Brevet FR2675113A1 — publié le 19921016

PERFECTIONNEMENTS AUX BATEAUX A VOILE NON PIVOTANTE 1 L'invention concerne un bateau à voile de sport et de détente comportant, (comme représenté sur la figure I) > - 3 flotteurs pivotants disposés en triangle, I'un d'entre eux étant à l'arrière - un plan de symétrie longitudinal - une dérive placée sensiblement au centre des flotteurs, qui peut pivoter de + 40 degrés, environ, par rapport au plan de symétrie - et une voile principaie dont la base est fixée sensiblement dans le plan de symétrie Avec les bateaux classiques toute la structure constituée par un ou plusieurs flotteurs assemblés rigidement, est orientée vers le cap. Les voiles doivent pivoter, afin que leur incidence par rapport au vent soit correcte.Cette disposition présente deux inconvénients: a) Chaque réglage ou perturbation sur le cap se répercute sur l'orientation de la voile, et inversement. Cela est regrettable car l'examen des polaires des voiles et dérives montre qu'un écart mintme d'angle d'incidence, par rapport à la valeur aptimale, abaisse sensiblement les performances. b) La voilure et la structure du bateau qui constituent deux ensembles de grandes dimensions, doivent pivoter l'un par rapport à l'autre a chaque réglage. Ce pivotement est réalisé en agissant sur des cordages sollicités par des efforts mécaniques importants, au moyen de palans, cabestans ou winchs. On connait déjà un multicoque correspondant au préambule de la revendication 1. (brevets FR 2.642.395 & PCT/FR.90/00066.), dont le principe est rappelé sur la figure 1. L'orientation de la structure-voile en fonction du vent et la direction vers le cap sont obtenues en agissant sur l'orientation de flotteurs pivotants. On élimine ainsi les inconvénients signalés pour les bateaux traditionnels. La nécessité d'agir sur l'orIentation des flotteurs implique, malheureusement, des commandes et dispositifs de liaisons peu compatibles avec la simplicité désirée pour de petites unités. La présente invention, a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendications permet d'orienter la voilure sans agir ni sur des câbles cordages ou bôme en tension fixés aux voiles, ni sur l'orientation de gouvernails ou flotteurs. Dans la première version, l'orientation de la voilure est obtenue par le réglage de la position ou de l'inclinaison des paliers de pivotement de la dérive permettant au centre de la dérive d'avancer ou reculer par rapport à la verticale du centre de voilure d'environ 1/20 de la longueur de flottaison. Cela permet de lofer ou d'abattre pour régler l'incidence de la voile par rapport au vent. Le principe est identique à celui utilisé avec les planches à voiles mais sur ces engins c'est la voile qui est déplacée vers l'arrière ou vers l'avant car Te plan anti-dérive est fixe. L'orientation vers le cap est réalisée par pivotement de la dérive (avec la correctlon requise pour l'angle de dérive). Les flotteurs s'orientent d'eux même selon la trajectoire. ( si nécessaire, avec un petit aileron fixé à leur arrière) La première version décrite ci-dessus est simple à réaliser et elle convlent bien à la navigation sportive à vue. Au contraire, pour de longs parcours, lorsque l'on désire les meilleures performances avec peu d'interventions, un autre mode de réalisation à été prévu.Les orientations de la voile et vers le cap sont rendues indépendantes, pour ne pas interférer l'une sur l'autre. En outre elles sont auto-stables, pour s'adapter d'elles mêmes aux changements d'orientation du vent ou des courants. Cela est obtenu par : une gouverne d'incidence placée dans l'air pour orienter l'ensemble voile-structure, des paliers dans lequel pivote l'axe sensiblement vertical de 1a dérive, un réglage longitudinal de la position d'au moins un des paliers, une gouverne incidence placée dans l'eau pour orienter la dérive; une commande d'incidence ramenée sur le bras. L'incidence de la voile par rapport au vent apparent7 et celle de la dérive par rapport au courant apparent sont ajustées selon l'allure de navigation. Lors des changements d'intensité ou de direction du vent, la voile pivote en conservant une incidence sensiblement constante. L'orientation de la dérive n'en est pas affectée, ni la stabilité compromise. Inversement, si c'est le cap qui est modifié, l'orientation des voiles n'est pas changée. Lorsque un ajustement de l'une ou l'autre des incidences est nécessaire pour tenir compte d'une variation importante de l'angle entre le vent apparent et le cap, il est minime et ne demande que des efforts modérés sur les gouvernes. La voile et de la structure étant toujours orientées avec la même incidence par rapport au vent, il est avantageux de les assembler selon un profil aérodynamique améliorant la portance et réduisant le fardage. Selon un mode de réalisation de l'invention une jupe de liaison profilée est placée entre la voile et la structure. Lorsque la taille le permet la cabine est placée sous cette jupe. Les ailes constituées de plusieurs éléments rigides articulés entre eux permettent d'obtenir des performances aérodynamiques sensiblement meilleures que les voiles souples. Sur