Brevet FR2555957A1 — publié le 19850607

La présente invention concerne une voilure profilée et orientable obtenue par un ensemble d'éléments, comprenant principalement, un mât, une voile, un dispositif d'orientation situé à la base du mât, destinée à tout engin mt par effet du vent sur une voilure et en tout premier lieu aux bateaux de plaisance, monocoque ou multicoque. Mai on peut citer aussi t, les planches a voile, U.L.M, Deltaplane, char à voile, maquettes, engins de plage. Jusqu'à présent 4 types de voilure équipent les bateaux de plaisance. 10) Les voilures dites de la Aère génération, comprenant simplement un mat fixe ou pivotant, supportant une voile dont l'épaisseur est limitée à l'épaisseur des tissus la composant. Leur rendement vélique est moyen compte-tenu des perturbations au niveau de l'écoulement de l'air, engendrées principalement par le ât. Par contre, ces voilures sont économiques et équipent la quasi totalité des voiliers actuels. De plus, leur maniement et réduction de surface sont aisés et ne posent aucun problème. 20) Les voilures dites de la 2ème génération, composées d'un msst fixe ou pivotant et d'une voile à profil épais parti culièrement élaborée et très compliquée quant à sa fabrication Le rendement vélique de l'ensemble est supérieur à celui de la voilure précédente. Par contre, le coft d'une telle voilure est élevé et reste réservée à quelques prototypes.De plus, des problèmes de réduction de surface et de poids de la voile sont de sérieux handicaps 30) Les voilures dites de la 3ème génération, composées d'une part, d'un must aile fixe ou pivotant au profil particu lièremexlt élaboré (profils N.A.C.Â.) et de surface nettement supérieure aux mats classiques, apportant d'ailleurs son propre rendement vélique, et d'autre part, d'une voile dont l'épaisseur reste limitée à l'épaisseur des tissus la compose sont, Le rendement vélique de l'ensemble est supérieur à ceux des voilures précédentes, compte-tenu de la diminution des perturbations de l'écoulement de l'air engendré par le nouveau profil de mat.Par contre, le court d'un tel ensemble est très élevé du fait de la com.plerito de fabrication du msst-aile et reste réservé aux grands voiliers de course les plus élaborés (ELF AQUITAINE II). De plus, la réduction de surface pose problème du fait de la surface du mât non modifiable. 40) Les voilures dites de la Xeme génération comprenant une aile homogène composée de plusieurs profils complets (2 ou 3) : un mât ; un profil milieu pour répartir les pressions et dépressions le long de aile, et d'une voile épaisse. Ces profils sont semi-rigides, indépendants et réglables séparément. Ils constituent une aile homogène d'un rendement vélique très performant, par contre le coût d'un tel ensémble est très trss élevé du fait de la complexité de fabrication des différents profils. Une telle voilure reste donc réservée aux voiliers de course les plus sophistiqués (les classes C). De plus, leur réduction de surface est impossible, ce qui en fait leur principal handicap en plus du poids de l'ensemble relativement important. Nous pouvons donc constater que les plans de voilure actuels sont, soit - simples de mise en oeuvre, entrainant un cott de fabrication réduit, mais d'un rendement vélique moyen ; - plus élaborés et entrainant un coût de fabrication élevé pour un rendement vélique plus performant ; - très sophistiqués et entrainant un cobt de fabrication très élevé pour un rendement vélique très performant - toutefois, les voilures dites de la 2ème, 3ème et 4ème générations posent des problèmes fondamentaux de réduction de surface et de poids supplémentaires particulièrement mal placés sur un bateau, car très haut. Le dispositif selon l'nvention permet de résoudre ces problèmes posées, de rendement vélique, de cotit de fabrication, de facilité d'emploi et de poids modéré, par un ensemble de voilure profilée et orientable assimilable à une aile homogène à profil variable, comprenant intrados et extrados. - Voir planche 2 - fig. 3 - coue horizontale Cette aile homogène est constituée - d'une part, d'un mat (13 profilé, à double gorge de ralingue (2). Le profil se prolonge sur l'arrière par 2 volets extérieurs (3) dont le r81e est d'assurer une meilleure intégration du mat et de la