Brevet FR2610283A1 — publié le 19880805

- AILERONS A PROFIL DISSYMETRIQUE ET LONGUEUR VARIABLE La présente invention concerne les ailerons en mouvement dans un fluide. le dispositif selon cette invention permet d'obtenir des ailercns ayant un profil procne du plan sur une face et convexe sur l'autre, ceci de manière reversible et dont la longueur est réductible de moitié. Ces ailerons trouvent leur utilisation dans le domaine suivait : Aies porteuses : quilles de voiliers et d'une ma- nière générale, tout aileron en mouvement dans un fluide et recevant sa poussée tantôt d'un côté tantôt de l'autre. L'aileron le plus simple est formé par un plan (I) fig.I se déplaçant dans un fluide, l'aérodynamique ou l'hydrodyna,- mique est mauvaise, il se crée des turbulences (3) qui provoquent une tirant et une pDrtance médiocre. Une amélioration du profil consiste de doter l'aileron d'une face plane (2) et d'une face convexe (4) fig.2. Le profil optimal est formé par une face se rapprochant du plan (ou légèrement concave, ou légèrement convexe), c'est l'intrados et une face nettement convexe, c'est l'extrados. I1 donne une trainée minimale et une portance maximale. C'est le cas des ailes d'avion qui recouvent la poussée de l'air sur leur face inférieure.Mais, dans le cas des ailerons de quilles de voiliers la poussée est reçue tantôt sur une face tantôt sur l'autre. Actuellement, les profils utilisés (5) sont symétriques et pisciformes fig.3 ils ne donnent dons pas les meilleures performances. le dispositif selon l'invention a pour bt de palier cet inconvénient et dans le cas d'une quille de voilier, de permettre la réduction du tirant d'eau de moitié. La présente invention consiste en un aileron de quille articulé au moyen d'une charnière (6) et qui pivote sur un axe longitudinal par rapport à la coque (7) du bateau. Si cet axe de rotation est directement articulé contre la coque, l'aileron de quille a la forme d'un dièdre épais (8) fig.4 (vue de face). Si cet axe de rotation est disposé sur une moitié d'aileron formant un plan (embryon de quille) (9) fixé à la coque du bateau, l'aileron de quille à la forme d'un plan épais (iu) fig. 5 (vue de face). Dans les deux cas l'aileron mobile prés@ente une lace plane et une face convexe. i,a quille d'un voilier a deux fonctions - La première: : constituer un lest qui permet au bateau de ne pas chavirer SGUS la pousse du vent dans les voiles - La deuxième : constituer un plan anti-dérive pour diminuer au maximum la perte de cap du bateau, surtout aux allures où le bateau remonte au vent. bans ses deux variantes, le dispositif selon l'invention fonctionne de la manire suivante - ibère variante, fig.6 (vue de face) : La quille du voilier est un dièdre épais (8) constitué de deux ailerons aux flancs inférieurs convexes (II) et aux flancs supérieurs plans (12), ou légèrement concaves, le profil supérieur possède exactement la forme de la coque (7) sur laquelle il s'applique. lorsque le bateau reçoit la poussée latérale du vent, il se met à dériver. La quille offre une résistance qui a pour effet de faire pivoter la ditdre sur son axe (6), si bien que la partie postérieure se place exactement contre la coque L'autre partie du dièdre forme alors l'aileron anti-dérive du voilier, (l'angle du dièdre est déterminé pour qu'il prenne position dans le plan de symétrie du bateau) et offre un profil idal, plan-convex.e ou concave - convexe, selon la conception de la coque. - 2ème variante, fig.7 (vue de face) : La quille du voilier est constituée d'un aileron (IO) au flanc inférieur convexe (II) et au flanc supérieur plan.(12). Cet aileron pivcte en son milieu sur un embryon de quille (9) l'axe de rotation () étant formé par la limite inférieure de l'embryon de quille. Celui-ci est constitué par un plan fixe verticalement au fond de la coque du bateau (9). Lorsque le bateau reçoit la poussée latérale du vent, il se met à dériver, la quille offre une résistance qui a pour effet ce faire pivoter l'aileron (10), si bien que la partie supérieure se place exactement contre l'embryon de quille (9). l'aileron anti-dérive du voilier est alors formé par la partie mobile, qui prend position dans le plan de symétrie du bateau et offre un profil idéal, plan-convexe. Dans le but de réduire la surface mouillée de la carène lorsque le bateau marche au moteur, par exemple, l'embryon de quille peut être évidé, ou même réduit à deux tiges profilées, en avant et en arrière de l'élément mobile. Dans les deux variantes, la rotation est automatique, mais il est prévu un cable (I4) fixé sur l'aileron mobile (6) ou (10), de part et d'autre de l'axe du bateau9 Ce cable permet d'agir sur le déplacement de l'aileron et de le maintenir, soit dans la position de repos (15), soit dans la position active basculée (16). Ii pénètre dans le bateau par deux tubes (17) ou passe sur le pont ae celui-ci. Il tourne autour d'un treuil (ld) qui permet sa traction et son blocage par cliquets dans les deux sens. I1 est guidé par des réas (19). Des vérins peuvent effectuer la même fonction. Je dispositif selon l'invention présente les caractéristiques suivantes - A l1état de repos, l'ensemble mobile prend naturellement une position d'équilibre qui détermine le tirant d'eau minimum (hm) du bateau. Dans les deux variantes, la quille du bateau présente une diminution de son