Brevet FR2698847A1 — publié le 19940610

BRIDE POUR AILE SOUPLE EN FORME DE FUSEAU SPHERIQUE Il existe une catégorie d'ailes souples à profil aérodynamiquement efficace, servant généralement à déplacer des charges, retenues et commandées uniquement par des ensembles de filins que l'on peut appeler brides en référence aux cerfs-volants ludiques. Le pilotage de ces ailes à voilure souple se fait toujours en créant un déséquilibre entre leurs deux côtés, par tension d'un filin ou groupe de filins, ce qui provoque leur pivotement du côté souhaité. La quasi-totalité de ces ailes ont une forme plane ou légèrement courbe, vues de face. Les filins qui y aboutissent sont donc plus ou moins perpendiculaires à leur voilure. La présente invention est destinée plus particulièrement à l'aile en forme de fuseau sphérique décrite et revendiquée dans le brevet EP-A-O 202 271 aux noms des présents demandeurs. Bien que cette aile ait une forme épurée, sans appendice, on peut la décomposer, vue de face, en trois parties aérodynamiques : une partie centrale qui développe la force propulsive, sensiblement perpendiculaire aux filins de retenue ; deux parties latérales finissant en pointe, représentant une part non négligeable de la surface de l'aile, et qui sont approximativement dans le prolongement des filins de retenue. Tel que décrit dans le brevet, la bride de cette aile se compose d'un seul filin qui part d'une pointe de l'aile, passe dans une poulie fixée à la charge à déplacer, et repart vers l'autre pointe. Ce système est d'une grande simplicité, mais s'avère insuffisant pour diriger efficacement l'aile et assurer sa stabilité en direction, car la bride ne revient pas d'elle-même en position neutre. Ceci représente pour la plupart des utilisations de l'aile un inconvénient majeur, auquel s'ajoute celui de ne pouvoir en modifier la puissance. Le but de la présente invention est précisément de pallier ces inconvénients. Elle consiste à cet effet en une nouvelle bride, comprenant deux filins de retenue partant de la charge à déplacer et aboutissant chacun à une pointe de l'aile, qui sont d'égale longueur de sorte que celle-ci soit stable, c'est-à-dire qu'elle se place toujours d'elle-même au zénith de sa trajectoire ; et comprenant d'autre part, pour diriger l'aile, une paire de filins de commande partant également de la charge à déplacer et aboutissant en des points sur le bord d'attaque ou le bord de fuite, chacun de ces points se trouvant sur une partie latérale de l'aile de sorte que le filin correspondant soit approximativement dans son prolongement, afin d'obtenir, lorsqu'il est actionné, un vrillage de l'ensemble de l'aile. La localisation des points d'ancrage des filins de commande sur l'aile obéit à des règles précises les points d'ancrage sont situés sur l'un des bords de l'aile, le bord d'attaque ou le bord de fuite, car l'efficacité du système est d'autant plus grande que l'extrémité du filin de commande est éloignée, vue de côté, de lrextrémité du filin de retenue ; les points d'ancrage étant d'autre part au niveau des parties latérales, les filins de commande, vus de face, sont approximativement dans le prolongement de celles-ci, et non pas perpendiculaires à la partie portante comme c'est le cas avec les ailes plus ou moins planes. Lorsqu'une commande est actionnée par l'utilisateur, il se produit un imperceptible vrillage de l'ensemble de l'aile au lieu d'une déformation localisée du profil préjudiciable aux performances, notamment du fait de la traînée aérodynamique qu'elle crée. Tant que l'utilisateur n'actionne pas les commandes, la tension des filins de commande est nulle. Ainsi, la force de retenue fournie par la charge, par définition de même valeur et de sens contraire à la force développée par l'aile, se situe exactement dans l'axe du filin de retenue, vu de coté. Lorsque l'utilisateur actionne une commande, la force de retenue se déplace vers le filin de commande correspondant. Il se produit alors le déséquilibre recherché. A noter qu'il a la possibilité, par actionnement simultané des deux commandes, de diminuer ou augmenter la puissance de l'aile selon que les filins de commande sont fixés sur le bord d'attaque ou le bord de fuite. Le nombre de filins peut être de quatre, un sur chaque bord de chaque gouverne (partie latérale), pour certaines utilisations. L'efficacité maximale du système est obtenue lorsque les filins de commande vont directement de la charge à leur point d'ancrage sur l'aile. Mais pour diminuer la traînée aérodynamique des filins et surtout éviter qu'ils ne s'emmêlent, les filins de commande peuvent passer à l'intérieur des filins de retenue, à condition qu'ils en sortent avant la pointe de l'aile de façon à créer une triangulation permettant un déplacement suffisant de la force de retenue. Côté charge, les filins de commande peuvent sortir à l'extrémité des filins de retenue puis partir vers l'utilisateur, ou bien sortir avant l'extrémité des filins de retenue lorsque l'utilisateur a la possibilité d'être proche de cette extrémité. Dans ce dernier cas, il est commode de faire aboutir chaque filin de commande à une poignée assujettie au filin de retenue correspondant et coulissant le long de celui-ci. Par sécurité, on peut installer un système permettant de neutraliser l'aile instantanément. Il s'agit d'un mécanisme installé côté charge sur l'un des deux filins de retenue, qui permet de le libérer d'un simple geste. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 représente en perspective une aile gréée sur une charge avec une bride selon l'invention, la Fig. 2 représente la partie supérieure d'une bride vue de côté, commande non actionnée, la Fig. 3 est la même vue que la Fig. 2, commande actionnée, la Fig. 4 représente les zones de localisation des points d'ancrage des filins de commande sur une aile, la Fig. 5 représente une autre forme de réalisation de bride selon l'invention, la Fig. 6 représente le système de neutralisation de l'aile, et la Fig. 7 est une coupe schématique illustrant un arrangement préférentiel des filins de retenue et filins de commande. La Fig. 1 est une vue globale d'une aile A et de sa bride la reliant à une charge à déplacer 2. L'aile A a une forme de fuseau sphérique comportant un bord d'attaque 5 et un bord de fuite 6. Elle est matérialisée par exemple par une armature gonflable recouverte d'une enveloppe souple en extrados comme en intrados, comme décrit dans le brevet EP-A-O 202 271 déjà mentionné. La bride comprend deux filins de retenue 1 qui subissent toute la force développée par l'aile . Ils doivent donc être suffisamment solides et, si possible, s'allonger très peu. Ils sont fixés d'une part à la charge à déplacer 2, avantageusement par l'intermédiaire d'un émérillon, et d'autre part aux pointes 3 de l'aile A. D'un point de vue fonctionnel, la surface de l'aile A se décompose schématiquement en trois parties : une partie centrale qui développe la force propulsive, et deux parties d'extrémité 7 ayant trois fonctions elles servent de gouvernes, c'est-à-dire qu'elles donnent la stabilité longitudinale de l'aile, elles produisent une force qui écarte les pointes et maintient ainsi la structure déployée, elles servent de plaques d'extrémité à la partie propulsive centrale, c'est-à-dire qu'elles limitent au maximum les pertes de pression en intrados, et donc le comblement de la dépression en extrados (problème de l'aile classique) ; c'est pourquoi on peut les qualifier de gouvernes dynamiques. Conformément à la présente invention, la bride comporte en plus des filins de retenue 1, deux filins de commande 4 qui subissent des efforts nettement moindres que les filins de retenue 1. Ils peuvent donc être plus fins. Leur point d'ancrage sur l'aile se situe sur le bord d'attaque 5 ou le bord de fuite 6, au niveau des parties latérales 7. Tout système approprié peut être utilisé pour assurer cet ancrage. Pour certaines applications, quatre filins de commande 4 peuvent s'avérer nécessaires (deux reliés au bord d'attaque 5 et deux reliés au bord de fuite 6), par exemple lorsqu'on a besoin d'accélérer et de freiner l'aile, de diminuer et d'augmenter sa puissance, en actionnant les deux commandes de bord d'attaque ou les deux commandes de bord de fuite en même temps. Aux Figs. 2, 3 et 5, les filins de commande 4 sont représentés passant à l'intérieur des filins de retenue 1 qui, par conséquent, sont creux comme on peut le voir à la Fig. 7 illustrant à échelle agrandie une forme de réalisation avantageuse des points d'entrée ou de sortie. Le polyéthylène tressé qui est utilisé par exemple pour le ski nautique convient tout-à-fait comme filin de retenue car en plus d'être creux, il est peu extensible, a un coefficient de frottement faible, et flotte puisque plus léger que liteau. Le polyéthylène tressé à haut module d'élasticité longitudinale, matériau très performant utilisé entre autres dans la voile de compétition et dans le domaine du cerf-volant d'évolution, convient très bien comme filin de commande. A titre indicatif, les diamètres respectifs des filins de commande et des filins de retenue pour une aile de 7 m2 peuvent être de 1 mm et 6 mm, environ. Les endroits où le filin de commande 4 traverse la paroi du filin de retenue 1 sont une source de frottement que l'on diminue largement par l'adjonction d'une pièce creuse 10 enfichée dans le filin de retenue 1, et dans laquelle passe le filin de commande 4. Il peut s'agir d'une simple portion de tuyau en plastique semi-rigide, découpée à ses extrémités de façon à présenter une forme qui lui permettra de rester fixé en position oblique dans le filin de retenue 1, et qui permettra au filin de commande 4 de coulisser avec très peu de frottement. Ainsi, à la Fig. 