Brevet FR2532614A1 — publié le 19840309

GREEMENT A VOILURE LIBRE AUTO-PIVOTANTE La présente invention concerne les véhicules mas par le vent, les bateaux notamment. ta plupart des embarcations utilisant l'énergie du vent pour se mouvoir n'en tirent parti que pour creer une force horizontale, force qui est à l'origine de la translation pour un bateau, la vitesse limite est atteinte lorsque la résistance à l'avancement, principalement dans 1 eau, équilibre la composante propulsive de la force exercé par la ou les voile (s). Plusieurs solutions ont été trouvées pour augmenter cette vitesse limite. Parmi elles, on a songé a diminuer la quantité d'eau déplacée par le mouvement. Pour ce faire, l'une des solutions a été de diminuer le poids supporté par flottaison, et ceci en donnant a la voilure une configuration telle qu'elle soit porteuse : le vent sert donc non seulement a propulser le véhicule mais également a l'alléger. Ce principe est utilisé notamment sur les "planches à voile" par inclinaison au vent d'une voilure de forme classique. Il a également été utilisé sur de nombreux bateaux expérimentaux, parfois sous la forme d'une aile en delta que l'on incline du côté sous le vent, parfois sous la forme d'une voilure articulée composée de deux demiailes symétriques, cammandée par des cables ou par des gouvernes aérodynamiques et des câbles. Un simple cerf-volant à également été utilisé comme gréésent. Enfin dans le domaine de la planche a voile on a vu apparaitre des gréements constitués d'un simple cerf volant maintenu a l'aide des deux mains. Toutes les configurations citées cidessus ont des inconvénients - L'allègement est insuffisant pour les planches a voile classiques et la voile a un mauvais rendement. - La voilure indépendante pour surf ou cerf volant, présente les inconvenients d'être peu commode a utiliser et d'avoir un mauvais rendement. - Tous les autres systèmes cités sont infiniment trop compliqués a manoeuvrer si l'on veut avoir un contrôle total de la voil ire, ce qui explique leur diffusion quasi ulle. le système selon l'invention permet de résoudre ces problèmes. Son but est d'allège l'embarcation par la force du vent et cela sans nuire aux qualités propulsives du gréement. L'idée directrice est de disposer une voilure ou aile de telle sorte qu' elle offre un bon rendement et qu'elle procure a la fois portance et traction. La voilure libre auto-pivotante est l'élement fondamental qui carac toise la présente invention par rapport a toutes les tentatives précédentes de gréement porteur. Cette voilure peut pivoter librement dans son plan, 1 'orien- tation de ce plan est déterminée par l'utilisateur et l'aile s'oriente grâce a une ou des dérives vers une position stable.Ici on n'agit en aucune façon directement sur l'aile autrement que par le pivot, ni par l'intermédiaire de câbles, ni en agissant sur des ailerons ou des hypersustentateurs ou des gouvernails etc... L' intérêt de ceci est double : d'une part le rendement de l'aile est optimum, du fait de son alignement automatique avec le vent apparent, a la manière d'une girouette. D' autre part, et c'est ce qui fait l'intérêt indus- triel de ce gréement, sa catiarde est simplifiée a l'extrême : dans le cas d'un bateau, multicoque de préférence, une seule main suffit pour controler totalement la voilure.Dans le cas de l'utilisation sur un surf la commande est aussi simplifiée : en effet aucune manoeuvre ne néons site un changement de prise autre qu'un coulissement des mains. Dans tous les cas d' applications, bateaux, surfs, chars ou traineaux a voile, l'utilisateur ne commande que l'orientation du plan dans lequel doit se situer la voilure, c'est à dire qu'il contrôle la force qu'elle développe, qui est a peu près orthogonale au dit plan. (en fait cette force est légère- ment inclinée vers l'avant de l'aile). La voilure se place alors autcmatique- ment dans la meilleure position possible, face au vent apparent pour une voilure symétrique. Presentation des dessins annexés - La fig. 1 représente un système de commande du plan où se situe la voilure. - La fig 2 représente un système de mât basculant. - La fig 3 représente l'utilisation en surf du gréement a aile libre auto-pivotante. Le gréement selon l'invention comporte une "aile" (I) symétrique dans le sens de l'envergure (deux demi-ailes identiques, comme celles d'un avion). Cette aile peut avoir des formes diverses : a surface souple ou rigide épaisse ou non, multiplan ou monoplan, avec ou sans dièdre, etc... Cette aile a un centre de poussée latérale en arrière de l'axe de rotation du pivot (2) et (3) qui est sensiblement le centre de portance. Pour cela elle possède un dièdre ou une (des) drive (s) (7) placees en arriere du centre de portance. L'élément de fixation de l'aile est placé sensiblement sur l'axe de la force de portance. I1 est totalement solidaire de l'aile mais peut néanmoins avoir une position reglable. Cet élément est fixé a la partie mobile (2) d'une articulation du type pivot a roulement ou à glissement ou à torsion (par exemple un roule- 'ment à deux rangées de billes à contact oblique). La partie "fixe" (3) du pivot est elle-meme fixée sur un "plateau" (4) parallèle au plan de voilure articule par rapport au mat support (6) par l'in- termédiaire d'un moyeu monté à la cardan (5) ou d'une rotule, ou d'un élement souple ou d'un système équivalent. L'orientation de ce plateau, c'est à dire celle de la voilure est contre en rotation autour des axes OX et OY par des bielles ou des câbles. La figure 1 montre le contrôle autour de OX. Dans le système