les bateaux classiques, en plus du déplacement relatif des divers éléments, ltensemble de l'aile doit pivoter par rapport à son support7 lorsque l'angle entre le vent apparent et le cap varie.Au contraire, avec les dIspositions particulières à l'inventlon, certains de ces éléments peuvent etre fixés rigidement et constituer une poutre transmettant les efforts dûs au vent jusqu'à la structure et à la dérive Afin de bénéficier de ces avantages, selon l'un des modes de réalisation, le multicoque a une aile frigide fixée à la structure, combinée à des volets articulés ou voiles annexes. Un débattement de t 40 environ pour les flotteurs et la dérive permet de naviguer dans les conditions habituelles Les dispositions du brevet ne s'opposent pas à leur pivotement complet. Cela peut présenter des avantages pour des manoeuvres particulières. Selon l'un des mode de réalisatlon, les flotteurs et la dérive peuvent pivoter sur 360' D'autres engins peuvent bénéficier des réglages de direction et pivotement selon l'invention. Notamment ceux qui reposent sur plusieurs disques-flotteurs, plans porteurs7 aéroglisseurs...; ou encore à les monocoques à fond plat, équilibrés par déplacement de l'équipage7 de lest ou par des plans porteurs dont l'incidence peut être positive ou négative. L'invention est appliquée à tous engins a voile qui n'ont pas de direction privilégiée d'avancement ni résistance importante au pivotement. L'invention est exposée cl-après plus en détail à l'aide de dessins représentant quelques uns des modes d'exécution. La figure 1 représente une vue de dessus du multicoque montrant diverses positions que peuvent prendre les flotteurs et la dérive. La figure 2 représente une élévation du multicoque comportant les réglages de la position -et de l'orientation de la dérive selon la revendication 1. La figure 3 représente une élévation tronquée du multicoque comportant des gouvernes d'incidence pour une aile rigide et pour la dérive selon la revendication 2 La figure 4 représente une vue de dessus du multicoque selon la revendication 2 Les détails 4a et Xb représentent les gouverne d'incidence de la voile et celle de la dérive La figure 5 représente une élévation et une vue de dessus du réglage de la position et de l'orientation de la dérive selon la revendication 7. La figure 6 représente la jupe placée entre la voile et la structure horizontale pour améliorer le rendement aérodynamique de l'ensemble. Le multicoque de la ftgure 1, selon le préambule de la revendication 1, 'est constitué de 3 flotteurs (1,2,3) disposés en triangle, fixés à une structure de liaison (4) par des articulations (5) leur permettant de tourner. La dérive (6) peut pivoter largement de part et d'autre du plan de symétrie.(8,9) La voile (7) est représentée avec une courbure correspondant à un vent de tribord. Cette courbure s'inverserait si le vent venait de bâbord. La base de la voile (7) est fixée sur le plan de symétrie (8,9). La navigation peut s'effectuer dans tout le secteur compris entre les flèches (10) et (11). La figure 2 représente le multicoque constitué par la structure (12), les flotteurs (1W, 14 & 15) > le mat (16) et la voile (17). Selon la revendication t le centre (18) de la dérive ( I 9) peut avancer ou reculer par rapport à la verticale (20) du centre de voilure (21), d'environ 1/20 de la longueur de flottaison. Cela est réalisé en modifiant position ou l1inclinaison des paliers (22 ou 23). Divers moyens sont utilisables pour ce réglage : leviers, vis7 came, palan. Un exemple détaillé est donne sur la figure 5 ci-après. Le basculement de la dérive est déjà utilisé sur les bateaux comme sécurité dans le cas de haut fond.La différence fondamentale apportée par la présente invention, concerne sa combinaison avec des flotteurs pivotants qui permet de ne pas recourir à des gouvernails. En outre la dérive pivote sur + 40' environ pour aller vers le cap en agissant sur le levier (24). La figure 3 représente un multicoque comportant les dlsposit:fs de navigation selon la revendication 2. La voile classique est remplacée par une aile rigide selon la revendication 4 Le fonctionnement serait identique avec l'une ou l'autre. La partie aérienne comprend la structure (25) > l'aile (26) et une gouverne d'incidence (27). Cet ensemble s'oriente spontanément dans le vent par rapport au pivot (28). La déviation de la gouverne d'incidence (27) de + 20" environ par rapport au plan de symétrie longitudinal permet de choisir l'incidence de la voile (26) par rapport au vent. La position avant-arriere du pivot (28) peut être ajustée selon le type de voile utilisée. L'axe de la dérive (29) tourne dans le pivot (28).La dérive comporte une gouverne d'incidence (30) à l'arrière. La commande d'orientation de la gouverne d'incidence de la dérive est reportée sur un bras (31) fixé à l'axe de la dérive. Le compas (32) est avantageusement placé sur ce bras qui indique le cap (compte non tenu de l'angle de dérlve). Les changements d'orientation de la dérive sont limités par la déviation de la gouverne d'incidence. Cela permet d'éviter des manoeuvres intempestives conduisant au décrochement