voile, afin de limiter les perturbations de l'écoulement de l'air. Ils forment, associés aux 2 volets intérieurs (4) deux gorges () sur toute la longueur du mat dont le rble est de guider et de maintenir l'extrémité de lattes flexibles (9) nécessaires à la forme et à la tenue de la double peau (6). - d'autre'part, d'une voile reliée au mat par une double ralingue (8) et constituée dans sa partie avant d'une double peau (6) et dans sa partie arrière d'une simple peau (7). Cette voile est munie au niveau de la double peau (6) de lattes flexibles articulées (9 et I0) nécessaires à la forme et à la tension de cette zone. Des lattes flexibles (il) équipent aussi l'arrière de la simple peau pour garantir la forme et la tenue de la chute de la voile. - et enfin d'un système connu de type Axe, crapaudine ou rotule (21) placé à la base du mât et permettant une orientation de 900 maximum de part et d'autre de l'axe du bateau. - Voir planche 3 - fig. 4 - coupe horizontale A.A. La solution technique apportée selon l'invention se caractérise par le fait que le bord d'attaque (L) et l'épaisseur (B) du profil de l'aile sont obtenus par le mat (1), que la partie milieu de l'aile (C) est obtenue par la double peau (6) de la voile et qu'enfin la partie arrière (D) et le bord de fuite (E) de l'aile sont obtenus par la simple peau (7) de la voile. La longueur de la partie milieu (C) pouvant varier de 10 /ó à 100 ,h de la corde du profil considéré. L'intrados (G) et l'extrados (H) sont obtenus par déformation du profil de l'aile. Déformation engendrée par le vent lui-même en frappant l'aile soit d'un côté, soit de l'autre. La dissymétrie du profit entrainant des modifications sensibles de longueurs au niveau de la double peau (l'extrados plus long que 1 t intrados) des lattes articulées (9 et 10) réalisent une tension constante de la face intérieure, plus courte et de la face extérieure, plus longue. Alors que jusqu'à présent les profils épais des voiles sont constitués d'une double peau profilée, tendue sur des renforts intérieurs rigides, collés puis cousus, donc très ouvragés. Le mât n'entre jamais dans la structure du profil et ne possède sur sa face arrière qu'une seule gorge de ralingue. Le dispositif selon l'invention présente donc l'avantage d'hêtre comparable à la fois - à une voilure dite de la 1ère génération quant à sa simplicité de mise en oeuvre, de cout de fabrication, de poids modéré. - à une voilure dite de la 4ème génération pour ce qui est de son assimilation à une aile homogène à profil épais et à l'efficacité de son rendement vélique. Les conséquences engendrées serviront directement l'ensemble des plaisanciers en leur apportant un surcroit de performance, d'agréement d'utilisation, de sécurité pour un cosst de fabrication voisin de celui d'une voilure classique. En effet, le dispositif selon l'invention en offrant un rendement vélique supérieur, se traduit, à performances égales, par une diminution de surface. Cette diminution de surface entraine directement une meilleure stabilité du navire, donc un facteur de sécurité plus grand (souci principal sur un bateau de plaisance). Cette diminution de surface entraine aussi une réduction de la longueur du m t (élément lourd) et une minoration de son poids (très mal placé puisque très haut) améliorant une nouvelle fois la stabilité du bateau donc le facteur sécurité.Autre conséquence de cette réduction de surface, la modération du coft de fabrication de l'ensemble. Pour ce qui est de la facilité d'emploi, comparative ment à une voilure dite de la 1ère génération, ce type de voilure "bat" moins lors des empannages (voile épaisse). Quant à la réduction de surface, elle s'obtient par des solutions identiques à celles utilisées sur des voilures classiques. Enfin la possibilité d'orienter l'ensemble permet des régalages plus efficaces en offrant de meilleures incidences du vent sur le bord d'attaque de l'aile. Seule l'opération de hissage de la voile, par l'intermédiaire d'une drisse unique reliant la double peau par un étrier sera légèrement plus délicate compte-tenu des deux ralingues à guider simultanément. - Voir lanche 4 - fig. et fig. 7 - Selon une forme de réalisation - fig. 6 - le profil de mât est composé d'un seul élément (1), pour des questions