7, l'extrémité interne de la portion de tuyau 10 est taillée en double biseau alors que l'extrémité de sortie présente une entaille en V. Les Figs. 2 et 3 montrent que lorsqu'on actionne une commande, on reporte une partie de la force de retenue R, opposée à la force propulsive P, du filin de retenue 1 sur le filin de commande 4. Il y a déplacement de la force R vers le filin de commande 4 et donc déséquilibre de l'aile puisque les forces R et P ne sont plus alignées. Il est compréhensible, au regard de la Fig. 3, que si le filin de commande 4 sortait trop près de la pointe 3, le débattement serait insuffisant pour déséquilibrer l'aile convenablement. Dans le cas d'une aile d'une surface de 8 m2 sur laquelle les deux filins de commande 4 sont fixés sur le bord d'attaque de l'aile à 80 cm de la pointe, si les filins 4 passent à l'intérieur des filins de retenue 1, comme illustré aux Figs.2, 3, 5, ils en sortent à 1 m, environ, des pointes 3. Ceci ne constitue qu'une indication. Des différences sensibles peuvent apparaître d'un modèle à l'autre, d'une utilisation à l'autre. Sur la Fig. 4, les zones hachurées correspondent à la localisation des points d'attache des filins de commande 4. L'emplacement exact peut varier dans ces zones suivant les utilisations, en fonction de multiples critères. Une forme de réalisation préférentielle de la bride pour une utilisation sportive individuelle de l'aile est représentée à la Fig. 5. Chaque filin de commande 4, sortant en bas à environ 50 cm de l'extrémité du filin de retenue 1, est fixé à une poignée de commande 8. Cette poignée, consistant par exemple en une simple boule percée en son milieu pour permettre le passage du filin de retenue 1, coulisse le long de celui-ci. Elle peut comporter un système pour la bloquer sur le filin de retenue I, ceci pour maintenir la commande tendue sans avoir à la tenir. La bride selon l'invention peut être pourvue par ailleurs d'un mécanisme 9, Fig. 6, qui permet de neutraliser l'aile A instantanément, l'opération consistant, par une opération manuelle simple, à libérer l'un des deux filins de retenue 1. Ce mécanisme est par exemple un mousqueton à ouverture sous charge utilisé par les plaisanciers. REVENDICATIONS 1) Bride pour aile souple à profil aérodynamiquement efficace ayant une forme de fuseau sphérique, caractérisée en ce qu'elle comprend deux filins de retenue (1) partant de la charge à déplacer (2) et aboutissant chacun à une pointe (3) de l'aile (A) qui sont d'égale longueur de sorte que celle-ci soit stable, et en ce qu'elle comprend d'autre part, pour diriger l'aile, une paire de filins de commande (4) partant également de la charge à déplacer (2) et aboutissant en des points sur le bord d'attaque (5), ou sur le bord de fuite (6), chacun de ces points se trouvant sur une partie latérale (7) de l'aile (A), de sorte que le filin de commande correspondant (4) soit pratiquement dans son prolongement afin d'obtenir, lorsqu'il est actionné, un vrillage de l'ensemble de l'aile (A). 2) Bride selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire supplémentaire de filins de commande (4), les deux paires étant affectées respectivement au bord d'attaque (5) et au bord de fuite (6). 3) Bride selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les filins de commande (4) sont engagés coulissants à l'intérieur des filins de retenue (1) sur la plus grande partie de la distance entre la charge (2) et l'aile (A). 4) Bride selon la revendication 3, caractérisée en ce que les filins de retenue (1) sont des gaines faites de fil en matière à faible coefficient de frottement telle que polyéthylène. 5) Bride selon la revendication 4, caractérisée en ce que les filins de commande (4) sont eux-mêmes en matière à faible coefficient de frottement telle que polyéthylène. 6) Bride selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les points d'entrée et de sortie pour les filins de commande (4) dans les filins de retenue (1) sont pourvus de pièces creuses (10) enfichées dans les filins de retenue (1) et dans lesquelles passent les filins de commande (4). 7) Bride selon la revendication 6, caractérisée en ce que les pièces creuses (10) sont des portions de tuyau dont l'extrémité interne est taillée en double biseau, et dont l'extrémité de sortie présente une entaille en V. 8) Bride selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque filin de commande (4) est manoeuvrable au moyen d'une poignée (8) assujettie au filin de retenue correspondant (1), et coulissant le long de celui-ci. 9) Bride selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un mécanisme (9) pour libérer facilement l'un des deux filins de retenue (1). 10) Bride selon la revendication 9, caractérisée en ce que le mécanisme (9) consiste en un mousqueton à ouverture sous charge, par lequel le filin de retenue (1) libérable est accroché à la charge (2).