Brevet FR2524416A1 — publié le 19831007

Il existe des propositions pour équiper un bateau d'une voile sustentatrice, c'est-à-dire orientée obliquement, l'intrados vers le bas, pour que la force exercée par le vent tende à soulever le bateau au lieu de l'enfonce commue dans le cas habituel des voiles normales au pont du bateau soumis à la gite. Les voiles sustentatrices sont presque nécessairement déportées dans leur ensemble sous le vent par rapport au pont du bateau, pour ne pas créer un dangereux effet déstabilisant, par accroissement du couple de gite lorsque croît l'angle de gite. On peut ainsi monter à l'extrême avant du bateau de grands "spinnakers" sustentateurs pour le vent arrière. I1 est particulièrement difficile d'utiliser des voiles sustentatrices pour la marche auprès du vent, car le déport latéral de la voile est beaucoup plus difficile à obtenir. En effet le bord d'attaque d'une voile de près doit être très raide pour éviter des effets brutaux de déventement, et ceci oblige normalement à les attacher à des étais très tendus ou au mat lui-même.Les voiles de près sustentatrices ntont réellement été proposées jusqu'ici que pour des praos permettant d'établir une forte tension d'étai entre le sommet d'un mat et l'extrémité d'un bras sous le vent. Une nécessité apparait alors, celle d'avancer la voile dans le sens de marche du prao, pour éviter un effet loffeur très important. On peut être conduit, par exemple, à attacher la voile sur un mat dont l'emplanture coulisse sous le flotteur sous le vent. L'objet de la présente invention est de permettre d'installer une voile sustentatrice à bord d'attaque rigide avec un grand déport sous le vent, passant aisément soit d'un bord à l'autre pour les bateaux normaux ayant une symétrie gauche-droite, soit d'une extrêmité à l'autre pour les praos ayant une symétrie avant-arrière. De plus, la voile lors de son transfert peut passer par une position verticale avantageuse par faible vent, lorsqu'il n'y a pas intérêt à recueillir un effet sustentateur mais lorsque l'effet propulsif doit être maximal visà-vis de la surface de voile disponible. Selon la présente invention, un grément pour bateau à voile sustentatrice comporte une vergue formant le bord d'attaque de la voile, cette vergue étant supportée dans son tiers central par une rotule placée au sommet d'une mature réglable comportant au moins un espar fixé par rotule sur le bateau. Selon des caractéristiques secondaires de l'invention - pour un bateau normal à symétrie gauche-droite, la mâture comporte deux espars reliés en leur sommet commun portant la rotule de supportage de la vergue, l'un de ces deux espars étant fixé par rotule à l'avant du bateau et l'autre étant fixé par rotule sur un chariot coulissant transversalement sur le pont du bateau. - Pour un prao à symétrie avant-arrière, la mature comporte deux espars reliés en leur sommet commun portant la rotule de supportage de la vergue, ces deux espars étant articulés sur un pylone fixé au pont de la coque principale et formant ainsi un triangle déplaçable en rotation par rapport à un axe sensiblement vertical. - Un ensemble de liens flexibles et de poulies permet, dans les deux cas, de synchroniser le mouvement de la mâture et le mouvement de la vergue. - Pour le bateau normal, un ressort de rappel est utilisé pour ramener la vergue en position centrale verticale et permettre diverses positions intermédiaires de travail. On décrira ci-dessous d'une part un bateau normal (catamaran), d'autre part un prao, équipés d'une voile sustentatrice sous le vent selon l'invention. On s'aidera des figures suivantes Fig 1 - Vue générale d'un catamaran et de sa voile sustentatrice, avec une mature comportant un seul chariot de coulissement de la mature. Fig 2 - Vue générale d'un catamaran et de sa voile sustentatrice, avec une mâture comportant deux chariots de coulissement de la mature. Fig 3 - Vue générale d'un prao et de sa voile sustentatrice. Fig 4 - Détail du système de rappel de la voilure en position