de coût de fabrication modéré. - Selon une variante de réalisation - fig. 7 - le profil de mSt est compose de plusieurs éléments (la) et (lb) dans des matériaux différents, dans le but d'obtenir un profil (lbç plus effilé sur l'avant) ou de réduire sensiblement le poids de l'ensemble (la partie lb, étant alors traitée comme un corde nage et réalisée dans un matériau particulièrement léger). Les deux éléments (la) et (lb) étant assemblés par collage puis rivés ou vissés dans des réservations (12) prévues à-cet effet. Le volume (13) pouvant servir de réserve de flottabilité en étant remplie soit de polystirène expansé ou de tout autre corps adéquat. - Voir planche 5 - fig. 8 - Selon une variante de réalisation du mât, visant à parfaire l'intégration de l'ensemble mât/aile, les volets (3) sont prolongés par des profilés souples (14). Ces profi- lés souples (14) sont rapportés, collés puis rivés ou vissés dans des réservations (15) prévues à cet effet et courent tout au long du mat. La souplesse du matériau les composant leur confère la possibilité d'épouser progressivement le dénivelé tnåt/voile et rend de ce fait leur jonction parfaite. - Voir planche 6 - fig. 9 et fig. 10 Selon une forme de réalisation -fig. 9- la voile est composée simplement dune double peau (6) dans sa partie avant se raccordant sur une simple peau (7) dans sa partie arrière. Des lattes horizontales articulées (9 et 10) assurent la cambrure du profil, d'autres (11) assurent la forme et la tenue de la chute de la voile. Selon une variante de réalisation de la voile -fig. 10visant à optimiser l'efficacité de l1ensemble, des ouvertures verticales (22) sont pratiquées en arrière de la jonction de la double peau. Ces ouvertures sont destinées à provoquer un effet de fente pour recoller les filets d'air perturbés (J) sur l'extrados de l'aile, afin d'en améliorer le rendement vélique. Des lattes verticales (1S) disposées dans des goussets rigidifient le nouveau bord d'attaque engendré par les ouvertures. - Voir planche 7 - fig. 11. fig. 12 et fig. 13 Selon une forme de réalisation de la voile (figure 11) des lattes flexibles (9 et 10) composées de 3 éléments articulés entre eux assurent la forme et la tension des deux faces de la double peau (6), Les 3 éléments composant ces lattes flexibles sont articulés entre eux par l'intermédiaire de - soit d'un corps simple (17) (tissus de voile ou profilé en polypropylène) collé à la latte (fig. 12) et faisant office de charnière. - soit de l'élément milieu (10) réalisé en polypropylène ou en une autre matière adéquate et caractérisé par sa forme offrant 2 charnières (23) dans la masse obtenues par affaiblissement de sa section et la possibilité d'emboiter les deux éléments (9) à chacune de ses extrémités (fig. 133. Ces lattes flexibles se composent de deux éléments longs (9) et d'un élément court (10). La longueur des éléments longs (9) correspond au développé de la peau intérieure (6) et la longueur de l'élément court (fO) correspond à la différence de développé des peux extérieure et intérieure. Le fait de joindre ou non cet élément court (10) à l'un ou l'autre des éléments longs (9) crée le développé nécessaire à l'extrados ou à l'intrados permettant ainsi de resoudre le problème de tension de cette partie de l'aile. La simple peau (7) de la voile se rattache à la double peau (6) en une ligne passant dans l'axe de 11élén,ent court (10). Sous la pression du vent, la voile prend sa forme suivant sa coupe, puis a tendance à vouloir se déformer.La surface sous le vent de la double peau (6) associée à la simple peau (7) tendent à s'allonger. Ce processus entrainera l'élément court (10) à se joindre à lsélé- ment long (9) situé sous le vent, créant ainsi le développé nécessaire à L'extrados, un élément long (9) restant au vent déterminera le développé de l'intrados. Lors d'tua virement de bord, l'opération se déroulera dans l'autre sens créant ainsi un profil symétrique au précédent (fig. 11). - Voir planche 8 - fig. 14. fig. 15 et fig. 16 Selon des variantes de réalisation la structure inférieure de l'aile se compose dtéléments connus, tels que - soit d'une bome (18) fig. 14 - soit d'un wishbone (19) fig. 15 - soit d'une latte flexible (20) fig 16 - Voir planche 9 - fig. 17 - fig. 18 Selon une