Brevet FR2651204A2 — publié le 19910301

FR 2651204 A2 19910301 FR 8911358 A 19890824 La présente invention concerne notamment la pratique d'un sport nautique,c'est une nouvelle conception d'équilibrage et de fonctionnement d'un voilier de sport.C'est un voilier qui de façon classique se propulse par l'action du vent sur le gréement qui en réaction à son plan antidérive fait se déplacer le bateau sur l'avant. La pratique de ce sport nautique a connu un développement très important au cours de ces dernières années.Ces voiliers sont constitués d'une ou plusieurs coques archimèdiennes ou planantes ou les deux à la fois, rendues solidaires par une structure dimensionnée à cet effet.L'équilibrage de ce voilier se fait généralement par le déplacement et position nement des navigateurs de façon à céer un couple de rappel par rapport à l'action du vent dans les voiles, couple variable suivant les allures de navigation.Cet équilibrage est rendu nécessaire à cause du rendement hydraudynamique médiocre ainsi qu' un plan antidérive surdimensionné qui augmententia résistance à l'avancement et engendrent un couple de gite important. Le plan de voilure et le plan antidérive très au centre font que ces voiliers ont une forte tendance à enfourner aux allures portantes L espace nécessaire au passage des navigateurs entre le pont et le bas du gréement rehausse le plan de voilure, ce qui augmente le couple de gite ou de renversement.Le safran situé généralement sur le plat bord arrière ne permet pas le phénomène d'augmentation de pression de portance entre la carène et le plan antidérive, ainsi ces voiliers s'enfoncent davantage dans liteau et par conséquent ils arrivent très rapidement au maximum de leur performance. La présente invention concerne un voilier dont elle nous permet de surbaisser le centre de gravité par le positionnement de la masse du navigateur dans la coque au niveau du centre de gravité générale. La configuration du trimaran est la seule qui nous permette de positionner un habitacle à commande centralisée à l'arrière et au dessous du pont d'une coque suffisamment fine et profilée.Cette configuration permet de surbaisser le rond de chute infèrieur du gréement qui peut ainsi étancher le passage de l'air entre le bas de la voile et le pont, d'ou un meilleur rendement de la propultion. Cette position permet aussi de descendre le centre de poussée vélique donc de diminuer le couple de gite. Le plan antidérive est déterminé en surface et proportion par rapport à ces nouvelles caractèristiques, positionnées très à l'arrière.Le plan antidérive principal ou "dérive" est positionné juste avant les sorties d'eau de la carène,il a aussi la fonction de safran ou gouverne de directionrace à un aileron, ou petite surface antidérive située suffisameent en avant La double fonction de dérive et de safran nécessite une articulation et une commande à cette épreuve. Les coques latérales ,ou appuis latéraux sont à une distance suffisante de la coque centrale pour offrir une résistance équivalente au couple de chavirage engendré par le gréement et ceci sans risque d'enfournement grace à l'utilisation de carènes planantes. Le positionnement du bras de liaison et des coques est lui aussi très en arrière en regard du centrage de la coque principale. Le centrage très arrière et très bas de la coque nous définit un plan de voilure à faible allongement. La forte inclinaison du mat sur l'arrière, descend le centre de poussée de la voile , déja très bas. Le centrage de tous ces éléments autour du poste de pilotage nous permet de définir les moyens d'équilibrage de ce bateau par rapport à son centre de gravité. Le couple de rappel du centre de voilure par rapport au centre de gravité ou centre de poussée de la coque est variable. En effet grace à deux commandes distinctes, on peut déplacer la base du mat et dugréement,dans un plan défini par les dimensions de deux rails orthogonaux à la surface du pont de la coque principale, ceci de manière à règler l'assiette axiale et latérale du voilier fonction des allures de navigation.Une écoute de grand voile, dimensionnée à cet effet nous permet de la régler en fonction de ces différentes positions.La base de ce gréement se déplace par rapport à une articulation située suffisamment haut sur le mat proprement dit ,au sommet de deux haubans rigides et solidaires de part et d' autre du bras de liaison des trois coques La position de ce pilote dans sa coque nous définit un équilibre et des proportions , qui ne sont possibles que sur une carène planante ou semi planante qui déjauge plus ou moins fonction de sa vitesse et de son incidence d' évolution, donc de son centrage arrière favorable à la vitesse L'équilibre hydraustatique à l'arrezt d'un tel voilier nécessite 1' utilisation d' un