hydrodynamique qui réduit l'efficacité de la dérive. La figure 4 représente vue de dessus le même multicoque. La flèche (33) Indique la direction suivie, la flèche (34) la direction du vent La gouverne d'lncldence (36), une aile rigide (37) composée de plusieurs éléments, (qui pourrait être remplacée par une voile) et la structure (38) s'orientent selon le vent. En agissant sur la gouverne d'incidence (36) on modifie l'angle incidence (39). La composante horizontale des forces aérodynamiques (40) est appliquée sur le pivot (41) et à la dérive (42). La figure 4a représente le détail de la partie en l'air. La figure 4b montre la partie immergée et la dérive.La force (40) appliquée sur la dérive provoque le déplacement dans l'eau et crée une réaction (43). En régime établi3 la composante horizontale des forces hydrodynamiques (44) de la dérive, équilibre la force (40) La direction peut être modifiée en déviant la gouverne d'incidence (45) par rapport à la dérive (42). Les flotteurs (46,47s48) s'orientent d'eux mêmes(sl nécessaire grace à un petit aileron à l'arrière. La figure 5 représente un mode de réalisation selon la revendication 7 Il comprend: une pale formant plan anti dérive (50); un axe (51) qui la prolonge vers le haut, légèrement en avant du centre de surface (52); une glissière (53) sensiblement horizontale dans laquelle se déplace un coulisseau (54) traversé par l'axe (51); des câbles (49) qui relient la glissière a la structure; des butées (55) réglables sur la glissière (53).; un ressort de rappel (56) du coulisseau vers l'avant; un palan (57) pour tirer le coulisseau vers l'arrière; des positions pré-réglées d'arrêt du cordage de tracticn du palan disposées prés des postes de pilotage; un dispositif de sécurité, placé au dessus du coulisseau, retenant la partie haute (58) de l'axe mais en lui permettant de basculer vers l'avant lors d'un choc de la pale (50) sur un haut fond; un bras (59) fixé sur l'axe; un indicateur de cap (60) et la fixation du compas (61) sur le bras; une commande manuelle de direction constituée d'un palan avec coinçeur pour limiter la déviation du bras, dont l'extrémité du cordage peut être ramenée près des postes de pilotage; un élément élastique retenant la commande sur le bord choisi.La figure 6 représente la jupe (62) de raccordement entre la voile (63) et la partie horizontale de la structure (64), et la position de la cabine (65) REVENDICATIONS 1) Multicoque comportant: - 3 flotteurs pivotants (1,2,3), disposés en triangle, I'un d'entre eux étant à l'arrière (1) - un plan de symétrie longitudinal (8,9) > - une dérive (6) placée sensiblement au centre des flotteurs, qui peut pivoter de ffi 40 degrés, environ, par rapport au plan de symétrie - et une voile principale (7), dont la base est fixée sensiblement dans le plan de symétrie. Caractérisé par le réglage de la position ou de l'inclinaison des paliers (22,23) de pivotement de la dérive (19), permettant au centre de la dérive (18) d'avancer ou reculer par rapport à la verticale du centre de voilure (21), d'environ 1/20 de la longueur de flottaison. 2) Multicoque caractérisé par une gouverne d'incidence (27) placée dans l'air pour orienter l'ensemble voile-structure (26,25), des paliers dans lequel pivote l'axe (28) sensiblement vertical de la dérive (29), un réglage longitudinal de la position d'au moins un des paliers, une gouverne d'incidence (30) placée dans l'eau pour orienter la dérive (29), une commande d'incidence ramenée sur le bras (31). 3) Multicoque selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par une jupe de liaison (62) placée entre la voile (63) et la structure (64). Et lorsque la taille le permet par l'installation de la cabine (65) sous cette jupe. 4) Multicoque selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par une aile rigide fixée à la structure, combinée à des volets articulés ou voiles annexes 5) Multicoque selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le pivotement des flotteurs et la dérive sur 360". 6) Multicoque selon la revendication 1 dont la dérive est constituée par: - une pale formant plan anti dérive (50) - un axe (51) qui la prolonge vers le haut, légèrement en avant du centre de surface (52) - une glissière (53) sensiblement horizontale dans laquelle se déplace un coulisseau (54) traversé par l'axe - des butées réglables sur la glissière (53). - un ressort de rappel du coulisseau vers l'avant (56), - un palan pour tirer le coulisseau vers l'arrière (57) - des positions pré-réglées d'arrêt du cordage de traction du palan disposées prés des postes de pilotage. - un dispositif de sécurité, placé au dessus du coulisseau, retenant la partie haute (58) de l'axe mais en lui permettant de basculer vers I'avant lors d'un choc de la pale sur un haut fond. - un bras (59) fixé sur l'axe - un indicateur de cap (60) et la fixation du compas (61) sur le bras, - une commande manuelle de direction constituée d'un palan avec coinçeur pour limiter la déviation du bras, dont l'extrémité du cordage peut être ramenée près des postes de pilotage. - une commande manuelle de direction constituée par un ressort inversant le bord.