Brevet FR2699138A1 — publié le 19940617

La présente invention consiste à mélanger ,le meilleur des caractéristiques de fonctionnement d'un foil,ou aile dans l'eau,avec les caractéristiques les plus intéressantes d'une carène planante,l'un complémentaire de l'autre. Un foil,ou aile dans l'eau calé à 45" par rapport à la coque,grace à son profil épais ,en partie immergé dans le fluide sous un angle (a) positif peut ainsi sustenter la coque du navire ainsi équipé,telle une aile qui vole et appuie dans l'eau,sachant que le profil dégagé en l'air est inéfficace.L'intéret premmier de cette invention est de pouvoir faire passer facilement ces appendices au travers des vagues sans que la coque ne touche,réalisant ainsi un mode de suspension .Le problème de ce concept réside dans le fait que tous les profils ont une vitesse critique difficile à dépasser,alors qu'une carène planante à une vitesse de fonctionnement infinit,au problème de frottement près. En effet une carène planant déjauge longitudinalement,en engouffrant de l'air sous celle ci et transforme le fluide en une émulsion très favorable à l'amélioration de la glisse. de plus la partie intrados de ce profil ne touche pas le fluide. Le problème de la carène planante réside dans son épaisseur qui ne lui permet pas de passer au travers des vagues,d'oû les chocs importants.La solution réside donc à utiliser l'épaisseur d'une aile qui monté à plat sur le point le plus bas de la dite coque va passer au travers des obstacles, le profil utilisé sera le plus fin possible , largement surdimensionné en surface afin de dégeauger le plus rapidement possible dans le sens longitudinale.Cette invention est donc une aile planante qui évolue de façon distinct à la surface du fluide Cette invention pour des raisons d'équilibre évident fait appel à d'autres points d'appuis équivalents.La solution la plus sûre , est l'utilisation d'un foil en T sur la gouverne de direction à l'arrière de la coque ainsi équipée ,qui joue le rôle de gouverne de profondeur comme sur un avion ,par rapport à l'aile principale.Cette gouverne de profondeur une fois réglée en incidence permet un asservissement automatique et naturel, qui vise à empêcher l'enfournement,ainsi l'angle (a)de l'aile principale est constant quelque soit l'obstacle. Les coques porteuses de cette invention seront évidement très fines elles aussi afin de pouvoir passer à travers les obstacles. Cette invention peut équiper toutes sortes de coques propulsées à voile ou équivalent ou à moteur.Le plan antidérive sera implanté de préférence dans la surface mouillée minimum de l'aile principale.Un dispositif de préssurisation d'emplanture du profile de la dérive, ou de l'aileron escamotable,réalisé sous la forme d'un canal ceinturant l'emplanture du profil à raz la carène,permet de faire barrage au passage de l'air sur extrados du profil verticale.En effet la dépression d'extrados crèe une succion de la phase aérée ou non étanche vers la phase immergée d'oû décrochement et perte de portance du profil considéré.Pour le foil en T ,un logement est réalisé sous la forme d'une fente verticale aux paroies parallèles, espacées d'une épaisseur suffisante et ajusté au palier escamotable , aux contours de la coupe de l'arrière de la dite coque porteuse de l'invention principale.Ce palier porteur de la gouverne de direction et de profondeur autorise la manoeuvre de direction ainsi que le réglage d'incidence(a) du foil en T grace à un tendeur,réalisé sous la forme d'un ridoir qui instalé au fond du logement prend appui sur la coque d'une part,sur le palier à son autre extrémité. La figure 1 montre :une aile de surface(l) ,sur une coque(4) d'un multicoque,ainsi que différents profils. La figure 2 montre :une variante de fonctionnement de cette invention sur un trimaran. La figure 3 montre :un monocoque qui utilise cette invention La figure 4 montre :l'implantation de cette invention sur des coques motorisées. La figure 5 montre :le montage préféré du foil en T La figure 6 montre :le montage du plan antidérive et sa pressurisation. Selon la figure 1 A le foil de surface (l)est instalé sur la coque principale (4) en coupe,au point le plus bas et le plus fin,à l'horizontal , traversé par une dérive(6)ou par deux ailerons(6')ayant la même efficacité,ailerons(6') qui sont