Brevet FR2504886A1 — publié le 19821105

La présente invention concerne un appareil pour actionner le dispositif de gouverne d'un navire au moyen d'un dispositif de captage d'énergie sous la commande d'un dispositif de conservation de trajectoire. Les appareils de ce genre, que l'on appelle également "régulateur d'allure" permettent de capter l'énergie d'avancement d'un navire pour actionner le dispositif de gouverne propre à ce navire, en remplacement de la force humaine musculaire, les ordres de commande étant délivrés sous une puissance très faible par un dispositif de conservation de trajectoire. Ces appareils-ont pour fonction de conserver le cap initial donné a un navire, en l'espace un voilier, en fonction de l'allure. De tels appareils ne nécessitent pour leur fonctionnement aucun apport d'énergie extérieure, si ce n'est l'action du vent, et se différencient donc des systèmes de pilotage automatique qui demandent pour travailler, l'utilisation de.l'énergie électrique. Les appareils existant actuellement ont pour inconvénient principal de ne donner satisfaction que sur des navires de petite taille et de plus a d'etre très incom brante La.présente invention vise à éviter cet inconvé nient en proposant un nouvel appareil particulièrement destiné à des navires plus importants qui demandent une grande puissance sur la barre du dispositif de gouverne et qui, de plus sont d'un encombrement réduit. Selon la caractéristique essentielle de l'appa reil de l':invention, le dispositif de captage d'énergie est constitué par au moins une palette immergée dans l'eau et montée mobile autour d'un axe de pivotement fixé radialement et solidairement en rotation à un axe de transmission horizontal qui commande par l'intermé diaire d'un dispositif de transmission le pivotement du dispositif de gouverne et, en outre, le dispositif de conservation de trajectoire est relié à un dispositif de commande actionnant le pivotement de la palette quelle que soit la position angulaire de l'axe de transmission. Dans un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, le dispositif de captage d'énergie comporte une palette hydrodynamique équilibrée par une masse, la palette et la masse étant disposées de part et d'autre de l'axe de transmission, ce dernier étant dirigé suivant la direction longitudinale du navire. Le dispositif de transmission comporte avantageusement un renvoi d'angle relié à une tringlerie verticale qui commande la rotation d'un tambour sur lequel est enroulé un câble dont les extrémités sont reliées à la barre du dispositif de gouverne. La tringlerie peut, si on le désire, commander la rotation du tambour par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse ou d'un temporisateur. Le dispositif de cnnservatio de trajectoire actionne de préférence un levier de commande déplaçable verticalement de part et d'autre d'un point neutre et ce levier actionne par l'intermédiaire du dispositif de commande une biellette solidaire de la palette. Le dispositif de commande utilisé dans l'appareil de l'invention comporte avantageusement une poulie à gorge déplaçable axialement et angulairement par rapport à l'axe de transmission ; une biellette à fourche montée pivotante autour d'un axe orthogonal à l'axe de transmission, actionnée par le levier de commande et pourvue de deux doigts opposés engagés dans la gorge de la poulie, ladite poulie étant reliée par un système de biellettesà la palette. Ainsi, le levier de commande déplace axialement la poulie à gorge sur l'axe de transmission, indépendamment de la position angulaire de cet axe. Le dispositif de canservation de trajectoire est un dispositif connu en soi qioei peut être par exemple uncapteur de vent apparent du type girouette, ou un dispositif électronique du type girouette électronique ou compas de route à capteur de cap. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture détaillée qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective schématique montrant un appareil réalisé suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, . la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de commande utilisable dans l'appareil de la figure 1 ; . la figure 3 est une vue en perspective d'une girouette à axe horizontal utilisable comme dispositif de conservation de trajectoire dans l'appareil de la figure 1 . la figure 4 est une vue en perspective d'une girouette à axe vertical utilisable comme dispositif de conservation de trajectoire dans l'appareil de la figure 1 ; et . la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif électronique du type girouette électonique utilisable comme dispositif de conservation de trajectoire dans l'appareil de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un appareil pour actionner le dispositif de gouverne, à savoir le gouvernail 10, d'un navire (non représenté). La partie émergée et la partie immergée du navire se trouvent respectivement au-dessus et en dessous de la ligne en traits interrompus représentée par la référence 12. Cet appareil permet d'actionner le dispositif de gouverne au moyen d'un dispositif de captage d'énergie 14 immergé dans l'eau, sous la commande d'un dispositif de conservation de trajectoire 16 situé dans la partie émergée du navire. Le dispositif de captage d'énergie 14 est constitué par une palette 18 de forme dynamique appropriée et destinée à recueillir de l'énergie hydrodynamique du fait du mouvement relatif entre le navire et le fluide, dont le sens est