Brevet FR2709976A1 — publié le 19950324

DISPOSITIF ANTI-CINTRAGE POUR UN CERF-VOLANT COMPORTANT DES ARMATURES EXTERIEURES DU TYPE DIT "A BORD D'ATTAQUE" ET CERF-VOLANT MUNI D'UN TEL DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif destiné à un cerf-volant comportant des armatures extérieures du type dit "à bord d'attaque" et destiné à en atténuer fortement le cintrage, voire à le supprimer. L'invention concerne également un cerf-volant comprenant un tel dispositif. Les cerfs-volants à armatures sont constitués d'une ossature sur laquelle est fixée une voile. Diverses configurations de cerfs-volants sont connues. Une des plus populaire se présente sous la forme générale d'une aile Delta. Aussi, pour fixer les idées, on va considérer dans ce qui suit le cas d'un cerf-volant de configuration "Delta", sans que cela soit limitatif en quoi que ce soit de la portée de l'invention. L'armature est alors constituée habituellement comme suit: - une baguette longitudinale médiane, allant jusqu'à la tête du cerf-volant. Elle est, soit située dans un fourreau, soit placée en soutien derrière la toile; - deux baguettes longitudinales latérales, allant aussi jusqu'à la tête du cerf-volant: elles sont situées dans un fourreau de la toile; - une ou plusieurs baguettes transversales reliant entre elles ces baguettes longitudinales elles ne sont pas en contact direct avec la toile mais fixées sur les baguettes longitudinales. Le cerf-volant peut également comporter une armature secondaire, constituée habituellement par une ou plusieurs paires de petites baguettes, prenant appui d'un côté sur la ou les baguettes transversale et venant, de l'autre côté tendre ou pousser la toile ou d'autres armatures flottantes en dehors du plan de l'armature principale. Ce second type d'armature est appelé, selon les pays, : "Wiskers", "Stand-Of f", "Bifingers", "tendeurs", "pousseurs", etc. La voile fixée à l'armature est soumise à l'action du vent et exerce des contraintes sur les armatures qui se déforment en conséquence. Ces déformations entraînent une modification corrélative de la structure, des vibrations, du bruit et une usure prématurée des différents éléments constitutifs du cerf-volant. Le plus souvent, la plus grande déformation provient de baguettes d'armatures faiblement soutenues ou qui présentent un porte-à-faux, avec une extrémité libre qui fléchit sous l'effort. Selon l'Art Connu, différentes méthodes ont été préconisées pour essayer de pallier cet inconvénient. Une première solution a consisté à renforcer lesdites armatures, mais cette disposition a pour conséquence immédiate d'alourdir le cerf-volant et nuit à ses performances. De façon pratique, on augmente les sections des baguettes ou on les rigidifie au moyen de haubans ou d'éléments analogues. Une seconde solution a consisté à compenser ou à anticiper ces déformations. Pour compenser une déformation, on peut prévoir, soit des systèmes de tension de la voile pour rattraper le "mou" dû au fléchissement des petites baguettes (appelées "Wiskers", "Stand-offs", etc. comme il a été rappelé ci-dessus), soit un organe du type "nerf de chute", inséré dans les bords libres de la voile de manière à en bloquer les vibrations. Pour anticiper une déformation, la voile peut être taillée en tenant compte d'un fléchissement moyen (principe de la précontrainte), mais cette solution de compromis ne convient naturellement que pour une force de vent donnée. Ces interventions, selon l'Art Connu, ne font que réduire un défaut inhérent aux cerfs-volants, mais en aucun cas, elles ne peuvent l'annuler, ou pour le moins l'atténuer fortement, ce quelle que soit la force du vent. Tout au contraire, l'invention se fixe pour but un dispositif permettant d'atténuer fortement le cintrage des armatures extérieures dites "à bords de chute" d'un cerf-volant, voire de l'annuler, et par là de pallier les défauts présentés par les solutions de l'Art Connu. Pour ce