maintenu,en leurs extrémité supérieures par deux potances(7')solidaires de la coque principale (4).La figure 1 A nous montre l'invention en vue de dessus ,l'aile(1) est distincte de par ses formes effilées en travers et perpendiculaire à la coque(4).Les profils utilisés,en figure 1 C sont de la forme d'un coin très effilé(a),d'un profil à fond plat, convexe sur l'intrados(b),d'un profil biconvexe(c) selon les caractéristiques recherchées.La figure 1 C nous montre le montage essentiel ,du canal de pressurisation instalé dans la base du puit de dérive (6") et la coupe du profil (1). Selon la figure 2 l'aile (1) est implanté au niveau du puit de dérive (6), au point le plus bas, située à l'intersection des lignes d'arête inférieures, qui forment un angle non nul. La coque(4)est calée selon l'incidence (a)par le foil en T (2)et(3) réglé lui même par un tendeur(30).Un bras de liaison ou poûtre de liaison (7) relie la coque principale (4) symétriquement avec les flotteurs (5) eux même équipés d'une aile de surface.Cette poûtre (7) est monté articulée sur la coque (4) de façon à autoriser l'angulation nécessaire au passage des vagues sous le floteur au vent .Les degrés de liberté de cette angulation sont réglé par des haubans règlables(50) de part et d'autre sur la poûtre(7) La poûtre (7) est solidaire de la plateforme sur laquelle se trouve les navigateurs.Le mât (9) est solidaire de la coque principale(4),l'étaie(52), ainsi que les haubans(51)par le biai des barres de flèche (53) en assure la liaison prévue à cette effet grace à un matériel classique.Les barres de flèche (53) implantés de part et d'autre de la coque (4) afin d'augmenter l'empat -tement du tripode étai(52)haubans(51).Des cadènnes(56)assurent la jonction cablée entre l'aile(1) et les extrémités des barres de flèche(53). Le safran(3) porteur du foil(2) en T est articulé en (24)dans son logement ajusté, réglé par un tendeur sous la forme d'un ridoir (30) qui planté en une extrémité sur la coque(4) tire avec un bras de levier non négligeable sur son palier de direction. Selon la figure 3 aile de surface (1) est implanté sur une coque(4) aux caractéristiques de la figure 2 . La plateforme est déterminée par les poûtres(7) aux dimensions largement réduites délimité par des floteurs de courte dimension eux aussi (5) qui donnent l'équilibre de l'engin à l'arrêt. Ces floteurs sont réalises sous la forme de lames très éffilées ou sous la forme de petits floteurs(5') prolongés par des lames profilées qui relient ainsi la plate forme (7) et(5')avec l'aile (1). La plateforme ainsi définit est reliée entre ses éléments par un tranpoline classique .Cette nouvelle définition permet à un monocoque de naviguer sur un appui, son aile(1) dont la largeur assure l'équilibre transversal lors de son évolution, le foil en T assurant l'équilibre longitudinal et la direction.Les commandes du plan de voilure sont classiques La figure 4 nous montre des coques classiques en V ou demi V profond sur lesquelles l'invention est installée.Les pointillés délimite le volume , l'encombrement d'une carène planante équivalente à la surface hachuré,celle ci nous permet de mieux comprendre la facilité du passage au travers d'une vague,en supprimant le volume équivalent à la surface hachurée.D'autre part il n'y à pas de surélévation de la coque ainsi traité ,le centre de gravité reste très bas, contrairement à l'utilisation des foils ou aile dans l'eau (6")inclinés et à demi immergés. La figure 5 nous montre le montage préféré de la direction(3) et la profondeur(2) formant ainsi l'empennage de cet avion dont la fonction est de voler à la surface de l'eau sans toute fois la quitter, la coque du voilier est ainsi réduite à cette aile transpercée de sa dérive en appui sur l'eau. L'arrière de la coque est ainsi ouverte verticalement face à l'arrière,les deux faces internes (23) sont parallèles, débouchant sur le pont (lO),sur l'arrière de (4)la coque. Un palier (7) d'épaisseur équivalente et ajusté aux paroies (23) sert de guide à la rotation de l'axe (6) commandé par la barre franche (25) qui transmet le mouvement au safran(3) et son foil(2).L'axe(24) autorise le réglage d'incidence du foil(2)et sa mise en place par pivotement,le tout maintenu et réglé par le tendeur (30) Le tendeur(30) est réalisé sous la forme d'un ridoir