Brevet FR2681122A1 — publié le 19930312

PROFILE POUR LE MAINTIEN, AVEC UN RENDEMENT AERODYNAMIOUE ACCRU. DE LA VOILE D'UN VEHICULE A VOILE. L' invention concerne un perfectionnement à un profilé destiné au maintien d'une voile d'un véhicule utilisant la voile comme moyen de propulsion tel que, par exemple, un bateau à voile. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, aux profilés servant à réaliser les étais creux ou même les tubes d'enrouleur de voile. D'une manière générale, on sait que pour des raisons de rapidité de mise en place des voile d'avant sur des étais, on utilise couramment des étais creux consistant en un profilé tubulaire dans lequel passe le câble d'étai et qui comporte une gorge longitudinale dans laquelle coulisse la ralingue liée au guindant de la voile. Un principe de mise en place similaire est utilisé sur les enrouleurs de foc qui font intervenir un profilé de mêmes caractéristiques que l'étai précédemment décrit. Toutefois, dans ce cas, ce profilé, de forme cylindrique, est monté rotatif autour de l'étai pour enrouler la voile afin d'en diminuer la surface. I1 s'avère que dans un cas comme dans l'autre, la largeur du profilé induit une traînée aérodynamique et décale le réattachement de l'écoulement sur la voile en arrière du profil, à une distance importante D, ce qui réduit l'action propulsive de la voile. L'importance de cette traînée aérodynamique et la distance à laquelle se rattachent les filets sur la voile sont dus au fait que l'écoulement autour du profilé est laminaire. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients en diminuant la traînée aérodynamique du profilé et en assurant un réattachement de l'écoulement sur la voile plus près du profil. Pour parvenir à ce résultat, le perfectionnement selon l'invention consiste à doter le profilé d'une conformation apte à transformer l'écoulement laminaire qui se produit normalement autour du profilé, en un écoulement turbulent. On constate en effet que l'établissement de ce régime turbulent cause une diminution de la traînée ainsi que de la distance D. Avantageusement, la susdite conformation pourra comprendre une ou plusieurs nervures longitudinales parallèles à l'axe longitudinal du profilé et symétriques par rapport au plan qui passe par cet axe et la génératrice sur laquelle est attachée la voile (ce plan pouvant consister en le plan longitudinal de symétrie du profilé). Ces nervures pourront être venues de matière avec le profilé et obtenues lors du filage de ce dernier. Elles pourront être également rapportées sur le profilé et conçues de manière à pouvoir s'escamoter. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels Les figures 1 et 2 sont des coupes transver sales qui montrent l'écoulement aérodynamique autour de profilés classiques servant d'étais creux (figure 1) et de tube d'enrouleur (figure 2) La figure 3 est une coupe transversale d'un étai présentant une conformation selon l'invention ; La figure 4 est un diagramme montrant les variations de la traînée en fonction de la vitesse d'écoulement Les figures 5 et 6 sont des coupes transver sales schématiques d'un tube d'enrouleur de voile muni de nervures escamotables, à l'état déployé (figure 5) et à l'état rétracté (figure 6). Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'étai creux consiste en un profilé tubulaire 1 de section ovoïde, dans lequel passe le câble d'étai 2 et dont le bord de fuite est muni d'une gorge 3 dans laquelle coulisse la ralingue 4 liée au guindant de la voile 5. L'écoulement laminaire autour de la surface lisse et continue de l'étai (qui est indiqué par des filets) engendre une traînée (flèche T) et ne se rattache à la voile 5 qu a une distance D relativement importante du bord de fuite du profilé 1. Ce phénomène est beaucoup plus marqué dans le cas d'un tube d'enrouleur 6 classique, de forme cylindrique du type de celui représenté sur la figure 2 (traînée T et distance D plus importante que précédemment). Ce tube d'enrouleur 6, qui est monté rotatif autour de son axe longitudinal 7, comprend également une gorge 8 dans laquelle coulisse la ralingue 9 de la voile 10. Comme précédemment mentionné, l'invention propose une modification de la continuité de la surface du profilé pour créer un écoulement turbulent du flux d'air circulant autour du profilé, de manière à diminuer la traînée aérodynamique T et obtenir un rattachement de l'écoulement sur la voile plus près du profilé. La figure 3 illustre une solution conforme à l'invention, appliquée à un tube enrouleur de voile 11 du type de celui représenté sur la figure 2. Cette solution consiste à réaliser une discontinuité de forme sur la surface du profil en faisant apparaître sur ce dernier une ou plusieurs nervures longitudinales NI, N2 (ici deux). Dans cet exemple, les deux nervures N1, N2 sont parallèles à l'axe général 12 du profilé 11 et sont symétriques par rapport au plan P qui passe par cet axe et la génératrice sur laquelle est attachée la voile 12 (l'angle al qui détermine la position angulaire de la nervure N1 par rapport au plan et à l'axe central 