verticale centrale pour le catamaran. Le catamaran comprend une traverse avant 1 et une traverse médiane 2, qui portent respectivement des espars avant 3 et médian 4.,Ces espars convergent à leur sommet qui porte une rotule 6. L'espar avant 3 est fixé par une rotule 5 sur la traverse avant 1 et l'espar médian 4 est fixé par une rotule sur un chariot 7, lequel peut coulisser sur la traverse médiane 2. Le sommet commun des espars 3 et 4 est maintenu par deux haubans 9 et 10 qui descendent sur deux poulies 11 et 12 situées respectivement sur babord et tribord à la hauteur de la traverse médiane 4, chacun de ces haubans rejoignant ensuite une poulie située sur le bord opposé et revenant se fixer sur le chariot 7.De cette façon le coulissement vers tribord, par exemple, du chariot 7 est accompagné du rallongement du hauban 9 sur babord, ce qui a pour effet d'incliner les espars 3 et 4 dans le sens du déplacement du chariot 7. La voilé 13 est enverguée sur une vergue 14 attachée dans son tiers central sur son bord d'attaque à la rotule 6 qui supporte donc la voilure. Une bombe en anneau allongé de type wishbone 15 est fixée d'une- part à la vergue par une rotule 16, d'autre part au point d'écoute 17 de la voile. Une écoute de voile 18 relie ce point d'écoute à un chariot d'écoute 20, lequel est lié au chariot 7 par un lien flexible, qui le fait coulisser sur la traverse arrière 21 dans le m8me sens que celui-ci. Un étai 22 relie l'extrémité haute 23 de la vergue 14 à la rotule 5, tandis qu'un bas-étai 24 relie l'extrémité basse 25 de la vergue au milieu du bateau. Ce milieu est constitué d'une platine 26 située sous le milieu de la traverse médiane 2 et qui recevra divers accessoires que nous verrons plus loin. Lors du passage du grément entre la position centrale avec vergue verticale formant un mat, et une position latérale complètement déportée, il convient d'assurer les fonctions suivantes - le poids du grément et de la voile tendant à écarter le grément de la position centrale, rappel élastique vers cette dernière de manière à faciliter les manoeuvres et permettre l'établissement en position intermédiaire. - Compensation du supplément de longueur totale apparaissant dans les haubans 9 et 10 en position centrale. - Compensation du manque de longueur apparaissant dans l'étai 22 pour la position centrale. - Asservissement de la longueur du bas-étai 24 au déplacement du chariot 7. - Déplacement simultané du chariot 7 et du chariot d'écoute 20 de façon que le réglage d'incidence de la voilure soit indépendant de l'écartement à l'axe du bateau. L'ensemble de ces fonctions est assuré en utilisant un ressort 27 dans l'axe du bateau et fixé sur sa traverse arrière 21. Ce ressort agit tout d'abord en rappel du chariot 7 vers la position centrale, par l'intermédiaire d'un lien flexible 28 passant sur une poulie tournante 29 disposée sur la platine 26. La compensation de longueur des haubans 9 et 10 s'effectue en faisant passer ceux-ci, au cours de leur traversée d'un bord à l'autre du bateau, sur une poulie de déviation 30 attachée à l'extrémité avant du ressort 27. La compensation de longueur de l'étai 22 s'effectue en faisant passer celui-ci sur une poulie avant attachée à la rotule 5, puis sur une poulie tournante 31 placée sur la platine 26, pour venir s'attacher au chariot 7.La compensation de longueur du bas-étai 23 s'effectue en formant un mouflage entre deux poulies à plusieurs réas, l'une placée sur la platine 26, l'autre en extrémité du ressort 27. Le déplacement du chariot d'écoute 20 est commandé par un câble 32 fixé audit chariot, passant sur une poulie à l'extrémité tribord de la traverse arrière 21, passant sur une poulie à l'extrémité babord de la traverse médiane 2, s'accrochant au chariot 7, puis de là rejoignant le chariot 20 par le chemin opposé. L'ensemble fait l'objet des figures 1 et 4a. Selon une autre réalisation vue en figure 2, la rotule 5 au pied de l'espar avant 3 est portée par un chariot 33 relié au chariot 7 par un lien flexible 34, formant