faire, on ajoute au cerf-volant, sur chaque extrémité d'aile, une voile complémentaire qui a pour effet de compenser et annuler la déformation de l'extrémité de l'aile. L'invention a donc pour objet un dispositif anti-cintrage pour cerf-volant comportant au moins une voile principale et des armatures extérieures du type dit "à bord d'attaque", caractérisé en ce qu'il comprend, fixées sur au moins une partie du contour extérieur de la voile, en extérieur desdites armatures, disposées de façon symétrique de par et d'autre du cerf-volant, au moins un jeu de deux voiles auxiliaires associées à une voile principale et en formant le complément, de manière à s'opposer au cintrage des armatures extérieures L'invention a encore pour objet un cerfvolant comprenant un tel dispositif. Ce dispositif remplit bien alors les buts que l'invention s'est fixés. Le cerf-volant devient alors beaucoup plus stable, ne fait plus de bruit et conserve ses qualités aérodynamiques quelle que soit la force du vent. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, et parmi lesquelles - la figure 1 représente un cerf-volant du type "Delta" selon l'Art Connu; - la figure 2 un illustre schématiquement un exemple de cerf-volant du type "Delta" conforme à l'invention. Comme il a été indiqué, sans que cela soit limitatif de la portée de l'invention, on va decrire le dispositif selon l'invention dans le cadre de son application à un cerf-volant de type Delta. I1 est donc utile tout d'abord d'en rappeler les caractéristiques principales. La figure 1 représente un cerf-volant 1 du type "Delta" de l'Art Connu. I1 comprend une armature principale constituée, comme il a été indiqué, d'une baguette longitudinale médiane 10, d'une ou plusieurs baguettes transversales 11 et 11' (deux dans l'exemple illustré), reliant entre elles deux baguettes longitudinales 12 et 13. Les baguettes transversales ne sont pas en contact avec la toile ou voile 15 du cerfvolant 1 mais elles sont fixées sur les baguettes longitudinales à l'aide de jonctions 14. Ces jonctions 14 sont, par exemple, fixées sur les baguettes 12 et 13 et présentent un orifice dans lequel on enfile une extrémité de baguettes transversales 11 et 11'. Toujours dans l'exemple illustré, l'avant de la toile 15 comprend un fourreau 153 dans lequel on enfile les baguettes 10, 12 et 13. La toile 15 est fixée sur les extrémités arrière des baguettes 10, 12 et 13 à l'aide de moyens de fixation 16 conventionnels : fente et élastique par exemple, comme il le sera décrit de façon plus détaillée ci-après. Deux jeux de brides 17 sont prévus pour répartir au mieux les forces exercées sur l'armature du cerf-volant 1 par deux câbles de conduite 18, eux-mêmes enroulés sur une paire de poignées de commande 19, et ainsi obtenir une conduite de vol. Pour ce faire, dans l'exemple illustré, les brides 17 de chaque jeu sont reliées, en l'une de leurs extrémités, aux baguettes latérales 12 et 13, d'une part, et à la baguette centrale 10, d'autre part. Habituellement l'armature principale est complétée par une armature secondaire comprenant notamment une ou plusieurs paires de "Wiskers" 2, reliés par l'une de leurs extrémités à la toile 15, par des moyens d'attache 20, et s'appuyant par l'autre extrémité, sur la ou les baguettes transversales, en l'occurrence la baguette transversale 11 dans l'exemple illustré. On prévoit, pour ce faire, des jonctions 21 d'un type analogue aux jonctions 14. Ces aspects, en soi, sortent du cadre précis de l'invention qui n'est pas tributaire d'une configuration spécifique de cerfvolant. Les baguettes latérales 12 et 13 forment ce qui est appelé "bords d'attaque" du cerf-volant et les parties arrières de la voile 15, le bord de fuite ou "de chute". Plus précisément, le bord de chute s'étend, de chaque coté, du bas de la baguette centrale 10, ou axe du cerf-volant 1, jusqu'aulx bas des baguettes latérales 12 et 13, ou bords d'attaque. On conçoit aisément