12 du profilé est égal à l'angle a2 relatif à la nervure N2). La figure 4 montre la réduction de traînée AT obtenue grâce à un profilé conformé selon l'invention (tel que celui représenté figure 3) et donnant lieu à une traînée représentée, en fonction de la vitesse d'écoulement, par la courbe A, par rapport à un profilé lisse (par exemple du type de celui représenté figure 2) dont la traînée a été indiquée par la courbe B. On constate que dans une plage limitée par les vitesses V1 et V2, l'écart de traînée AT entre les courbes A et B est considérable. Bien entendu, le nombre, la forme et l'emplacement des nervures qui dépendent de la section du profilé, seront déterminés en soufflerie aérodynamique pour obtenir un écoulement turbulent dans la plage de vitesses dans laquelle l'effet est recherché. Le perfectionnement selon l'invention est facilement applicable aux profiles, qu'il s'agisse d'étais creux ou de tubes d'enrouleur. En général, ces profilés sont obtenus par filage de matière plastique ou d'un alliage léger, de sorte qu'il suffit de modifier la section de la filière pour obtenir la conformation souhaitée. Toutefois, il s'avère que la formation de nervures sur des tubes d'enrouleur de voile peut, dans certains cas, perturber l'enroulement de la voile lorsque l'on procède à une réduction de sa surface. L'invention a donc également pour but de supprimer cet inconvénient. A cet effet, elle propose d'utiliser des nervures élastiquement déformables rapportées sur le profilé qui constitue le tube de l'enrouleur. Ces nervures sont alors conçues de manière à prendre une position déployée lorsque la voile est déroulée et une position repliée ou rabattue contre le tube, lors de l'enroulement de la voile. La figure 5 montre un exemple de réalisation de nervures qui s'effacent lorsque la voile est enroulée sur le tube. Dans cet exemple, le tube 14 est muni de deux cavités longitudinales 15, 16 symétriques par rapport au plan axial passant par la gorge 17 dans laquelle circule la ralingue 18 de la voile 19. Sur les bordures latérales de chacune de ces cavités 15, 16, viennent se fixer par leurs extrémités libres, les deux ailes d'un profilé 20, 21 déformable élastiquement de section en forme de V dont l'arête longitudinale vient franchement en saillie vis-à-vis de la surface cylindrique du tube 14. Ce profilé 20, 21 peut être par exemple réalisé en une matière extrudée telle que, par exemple, du caoutchouc ou de l'élastomère. Il est clair que lors de l'enroulement (figure 6) la pression de la voile 19 enfonce la partie en saillie du profilé élastique 20, 21 dans la cavité 16, 17, de sorte que la forme cylindrique du tube 14 est conservée. On évite ainsi toute déformation de la voile 19 et l'apparition de plis longitudinaux. Lorsque la voile 19 est à nouveau déroulée, les profilés élastiques 20, 21 reprennent leur forme initiale en saillie de manière à pouvoir engendrer un régime turbulent du flux d'air qui circule autour du tube 14. Revendications 1. Profilé tubulaire pour le maintien avec un rendement aérodynamique accru d'une voile (5, 10, 13, 19) d'un véhicule à voile, caractérisé en ce qu'il comprend une discontinuité de forme (N1, N2) apte à engendrer un écoulement turbulent du flux d'air circulant autour du profilé de manière à diminuer la traînée aérodynamique (T) et obtenir un rattachement de l'écoulement sur la voile aussi près que possible du profilé. 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en un étai creux dans lequel passe le câble d'étai et qui comporte une gorge longitudinale (3) dans laquelle coulisse la ralingue (4) liée au guindant de la voile (5). 3. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en le tube (11) d'un enrouleur de voile, monté rotatif autour de son axe longitudinal et comprenant une gorge longitudinale dans laquelle coulisse la ralingue liée au guindant de la voile (13). 4. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite conformation consiste en au moins une nervure longitudinale (N1, N2). 5. Profilé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux nervures longitudinales (N1, N2) symétriques par rapport au plan longitudinal de symétrie (P) dudit profilé (11). 6. Profilé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les susdites nervures (N1, N2) sont venues de matière avec le profilé. 7. Profilé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les susdites nervures (N1, N2) sont rapportées sur le profilé. 8. Profilé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures sont élastiquement déformables. 9. Profilé selon la revendication 8 constituant le tube d'un enrouleur de voile, caractérisé en ce qu'il comprend des nervures (20, 21) élastiquement déformables aptes à prendre une position déployée lorsque la voile est déroulée et une position repliée lors de l'enroulement de la voile. 10. Profilé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cavité longitudinale (16, 17) en bordure de laquelle vient se fixer un profilé élastiquement déformable (20, 21) venant se loger dans ladite cavité lors de l'enroulement de la voile.