Brevet FR2659862A1 — publié le 19910927

La présente invention concerne une palme de natation à voilure de propulsion solidaire d'un chaussant. Les palmes de natation sont généralement constituées d'une voilure plate qui, au cours d'une avance horizontale du nageur-plongeur, subit des mouvements alternés de montée et descente. Or, ces mouvements conduisent, malgré une certaine déformation auto-correctrice de la voilure qui est réalisée en matériau relativement souple, à ce que l'angle de la voilure par rapport à la direction générale du plongeur, ctest-à-dire par rapport à la direction d'écoulement du fluide en contact initial avec la voilure, est trop important, et très souvent supérieur à un angle de l'ordre de 200, qui est la limite de décrochement de la lame du fluide engendrant un écoulement tourbillonnaire tout à fait préjudiciable au rendement de propulsion (avance/effort du plongeur). Ce problème a déjà été perçu et une tentative de solution a été fournie par le brevet français 82.01.615 qui décrit une voilure de palme en éléments transversaux, de telle sorte que l'angle d'incidence de chaque élément permet un meilleur rendement propulsif et à cet effet les différents éléments transversaux sont réalisés par des découpes de voilure avec un bord côté chaussant qui reste solidaire du corps de voilure, autorisant ainsi, grâce à la flexibilité du matériau réalisant la voilure, des orientations successives et alternées vers le haut ou vers le bas par rapport au plan général médian de voilure des différents éléments découpés, grâce à quoi l'angle de ces éléments par rapport à ltécoulement de la lame d'eau de contact ne dépasse généralement pas un angle de 230.Cette réalisation présente cependant l'inconvénient que les réorientations successives et alternées des éléments de voilure s'effectuent à l'encontre d'une force élastique de rappel à l'endroit du bord d'articulation, qui est celle de l'élasticité du matériau plastique. I1 en résulte pour le plongeur un travail supplémentaire qui contre- balance l'avantage d'un meilleur écoulement du fluide le long de la voilure. La présente invention vise une palme de natation du type à élément de voilure déformable qui réalise un écoulement fluidique correct le long de la voilure, sans pour autant accroitre l'effort du plongeur, conduisant ainsi, pour un même effort, à un meilleur rendement et un moindre effort pour la même vitesse d'avance du plongeur. Un autre objet de l'invention, est, tout en conservant les memes qualités propulsives, de réduire les dimensions générales et par conséquent le poids de la voilure de palme. Encore un autre objet de l'invention est d'adapter l'effort à fournir pour le déplacement aux possibilités anatomiques du plongeur. Selon une première caractéristique d'une palme de natation selon l'invention, un élément de voilure déformable se présente sous forme d'un élément rigide monté à articulation libre autour d'un axe parallèle au plan général de voilure et perpendiculaire à l'axe longitudinal médian du chaussant, avec débattement de part et d'autre dudit axe longitudinal médian limité par butées. C'est grâce à cette articulation libre que l'on élimine coeplètement tout effort supplémentaire pour le plongeur, puisque les éléments de voilure, normalement sollicités dans la direction d'écoulement de l'eau, se réorientent ainsi sans réaction d'opposition sur le plongeur et cela jusqu'à venir en butée dans une position d'orientation correcte par rapport à la lame d'eau s'écoulant au voisinage de la voilure. Selon une caractéristique conplémentaire de l'invention, les butées de limitation du débattement angulaire d'un élément de voilure articulé sont réglables en position, ce qui permet d'adapter une palme de natation à la façon de nager du plongeur et à l'effort qu'il peut fournir ainsi qu'à la vitesse qu'il désire obtenir. En effet, plus l'angle entre voilure et lame d'écoulement d'eau est élevé - tout en restant inférieur à une valeur de l'ordre de 20t - et plus l'effort est inportant. En réglant la position des butées d'amplitude du débattement angulaire d'un élément de voilure, le plongeur peut donc adapter la palme à effort qu'il peut ou entend fournir. D'autre part, ce réglage des butées permet de régler différentiel lament la butée vers le haut et la butée vers le bas du plongeur nageant horizontalement, en réalisant ainsi un effort adapté à chaque type de mouvement descendant ou ascendant. En effet, dans le cas général d'un déplacement horizontal, le mouvement ascendant est physiologiquement plus puissant que le mouvement descendant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un élément articulé est du type à profil d'aile d'avion avec bord d'attaque côté chaussant et bord de fuite côté opposé, et section transversale croissante entre bords d'attaque et de fuite jusqu'à un maximum situé près du bord d'attaque à environ un tiers de la distance entre bords d'attaque et bord de fuite. La transposition aux palmes de natation de la technique en aéronautique permet d'accroître encore les performances, grâce à une amélioration significative de l'écoulement du fluide en contact avec la voilure de palme. Une palme de natation selon l'invention peut être réalisée avec une voilure-cadre solidarisée avec le chaussant, dans laquelle sont articulés une pluralité d'éléments de voilure disposés parallèlement les uns aux autres, ou bien la voilure forme un élément de voilure unique articulé sur le chaussant. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'une palme selon l'invention ; - la figure 2 est une forme de réalisation du montage articulé d'une voilure sur un chaussant - la figure 3 (3a, 3b, 3c) est une vue en coupe longitudinale du montage à articulation de la palme selon la figure 2 - la figure 4 est une variante de réalisation de la figure 3 - la figure 5 est une vue de dessus de deux palmes accouplées latéralement. En se référant à la figure 1, une palme "droite" comporte une voilure 1 articulée sur un chaussant 2. Celui-ci présente une semelle rigide 3 se poursuivant à son extrémité opposée au talon en un bord 4 rabattu vers le dessus formant ainsi un bloc indéformable, sur lequel vient se fixer la voilure (le restant du chaussant, réalisé en matériau souple, n'a pas été représenté au dessin). La voilure 1 est montée à articulation sur une pièce de solidarisation schématiquement représentée en 8 (dont on fournira plus loin un détail de réalisation), le tout de façon que la voilure 1 puisse pivoter autour de l'axe XX' qui est situé substantiellement dans le plan de voilure tout en étant perpendiculaire à l'axe longitudinal médian YY' de la semelle 3 du chaussant 2. Si l'on admet que la voilure 1 et la semelle 3 sont au repos dans un même plan, la voilure 1 peut se débattre autour de l'axe XS' au dessus et au dessous de ce plan (plan du dessin) avec un débattement angulaire limité par des butées non représentées ici mais dont on verra plus loin une forme de réalisation. L'élément de voiture 1 constitue donc ici un élément unique articulé avec un bord d'attaque 5 et un bord de fuite 6, tous deux plus ou moins effilés. Entre le bord d'attaque 5 et le bord de fuite 6, l'élément articulé 1 présente un profil d'aile d'avion, avec un accroissement progressif de section jusqu'à une épaisseur maximale en un point situé par rapport au bord d'attaque 5 à environ un tiers de la distance séparant le bord d'attaque 5 du bord de fuite 6. On a représenté en ZZ' la ligne des points de section maximale, avec en S2, S3, la forme de la section en différents points transversaux. D'une façon générale, la voilure épouse de près le contour du bout 7 du chaussant 2 avec des bords d'attaques 5 et de fuite 6 orientés plus ou moins parallèlement entre eux vers le côté externe 9 du chaussant 2, alors que la voilure est délimitée côté interne 10 du chaussant 2 par un bord longitudinal 11 parallèle à l'axe longitudinal de chaussant YY' et à une distance de cet axe YY' légèrement supérieure à celle du bord 10 du chaussant 2, pour éviter toute interaction entre la voilure de la palme droite - seule représentée au dessin - et la voilure de la palme gauche. Cette voilure 1 peut présenter certaines extensions telles celle représentée en pointillés en 12 du côté du bord d'attaque 5 le long du bord latéral interne du chaussant 2, et/ou 13 du côté bord de fuite 6 et/ou latéralement en 14, 14' coté externe du chaussant augmentant ainsi la dimension des bords d'attaque en 5', 5" et de fuite 6' respectivement. En se référant maintenant aux figures 2 et 3, une voilure de palme 1 est articulée sur une extrémité rigide 21 d'un chaussant 2 par une robuste pièce de liaison 22 présentant une partie en forme de mandrin 23, côté voilure 1, avec un tourillon protubérant semi-cylindrique 24, dans lequel est engagé un axe d'articulation 25. L'extrémité de mandrin 23 est engagée dans un évidement de voilure correspondant 26, l'axe 25 étant logé dans des évidements de palier d'axe schématiquement représenté en 27. L'extrémité de mandrin 23 présente, de part et d'autre du tourillon protubérant 24, deux faces de butée 28 et 29 destinées à coopérer alternativement avec deux faces en regard 30 et 31 ménagées dans l'évidement 26 de voilure, de façon à autoriser un débattement limité de part et d'autre du plan de l'axe YY' (figure 3a position médiane de la voilure 1, figure 3b position extrème vers le haut de la voilure 1, face 30 en butée contre face 28 ; figure 3c position extrème vers le bas de la voilure 1, face 31 en butée contre face 29). La pièce de liaison 22 présente, côté chaussant 2, des ailerons latéraux 32 et 33, en bout desquels sont montés deux plots de centrage 34 adaptés à s'engager dans des cavités correspondantes 36 du bout de chaussant 2, de façon à ainsi positionner de façon correcte la pièce de liaison 22 - donc la voilure 1 - par rapport au chaussant 2. Un verrouillage en cette position est assuré par l'agencement d'un évidement bas dans la pièce de liaison 22, dans lequel s'engage une partie saillante du chaussant 2, le tout étant verrouillé en position par une clavette 41. En se référant à la figure 4, une voilure 1 est montée à articulation autour d'un axe 42 d'une pièce de liaison avec le chaussant, ou plus simplement d'une protubérance 43 du chaussant. Les butées de débattement angulaire de la voilure 1 sont réalisées sous forme de tiges filetées 44 et 45 vissées dans