que, la voile étant fixée à l'armature et soumise à l'action du vent, celle-ci exerce des contraintes sur les armatures qui se déforment en conséquence. Ces déformations entraînent, comme il a été indiqué, une modification corrélative de la structure, des vibrations, du bruit et une usure prématurée des différents éléments constitutifs du cerf-volant. Le plus souvent, la plus grande déformation provient de baguettes d'armatures faiblement soutenues ou qui présentent un porte-à-faux, avec une extrémité libre qui fléchit sous l'effort. De façon plus précise, le "bord de chute" se détend en raison du fléchissement des baguettes d'armature. Selon une des caractéristiques principales de l'invention, pour pallier ce défaut quelle que soit la force du vent, on ajoute un élément d'aile, de chaque côté du cerf-volant 1 et à l'extérieur de celui-ci, sur tout ou partie de ses bords d'attaque. Cette disposition vise à ce que les efforts de pression du vent sur la voile 15, de par et d'autre des baguettes latérales 12 et 13, viennent s'équilibrer et n'entraînent pas une flexion , vers l'axe central, des extrémités de ces baguettes latérales 12 et 13. La figure 2 illustre de façon schématique un cerf-volant 1 conforme à l'invention. Pour des raisons de simplification, on n'a représenté sur cette figure que les éléments nécessaires à la bonne compréhension de l'invention. Cependant, il doit être clair que le cerf-volant 1 est en tout point identique à celui représenté sur la figure 1, à l'exception des dispositions propres à l'invention et qui seront détaillées dans ce qui suit. De plus, les éléments identiques ou similaires à ceux représentés sur la figure 1 portent la même référence et ne seront redécrits qu'en tant que de besoin. Comme le montre clairement la figure 2, la différence notable entre un cerf-volant 1 selon l'art connu et un cerf-volant conforme à l'invention est constituée par la présence de deux éléments d'ailes extérieures 151 et 152, disposées le long des bords d'attaque OB et OC, c'est-à-dire le long des baguettes latérales 12 et 13. De façon pratique, pour réaliser ces éléments d'aile 151 et 152, il suffit de fixer, par couture ou de toute autre manière, sur ces bords d'attaque, un élément de voile. De façon avantageuse, cet élément de voile a une surface sensiblement égale à la moitié de la surface initiale de chaque demie aile du cerf-volant 1. Ces éléments d'ailes extérieures 151 et 152 ont donc, dans l'exemple illustré, la forme d'un triangle allongé, respectivement OBB" et OCC". Ces ailes 151 et 152 viennent se mettre en symétrie avec l'aile intérieure 15 existante, et plus particulièrement avec les parties périphériques OBB' et OCC' de cette aile 15. Les grandes bases des triangles : OB et OC respectivement, sont accolées aux bords d'attaque du cerf-volant 1. Pour que ces éléments d'ailes 151 et 152 jouent effectivement leur rôle, il est nécessaire qu'ils soient tendus et offrent une prise au vent. Pour ce faire, on ajoute deux petites baguettes complémentaires, 3 et 4 respectivement, venant pousser sur les sommets libres, B" et C", des ailes 151 et 152. Ces baguettes, 3 et 4, prennent appui sous les baguettes latérales 12 et 13 et sont attachees en B" et C", d'une part, et B' et C', d'autre part. Dans l'exemple illustré, les points B' et C' sont avantageusement confondus avec les points d'attache des "Wiskers" 2 (figure 1), c'est-à-dire les jonctions 20 et 21. On peut utiliser ces dernières pour attacher également les baguettes 3 et 4, en les modifiant légèrement pour qu'elles puissent accepter deux extrémités de baguettes. De la même manière, on utilise des jonctions semblables 30 et 40 pour fixer les autres extrémités des baguettes 3 et 4 sur les éléments de voiles extérieures 151 et 152. Il n'est pas nécessaire d'attacher les baguettes 3 et 4 aux baguettes 12 et 13. Il suffit qu'elles passent dessous celles-ci, la pression du vent entraînant les voiles 151 