Brevet FR2580253A1 — publié le 19861017

La présente invention concerne les gréements libres, propulsifs ou sustentateurs, raccordés en un seul point à un véhicule nautique ou terrestre tel que le surf ou la planche roulante cités à titre d'exemple. Actuellement, la plupart des gréements de cette catégorie comportent un mât situé dans le plan de voilure et dont l'extrémité inférieure est raccordée au véhicule par un cardan ou un élément souple. Cet agencement contraint l'utilisateur à exercer en permanence sur le gréement une force pratiquement égale et opposée à la poussée vélique en se penchant en arrière, d'où la nécessité, par vent fort, de limiter la surface de voilure au détriment de la vitesse potentielle de la planche. D'autre part, une telle configuration rend difficile l'utilisation de profils épais et dissymétriques rigides, plus rentables que les profils minces, mais dont la concavité ne peut s'inverser au moment du virement de bord quà l'aide d'un mécanisme sophistiqué. Le système de gréement proposé permet de remèdier à ces deux inconvénients. A cet effet, il comporte une aile dont le plan de sy métrie perpendiculaire au bord d'attaque contient une rotule ou un élément équivalent situé à proximité et légèrement en avant de l'axe de la portance.Une des deux parties de cette articulation est rendue solidaire de l'aile par l'intermédiaire d'une structure rigide, l'autre est fixée sur le véhicule en un point sensiblement avancé par rapport au centre des forces exercées sur lui par le milieu où il se déplace ; l'ensemble constitué par l'aile et la structure peut décrire une sorte de demi-sphère autour de ce point et est en outre muni de poignes permettant à l'utilisateur, situé sur le véhicule à proximité de la rotule, de l'orienter et de le maintenir dans une position appropriée à l'allure de navigation choisie. Si toutefois l'orientation ainsi imposée au gréement permet à l'aile de fonctionner dans des conditions normales, la résultante des forces exercées sur celle-ci par le vent apparent crée un couple par rapport à la rotule relativement faible vis-à-vis d'un gréement classique ; l'utilisateur peut donc facilement s'y opposer et l'ef- fort principal qu'il doit fournir est surtout destiné à retenir le gréement entrainé par son poids. Dans la suite de la description on se référera aux figures ennoncées ci-après où les formes de réalisation représentées ne présentent aucun caractère limitatif. - la figure 1 représente une vue générale de l'invention.ap- pliquée au surf. - la figure 2 représente schématiquement les différentes positions données au gréement en fonction de l'angle formé par la direction du vent apparent et celle du véhicule. - les figures 3 à 5 représentent des variantes possibles de réalisation de l'invention. Le système de liaison entre le gréement et l'utilisateur peut être constitué simplement d'un ensemble d'éléments de forme tubulaire solidaires de la structure ; la nécessité de pouvoir les saisir facilement dans toutes les configurations possibles de navigation conduit à les disposer approximativement à la hauteur des épaules et tout autour d'un axe reliant la rotule au milieu du bord d'attaque de l'aile ; un simple anneau fixé sur la dite structure à cette hauteur et autour de cet axe peut aussi être utilisé (fig. 2), les différentes manoeuvres s'effectuant alors sans lâcher prise par coulissement des mains. Cet ensemble d'éléments servant à la prise et au maintien du gréement peut selon une autre version être articulé par rapport à la structure suivant un ou plusieurs pivots dont les axes concourent entre eux mais ne sont pas perpendiculaires à la surface de l'aile (fig. 1 et 5) ainsi celle-ci ne peut pivoter librement sur elle-même, ce mouvement restant sous le centrale de l'utilisateur g une telle articulation lui permet d'avoir les mains à une hauteur convenable par rapport aux épaules quelque soit la position du gréement et de pouvoir adopter si nécessaire une position reculée mais elle ne l'em- pêche pas de mattriser l'orientation de l'aile dans les trois dimensions. On peut voir sur la figure 2 que la totale mobilité du gréement permet de placer à tout moment le bord d'attaque perpendiculairement à la direction du vent apparent rendant ainsi optimum l'efficacité de l'aile. Eventuellement un dispositif de derive ou d'empennage fixé sur l'aile peut aider l'utilisateur à mieux sentir cette position idéale. On remarque d'autre part que l'aile présente toujours la même face au vent et peut donc avantageusement être réalisée avec un profil épais et dissymétrique lui confèrant un meilleur rendement. L'utilisateur peut faire varier la composante sustentatrice en relevant plus ou moins le gréement ou changer l'angle d'incidence du vent apparent sur l'aile et lui donner par exemple.des valeurs de 450 au vent arrière (fig. 2 C) ou 150 au près (fig. 2 H et 2 F), il peut également l'annuler ou même le rendre légèrement négatif au moment du virement face au vent qu'il exécute en basculant le gréement d'un bord à l'autre sans avoir pratiouement à se déplacer sur le véhicule (fig. 2 F, 2 G, 2 H). L'empannage est réalisé sans diminution