des paliers respectifs 46 et 47 de la pièce 43 et dont la position axiale est réglable par molette 48 et 49, de sorte que les extrémités des tiges 44 et 45 forment butée d'arrêt haut et bas respectivement pour la voilure 1 par appui de ses faces 30, 31. De préférence, les tiges 44 et 45 portent, du côté de leur extrémité libre, un ressort 52-53 saillant au-delà de l'extrémité de tige 54, 55 de façon à amortir l'arrêt du mouvement de butées par les haut et bas, et servent le cas échéant à adapter l'angle d'incidence, donc la vitesse en fonction de la force du coup de palme. En se référant à la figure 5, une palme "droite" 61 est solidarisée avec une palme gauche 62 par une tige transversale 63 qui peut être engagée dans des inserts métalliques 64 et 65 du chaussant 2 la tige 63 pouvant être tournée dans le sens de vissage ou de dévissage simultané par une molette centrale 66. QI réalise ainsi un accouplement des palmes droite 61 et gauche 62 au niveau des chaussants 2, ce qui permet l'avance du plongeur selon la technique des mouvements d'ondulation ("monopalme"). On note que l'un des chaussants peut être orienté angulairement par le plongeur par rapport à l'autre chaussant, ce qui permet un mouvement tournant du plongeur. REVENDICArIGNS 1. Palme de natation à voilure de propulsion solidaire d'un chaussant, du genre comportant au moins un élément de voilure déformable, caractérisée en ce qu'un tel élément de voilure déformable (1) se présente sous forme d'un élément rigide monté à articulation libre autour d'un axe (XX') parallèle au plan général de voilure et perpendiculaire à l'axe longitudinal médian (YI') du chaussant (2), avec débattement de part et d'autre dudit axe longitudinal médian limité par butées (28-29) (44-45). 2. Palme de natation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un élément articulé (1) est du type à profil d'aile d'avion avec bord d'attaque (5) côté chaussant et bord de fuite (6) côté opposé, et section transversale (51, 52, 53) croissante entre bords d'attaque (5) et de fuite (6) jusqutà un maximum situé près du bord d'attaque (5) à environ un tiers de la distance entre bords d'attaque (5) et bord de fuite (6). 3. Palme de natation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une voilure-cadre solidarisée avec le chaussant, dans laquelle sont montés à articulation libre une pluralité d'éléments de voilure (1) disposés parallèlement les uns aux autres et coopérant chacun avec un jeu de deux butées de limitation du débattement angulaire. 4. Palme de natation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la voilure (1) forme un élément de voilure unique articulé sur le chaussant (2) et coopérant avec deux butées de limitation du débattement angulaire (28-29) (44-45). 5. Palme de natation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les butées (44,45) d'un élément articulé sont réglables en position (48-49) d'amplitude de débattement variable dudit élément. 6. Palme de natation selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que les butées de limitation du débattement angulaire (28-29) d'un élément articulé coeprennent une partie de contact formant butée proprement dite, qui est réalisée en matériau souple amortisseur de choc. 7. Palme de natation selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que les butées de limitation du débattement angulaire (44-45) comprennent une partie de butée avec ressort d'amortissement de choc (52-53). 8. Palme de natation selon une quelconque des revendications 1, 2, 4 à 7, caractérisée en ce que la voilure (1) est solidarisée à verrouillage avec une extrémité rigide de chaussant (21) par une pièce de liaison (23) comprenant un axe d'articulation (25) engagé dans un palier de la voilure (1) et présentant des moyens de fixation amovible (34-36) (41) sur une extrémité rigide de chaussant. 9. Palme de natation selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de fixation amovible de la pièce de liaison entre voilure et chaussant comprennent des moyens de centrage (34-36) de la pièce de liaison (22) et un moyen de verrouillage (41) en position centrée de la pièce (22) sur l'extrémité rigide (21) de chaussant. 10. Palme de natation selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la voilure présente une forme générale d'aile avec un bord d'attaque (5) suivant sensiblement le contour (7-9) de la partie d'extrémité rigide de chaussant (2) avec des bords d'attaque (5) et de fuite (6) s'étendant côté bord externe (9) de chaussant dans une direction inclinée par rapport à la direction longitudinale (YY') du chaussant (2). 11. Palme de natation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par des moyens de solidarisation entre chaussant d'une palme droite (61) et chaussant d'une palme gauche (62), dans une position de proximité latérale des bords internes (11) desdites palme droite (61) et palme gauche (62). 12. Palme de natation selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation (63-64-65) entre chaussant droit (61) et chaussant gauche (62) sont des moyens de solidarisation transversaux autorisant un débattement angulaire des deux chaussants autour d'un axe transversal de solidarisation (63).