Brevet FR2657581A1 — publié le 19910802

La présente invention concerne les améliorations de fonctionnement d'une coque d'engin nautique planante dotée d'une ou plusieurs parties infèrieures souples ou articulées permettant de suspendre les infrastructures superieures de la coque proprement dite hors surface mouillée ,en évolution. Cette invention permet d'améliorer les performances de cette suspension nautique qui doit adapter ses caractèristiques d'amortissement et de raideur à la forme du plan d'eau et à la vitesse de l'engin nautique. La contre réaction élastique ou la raideur d'un ressort ne convient pas au fonctionnement d'une suspension nautique car la raideur d'un ressort est une constante. Cette contre réaction doit augmenter avec la vitesse de l'engin nautique, car la surface mouillée d'une carène planante en diminuant, se concentre sur l'arrière, le centre de poussée hydraudynamique recule en proportion et ceci fonction du carré de la vitesse de l'engin. La vitesse et la pression de portance augmentent en même temps que la surface mouillée diminue. Cette pression captée au moyen d'une écope ou d'un point d'arrêt situé judicieusement à l'arrière de cette surface planante mobile est injectée dans un soufflet ou dans un verrin,qui contrôle le débattement par rapport à la coque et qui ajuste les forces de contre réaction fontien-de':la vitesse de l'engin nautique. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple permettront de mieux comprendre l'invention, et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. FIG.l:représente trois vues de côté d'une coque planante évoluant à des vitesses différentes FIG.2:représente quatre façons de capter la pression de portance ou dynamique dtune coque planante en évolution. FIG.3:représente deux réalisations industrielles pour une suspension de planche à voileds.én de l'amélioration. FIG.4:représente quatre solutions de réalisation pour des coques d'engin nautique diverse otees ce 1'ané1ioraton. FIG.5:représente une solution de l'implantation sur un plan porteur articulé FIG.6:représente unesolution d'implantation du système sur une coque de voilier dotéed'une dérive escamotable. Selon l'invention sur la FIGURE 1 on s'ap erçoit que la coque(l) déjauge avec l'augmentation de vitesse selon les cas 1,2,3.Le bras de levier(L) constantccrrespond à la distance séparant l'articulation du souflet de contre réaction que ce soit un plan porteur articulé(2) ou un profil souple(2) Le bras de levier(L) correspond à la distance variable en navigation séparant le centre de pousséehydraudynamique(CP) de llarticulatiuon de (2) .Pour un fonctionnement de la suspension à tous les régimes de navigation on doit règler les forces de contre réaction:du soufflet(FCR) au minimum, correspondant au(CP) le plus avant, départ des allures planantes. Une prise de pression (4) nous permet de surpressuriser le soufflet(3) en captant ces pressions de portance qui augmentent avec le déplacement du (CP) sur 1 'arrière.Le soufflet est donc dimensionné en surface afin d'obtenir le bon dosage de contre réaction fonction, de la montée en pression,du rapport de bras delevier(L) et de la charge de la coque.La prise de pression(4) joue un rôle déterminant dans le fonctionnement. Le cas un de laFIGURE 2 correspond à une prise de pression statique des forces de portance,l'ouverture est perpendiculaire auxveinesdu fluide,la pression ainsi captée est faible et correspond au fonctionnement des soufflets pneumatiques FIGURE 3.Une restriction(5) nous permet de freiner plus ou moins les variations de pression au cas où la coque perd le contact avec le fluide.Selon le cas deux de la FIGURE 2 une écope(6) permet, comme un point d'arrêt perpendiculaire aux veines du fluide, de capter la pression totale::pression statique(PS)+(Pd) pression dynamique,qui suivent les memes loi d'évolution 't augmentation fonction du carré de la vitesse".Les