représenté par des flèches sur la figure 1. La palette 18 est montée mobile autour d'un axe de pivotement 20 qui est fixé radialement et solidairement en rotation à un axe de transmission horizontal 22 qui est dirigé suivant la direction longitudinale du navire. L'axe de transmission 22 commande par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission 24, lequel est avantageusement constitué par un renvoi d'angle, le pivotement du gouvernail 10. Ce renvoi-d'angle est relié à une tringlerie verticale comportant un axe vertical 26 entraînant un second axe vertical 28 par l'intermédiaire d'un dispositif facultatif 30 constitué par exemple par un variateur de vitesse ou un temporisateur et compostant une manette d'actionnement 32. L'axe 28 est solidaire d'un tambour 34 sur lequel est enroulé un câble 36 dont les deux extrémités 38 et 40 SOnt fixées à la barre 42 du dispositif de gouverne 10. Le dispositif de conservation de trajectoire 16 est relié à un dispositif de commande 44 qui actionne le pivotement de la palette 18 autour de son axe 20 quelle que soit la position angulaire de l'axe de transmission 22. La palette 18 est équilibrée par une masse 46 fixée sur l'axe 20, de telle sorte que la palette 18 et la masse 46 soient disposées de part et d'autre de l'axe de transmission 22. Le dispositif de conservation de trajectoire, dont plusieurs modes de réalisation seront décrits plus loin, actionne un levier de commande 48 déplaçable verticalement de part et d'autre d'un point neutreO soit vers le haut (vers A) soit vers le bas (vers B). Ce déplacement vertical du levier modifie, par l'intermédiaire du dispositif de commande 44, la position angulaire de la palette 18 et ceci par l'intermédiaire d'un système de biellettes qui comporte une première biellette 50 reliée au dispositif 44, et une deuxième biellette 52 articulée autour d'un point 54 sur la biellette 50 et fixée par son autre extrémité sur la palette 18. Comme indiqué précédemment, le dispositif de commande 44 permet d'actionner le pivotement de la palette 18 par l'intermédiaire du levier 48, quelle soit la position angulaire de l'axe de transmission 22. Le dispositif de commande 44 est avantageusement constitué par le dispositif représenté sur la figure 2. Dans le dispositif représenté sur la figure 2, le levier de commande 48 est relié à une biellette à fourche 56 montée mobile autour- d'un axe horizontal 58 dirigé orthogonalèment par rapport à l'axe de transmission 22. La biellette à fourche 56 comporte une potence à angle droit dont l'une des extrémités 60 est articulée au levier 48 et dont l'autre extrémité supporte une fourche 62, la potence étant articulée à la jonction de ses deux branches perpendiculaires autour de l'axe 58. La fourche 62 supporte deux doigts opposés 64 et 66 qui s'engagent dans la gorge d'une poulie à gorge 68. Cette poulie à gorge est déplaçable axialement et angulairement par rapport à l'axe de transmission 22. La poulie à gorge 68 est reliée par le système de biellettes précité à la palette 18. Plus particulièrement la première biellette 50est fixée sur la poulie à gorge 68. Comme on le comprendra aisément d'après le dessin de la figure 2, le déplacement vertical du levier de commande 48 entrain le déplacement axial de la poulie à gorge 68 sur l'axe de transmission 22 et, partant, le pivotement de la palette 18 autour de l'axe 20, on remarquera que ce pivotement est absolument indépendant de la position angulaire de l'axe de transmission 22. I1 en résulte que l'angle d'attaque de la palette 18 n'est pas modifié par la rotation de cette palette autour de l'axe 22. On décrira maintenant en référence aux figures 3 à 5 différents types de dispositifs de conservation de trajectoire utilisables dans l'appareil représenté sur la figure 1. La figure 3 montre un premier type de dispositifs connus, à savoir une girouette à axe horizontal. Cette girouette 70 comporte une pale 72 orientée dans le sens du vent apparent. Cette pale est mobile autour d'un axe horizontal 74 et est maintenu en équilibre verticalement par un contre-poids 76. L'ensemble est monté sur un support 78 pouvant prendre n'importe quelle position angulaire autour d'un axe vertical matérialisé par la référence 80. Cet axe 80 qui s'identifie à l'axe 48 précité est relié par l'intermédiaire d'une biellette 82 à la pale 72. La figure 4 illustre une girouette à axe vertical, désignée par la référence 84. Il s'agit là d'une girouette classique comportant un dispositif permettant de transmettre une variation d'angle apparent du vent au levier de commande 48. Cette girouette comporte une pale 86 solidaire d'un axe horizontal 88, d'un contrepoids 90 et d'un axe vertical 92. Cet axe 92 tourne librement dans un fourreau 94 placé verticalement. La girouette comporte en outre un câble- 96 dont l'extrémité 98 est reliée au levier 48 et dont l'autre extrémité 100 porte un contre-poids 102. Le câble 96 passe autour de deux poulies de guidage 104 et 106 et autour d'une poulie horizontale 108 montée libre autour de l'axe 92.Cette poulie 108 peut être solidarisée à l'axe 92 au moyen d'une vis de blocage 110, le câble 96 étant solidarisé à la poulie 108 au point 112. Lorsque la girouette est en équilibre dans le lit du vent, la vis 110-est bloquée pour rendre solidaire la poulie 108 et l'axe 92. A partir de ce moment là, tout mouvement-angulaire de l'axe 92 produit un déplacement vertical du levier 48 autour de son point d'équilibre 0. La figure 5 représente un dispositif électronique 114 du type girouette électronique ou compas de route à capteur de cap utilisé pour donner une référence. Ce dispositif comporte un boiter de commande 116, deux solénoïdes 118 et 120 pouvant etre alimentées respectivement par l'intermédiaire d'un contact 122 ou d'un contact 124. Une variation d'angle de la girouette électronique ou du cap affiché commande la fermeture du contact électrique 122 ou~124 qui envoie un courant dans le solénoide 118 ou 120. Le noyau de fer doux 126, qui est placé à l'intérieur des deux solénoides et qui est solidaire du levier de commande 48 entraîne alors un déplacement vertical de ce levier de commande vers le haut ou vers le bas. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits particulièrement en référence aux dessins annexés et on peut imaginer d'autres variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, comme indiqué plus haut, le dispositif peut comporter plusieurs palettes actionnées chacune par un système de biellettes particulier. On remarquera que l'une des caractéristiques de l'invention réside dans l'utilisation d'une ou plusieurs palettes immergées qui sont orientables dans le fluide en mouvement et qui permettent à l'aide de l'appareil décrit d'utiliser un mouvement de rotation en sens et durée qui ne sera limité que par l'action du dispositif de commande. De plus, en plaçant judicieusement l'axe de pivotement de palette le long de cette palette, on remarquera qu'une force très faible est alors nécessaire pour actionner en fin de chaine. cinématique, le dispositif de gouverne du navire. Du fait, que dans les dispositifs existants, les pales immergées ont un angle de débattement limité, on obtient pour des gros navires des pales ayant une longueur prohibitive si on veut obtenir une force suffisante sur la barre. L'appareil selon l'invention s'affranchit de cette contrainte qu'est la longueur de la palette, étant donné que celle-ci tourne complètement autour de son axe, ce mouvement pouvant etre démultiplié pour produire une force suffisante sur la barre du gouvernail. En outre, au lieu d'utiliser une palette unique et une masse en opposition faisant contre-poids, on peut utiliser deux palettes en opposition pour obtenir un dispositif ressemblant à une hélice à pas variable qui serait en"drapeau" dans la position du système général. REVENDICATIONS 1. Appareil pour actionner le dispositif de gouverne (10) d'un navire au moyen d'un dispositif de captage d'énergie (14) sous la commande d'un dispositif de conservation de trajectoire (16), caractérisé par le fait que le dispositif de captage d'énergie (14) est constitué par au moins une palette (18) immergée dans l'eau et montée mobile autour d'un axe de pivotement (20) fixé radialement et solidairement en rotation à un axe de transmission horizontal (22) qui commande par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission (24) le pivotement du dispositif de gouverne (10) et par le fait que le dispositif de conservation de trajectoire (16) est relié à un dispositif de commande (d ) actionnant le pivotement de la palette (18) quelle que soit la position angulaire de l'axe de transmission (22). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de captage d'énergie (14) comporte une palette hydrodynamique (18) équilibrée par une masse (46), la palette (18) et la masse (46) étant disposées de part et d'autre de l'axe de transmission (22). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'axe de transmission (22) est dirigé suivant la direction longitudinale du navire. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le dispositif de transmission (24) comporte un renvoi d'angle relié à une tringlerie verticale (26, 28) qui commande la rotation d'un tambour (34) sur lequel est enroulé un câble (36) dont les extrémités (38,40) sont reliées à la barre (42) du dispositif de gouverne (10). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tringlerie (26, 28) commande la rotation du tambour (34) par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse ou d'un temporisateur (30). 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de conservation de trajectoire (16) actionne un levier de commande (48) déplaçable verticalement de part et d'autre d'un point neutre (O) et que ledit levier (48) actionne par l'intermédiaire du dispositif de commande (44) une biellette (52) solidaire de la palette. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif de commande (44) comporte une poulie à gorge (68) déplaçable axialement et angulairement par rapport à l'axe de transmission (22) ; une bieletteà fourche (56) montée pivotante autour d'un axe (58) orthogonal à l'axe de transmission (22), actionnée par le levier de commande (48) et pourvue de deux doigts opposés (64, 66) engagés dans la gorge de la peulie (68) ladite poulie étant reliée par un système de biellettes (50, 52) à la palette (18), de telle sorte que le levier de commande (48) déplace axialement la poulie à gorge (68) sur l'axe de transmission (22) indépendamment de la position angulaire de l'axe de transmission (22). 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le dispositif de conservation de trajectoire (16) est un capteur de vent apparent, par exemple une girouette (70, 84). 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le dispositif de conservation de trajectoire est un dispositif électronique (114) du type girouette électronique ou compas de route à capteur de cap.