Brevet FR2561197A1 — publié le 19850920

"Carène d'engin de locomotion sur eau". La présente invention concerne une carene de bateau ou, plus généralement, de tout engin de locomotion sur eau, y compris de planche à voile. Il est connu que les architectes et ingénieurs navals cherchent, , pour permettre des vitesses de plus en plus grandes, à réduire, par un dé jaugeage approprié, la surface mouillée des carènes et donc le frottement dans I eau. Toutefois, les carenes do l'art antérieur, ne peuvent pas subir un dé jaugeage aussi satisfaisant que les engins à ailes marines. La présente invention vise à pro poser des carènes à dé jaugeage maximal. A cet effet, 5 la présente invention concerne une carène d'engin de locomotion sur eau, pourvue plan plan de symétrie longitudinal et da moins un longitudinal s'étendant dans un plan longitudinal de base au moins parallèle au plan de symétrie, caractérisée par le fait qu'elle comporte dans ledit plan longitudinal de base au moins deux points bas extrêmes d ≈application de portance, à partir desquels s'étendent respectivement deux longitu- dinaux élémentaires. Il faut d'emblée noter ioi que par "plan au moins parallèle", on entend un plan parallèle au plan de symé- trie ou un plan confondu avec ce plan de symétrie. Ainsi, sous lactioll d'une vitesse croissante, la ligne de flottaison horizontale de la carène de l'inven- tion s'abaisse et, à la limite supérieure, au moins deux points, les deux points bas, restent encore dans dans permettant à la carène de l'invention de se maintenir en équilibre longitudinal stable, En d'au- tres termes, la carène de l'invention peut subir un déjau- geage horizontal optimal, en théorie pratiquement limite, ce qui, bien entendu est un gage de rapidité. Dans une forme de réalisation intéressante de la carène de l'invention, les deux points bas sont respectivement situés dans deux espaces délimités par trois plans perpendiculaires au plan de symétrie, un plan d'étrave, un plan de maîtresse section arrière et un plan intermédiaire, à égales distances des deux autres. Avantageusement ces deux points bas sont disposés sensiblement dans le plan de mattresse section arrière et dans le plan intermédiaireX respectivement. Dans la forme de réalisation préférée de la carène de l'invention, elle comporte plusieurs portions de carène élémentaires identiques, comportant, chacune, un longitudinal élémentaire a l'intersection d'une surface en pression et d'une surface en dépression, les longitudinaux élémentaires étant parallèles entre eux. Alors, chaque demi-carènede ltinvention peut comporter un nombre pair ou impair de portions élémentaires. Dans le cas d'un nombre impair de portions, et si la carène de l'invention comporte plusieurs plans longitudinaux de base, il est préférable que la carène comporte latéralement, au delà des plans longitudinaux extrmes, d'autres portions élémentaires pour que les surfaces portates de la carène soient continues et divergent depuis l'étrave jusqu'à la maitresse section arrière. sensi@ement tetrae@r@que, ou Chaque portion élémentaire, de forme / pyramidale, peut être disposée d1un même côté du plan contenant son longitudinal élémentaire et parallèle au plan@de symétrie de la carène, ou possèder comme plan de symétrie le plan contenant son longitudinal élémentaire et parallèle au plan de symétrie de la carène. La carène de l'invention est notamment bien adaptée à la propulsion vélique. Elle est de construction aisée. Elle ne peut couler que très difficilement, L'invention sera mieux comprise à laide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation de la carène de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels La figure 1 représente schématiquement une vue en plan de dessous d'une première forme de réalisation de la carène de l'invention. La figure 2 représente schématiquement une vue de face retournée de la carène de la figure 1. La figure 3 représente schématiquement une vue arrière re de la carène de la figure 1. La figure 4 représente schématiquement une vue de côté gauche de la carène de la figure 1. La figure 5 représente schématiquement une vue en plan de dessous d'une deuxième forme de réalisation de la carène de l'invention. La figure 6 représente schématiquement une vue arrière re d'une troisieme forme de réalisation de la carène de l'invention. La figure 7 représente schématiquement une vue arrive re d'une quatrième forme de réalisation de la carène de l'invention. La figure 8 représente schématiquement une vue arrière d'une cinquième forme de réalisation de la carène de l'invention, et La figure 9 représente schématiquement une vue arrière re d'une sixième forme de réalisation de la carène de 1 invention. Considérant les figures 1-4, il est représenté très schématiquement une carène 1, conformée pour subir un déjaugeage horizontal équilibré de la masse déplacéeç pra- tiquement limite, afin de diminuer au maximum sa surface mouillée dynamique et augmenter ainsi sa vitesse La carène 1 possède un plan de symétrie longitudinal 2 et deux plans longitudinaux de base 3, 4, parallèles au plan 2. Dans chacunedes plans 3, k, la carène comporte, au même niveau, deux points bas extrêmes dsapplication de portance 5, 6 et 7, 8. A partir de ces points bas, s'étendent,dans les plans longitudinaux de base, les longitudinaux