Brevet FR2780026A1 — publié le 19991224

La présente invention concerneun dispositif permettant d'utiliser la force physique d'un pilote de planeur ultra-léger, afin d'augmenter la vitesse de ce planeur. Les planeurs ultra-legers sont arrivés à un haut niveau de performance. Ils volent, comme leur nom l'indique, en "vol plané", c'est à dire que leurs ailes sont fixes. Tous les oiseaux pratiquent ce vol dans lequel ils sont plus ou moins éfficaces.Mais tous les oiseaux pratiquent aussi le vol "ramé". En donnant une oscillation de haut en bas à leurs ailes, et en faisant varier l'incidence de leurs ailes au cours de cette oscillation, ils augmentent leur vitesse, et donc leur possibilité d'évolution. Le dispositif suivant l'invention permet de réaliser ce mouvement pour les planeurs ultra-légers. Ce dispositif, dénommé "cellule articulée motrice", est composé d'un châssis horizontal en forme de triangle isocèle. Le siège du pilote est soutenu par un cadre articulé à ce châssis. Nous appellerons cette partie de la cellule le "cadre-siège". L'articulation qui relie le cadre- siège au châssis permet une oscillation du siège d'avant en arrière sur une distance d'environ 50 cm. Le pilote appuie ses pieds sur un cadre articulé de la même façon, à l'avant du cadre-siège. Nous appellerons ce cadre le "cadre repose-pieds". Un système de blocage du mouvement de ces cadres permet de rigidifier l'ensemble châssis- cadres, en cas de besoin. Le dispositif suivant l'invention a été élaboré pour fonctionner avec en guise d'ailes, des voiles de planche à voile. Leurs dimensions, structure, profil, et le compromis qu'ils réalisent entre rigidité et souplesse, font que ces objets se prêtent tout à fait à une expérimentation sérieuse du procédé selon l'invention. Des ailes plus spécifiquement élaborées pour l'usage selon l'invention sont bien entendu envisageables. Les voiles de planche à voiles pour être transformées en voiles utilisables selon l'invention, ont chacune été pourvues d'un châssis permettant de les articuler au châssis de la cellule, par deux charnières, de manière à ce que la pointe de l'aile puisse osciller de haut en bas. Chaque châssis d'aile est pourvu d'un point d'ancrage permettant de transmetre les forces générant et réglant l'oscillation. Un système de double compas antagonistes (équivalent à un parallélogramme déformable) relie le point d'ancrage de chaque aile à des points d'ancrages ménagés sur le siège et le repose-pieds de la cellule. La jonction est réalisée par rotules, permettant un mouvement complexe. Lorsque le pilote étend les jambes, le cadre-siège et le cadre repose- pieds s'éloignent l'un de 1' autre, les pointes du compas reliées aux points d'ancrages des ailes se rapprochent l'une de l'autre, et les ailes sont tirées vers le bas. A l'inverse, lorsque le pilote replie les jambes, les ailes remontent. Lorsque le planeur est au sol, les ailes, non soutenues par la portance, s'abaissent, entraînées par leur poids. A l'inverse, lorsque le planeur est en vol, les ailes montent "en buttée", tirées par la portance, et retenues aux charnières par le poids de la cellule et du pilote. L'effort nécessaire pour sortir de la buttée est très important, d'autant que l'inertie des ailes est elle-même très importante (elles font de l'ordre de 5 mètres d'envergure chacune). Afin de résoudre ce problème, un système de ressorts, accrochés au châssis et aux cadres tend à écarter ceux-ci l'un de l'autre.II est possible d'utiliser des ressorts en traction ou en compression. Les ressorts seront choisis, montés et réglés de manière à ce que, lors du vol plané "libre", c'est à dire sans efforts du pilote, et sans blocage des cadres, les ailes soient équilibrées, l'oscillation stabilisée sensiblement au tiers supérieur de son amplitude totale. Avec un tel système, un effort très mesuré du pilote permet d'amorcer une oscillation. Le planeur sera réglé "neutre", c'est à dire ni piqueur, ni cabreur, dans cette position (les ailes au tiers supérieur de leur oscillation). Lorsque les ailes sont remontées au maximum, le pilote est lui-même avancé au maximum dans la cellule, le planeur devient piqueur, ce qui facilite le mouvement de descente des ailes. A l'inverse, lorsque les ailes sont totalement abaissées, le pilote est en extension complète,son centre de gravité est 2 2780026 reculé au maximum,le planeur devient cabreur, ce qui facilite le mouvement de remontée des ailes. Une aile propulsive doit avoir un bord de fuite souple, déformable ou "élastique", particulièrement en bout d'aile. Lors du cycle d'oscillation, le bout d'aile parcourt la plus grande distance, et