molleté prévu à cet effet.Ce ridoir est fixé sur la coque(4) dans le fond incliné du logement du pallier(29),sur l'axe(21),d'une part et sur un tenon du palier (29) à une distance suffisante de l'axe (24) ,autorisant ainsi un règlage aisé du foil(2). La figure(6)représente une invention secondaire,nécessaire au fonctionnement de la première, l'aile planante.En effet le plan antidérive (6) coulissant dans l'aile (1) et son puit (66) est ceinturé à la base par un canal (7)parallèle à la surface du foil (1). Ce canal (47) est ajusté au profil de (6) la dérive afin de limiter au maximum les fuites (67). Une prise de pression (68),située en un endroit immergé,face à l'arrivée du fluide , sur la dérive (6) , alimente par une canalisation(49), aménagée dans la dérive (6)en dur,souple à sa sortie pour se raccorder au puit de dérive(66)dans lequel le canal(47) est aménagé.Cette prise de pression ainsi traité alimente le canal (47)en pression d'écoulement du fluide de façon à ne pas désamorcer la demande en dépressurisation de l'extrados (PE) . Cette prise de pression est instalée ouverte face à l'arrivée du fluide si possible en dehors de la surface intrados de l'aile , qui est ballaillée continuellement par de l'air qui aurait pour effet de déclancher la cavitation du profil de la dérive (6). Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'à été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant des détails d'exécution décrits par tous autres équivalents .En particulier toute autre forme de réalisation de l'aile principale,du mode d'implantation du plan antidérive et de sa technologie,de même pour l'implantation des autres appuis,directif ou non.Tous les matèriaux de construction utilisés dans le nautisme conviennent à l'élaboration d'une coque à aile de surface. REVENDICATION: 1 Coque d'engin nautique (4) caractèrisée en ce que elle est équipée d'une aile(l) largement dimensionnée ,grace à une fixation prévue à cette effet,aile (1) implanté de façon symétrique sur la coque ,traversée par au moins une dérive (6),aile (1)située entre les lignes de crête inférieures de la coque(4),formant entre elles un angle non nul,aile(l) qui est réglée en incidence(a) positive à la surface du fluide par une gouverne de direction(3)porteuse d'une aile (2)immergée qui règle l'assiette longitudinale de l'ensemble de la coque et de sa structure,ainsi transportée sur une aile (1) de surface et son empennage immergé(2)et(3). 2 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile(l) peut équiper plusieurs points d'un même engin nautique. 3 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile (1) nécessite l'utilisation d'une plateforme articulée solidaire de la poûtre(7) pour dégager l'appui sous le vent d'un trimaran ainsi équipé,le tout règler par la traction de hauban règlables(50)qui par la même ocasion permettent de régler l'assiette de l'aile(1) principale. 4 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile (1) par sa largeur donne de la stabilité, qui permet de faire fonctionner un monocoque (4). 5 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile est agencée sur une coque en vé profond en respectant l'équilibre et le fonctionnement de l'invention. 6 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile (1) est réglée en incidence (a) par une direction escamotable par l'arrière ,porteuse d'une aile immergée horizontale(2) ,règlée elle même par un tendeur (30) réalisé sous la forme d'un ridoir rapporté à la coque, à une fixation prévue à cette effet,d'une part au palier (29)sur un tenon prévu à cet effet 7 Coque d'engin nautique (4) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que cette aile (1) est traversée par un plan antidérive (6) qui fait appel pour un bon fonctionnement à une pressurisation d'emplanture du profil(6) qui est monté de façon non étanche dans un puit de dérive(66)au travers l'aile(1) ,pressurisation réalisée sous la forme d'un canal ceinturant l'emplanture du profil à raz la surface inférieure de l'aile (1),alimenté par une prise de pression ouverte face au fluide, installée sur la dérive et reliée par un tube intérieur rigide ,puis souple à l'exterieur jusqu'au canal de pressurisation(47),de façon à alimenter le débit de fuite (67) assurant ainsi un écoulement sain au niveau de l'emplanture de (6)