pressions atteintes sont bien supèrieuresau cas précédent et permettent d'utiliser un système de verrin.Une restriction(5) sous forme de pastille calibrée vissée dans orifice traversant la carène mobile(2) permet de freiner le fluide pour les mêmes raisons précédentes.Cette restriction permet aussi d'amortir le débattement en freinant le passage du fluide en compression et en détente du soufflet ou du verrin. Selon le cas trois de la FIGURE 2 la prise de pression est située au bout d'unappendice profilé (7) enfoncé dans le fluide en mouvement afin d'atténuer les perturbations dues au contact aléatoire de la carène avec le fluide.Une évacuation du fluide moteur est installée dans l'axe à l'arrière de la prise de pression utilisée dans le cas quatre de la FIGURE 4. Selon le cas quatre de la FIGURE 2 la prise de pression est située sur le bord d'attaque d'un aileron ou d'une dérive tel qu'un élément du plan antidérive d' un engin à propulsion à voile. ire cas un de la FIGURE 3 représente une version commerciale dlun soufflet pneumatique en matière plastique moullé déformable selon les plis (8) de la paroi circulaire en dilatation et en compression ,d'un seul bloc avec le flasque superieur(l0). Ce soufflet(3) est refermé par un flasque (12) circulaire coiffé d'une membrane(9) qui sert de séparateur entre la chambre pressurisée 13) par la valve de réglage(ll) et la chambre de compensation(l4) alimentée par l'orifice de pressurisation (4). Cette membrane(9) est serrée, sur la périphérie du flasque (12) en empilement coiffé du bas de la jupe au soufflet (3) par un collier réglable en serrage (15), ce qui étanche la chambre(l3) en air et la chambre(l4) en eau.Ce soufflet est dimensionné en diamètre fonction de la contre réaction à fournir ,rapportà la charge W=Zzo -e par le pont(l).La pression (PS) ou(PD) suivant le type d'orifice(4) vient compresser par la dilatation de la membrane(9) la chambre(13) et transmet par transformation de la pression sur le flasque(10) la force au pont(l) et par contact du flasque (12) la force à la carène mobile(2). Selon le cas deux de la FIGURE 3 un volume(V) indéformable relié au soufflet(3) par un tube statiquement à la même pression permet d'augmenter le débattement du soufflet(3) plus ou moins freiné par la restriction(17) située entre ce volume(V) et se soufflet(3).la contre réaction variable -du soufflet est la même que dans le cas précédent et permet donc d'ajuster celle ci à la vitesse de l'engin.Ce fonctionnement permet l'amélioration des performances d'un lift variable, dtun profil porteur à épaisseur relative variable,d'un plan porteur articulé. Selon le cas un de la FIGURE 4 un piston (12) fixé au plan porteur(2) segmenté pour son étanchéité dans la chemise (10) fermée à son sommet en contact avec le pont(l) forme un verin maintenu en extansion par un ressort(21) en qui sur(2) d'un caté et sur un épaulement de la chemise(10) de l'autre.Un bouchon(20) nous permet l'acces à son logement dans le pont (1). Le piston(l2) est percé d'un orifice (4) dans lequel une restriction calibrée(5) freine le passage du fluide qui capté par une écope (6)amène la correction d'assiette de la partie mobile (2).Fonction de la vitesse cette pression (Ps) ou (Pd) se transforment en force de contreréaction sur le piston (12) et sur la chemise (10) s'opposent ainsi à l'écrasement de la coque (1) sur (2) à grande vitesse. Selon le cas 2 de la FIGURE 4 un vérin de grande dimension- aux extrèmités articulées, sur le pont(l) et sur la partie mobile(2)est maintenu en extansion par un ressort (21). La pression interne au vérin, alimentée par la pressurisation en (4) est reglée par une vanne (22) qui autorise un débit de fuite réglable en cours de navigation ,ce qui permet d'accommoder l'assiette de navigation du plan porteur ou du profil souple. Selon le cas trois de la FIGURE 5 l'amortisseur pneumatique du lift variable est règlé en pression