volume arrière exédentaire n'intervenant pas dans son évolution ce qui évite au tuilier de s r enfoncer par l'arrière. Le pilote assis à l'arrière dirige son voilier par une commande au pied, ce qui libère ses mains pour manoeuvrer la voile. Une platine sinuée dvant lui centralise toutes les écoutes et les drisses, maintenues par des taquets coinceurs. Le dessin annexé, à titre d'exemple, permettra de mieux conprendre ltinvention, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. F ses commandes mettant en évidence les perfectionnements suivant l'invention. FIG:2 est une vue de profil du voiler. FIG:3 est une vue de dessus du voilier mettant en évidence le plan de dé-placement de la base de la voile FIG.4 est une vue de face de la coque principale. Lise en évidence de ces formes en dépouille de part et d' autre du plan de joint(A'i FIC;5 est une vue de dessus du poste de pilotage(3) ,sans le siège, mise en évidence de la commande de direction (If). FrG:6 est une vue en perspective de l'assemblage flotteur, bras de liaison, coque principale. FIG:7 est une vue en perspective d'une articulation de haubans rigides (F) ou(G). FIG:8 est une vue en perspective du mécanisme de commande des rails orthogonaux (Ri) et(R2). FIG:9 est une vue en perspective de l'application à un voilier catamaran. FIC:10 est une vue en perspective de l'articulation de la double baume(Y) au niveau de la ralingue du mât (J). Conformément à 1' invention le navigateur en (3) n'a pas besoin de s'éloigner du plan de voilure(K) pour équilibrer le bateau, c'est la voilure ou gréement(K) qui se déplace à sa base d'avant en arrière et de droite à gauche, suffisamaent en jouant sur ltorientation et la longueur du couple de rappel, du centre de gravité en (3) au centre de poussée de la voile (CV) FIG.3. UN système de double baume (Y), articulée devant le mat, nous permet de faire descendre le rond de chute (K2) de la voile (K)à ras le pont partie hachurée FIG- 2 sans gêne pour le confort du navigateur, en dessous dru niveau du pont. Ce système nous permet de descendre le centre de poussée vélique(CV)ce qui augmente la stabilité du bateau. Il nous permet aussi d" étancher le passage de l'air, entre le pont et la voile un un gain d' énergie important. La forte inclinaison sur l'arrière du grément(K)- tend à descendre encore le centre de poussée de la voile et de reculer de manière à faire talonner la coque aux allures portantes attitude favorable à la vitesse. Deux haubans (F) et(G) rigides latéraux, travaillant en traction comme en compression, permettant le maintien de l'édifice en laissant les degrés de liberté au plan de voilure, par les articulations dimensionnéeE à cet effet. Ces ha.rrbans(F)et(G) transmettentl'essentiel du couple de gite aux flotteurs latéraux , ce qui nous permet de diminuer la section du bras de jonction(I) .Ce bras de jonction(I) FIG.5 peut ainsi travailler en torsion, il permet par sa souplesse, une certaine variation d'incidence des flotteurs latéraux, fonction du plan d'eau. Bes câbles, tendeurs, (E1),(E2), solidaires de l'avant de la coque d'une part , des extrèmités du bras de jonction(I) de l'autre ,contiennent les chocs frontaux subis par les flotteurs. Ces flotteurs (B)et(C) dotés d'une carène planante, sont de courte dimension .La sensibilité aux variations d'incidence est augmentée par un bras(I) fixé solidement, très en arrière sur la coque, créant un bras de levier avant (B2) plus important que la partie(31) située en arrière. AInsi leur évolution dite de surface est rendue possible, un seul d'entre eux touchant l'eau. UN effet aèrodmamique tend à coucher sur 1'eau le flotteur au vent ce qui allège ainsi l'autre en fonction.Les francs bords extèrieurs sont couchés à (45 ) déterminant en réaction au vent une résultante(R) vers le bas ce qui tend à diminuer le couple de gite du bateau.L'ensemble du bras de liaison(I) et de ces flotteurs (B) et (G) est en arrière conformément au centrage de la coque principale. Le centrage très arrière d' un tel ensemble n'est possible que grace à volume(V) situé à l'arrière de la coque principale (A) (voir les hachures) Les surfaces infèrieures sont réhaussées grace à un décalage des sorties d' eau, elles ne sont pas en contact avec le fluide quand le voilier évolue. Sans ce volume , vu le centrage de cette coque/celle ci s'enfoncerait dangereusement par l'arrière à l'arret ou au virement de bord. Les forces de portance dues à la vitesse ne sont plus suffisantes, la poussée d' Archimède redevint prépondérante , ce volume exèdentaire rend alors cette coque plus sûre sans toute fois la pénalise Le plan antidérive est situé sur la coque principale, lui aussi très à l'arrière au point de vue reapparition des surfaces.Le plan antidérive principal (M) est à la fois une