élémentaires 9, 10 et 11, 12, respectivement. Les points bas 6, 8 sont disposés dans un plan de maitresse section arrière, les points bas 5, 7 dans un plan de maîtresse section intermédiaire, les longitudinaux 9, 10 ayant leurs extrémités opposées à leurs points bas 5, 6 dans un plan d'étrave de la carène 1. Le plan intermédiaire est à égales distances du plan de maîtresse section arrière et du plan d'étrave, ces trois plans étant perpendiculaires au plan de symétrie 2.Les longitudinaux 9-12 sont parallèles entre eux et s'étendent depuis leurs points bas respectifs jusqu1au plan supérieur horizontal de la carène, ici celui des livets 20, 21, de plus grandes laveur et longueur La carène ainsi décrite est remarquable par le fait que, dans chaque plan longitudinal de base 3, 4, elle présente, entre le plan de maitresse section intermédiaire et le longitudinal élémentaire s'étendant en arrière de ce plan, un espace vide, au-dessus de la ligne de flottaison, provoquant une rupture de poussée aussi bien hydrostati que qu'hydrodynamique. La carène 1 comporte des portions de carène élémen- taires idéntiques, construites sur les longitudinaux élémentaires, dans le prolongement l'un de vautre ou parallèles entre eux, ces longitudinaux séparant , chacun, une surface 13 destinée à être en pression et une surface 14 destinée à être en dépression. Sur la figure 1, on voit bien les surfaces en pression de ces portions élémentaires 13, 15, 16, 17, 18, 19. Les portions 13, 15 sont dans le prolongement l'une de llautre, parallèlement au plan de symétrie 2, tout comme les portions 16, 17. La carène des figures 1-4 comporte donc deux plans longitudinaux de base et, en l'occurrence trois portions élémentaires par demi-carène. Au-delà de ces plans longitudinaux, et latéralement, la carène 1 comporte -en effet une portion élémentaire 18, 19 de chaque côté, adjacente a' la portion 13, 16, pour que les surfaces portantes de la carène soient continues et divergent depuis le plan d'étrave jusqu'au plan de maîtresse section arrière. Chaque portion élémentaire a une forme pyramidale, dont la base est disposée dans le plan de maîtresse sec tion arrière, pour les portions 13, 16, 18, 19, ou dans le plan de mai tresse section intermédiaire, pour les portions 15, 17, disposée d'un môme côté du plan contenant son loneitudinal élémentaire et parallèle au plan de symétrie 2. Chaque portion élémentaire est construite sur des couples, non représentés, à l' l'exception du couple de base de maîtresse section, parallèles entre eux. Dans l'exem- ple des figures 1-4, ces couples s'appuyent, depuis l'arrière, zut sur une portion de surface hélicoïdale 22 convergente de l'arrière vers l'avant et qui se prolonge par une portion de surface dans le plan longitudinal de base associé. La carène 1 présente, entre ses deux plans longitudinaux de base internes 3, 4, un canal inférieur 23. Ce canal améliore la stabilité latérale de la carene. Lors de son déjaugeage, la carène 1 subit un mouvement ascensionnel harmonieux, sans pivotement longitudinal ou latéral autour de son centre de gravité On vient de décrire une forme de réalisation de carène dont les plans longitudinaux de base contiennent chacun deux points bas. Ils pourraient en contenir plus mais la solution à deux points bas est de loin préférée; mais dans tous les cas, il est préférable que la distance séparant deux peints bas adjacents soit la môme. De même, il est pas nécessaire que ces points bas soient exactement situés dans les plans de maîtresse section selon l'incidence sur l'horizontale qu'on veut donner aux longitudinaux élémentaires. En effet, il est môme préférable que les points bas des portions de carène élémentaires soient légèrement en avant de leurs plans de mattresse section respectifs, pour améliorer l'écoulement. Dans ce cas, et avantageusement, on peut conformer les portions élémentaires de carène, en arrière de leur point bas, comme un bord de fuite d'aile d'aviron. La stabilité de la carène conduit à un rapport longueur/hauteur qui ne doit pas titre quelconque. Il est préférable que ce rapport soit au moins égal à 4. Quant à la largeur de chaque portion de carène élémentaire, perpendiculairement au plan de symétrie longitudinal, est déterminée par l'angle d'ouverture des livets, c'est-à-dire l'angle de pénétration de la carène. Chaque portion de carène élémentaire peut être asymétrique, comme dans le cas des figures 1-4, ou posséder comme plan de symétrie le plan parallèle au plan de symétrie de l'ensemble de la carène et contenant son longitudinal élémentaire. Dans le cas de la carène de la figure 3, il est prévu deux portions élémentaires symé- trique s 30 et 31 et deux portions élémentaires asymétriques 32, 33, de surface moitié de celle des portions 30, 31, pour que ici les livets 34, 35 soient continus et divergents depuis l'avant vers l'arrière,au moins jusqu'à la flottaison. Il faut noter ici que la carène de l'invention peut avoir, au départ, une forme triangulaire (fig. 5) ou trapézoldale (fig. i), selon que le plan de symétrie de ltensemble de la carène est également un plan longitudinal de base ou non. D'ailleurs, même une carène a priori trapézoidale peut être rendue triangulaire par un carénage avant approprié, pour améliorer la pénétration dans 1 ' alrtet dans la vague. On a décrit, en référence