préféré, ces câbles sont directement manoeuvrés par un levier, un sur chaque bord pour un véhicule symétrique, les renvois étant constitues par des poulies. Pour ce système, l'orientation du plateau est inverse de colle du levier, ce qui rend celui-ci plus commode à utiliser. Par petit temps, la voilure ne peut srauto-orienter d'ou l'intérêt d'un système de rappel à une position verticale, pour utiliser l'aile comme une voile classique,la solution préférée est la suivante : deux entraves cha cune constituée d'un cordon élastique sont ancrées sur la voilure de part et d'autre du pivot, latéralement ces entraves étant chacune manie d'une goupille a leur extrémité inférieure. ta longueur des entraves est telle qu'elles ne peuvent avoir sinultanément leurs goupilles insèrèes dans les logements de bloeage situés latéralement de part et d'autre du inât, sur celui-ci ou sur le vehicule.Le cordon dont la goupille est calée est tendu, l'aile etant rappelée à une position proche de la verticale. On peut également placer sur le pivot un frein servant à l'anortis- sement ou au blocage de l'aile. Sur multicoque, l'augmentation du couple anti-gite du à la portance nécessite le départ du centre de portance vers le côté sous le vent. Les solutions décrites ci-après permettent en effet d'augmenter le bras de levier du couple portance/poids de l'embarcation et de l'équipage. Un système de basculement du zàt permet d'obtenir ce départ Le mat support possède à sa base un axe de rotation (8) longitudinal par rapport au véhicule. Ce mat est main tenu par des haubans ; ceux-ci sont simplement surdimensionnés, celui au être vent étant tendu au cours de la navigation, l'autre pouvant/"avalé" par un système élastique pour éviter qu'il perde. En ce qui concerne les praos , le mat peut être fixe s'ils naviguent toujours sous la même amure. L'embarcation peut posséder plusieurs unités de voilures de ce type identiques ou non. Ce système est en outre parfaitement compatible avec des foils merlins, asservis ou non. Il est possible d'utiliser cotte voilure libre autopivotante sur un surf. Le plateau de commande du pivot est ici maintenu par les mains de l'utilisateur, à l'aide de poignées, où d'un anneau circulaire, ou de barres de formes quelconques (9). Des poignes coulissantes et blocantes par serra- ge peuvent etre adaptées . L'utilisateur peut également utiliser un harnais classique retenant la voilure par 1 'intermediaire d'une cordelette par exemr ple ; ceci a pour intérêt de former un troisième point du maintien du plateau, ce qui facilite grandement son contrôle et son équilibre. L'attache sur ce plateau peut être mobile. Une cordelette de sécurité, élastique de préfèrence, peut relier le plateau au surf. Enfin, l'on peut faire intervenir un zat reliant la voilure au surf l'une des extrémités de on mat est munie d'un pied de mat de planche à voile, l'autre d'une articulation du même type, fixée au plateau. Ce mat sert notam- ment à supporter le poids du gréement par petit temps. Enfin tous les gréements décrits au dessus peuvent être munis de voilures dont certaines parties sont transperentes pour une meilleure visibilité. REVENDICATIONS 1 - Gréement pour tout véhicule propulsé par le vent caractérisé en ce qu'il comporte une voilure ou aile (1) solidaire de la partie mobile (2) d'une articulation du genre pivot d'ase sensiblement orthogonal au plan de la dite aile, l'élément de maintien et de commande de l'aile étant constitué par la partie fixe (3) de co pivot. 2 - Gréement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la voilure comporte un ou des dièdres et/ou est munie d'une ou de plusieurs dérives placées en arrière de l'axe de rotation du pivot. 3 - Gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le pivot est muni d'un frein et/ou de butées. 4 - Gréement selon l'une quelconque des revendications prédédentes caractérisé en ce qu'il comporte un "plateau" solidaire de la partie fixe du pivot, ce plateau étant fixé à des poignes ou barres de formes quelconques, munies ou non de poignes coulissantes et brocantes par serrage. 5 - Gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie fixe du pivot (3) est solidaire d'un plateau (4) lui-m^ame articule à un sat (6) par l'intermédiaire d1un cardan (5), d'un élément souple ou d'un système équivalent, le mit étant articulé ou non à sa base. 6 - Gréement selon la revendication 4 caractérisé en ce que le sys tème d'orientation du plateau ccmporbe des câbles et/ou des bielles et/ou des poulies et/ou un ou des leviers. 7 - Gréement selon la revendication 5 caractérisé en ce que le mât, articulé à sa base selon un axe longitudinal par rapport au véhicule, est main- tenu par des haubans latéraux et/ou longitudinaux, les haubans latéraux étant surdimensionnés et équipés ou non à leur base d'enrouleurs ou de systèmes équi valent. 8 - Gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes ca ractérisé en ce que deux entraves, chacune constituée d'un cordon élastique, sont ancrées sur la voilure de part et d'autre du pivot, latéralement, ces entraves étant chacune munie d'une goupille à leur autre extrémité, la lon- g gueur des entraves est telle qu'elles ne peuvent avoir simultanément leurs goupilles insérées dans les logements de blocage situés lateralement de part et d'autre du mat, sur celui-ci ou sur le véhicule. 9 - Gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aile comporte des parties transparentes. 10 - Véhicule zu par le vent, y ccmpris le surf a voile dont le gréement répond à l'une quelconque des revendications précédentes.