allongement approchant 50 A. Si l'ensemble mobile est raidi par les cables, la quille offre un polygone de sustentation favorable à un échouage dans les ports à marées (19). - la quille basculée en position active offre un profil dissymétrique dont l'hydrodynamique détermine une bonne portance et ure faible traîrée, son tirant d'eau est maximum (HM). - En fonctionnement le centre de gravité du lest (G) est déporté du côté de la contre-ite, ce qui est très favorable pour l'équilibre du bateau. Pour une poussé du vent égal, ce dispositif, permet au bateau de moins glter, donc d'être plus puisant. Dans le cas de la marche au moteur la quille en position de repos donne au bateau un tirant d'eau minimum, qui permet une approche facilitée des mouillages et des ports de faible profondeur d'eau. Selon une des réalisations industrielles possibles, la ouille se présente ainsi : - jere variante : L'ensemble mobile dièdre est réalisé en fonte, i reçoit une protection anticorrosive, puis un reve tement classique contre les salissures. L'axe de rotation est en inox, il tourillonne sur des paliers en polyamide, les cables de commande sont en inox, - 2ème variante : L'embryon de quille est constitué par une tôle d'acier aux caractéristiques mécaniques élevées I1 reçoit une protection anticorrosive puis un revêtement classique contre les salissures. L'ensemble mobile est réalisé comme dans la variante N I. L'aileron mobile lourd peut être fait de manière homo g-ne, par exemple en onte. jais il peut aussi être creux de e liqueide. D Dans ce cas le lest est constitué par de la grenaille de plomb. le basculement de cet élément mobile, à l'aide de la traction sur le cable de commande, provoque l'écoulement du plomb au point bas de l'aileron et ainsi abaisse le centre de gravité du lest. Les formes de ces quilles sont variables, elles sont déterminées par l'architecte naval, les figures 8 montrent quelques possibilités La présente invention concerne l'industrie de la navigation de plaisance, en l'occurrence permet aux voiliers d'obtenir de meilleures performances à la voile, du fait de la bonne hydrodynamique de la quille, tout en calant un tirant d'eau réduit. -REVENDICATIONS- i- Dispositif destiné à améliorer les performances des quilles de voiliers, caractérisé par le fait. qu'il est constitué d'un ensemble mobile (8- etiO) tournant sur un axe de rotation (6) situé longitudinalement par rapport au bateau, soit-directement contre le fond de la coque, soit par ltintermediaire d'un embryon de quille (9). 2- Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la partie mobile est constituée par un dièdre (8) attaché en son sommet directement sous la coque du bateau (7) par l'intermédiaire d'un axe de rotation longitudinal (6). Une moitié de ce dièdre se plaque par rotation contre la coque (7), l'autre moitié prend place et fonction d'une quille classique. 3- Dispositif selon la revendication I , caractérisé par le fait que la partie mobile est constituée par un plan epais et profilé CI0), attaché en son milieu à un embryon de quille mince et plat (9), au moyen d'un axe de rotation longitudinal (6) Une moitié de la partie mobile se plaque par rotation contre la partie fixe de la quille (9), l'autre moitié se développe dans le prolongement de l'embryon de quille et forme ainsi une quille classique 4- Dispositif selon les revendications I à 3, caractéri- -sé par le fait que la partie mobile possède une face plane ou légèrement courbe (12) et l'autre convexe (II), de façon que par sa rotation dans l'axe du bateau, elle forme un aileron dans le plan vertical de symétrie du bateau, ayant un profil dissymétrique en forme d'aile d'avion. La moitié supérieure se plaque alors exactement contre la coque ou contre l'embryon de quille. 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications, caractérisé par le lait que l'élément mobile (8 et 10) possède un centre d gravité placé en dessous del'axe de rotation t6). Cette caractéristique lui permet de prendre automatiquement au repos une position d'équilibre offrant un tirant d'eau minimum k hm ). 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précddentes, caractérisé par le fait que la rotation de l'élément mobile est, soit libre et spontanée, soit commandée par un système mécanique utilisant des vérins ou un treuil, permettant son irmmobil- -ité en position de fort t HM ) ou faible ( hm ) tirant d'eau. 7-Dispositif selon la revendication I,caractérisé par le fait que l'élément mobile peut être réalisé en matériau homogène ( fonte ), ou creux C aluminium acier ordinaire ou inoxydable. ).. Dans ce dernier cas, le lest est constitué de grenaille de plomb remplissant la totalité de la cavité Mais pour abaisser le eentre de gravité du lest, la cavité peut n'être remplie qu'à moitié, 1 basculement de l'élément mobile produit le déplacenent de la grenaille de plomb dans le point bas de la cavité. 8- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que 11 ensemble mobile plan, épais, dissymétrique (I0) peut être attaché à la coque k7) par un embryon de quille de largeur très réduit, ou par deux tiges en avant et en arrière de cet élement mobile. Cette disposition permet de réduire la surface mouillée et de pouvoir positionner le plan anti-dérive verticale -ment quelque soit l'angle de gite du bateau, par réglage du dispositif mécanique