rapport aux pales 632 du second disque, celles-ci se trouvant sensiblement 1 2 équidistantes au point de vue angulaire des pales 631 et 632 Par ce décalage angulaire, les filets d'eau ne passent pas suivant un trajet rectiligne mais suivant une trajectoire incurvée comme schématisée sur la figure 8, accroissant l'effet de sustentation du dispositif. Le disque 621 peut présenter des pales dont le bord d'attaque est arrondi en section transversale et le bord de fuite mince, tandis que les pales du disque'622 peuvent etre à faces parallèles. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de sustentation nautique, caractérisé en ce qu'il est constitué par un disque monté à rotation autour de son centre. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque est dentelé péripheriquement. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque dent de la dentelure est dissymétrique par rapport à sa ligne moyenne. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque dent comporte un premier bord radial sur toute sa longueur et un second bord non totalement radial. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second bord est incurvé vers son extrémité externe. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la dentelure est définie par des pales. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pales se détachent d'une partie centrale du disque. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pales sont plates et coplanaires. 9.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pales sont à section transversale en forme d'aileron avec un bord d'attaque plus épais que le bord de fuite. 10.- Dispositif de sustentation, caractérisé en ce qu'il est constitué par l'association de deux dispositifs selon l'une des revendications 1 à 9 montés coaxialement l'un derrière l'autre. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux dispositifs sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de manière que les pales d'un disque se présentent dans l'intervalle des pales de l'autre disque. 12.- Engin nautique, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif de sustentation selon l'une des revendications 1 à 11. 13.- Engin nautique selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est équipé de deux dispositifs de sustentation disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal moyen d'une coque ou flotteur. 14.- Engin nautique selon la revendication 13, caractérisé en ce que les dispositifs sont montés à l'extrémité d'-un bras transversal 15.- Engin nautique selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'inclinaison des plans des disques peut être commandée à distance. 16.- Procédé pour diriger un engin nautique, caractérisé par l'application d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, en tant que dérive ou gouverne. 17.- Hors-bord, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à ll-pour le"contrElez de sa direction.