dans la chambre centrale(l3) et en force de contreréaction dans la chambre(l4) alimenté par la prise de pression(4). Les membranes(27) sont en caoutchouc armé ou en plastique ayant les mêmes caractères tiques dimensionnées à cet effet Selon la FIGURE 5 le plan porteur(2) est cé en (27) =r les flancs verticaux (28) qui permettent le guidage lattéral du plan porteur sur les francs bords de la coque(l)dotés des emboitements nécessaires . L'amortisseur (3), fixé dans le puit(26), est ainsi sauvegardé des efforts de cisaillements latéraux. Selon la FIGURE 6, le profil porteur souple (2) est dédoublé au niveau de la dérive (25) qui est escamotable dans un puits de la coque (1) deux amortisseurs(3) prévus à:cet effet, sont installe~ symétriquement de part et d'autre de la dérive(25) dotéschacun de leur prise de pression(4). Toutes ces variantes de soufflet ou de vérin permettent d'ajustez automatiquement l'assiette du plan porteur articulé ou du profil porteur souple,fonction de la- vitesse de l'engin nautique grace à une prise de pression appropriée.I sont réalisésie façon usuelle par mouillage ou par usinage,les matèriaux utilisés résistant à la corrosion .11 doit dailleurs être entendu que la descrintian qui précède n'à été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'éxécution décrits par tousau s equivalents.En particulier toute autre forme de réalisation permettant l'ajustement des forces de contreréaction fonction de la vitesse peut être envisagée sans sortir du cadre de l'invention, condition qu'elle présente la même fonction. Selon la FIGURE 2 l'angle (Oc) corespond à l'angle d'attaque de l'orifice ou à l'angle des lèvres délimitant le point d'armet qui permet de règler la pression de contre réaction fonction des caractèristiques du soufflet ou du vérin(3)et ceci en modifiant la valeur de l'angle.Plus l'angle est grand plus la pression est importante,à 90 la pression de contre réaction est égale à la pression dynamique totale. REVENDICATION: l.amortisseur d'une coque d'engin nautique équipée d'une carène dotée d'une ou plusieurs parties planantes mobiles formant une suspension souple ou articulée,cet amortisseur (3) solidaire de la coque (1) contrôlant le débattement de la partie mobile(2) , caractèrisé en ce qu'il est contrôle en raideur par un ressort (21) ou par un caison ou une chambre pneumatique (13) dimensionné à cet effet,auquel s'aditionne parempillement les forces de contre réaction(FCR) d'une chambre élastique(l4)sous forme de vérin ou de soufflet élastique, alimenté par un orifice de pressurisation(4)en contact avec le fluide porteur soumis à la loi de l'augmentation, fonction du carré de la vitesse, de la pression de portance statique et dynamique, ce qui permet d'augmenter automatiquement la raideur de la suspension fonction de la vitesse. 2.amortisseur d'une coque d'engin nautique suivant la reven diction 1 caractèrisé en ce que orifice de pressurisation (4) est parallèle aux veines du fluide pour capter la pression dynamique et statique de portance de la coque grace à une écope (6) ou son instalation dans le bord d'attaque dtun plan antidérive(7). 3.amortisseur d'une coque d'engin nautique suivant la reven dication 1 caractèrisé en ce que une restriction (5) permet de freiner le fluide dans l'orifice calibré. 4.amortisseur d'une coque d'engin nautique suivant la revendi caution 1 caractèrisé en ce que la partie porteuse mobile(2) est dotée de part et d'autre de flancs verticaux(28) qui s'encastrent sur les francs bords de la coque (1) réalisant un guidage précis du débattement de (2) éliminant tous risque de cisaillement de l'amortisseur (3). 5.amortisseur d'une coque d'engin nautique suivant la revendication 1 caractèrisé en ce que l'angle d'attaque(oc) de l'orifice (4) ou angle des lèvres délimitant le point d'arrêt permet de règler la pression de contre réaction fonction des caractèristtque du soufflet ou du vérin(3).