dérive et un safran. Dards le souci de la performance, sa surface est réduite à son minimum, et fait appel à un système anticavitation pour en assurer son efficacité face au phénomène de ventilation des carènes planantes . Sa fonction de dire c tion n'est possible que grace à un aileron (M7) qui fait office de pivot par rapport à (i), et fixé dans l'axe de la carène, suffisamment en avan ,juste derrière le front des lignes de rentrée d'eau de la carène. Il es lui aussi , traité en anticavitation. Le plan antidérive principal , qui fait office de direction est implanté perpendiculairement dans l'axe de la coqueFIG.4 .Il est ajusté à la carène, de facon à ce que la résultante(R) des forces de portance de la coque (Fpc) + les forces de portances antidérive(Fpa) soit la plus importante possible et tend ainsi à sustenter la coque au maximum. L'importance des efforts perçus par le safran suspendu, étant donné sa double fonction nécessite une forte démultiplication pour sa commande et une articulation dimenSionnée à cet effet FIG.5 On utilise une commande par cable, démultipliée par câble, démultipliée par un jeu de poulies(20) et(21) à double réa, solidaire de la coque d'un coté, du levier de commande(25) de l'axe du safran de l'autre. Les extrèmités du cable(23) et(24) sont solidaires du palonnier (22) ou commande au pied, situé au fond du postede pilotage. Cette commande de direction au pied permet toutes les libertés aux mains du pilote nécessaires à la commande d'équilibrage du voilier. L'embase de la voilure est solidaire d' une articulation (H) qui lui permet tout les degrés de liberté dusà son déplacement sur deux rails orthogonaux.Un rail(R1) dans ltaxe de roulis est fixé à la coque, sur ce rail se déplace perpendiculairement guidé et maintenu en son centre un rail (R2) dans l'axe de tangage commandé par deux jeux de poulies ( D3) et(D4) à plusieurs réas, dont l'extrèmité des brins libres aboutit en (3).Une écoute (Di) réglable, elle aussi démultipliée par un jeu de poulies, solidaire à uneextrèmité du chariot de(RS) sur lequel se trouve 1' articulation du pied de mat(H).L'extrèmité de l'écoute (25) est ramenée elle aussi en (3) deux glissières(Rit) assurent le guidage de (R) pour qu 'il soit dans le plan quelque soit sa position . Le dimensionnement des rails(Ri)et (R2) nous définit un emplacement dans le plan de l'embase articulée (R) du mât sur le pont voir FIG:4.Ce déplacement n'est possible que grace à l'articulation(B) située au soumet des deux haubans rigides (F) et (G) faisant un triangle indéformable avec le bras de jonction (I). Cette articulation suit aux variations angulaires près , le mouvement de la base du mât. Cet édifice pyramidal solide, transmet la poussée vélique, par empilement du mât et de ces rails réglables, et par ces haubans latéraux à la coque Deux haubans flottants(J1) et (J2) permettent de raidir le haut du mât, par un renvoi réglable sur lavant (4) du voilier, aboutissant en (3). Le réglage propulsif de la voile se fait avec une écoute classique (i), dimensionnée à cet effet, ramené en (3) au poste de pilotage. Gout ce voilier est conçu autour de son poste de pilotage(3) , à commande centralisée, ce qui conditionne ces proportions , très basses et très arrière ainsi que son éq ilibrage, Cette conception lui confère ur. homogènéité, lui permettant une évolution avec moins , d'ou des performances accrues. L'assemblage de ce voilier est rapide. Les haubans sont dotés à leurs extrèmités, d'attaches rapides, les flotteurs sont maintenus aux bras par des goupilles(X), Le bras de jonction(I) est solidaire de la coque (A) par un emboitement en dépouille (I') maintenu par des plaquettes(I") démontables.Le mat et sa voile sont montés de façon classique. Selon la FIG.7 1' articulation(L)correspondant à une extrèmité de hauban (F) ou (G) est réalisée grace à deux boucles en acier inoxydable (31) l'une dans l'autre ,l'une solidaire du support, autre du hauban (F) ou(G) par ltintermédiaired'un embout(30) à épaulement dimensionné à cet effet cet embout(30)est enmanché dans le hauban(F) ou(G).Ljembout et le hauban sont traversés et maintenus tous deux par un axe à tete (32) lui même maintenu par une goupille (32 ').Cet embout(30) permet de modifier la longueur du hauban en ltenfonçant plus ou moins dans-celui ci au meme titre qu'unie ralonge en choisissant le bon entroxede perçage pour la fixation. Selon la figure 8 l'ensemble de rails orthogonaux(Rl)et (R2) dans la version trimaran est constitué de:Une barre de flèche (R2/) est fixeeLa poussée du mât (J) est transmise au mécanisme (R1) (R2) par l'intermédiaire d'une articulation de type(att2che remorque) (E) à boule (R').L1attache (H) se déplace sur un chariot à galets(E") contré par un jeu de poulies (26),(D5) qui forme le va et