aux figures 1-4, des portions de carène élémentaires à couples appuyés sur une portion de surface hélicoïdale. Cette caractéristique n'est bien entendu pas limitative de l'invention. La surface en dépression pourrait être ainsi totalement plane, parallèle au plan de symétrie de la carène, ou non.De même, la surface en pression des portions élé- mentaires de la carène pourrait, elle aussi, hêtre vrillée Elle pourrait aussi être bombée vers l'extérieur, avec au demeurant, une are te curviligne de cassure en surface, s'étendant dans le plan de déplacement du point dsapplia cation des forces, auxquelles est soumise la portion élémentaire de carène considérée, et passant par le point bas associé. Les couples pourraient être concaves ou convexes Les surfaces en pression et les surfaces on dépures sien peuvent aussi être agencées pour se couper, au niveau du point bas associé de la portion élémentaire de carène considérée, ou en arrière de ce point bas. Les longitudinaux élémentaires pourraient ne pas etre rectilignes, mais curvilignes, par exemple en arc de cercle. La carène de l'invention peut comporter un nombre pair ou impair de plans longitudinaux de base. Dans le cas d'un nombre pair n de longitudinaux, et de doux points bas par plan longitudinal de base, le nombre de portions élémentaires de carène formant la carène,pour que ses sur faces portantes soient continues et convergent de l'arrière vers l'avant, est égal a' 2n + 2. Dans ce cas toujours-, toutes les portions de carène sont asymétriques. On note- ra que la carène de la figure 5, par exemple, comporte un seul plan longitudinal de base et deux portions de carène symétriques, mais qu'on pourrait la considérer comme comportant deux plans longitudinaux de base confon- dus, avec des portions de carène asymétriques accolées. La carène de la figure 6, comporte deux plans lon- gitudinaux de base séparés par un canal. La carène de la figure 7 ne comporte qu'un plan longitudinal de base, au demeurant de symétrie, et des portions élémentaires symétriques. La carène de la figure 8 comporte deux plans longitudinaux de base avec des portions élémentaires toutes symétriques. La carène de la figure 9 comporte quatre plans longitudinaux de base avec des portions élémentaires toutes asymétriques. De façon générale, et vue de dessous, la carène de l'invention se compose de portions élémentaires de carène, toutes identiques ou dont certaines sont de surface moitié de celle des autres, ces portions dans chaque demi-carène, étant disposées les unes à côté des autres selon un pas longitudinal égal à leur longueur et/ou un pas transversal égal à leur largeur. REVENDICATIONS 1 - Carène d'engin de locomotion sur eau, pourvue d'un plan de symétrie longitudinal (2) et d'au moins un longitudinal s'étendant dans un plan longitudinal de base au moins parallèle an plan de symétrie, caractérisée par le fait qu'elle comporte dans ledit plan longitudinal de base (3; 4) au moins deux points bas extrêmes d'application de portance (5, 6g 79 8), à partir desquels s'étendent respectivement deux longitudinaux élémen- taires (9, 10; 11, 12). 2 - Carène selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux points bas (5, 6; 7, 8) sont respectivement situés dans deux espaces délimités par trois plans perpendiculaires au plan de symétrie (2), un plan d'étrave, un plan de maîtresse section arrière et un plan intermédiaire, à égales distances des deux autres 3 - Carène selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les deux points bas (5, Ó, 7, 8) sont disposés sensiblement dans le plan de maîtresse section arrière et dans le plan intermédiaire, respectivement. 4 - Carène selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs portions de carène élémentaires identiques (13-19), comportant, chacune, un longitudinal élémentaire (9-12) à l'intersection une surface en pression (13) et d'une surface en dépression (14), les longitudinaux élémentai- res étant parallèles entre eux. 5 - Carène selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chaque demi-carène comporte un nombre pair de portions élémentaires. 6 - Carène selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chaque demi-carène comporte un nombre impair de portions élémentaires. 7 " Carene selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs plans longitudinaux de base (3, 4) et, latéralement, au-delà des plans longitudinaux extrêmes, d'autres portions élémentaires (18, 19) pour que les surfaces tantes de la carène soient continues et divergent depuis l'étrave jusqu'à la maîtresse section arrière. 8 - Carène selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que chaque portion élémentaire est pyramidale et disposée dlun même côté du plan contenant son longitudinal élémentaire et parallèle au plan de symétrie de la carène. 9 - Carène selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que chaque portion élémentaire (30) est pyramidale et possède comme plan de symétrie le plan contenant son longitudinal élémentaire et parallèle au plan de symétrie de la carène. 10 - Carène selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisée par le fait qu'elle présente, entre chaque plan de maitresse section intermédiaire (7) et le longitudinal élémentaire (12) s'étendant en arrière de ce plan, un espace vide de rupture de poussée.