donc brasse le plus grand volume d'air. C'est à cet endroit que se produit de la manière la plus efficace la transformation du mouvement oscillatoire de l'aile en effort propulsif.Le bord de fuite doit s'appuyer sur le flux d'échappement de l'air, à la descente del'aile, mais aussi à la remontée (si cette remontée est dynamique, et non pas totalement passive). Le profil du bord de fuite de bout d'aile doit s'infléchir avec souplesse à chaque changement de direction (vertical) de l'aile au cours de l'oscillation.Le pilote doit pouvoir agir sur cette partie de l'aile pour réguler et moduler ses mouvements, essentiel pour la propulsion. Le pilote agira par traction et relachement sur les lattes de profil de bout d'aile, par l'intermédiaire d'n cable gainé, type cable de frein de vélo. Ces cables, un pour chaque aile, seront reliés à un guidon articulé sur le cadre repose-pieds. Ils seront réglés de manière à être en tension permanente lors du vol. Les deux branches du guidon sont normalement solidaires, comme il en est sur un vélo par exemple. Le pilote agit par rotation de ce guidon autour de son axe (le cadre repose-pieds). Une telle rotation induit une traction supplémentaire sur l'un des cables, donc abaisse le bord de fuite d'un bout. d'aile, et simultanément, relache la tension de l'autre cable, induisant la remontée du bord de fuite de l'autre aile. Cette action de rotation du guidon amène la mise en virage de l'appareil, et donc son controle en roulis. Mais les deux branches du guidon peuvent être désolidarisées, par un dispositif à cran par exemple. Lorsque les deux branches du guidon sont désolidarisées, le pilote peut obtenir soit le relèvement, soit l'abaissement simultané des deux bords de fuite de bouts d'ailes. Il agit ainsi sur le tangage de l'appareil lorsque les ailes sont fixes (en vol plané). Lors de l'oscillation des ailes, cette action de traction ou de relèvement des deux bords de fuite de bouts d'aile lui permet de moduler et d'optimiser l'action propulsive générée par l'oscillation. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure I représente la cellule en plan. La figure 2 représente la cellule en vue latérale. La figure 3 représente la cellule vue de face. La figure 4 représente le plan d'un châssis d'aile. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un châssis(1) supportant le cadre- siège(2) et le cadre repose-pieds(3), articulés sur le châssis de manière à pouvoir osciller d'avant en arrière. Le châssis d'aile permet l'articulation de l'aile au châssis de la cellule par deux charnières(4), et la transmission des efforts par un point d'ancrage(5). Un système de double compas antagonistes(6), ou parallélogramme deformable, transmet aux ailes l'oscillation des cadres siège et repose-pieds impulsée par le pilote. Un système de ressorts en traction(7) ou en compression(8) équilibre les ailes en vol. Un guidon articulé sur le cadre repose-pieds commande des câbles agissant par traction sur les bords de fuite des bouts d'ailes. 3 2780026 REVENDICATIONS 1) Cellule articulée motrice pour un planeur ultra-léger a ailes propulsives ou "battantes", caractérisée en ce qu'elle consiste en un châssis horizontal de forme triangulaireauquel sont suspendu par articulations un cadre-siège et un cadre repose-pieds, sur lesquels prend place le pilote, et qui peuvent osciller d'avant en arrière lorsque le pilote plie ou étend les jambes, ces cadres oscillants étant reliés aux ailes par un système de doubles compas antagonistes (ou parallélogramme déformable) permettant l'abaissement des ailes lorsque les cadres sont écartés l'un de l'autre, et le relèvement des ailes lorsque les cadres sont rapprochés l'un de l'autre. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des ressorts accrochés au châssis et aux cadres oscillants écartent ces cadres oscillants de manière à ce qu'en vol plané (sans efforts du pilote), les ailes soient stabilisées sensiblement au tiers supérieur de leur oscillation. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la direction en roulis est effectuéepar un guidon articulé sur le cadre repose-pieds et relié par câbles aux bords de fuite de chaque bout d'aile, permettant ainsi par la rotation du guidon de relever le bord de fuite d'un bout d'aile, tout en abaissant l'autre. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le guidon est articulé en son milieu, permettant ainsi de relever ou d'abaisser simultanément les bords de fuite des deux bouts d'ailes, apportant ainsi un pilotage en tangage lorsque les ailes sont fixes, ou une modulation de la motricité lors de l'oscillation des ailes.