vient d'une écoute renvoyé en (3) poste de navigation. Cette barre de flèche(R2t) est maintenue perpendiculaire à l'axe de la coque sur le pont grace à un jeu de deux chariots à galets(35) du coi:imerce circulant sur deux rails principaux( R1') et dimen ionnés en rapport à la poussée du mât, fonction du bras de levier de la barre de flèche(R2').La poussée vers l'avant est contenue par une flèche(33) dont la pointe est solidaire d'un chariot(34) coulissant sur un rair (Rt").Deux jeux de poulies(D3) et(D4) permettent le contrôle en position sur l'axe de la coque(A) de l'ensemble (H),(H"),(R2),(R2'),(33),(34) graceà un va et vient d'une écoute ramenée en (3) : poste de navigation bloqué par des taquets coinçeurs(36). Ls bras de jonction (I) ou poutre de liaison des trois coques est haubannée par des tirants (T") de part et d'autre de la coque (A) afin de contenir les forces d'appui latérales. Selon la figure 9 pour amél-orer le gréement initial, on monte un foc(K') ou voile d' avant greée normalement en point de drisse Le point d' écoute(K") est monté sur une glissière à la base du maot ,ce qui permet de régler l'ouverture de la voile tout en maintenant la tension de l'attaque de la voile dont l'extrèmité avant est maintenue au bout de la rallonge (Yl)de la baume double.L'ouverture de cette r2llonge(y1) permet le débattement de la voile de part et d'autre. Cette rallonge(Yt)double en Vé est manchonnée sur (Y) en (Y'1) et maintenue par des clips.Ce foc( K') ,par ce montage, à la meme incidence d'attaque que la voile (K) à l'angle d'ouverture près, le tout contrôlé par l'écoute de grand voile(1) ramené en (3) poste de pilotage. Ce gréement peut ainsi équiper soi la version trimaran , soi la version catamaran. La figure9 nous illustre~le montage catamaran; Deux poutres(I') ou bras de liaison sont montées de façon usuelle sur la poutre avant ,les deux rails(R1\) sont montés chacun sur une coque permettant de déplacer indépendamment les embases des haubans(F) et(G), ce qui nous permet de modifier l'angle de quète du gréement et en différentiel de coucher le gréement. L'embase ,ou encrage du gréement se déplacent ainsi toujours dans un plan. La figure 10 nous illustre le montage de la double baume sur une traverse(Y') manchonnée en (jet) sur une articulation (J')solidaire de la ralingue du mat dans une fenêtre située sur la grande voile. laralonge de double baume (Y1) est manehonnée elle aussi en (y'1) Les plans antidérives ()et(Mi) pour des raisons commerciales sont escamotables dans un puits. Le rail(R2) pour des raisons de solidité de l'édifice doit être suffisam en avant des points d' encrage des deux haubans (F) et(G). Une toile(40) est montée de façon usuelle entre les deux coques(A') pour passer de l'une à 1' autre La mise à l'eau fait appel à une remorQue que l'on trouve, modulable, dans le commerce. La coque de ce voilier trimaran, semai planante , voire figure4, est constituée de deux formes en dé pouille,la carène d' une part , le pont de 1' autre qui se rejoignent au niveau du plan de joint(s) de manière à rendre la dite coque réalisable par technique de moulage. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention permettent donc la réalisation industrielle de l'esemble.I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n' a été donnée qu' a' titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détaîle d'execution décrits par tous autres équivalents, en particulier, toutes autres formes de voilier doté du meme système de voilure mobile à sa base dans un plan, peuvent etre envisagées, sans sortir du cadre de l'invention à condition qu'elles présentent la meme fonction. REVENDICATIONS 1. Voilier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 du brevet principal caractérisé en ce que dans la configuration catamaran, les haubans (E) et (G) sont contrôlés par un rail (R1'), l'embase du mât se déplace sur un rail (R2) solidaire de la poutre ou bras de liaison (I'), l'ancrage du gréement se déplace toujours dans un plan. 2. Voilier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 du brevet principal caractérisé en ce que le gréement (K) comprend une double baume (Y) montée sur une traverse (Y') articulée devant le mât ou derrière. laquelle baume est prolongée par la rallonge double (Y') dont la pointe permet la fixation d'une voile d'avant ou foc (K'). 3. Voilier suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le point d'écoute (K") du foc (K') est monté fixe à la base du mât sur un rail qui permet de régler son ouverture. 4. Voilier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 du brevet principal caractérisé en ce que les écoutes de commande du rail (R2) et de l'ensemble du rail (R1) contrôle la position du gréement d'une extrémité à l'autre du rail considéré.