Brevet FR2680838A1 — publié le 19930305

L'invention concerne un corps présentant un profil hydrodynamique, symétrique en ce qui concerne son plan médian longitudinal sur des navires, qui est sollicité par un milieu liquide s'écoulant linéairement, de préférence de l'eau de mer, transversalement à son étendue longitudinale, et qui est fixé par une de ses extrémités frontales longitudinales sur un corps de support, de préférence sur le corps de navire, de façon pivotante et/ou tournante ou rigide et qui est équipé au voisinage de son autre extrémité frontale longitudinale de moyens pour diminuer les formations de tourbillon se produisant à cette extrémité de corps lors de l'existence d'un angle entre le plan médian longitudinal du corps et la direction découlement affluente du milieu. Des corps de ce type subissent une diminution de pression sur le côté éloigné du milieu affluent et une augmentation de pression sur le côté du corps tourné vers le milieu 2 Cet effet a pour conséquence qu'il se produit à l'extrémité libre du corps une compensation de la pression par l'écoulement de contournement de celui-ci et un tourbillon extrême énergétique, désigné par queue de tourbillon, ainsi formé. De tels tourbillons consomment naturellement de l'énergie ce qui a un effet négatif sur le rendement de propulsion pour les objets déplacés dans le milieu liquide, comme cela est notamment le cas pour les navires. Pour des corps réalisés sous forme d'ailerons stabilisateurs, on a déjà proposé de disposer sur le corps des moyens pour diminuer la queue de tourbillon précitée (DE-PS 1956032) Ces moyens sont constitués de canaux s'étendant, à proximité de l'extrémité frontale libre du corps, donc au voisinage du capuchon extrême, traversant celui-ci, de façon oblique à la direction de flux d'avant en arrière, par lesquels le milieu entre à travers une ouverture frontale et sort vers l'arrière. Cette solution connue peut être efficace en ce qui concerne la suppression des tourbillons précités, mais elle diminue non seulement la surface d'écoulement affluent mais présente des difficultés également d'un point de vue de fabrication et de résistance. De plus, elle favorise en raison de l'écoulement dans les canaux la cavitation produite par les modifications abruptes de vitesses avec ses conséquences non recherchées telles que l'usure de matériaux sur le corps, des bruits sous-marins et des phénomènes d'oscillations. L'invention a pour objet d'éliminer les insuffisances et inconvénients précités ou au moins de les diminuer. Cet objet est réalisé selon l'invention en ce que les moyens pour diminuer les formations de tourbillon sont constitués par plusieurs, de préférence six nervures disposées les unes à côté des autres parallèlement à une certaine distance, s'étendant parallèlement au plan médian longitudinal du corps qui, fixées sur l'extrémité du corps, font librement saillie vers l'extérieur et dont la longueur est environ de 1/10 à 1/20, de préférence 1/15 de la longueur du corps, mesurée respectivement en direction de l'axe médian longitudinal du corps. Les nervures disposées les unes à côté des autres, faisant librement saillies vers l'extérieur à partir de l'extrémité du corps et les espaces de fente situés entre celles-ci ne diminuent pas la surface d'écoulement affluent active du corps, nécessitent une dépense constructive relativement réduite et n'affaiblissent pas non plus la section transversale du corps proprement dit. Les conditions pour favoriser l'apparition de la cavitation ne sont pas non plus réunies car les nervures, comme mentionné, se trouvent à l'extérieur de la surface d'écoulement affluent et ne peuvent donc pas favoriser un décollement de l'écoulement. On connaît certes par le document US-PS 3931781 des ailerons stabilisateurs pour navires équipés de trois ou plusieurs plaques s'étendant parallèlement les uns à côté des autres à une certaine distance, et parallèlement à la direction de l'écoulement de l'eau de mer Dans ce cas, les plaques citées ne s'étendent pas seulement sur la zone extrême de l'extrémité libre mais sur la surface totale de l'aileron de façon qu'on dispose d'un genre de jeu de plaques qui est naturellement inférieur d'un point de vue de la résistance et de la technique des fluides au corps compact hydrodynamique selon l'invention. Selon une réalisation de l'invention, le rapport de l'épaisseur des parois des nervures par rapport à l'espacement de nervure en nervure est de 1: 3 à 1: 5, de préférence de 1: 4. Selon une autre réalisation avantageuse de l'invention, les extrémités libres des nervures sont réalisées de façon que leur contour correspond à un capuchon extrême présentant une paroi bombée vers l'extérieur, adaptée au profil du corps. Selon un développement ultérieur de l'invention, on réalise dans un corps en deux parties comprenant un corps principal et un corps secondaire articulé à celui-ci des nervures et espaces intermédiaires correspondants également sur le corps secondaire. L'invention concerne également l'application des moyens pour la réduction des formations de tourbillon pour des ailerons stabilisateurs de navires, dans un safran de gouvernail avec une étendue longitudinale essentiellement verticale sur des navires, ou dans un aileron formant quille de voilier à quille Lors de l'application des moyens précités dans un aileron formant quille de voilier à quille, dans le cas d'ailerons formant quille présentant un corps de ballast disposé à l'extrémité libre de l'aileron formant quille, les nervures sont réalisées à partir du corps de ballast ou sur celui-ci. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation préféré d'un corps selon l'invention sous forme d'un stabilisateur à ailerons en deux parties pour des navires, et dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan; la figure 2 est une vue en élévation; et la figure 3 est une vue de profil. 1 désigne un aileron principal dans son ensemble sur lequel est articulé de façon pivotante un aileron secondaire 2. L'aileron principal 1 est prolongé à l'une de ses extrémités par une bride ovale 3 qui est ancrée avec une multitude de vis 5 sur un fûit d'aileron 6 représenté seulement schématiquement, pouvant tourner autour de l'axe longitudinal A de l'aileron. L'aileron principal 1 est réalisé, sur sa moitié côté bride lb vers la bride 3 plus épaisse légèrement conique, tandis que sa moitié côté extrême la présente une épaisseur constante. En section transversale, l'aileron principal 1 présente un profil P hydrodynamique, symétrique relativement à son plan médian longitudinal qui, comme cela ressort de la figure 3, présente la forme de goutte habituelle A l'extrémité libre de la partie d'aileron la sont fixées six nervures planes R, R, R, R, R, R à une certaine distance les unes des autres qui sont orientées parallèlement les unes aux autres ainsi qu'aussi parallèlement au plan médian longitudinal de l'aileron principal Les espaces intermédiaires subsistants entre les nervures R à R sont identiques les uns aux autres et font, dans le présent exemple de réalisation, à peu près le quadruple de l'épaisseur de la paroi des nervures La forme des nervures est choisie dans le présent exemple de réalisation de façon que le contour de leurs délimitations extérieures corresponde au capuchon extrême usuel pour de tels ailerons, bombé vers l'extérieur et adapté au profil en section transversale. L'aileron secondaire 2 est également pourvu de nervures R, R qui ne sont pas parallèles les unes aux autres, mais s'étendent parallèlement aux surfaces d'écoulement affluent et effluent, respectivement, de l'aileron secondaire 2. L'effet de tuyère obtenu ainsi favorise la suppression des tourbillons à l'aileron principal 1. Les moyens décrits ci-dessus pour diminuer les formations de tourbillon sont applicables non seulement dans les ailerons stabilisateurs cités, mais sur tous les corps hydrodynamiques du type à ailerons sur lesquels la direction d'écoulement affluent de l'eau forme constamment ou temporairement un angle avec la direction du plan médian longitudinal du corps en forme d'aileron. Ceci peut être le cas pour un safran de gouvernail qui a une étendue longitudinale essentiellement verticale d'un navire ou pour un aileron formant quille d'un voilier à quille, l'angle cité étant formé à chaque fois que le safran de gouvernail est mis en position d'incidence et que le yacht remonte au vent. REVENDICATIONS 1 Corps présentant un profil hydrodynamique, symétrique en ce qui concerne son plan médian longitudinal pour navires, qui est sollicité par un milieu liquide s'écoulant de façon linéaire, de préférence par de l'eau de mer, transversalement à son étendue longitudinale, et qui est fixé par l'une de ses extrémités frontales longitudinales sur un corps de support, de préférence le corps du navire, de façon pivotante et/ou tournante ou rigide, et qui est pourvu au voisinage de son autre extrémité frontale longitudinale de moyens pour diminuer les formations de tourbillon se produisant à cette extrémité de corps lorsqu'il existe un angle entre le plan médian longitudinal du corps et la direction d'écoulement affluent du milieu, caractérisé en ce que les moyens pour diminuer les formations de tourbillon sont constitués par plusieurs nervures (Rl R 6), de préférence (six), disposées parallèlement les unes à côté des autres à un certain écart, s'étendant parallèlement au plan médian longitudinal du corps, qui, fixées sur l'extrémité du corps, font saillies librement vers l'extérieur et dont la longueur constitue environ 1/10 à 1/20, de préférence 1/15 de la longueur du corps ( 1), mesuré à chaque fois en direction de l'axe médian longitudinal (A) du corps ( 1). 2 Corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'épaisseur de la paroi des nervures (Ri R 6) par rapport à l'écart de nervure en nervure est de 1: 3 à 1: 5, de préférence de 1: 4. 3 Corps selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités libres des nervures (Rl R 6) sont formées de façon que leur contour correspond à un capuchon extrême présentant une paroi bombée vers l'extérieur, adaptée au profil (P) du corps ( 1). 4 Corps selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on réalise dans un corps en deux parties ( 1, 2) présentant un corps principal ( 1) et un corps secondaire ( 2) articulé sur celui-ci des nervures correspondantes (R 7, R 8) et des espaces intermédiaires également sur le corps secondaire ( 2). Application des moyens pour diminuer les formations de tourbillon selon l'une des revendications 1 à 4 dans un aileron stabilisateur de navires. 6 Application des moyens pour diminuer les formations de tourbillon selon l'une des revendications 1 à 4, dans un safran de gouvernail présentant une étendue longitudinale essentiellement verticale sur des navires. 7 Application des moyens pour diminuer les formations de tourbillon selon l'une des revendications 1 à 4, dans un aileron formant quille de voiliers à quille. 8 Application selon la revendication 7, caractérisée en ce que dans des ailerons formant quille présentant un corps de ballast disposé à l'extrémité libre de l'aileron formant quille, les nervures sont réalisées à partir du corps de ballast ou sur celui-ci.