un circuit passant par quatre poulies de sorte que les déplacements des deux chariots soient de sens opposés. Ainsi quand l'espar 4 coulisse vers tribord en s'inclinant dans ce sens l'espar 3 s'incline également vers tribord mais coulisse vers babord, ceci augmentant largement l'avancée de la voilure. Une platine 35 est fixée au chariot 33 et porte un double cabestan 36 enroulant l'étai 22 et déroulant le bas-étai 24 ou, respectivement, l'inverse, ces deux parties ayant des diamètres différents correspondant aux longueurs différentes des dits étais à absorber (22) -et libérer (24) pour déporter la voilure. Le ressort de rappel 27 est fixé au chariot 7 d'une part, par un lien flexible 28 coulissant dans une poulie orientable 29 fixée sur la platine 26 et d'autre part vient s'en- rouler sur l'axe d'entrainement du double cabestan 36. La tension du ressort de rappel 27 provoque l'enroulement du bas-étai 24, donc de l'ensemble du gréement.Le bas-étai 24 quittant le cabestan 36, traverse sur le chariot 7 un réducteur 37 où il entraine par un tour mort une poulie 38 de grand diamètre solidaire d'un pignon 39 roulant dans une double crémaillère 40 qui court le long de la traverse 2. Ce réducteur 37 pivote sur un axe 41 tel que la tension du bas-étai 24 applique ce pignon sur la crémaillère qui fera déplacer le chariot 7 dans le même sens que le pied de vergue 25, à une vitesse fonction du rapport du réducteur. Cette disposition générale est montrée en figure 2, le détail du cabestan en figure 4b et le réducteur en figure 4c. Dans tous les cas on a utilisé un raidisseur en losange 42 tendu par des barres de flèche 43 pour raidir la vergue 14. Le gréement pour voile sustentatrice selon l'invention sera maintenant décrit dans son application à un prao (figure33). La coque principale 50 potte un pylone central 51 comportant du côté sous le vent un montant 52 sensiblement vertical, à la base et eu sommet duquel s'articulent deux espars 53 et 54 concourant à une rotule 55. Le triangle formé par le montant 52 et les espars 53 et 54 peut pivoter d'avant en arrière, du côté sous le vent par rapport à a coque 50. La rotule 55 permet l'attache de la vergue profilée 56 maintenue par ailleurs en position grace à deux haubans 57 et 58 partant de son extrémité supérieure 59 et aboutissant aux deux pointes de la coque 50, et par un hauban 60 joignant son extrémité inférieure 61 à la base du montant 52.Le débattement avant-arrière de cet ensemble est contrôlé par des liens réglables joignant par exemple la base 61 de la vergue aux extrémités de la coque 50. La vergue 56 porte la voile 62 tendue par une b8me en anneau de type wishbone, l'ensemble étant susceptible de s'orienter autour du bord d'attaque de la vergue, et étant maintenu en position par une grande boucle d'écoute 63 tenue par le pilote. La stabilisation latérale du prao est obtenue au moyen d'un flotteur latéral 64 fixé par rotule à l'extrémité inférieure 61 de la vergue. Ce flotteur, de forme hydroplanante avec un avant et un arrière, est orienté dans le sens convenable au moyen d'un empennage arrière 65 placé à l'extrémité d'un tube 66 fixé à l'arrière du flotteur. Un tel prao à voile sustentatrice, susceptible d'atteindre une grande vitesse,eat pourvu par ailleurs de dérives ou de plans porteurs dans l'eau, non décrits ici. La présente invention est applicable à la plupart des bateaux à voile existants, et principalement à ceux destines à réaliser de grandes vitesses, en particulier les hydroptères. REVENDICATIONS l.Gréement pour bateau équipé d'une voile déportée sous le vent et inclinée du c8té du bateau par rapport à la verticale, pour obtenir un effet sustentateur et une diminution du couple de gite, caractérisé en ce que la voile est solidaire par son bord d'attaque d'une vergue inclinée supportée par rotule à l'extremité d'une mature réglable par rapport au bateau. 2.Gréement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bateau est de type normal avec symétrie bilatérale et en ce que ladite mature est réglable symétriquement d'une position babord à une position tribord. 