forme de réalisation préférentielle le mit est orientable (fig. 1) par l'intermédiaire d'un système connu de type, axesscrapaudine ou rotule placé à sa base (21). Selon des variantes de réalisation, le mât peut être soit fixe (fig. 17) soit inclinable au vent (fig. 18). REVENDICATIONS 1) - Dispositif permettant d'obtenir simplement une voilure profiléeuet orientable, assimilable à une aile homogène et caractérisé par - d'une part un mat profilé ( à double gorge de ralingue (2) se prolongeant sur l'arrière par 2 volets (3) dont le rôle est d'assurer l'intégration du mat et de la voile. Ils forment, associés à 2 autres volets intérieurs (4), 2 gorges (5) nécessaires au guidage et au maintien des lattes (9 et 10), - d'autre part, d'une voile composée, dans sa partie avant d'une double peau (6) reliée au mat par une double ralingue (8), prolongeant parfaitement le profil de mat et dans sa partie arrière d'une simple peau (7). Cette voile est munie au niveau de la double peau (6) de lattes flexi bles articulées (9 et 10) nécessaires à la cambrure du profil.Elle est équipée au niveau de la simple peau de lattes flexibles (11) nécessaires à la forme et à la tenue de la chute de la voile, - et enfin d'un système,connu du type, axe, crapaudine ou rotule (21) placé à la base du mat et assurant une orientation maximum de 900 de part et d'autre de l'axe du bateau. 2) - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profil de mat (1) est composé d'un seul élément. 3) - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profil de mat (1) est composé de 2 éléments (la) et (lb) de mimes ou de matériaux différents. Ces 2 éléments sont collés puis rivés ou vissés dans des réser vations (12) prévues à cet effet. Le volume intérieur (13) peut servir de réserve de flottabilité. 4) - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caracté risé par le fait que les 2 volets (3) sont prolongés par 2 profilés souples (14) épousant parfaitement le dénivelé mât/aile rendant ainsi leur jonction parfaite. 5) - Dispositif selon a revendication 1 caractérisé en ce que la voile se compose dans sa partie avant d'une double peau (6) se raccordant progressivement sur une simple peau (7). La longueur (C) de cette double peau pouvant varier de 10 , à 100 /o de la corde du profil considéré. Des lattes flexibles et articulées (9 et lo) assurent la cambrure du profil, d'autres, flexibles seulement (11) assurent la forme et la tenue de la chute de la voile. 6) - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la voile possède des ouvertures verticales (22) situées en arrière de la jonction de la double peau (6). Ces ouvertures (22) sont destinées à provoquer un "effet de fente visant à recoller les filets d'air perturbés (J) sur ilextrados de l'aile, afin d'améliorer le rendement vélique de l'ensemble. Des lattes verticales (16) disposées dans des goussets, rigidifient le nouveau bord d'attaque engendré par les ouvertures (22). 7) - Dispositif selon les revendications 1, 5 et 6 caractérisé en ce que les lattes flexibles articulées se composent de 3 éléments, deux longs (9) et un court (10) assurant la forme et la tension des deux faces de la double peau (6). CEs trois éléments sont articulés entre eux dune manière préférentielle (fig. 13) par l'intermédiaire de 11 élément court (10) réalisé en polypropyléne ou en une autre matière adéquate et caractérisé par sa forme, offrant 2 charnières (23) dans la masse obtenue par affaiblissement de sa section et par la possibilité d'emboîter les 2 autres éléments (9) à chacune de ses extrémités. 8) Dispositif selon ia revendication 7 caractérise en ce que les trois éléments composant les lattes flexibles (9 et 10) sont d'après une variante articulés entre eu par l'inter- médiaire d'mi corps simple (17) (toile à voile ou profilé en polypropylène) rapporte par collage à l'épaisseur des lattes et faisant office de charnière. 9) Dispositif selon les revendications 1, 5, 6 caractérisé en ce que la structure inférieure de l'aile se compose d'élém.erts connus, tel que : soit une bome (18) soit un wishbone (19), soit une latte flexible (20). 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mit est d'aprés une variante de réalisation soit fixe (fig. 17); soit inclinable au vent (fig 18).