et 152 vers le haut. Du fait des modifications du cerf-volant de l'Art Connu (figure 1) effectuées selon l'enseignement de l'invention, on obtient un cerf-volant de forme bien différente de la forme "Delta" initiale. Cependant l'armature principale en conserve les principales caractéristiques. Ce cerf-volant 1, conforme à l'invention, a pour principale caractéristique un équilibre des panneaux de voile 15 autour de chaque armature. En effet, on peut constater que, la baguette centrale 10 constituant un axe de symétrie, il n'existe aucune raison qu'elle fléchisse vers un côté ou l'autre du cerf-volant 1, puisque la résultante des efforts appliqués sur cette baguette 10 est nulle. De même, il est possible, par construction, d'annuler la projection, sur le plan des armatures, de la résultante des forces exercées sur chacune des baguettes latérales 12 et 13. De façon plus précise, on va considérer le cerf-volant 1 de forme "Delta" de l'exemple illustré par la figure 2, qui se caractérise par les données géométriques ci-dessous - pointe du cerf-volant en O, - baguette centrale définissant l'axe symétrie OA, - et baguettes latérales 12 et 13 confondues avec les deux droites concourantes OB et OC, symétriques par rapport à OA. On peut donc définir deux triangles symétriques OAB et OAC, que l'on appellera dans ce qui suit demies ailes. On peut diviser en deux chacun de ces triangles, selon les lignes OB' et OC' (en traits pointillés sur la figure 2), de manière telle que les surfaces des triangles OBB', OB'A, OAC' et OC'C soient identiques et supportent en conséquence les mêmes efforts. On peut donc créer deux ailes complémentaires OCC" et OBB" (151 et 152) en prenant le symétrique par rapport à OB du triangle OBB' et le symétrique par rapport à OC de OCC'. On crée donc, de part et d'autre des armatures OB et OC (baguettes latérales 12 et 13), deux triangles symétriques. Il s'ensuit que les efforts sur ces armatures OB et OC (baguettes latérales 12 et 13) sont équilibrés. On peut remarquer que les armatures sont situées sur les diagonales des quadrilatères OB'BB" et OC'CC" et que, selon la rigidité des tissus utilisés, ces diagonales ne se déformeront que très peu si les efforts exercés sont sensiblement égaux. La symétrie, aussi bien des triangles OBB' et OBB", que des triangles OCC' et OCC", est idéale pour annuler tous les effets indésirables de cintrage. Cependant, pour une réalisation pratique, on sera en général amené à mettre en oeuvre une combinaison utilisant en partie de cette symétrie et en partie la rigidité du tissu constituant les voiles latérales 151 et 152. D'autre part, les grands côtés, OB et OC, des triangles OBB" et OCC" peuvent être moins longs que les bords d'attaque. Dans un mode de réalisation non illustré, L'extrémité avant de ces triangles pourrait se situer au niveau des jonctions 14 (figure 1), l'extrémité arrière restant confondue avec les jonctions 16 (figure 1) : points B et C. Il suffit, en réalité, que les bords intérieurs des voiles 151 et 152 couvrent la majeure partie des bords d'attaque pour que la fonction qui leur est assignée par l'invention soit remplie. De même, bien que cette solution soit avantageuse, il n'est pas absolument nécessaire que les points B' et C' soient confondus avec les extrémités des "Wiskers" 2 (figure 1). La localisation des points de fixation des baguettes 3 et 4 n'est pas critique elles doivent être fixées dans une zone située à l'arrière de la voile 15, sur ou près du bord fuite. En outre les "Wiskers" 2, constituant ce qui a été appelé l'armature secondaire, sont des éléments optionnels qui n'existent pas sur certains modèles de cerf-volant. Les buts que l'invention s'est fixés sont bien remplis par le dispositif qui vient d'être décrit. Le dispositif pallie les défauts rencontrés sur les cerfs-volants de l'Art Connu et évite au maximum, voire les annulent, tous les effets de cintrage des armatures avec les inconvénients