3.Gréement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bateau est un prao susceptible de naviguer dans les deux sens, le même c8té restant sous le vent, et en ce que ladite mature est réglable du cté sous le vent entre deux positions longitudinalement symétriques. 4.Gréement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite vergue est fixée par ladite rotule approximativement en son milieu, et en ce que sa position est fixée par des liens flexibles reliant ses deux extrêmités au bateau. 5. Gréement selon l'une des revendications 1 à 4 (étant entendu que pour le prao concerné par la revendication 3 on appellera "babord" et "tribord" les deux extrêmités, "avant" le c8té au vent, et "arrière" le côté sous le vent), caractérisé en ce que ladite mature est formée de deux espars (3i4) articulés en leur sommet commun portant la rotule (6) de vergue, le pied de l'espar avant (3) étant articulé sur l'avant du bateau et le pied de l'espar arrière (4) étant articulé sur un chariot (7) coulissant transversalement sur le pont du bateau, un hauban babord fixé en sommet de mature passant successivement sur une poulie babord et une poulie tribord fixées en extrémités du guide (2) de coulissement et revenant s'accrocher au chariot (7), un hauban tribord suivant un trajet inverse, ce qui a pour effet de synchroniser vers un même cté l'inclinaison de la mâture et le déplacement du chariot, le chariot (7) se trouvant rappelé vers le milieu du guide par un lien flexible passant par une poulie centrale (29) et tendu par un élastique, les deux susdits haubans passant, entre les poulies babord et tribord, sur une poulie de tension attachée audit lien flexible, de manière à absorber les surlongueurs apparaissant pour les positions intermédiaires du chariot. 6. Gréement selon la revendication 4 et l'une des revendications 5 caractérisé en ce que les liens reliant la vergue (14) au bateau comportent un lien supérieur (22) reliant le sommet de vergue au pied de l'espar atant (3) et un lien inférieur (24) reliant le pied de vergue au pied de l'espar médian (4), ces deux liens étant dévidés par des dispositifs automatiques en fonction de la position du chariot (7) pour obtenir une position verticale de la vergue lorsque le chariot est au milieu et une position oblique en contregite, inclinée vers l'arrière, lorsque le chariot est à l'extrémité de sa course. 7. Gréement selon la revendication 6, le dispositif automatique de dévidement étant procuré pour le lien inférieur (24) par un mouflage relié au systeme élastique de rappel en position centrale du chariot (7) d'espar médian (4), et pour le lien supérieur (22) par un passage sur une poulie avant, puis dans un mouflage comportant une poulie fixe et une poulie reliée au chariot (7) par un lien flexible passant par une poulie orientable fixée près du milieu du chemin de coulissement du chariot (7). 8. Gréement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite mature est formée par un pylone solidaire du prao et par une flèche oblique articulée à ce pylone selon un axe sensiblement vertical, la rotation de cette flèche entre ses positions extrêmes étant contrôlée par le moyen de liens flexibles1 et la vergue étant maintenueen position d'une part au moyen de deux haubans joignant son sommet aux deux points du prao, d'autre part au moyen d'un hauban joignant son- extrémité inférieure au pylone. 9. Prao recevant un gréement conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que son flotteur sous le vent est du type hydroplanant et auto-orientable, fixé par rotule sous l'extrémité inférieure de la vergue. 10. Gréement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la vergue est de type profilé, munie de barres de flèche et d'un haubanage en losange, et en ce que la bôme de voile est du type dit wishbone, formant un anneau allongé attaché d'une part par rotule à un point du bord d'attaque de la vergue, d'autre part au point d'écoute de la voile.