de la force propulsive en combinant une rotation de 1800 de l'aile sur elle-même, un changement de bord du gréement et une variation de l'angle d'incidence de 150 à 450 (fig. 2 A, 2 3, 2 c) puis de 450 à 150 (fig. 2 C, 2 D, 2 E). Dans le cas où le gréement est utilisé sur un surf on peut noter qu'à l'occasion d'un virement de bord et dans la position intermédiaire représentée sur la figure 2 G si le vent de face apparent et l'angle d'incidence sont suffisants, le véliplanchiste peut arriver à déjauger momentanément et garder le contrôle du gréement en déplaçant son centre de gravité par rapport à l'axe de la portance comme pour une aile volante. D'une manière analogue, l'utilisateur d'un monoski ou engin destiné à glisser sur la neige muni d'un tel gréement peut, après entre élancé sur une pente dans la position représentée à la figure 2 G, effectuer un saut en augmentant brutalement l'angle d'incidence, dans ce cas, ctest la vitesse du skieur qui crée le vent apparent nécessaire. Dans la réalisation représentée à la figure 1, l'anneau (3), la structure (2) et le pivot leur servant de liaison sont en tubes d'aluminium rivetés. l'aile (7) de section constante est réalisée en polystyrène extrudé coffré de fibres de carbone et ~ idée pour l'al- lègement ; à chacune de ses extrémités deux plaques (5) en matériau plastique permettent d'augmenter artificiellement son allongement et d'éviter son enfournement si elle vient à heurter la surface de l'eau. L'ensemble est raccordé à la planche par une rotule en acier inoxydable (4). Outre les diverses versions déjà décrites du système de liaison entre le gréement et l'utilisa teur, de nombreuses variantes de cette réalisation sont possibles notamment en ce qui concerne la voi- lure qui peut par exemple comporter une ou plusieurs ailes parallèles à la première et solidaires de celle-ci, ou présenter un profil auto stable. Dans un souci d'allègement et de facilité de transport, elle peut aussi etre constituée d'une voile lattée ou non, montée sur un måt et un wichbone séparant la surface de voilure en deux parties symétriques (fig. 4) ou d'une voile en forme de delta utilisée pour les ailes volantes (fig. 3) ; dans les deux cas, un mât ou un bord d'attaque profilé et une voile épaisse à double surface peuvent améliorer le rendement du gréement sans en augmenter sensiblement le poids. Enfin dans le cadre d'une utilisation nautique à laquelle ce gréement est particulièrement destiné, il est souhaitable que celuici ne puisse pas s'enfoncer dans l'eau ; en ce sens les parties susceptibles d'être en contact avec liteau, notamment les deux extrémités de l'aile, peuvent être munies de plans hydroporteurs, de petits skis ou de flotteurs éventuellement articulés permettant de naviguer sans avoir à soutenir le gréement. REVENDICATIONS 1) Système de gréement propulsif ou sustentateur pour véhicule nautique ou terrestre caractérisé en ce qu'il comporte une aile dont le plan de symétrie perpendiculaire à l'envergure contient, légèrement à l'avant de l'axe de la résultante aérodynamique, une rotule ou une articulation équivalente-dont une partie est fixée sur le véhicule à proximité et à l'avant du centre des forces exercées sur lui par le milieu où il se déplace et dont l'autre. partie est rendue solidaire de l'aile par une structure pourvue de poignées permettant à l'utilisateur de maintenir et d'orienter l'ensemble. 2) Système de gréement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poignées sont constituées d'éléments de forme tubulaire ou d'un simple anneau solidaires de la structure et disposés autour d'un axe imaginaire passant par la rotule et le milieu du bord d'attaque de l'aile. 3) Système de gréement selon 1o revendication 1 caractérisé en ce que les poignées sont inclusses dans un ensemble rigide ayant éventuellement la forme d'un anneau et articulé par rapport à la structure suivant un ou plusieurs pivots dont les axes sont concourants mais non perpendiculaires au plan de voilure. 4) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aile est rigide et qu'elle présente un profil épais et dissymétrique. 5) Système de gréement selon la revendication précédente caraotérisé en ce que l'aile est pourvue chacune de ses extrémités d'une plaque destinée à améliorer son rendement aérodynamique. 6) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que l'aile est constituée par une voile éventuellement lattée, montée sur un mat au besoin profilé, et étarquée par un wishbone. 7) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé par une aile du type "delta" utilisée pour les ailes volantes. 8) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que la voile possède sur tout ou partie de sa surface une double épaisseur. 9) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aile est pourvue à ses extrémités de plans hydroporteurs, de petits skis ou de flotteurs éventuellement articulés. 10) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs ailes supplémentaires parallèles à la première et solidaires de celle-ci. 11) Système de gréement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de dérive ou un empennage.