qui ont été signalés. Ce dispositif présente en outre des avantages supplémentaires, notamment pour, mais non uniquement, les cerfs-volants de type "Delta", ctest-à-dire d'un type similaire à celui qui vient d'être décrits de façon détaillée. Ces cerfs-volants, en raison de leur structure, ont une leur surface de voilure concentrée principalement dans une zone centrale, c'est-à-dire vers le milieu de l'appareil, et très peu de voilure vers l'extérieur, en raison précisément de la forme effilée de la voile 15. Or, pour obtenir une meilleure stabilité de vol, il est nécessaire de disposer d'une grande envergure, avec une voilure en extérieur. Ce problème est également résolu au mieux par l'invention. L'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisation précisément décrits en relation, notamment avec la figure 2. En particulier, bien qu'elle s'applique de façon particulièrement avantageuse à la configuration "Delta", elle ne saurait être limitée à cette seule configuration. L'invention est susceptible de s'appliquer, comme il a été indiqué, à tout cerf-volant comportant une armature extérieure du type dit "à bords d'attaque". Enfin le cerf-volant peut comporter plusieurs voiles. Dans ce cas, il sera pourvu d'au moins un jeu de voiles auxiliaires (151,152) attaché à l'une des voiles.Bien que dans l'exemple décrit, les voiles soient triangulaires, dans le cas général, la forme exacte des voiles dépend naturellement de la forme de la voile principale auxquelles elles sont associées. On peut aussi être amené à utiliser plusieurs baguettes (3,4) par voiles complémentaires (151,152). REVENDICATIONS 1. Dispositif anticintrage pour cerf-volant (1) comportant au moins une voile principale (15) et des armatures extérieures (12,13) du type dit "à bord d'attaque" (OB,OC), caractérisé en ce qu'il comprend, fixées sur au moins une partie du contour extérieur de la voile (15), en extérieur desdites armatures (12,13), disposées de façon symétrique de par et d'autre du cerf-volant (1), au moins un jeu de deux voiles auxiliaires (151,152) associées à une voile principale (15) et en formant le complément, de manière à s'opposer au cintrage des armatures extérieures (12,13). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une baguette complémentaire (3,4) pour chacune desdites voiles auxiliaires (151,152) et en ce que chaque baguette complémentaire (3,4) est fixée, en une première extrémité (20,21), sur une zone arrière de la voile principale (15) à laquelle sont associées les voiles secondaires (151,152) et, en seconde extrémité (30,40), sur le bord extérieur des voiles auxiliaires (151,152). 3. dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites voiles auxiliaires (151,152) sont fixées, par couture sur une voile principale (15), par une de leurs arêtes, le long des bords d'attaque (OB, OC). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que, le cerfvolant (1) étant un cerf-volant du type à aile "Delta", l'aile de ce cerf-volant (1) étant constituée d'une voile principale (15) à symétrie axiale (OA) de forme sensiblement triangulaire (OBC), lesdites voiles auxiliaires (151, 152) ont la forme d'un triangle allongé (OBB", OCC"), en ce que le plus grand côté (OB, OC) de ce triangle est confondu avec les bords d'attaque de la voile principale (15), et en ce que la surface de chacune des voiles auxiliaires (151, 152) est sensiblement égale à la surface de la moitié de la surface d'une demie aile du cerf-volant. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plus grand côté (OB, OC) dudit triangle (OBB", OCC") s'étend sur toute la longueur du bord d'attaque de la voile principale (15). 6. Cerf-volant (1) comportant au moins une voile principale (15) et des armatures extérieures (12,13) du type dit "à bord d'attaque" (OB,OC), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Cerf-volant (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est du type à aile "Delta".