Brevet FR2811634A1 — publié le 20020118

La présente invention concerne une aile volante plate à armature gonflable rigide. Il s'agit d'une aile d'avion sans fuselage, dont la rigidité et le profil sont obtenus par la pression de son armature. Sans apport de partie solide ni lourde, sans caisson, cette aile peut voler par vent faible avec une surface minimum. Sa capacité de vol est liée à sa forme, son poids et à la force de vent s'opposant à sa captivité ou semi-captivité. Elle devient un engin de traction destinée au sport et aux loisirs et plus précisément pour le fly surf ou kite surf; il s'agit d'une aile pour tracter et voler. Jusqu'à présent, les ailes ou voiles se sont inspirées du cerf-volant ou du parapente, lui-même inspiré du parachute, et si certaines sont déjà munies d'un boudin gonflable, le but recherché a été de les rendre insubmersibles notamment pour les sports nautiques. Certaines sont des hybrides entre le parapente et le cerfvolant. L'invention présente s'inspire plus de l'aéronautique que de la voile, la recherche a été de donner consistance, forme et galbe à une aile sans apport de matériaux rigides, et uniquement par la pression interne de son ossature. La solution résidait dans le fait d'utiliser la pression et sa dynamique comme tendeur. Les intérêts: le poids, résistance à la cassure, la souplesse; tous ces éléments sont primordiaux pour une aile. Pour un engin de sport, la facilité de transport et de rangement est un atout supplémentaire. L'aile comporte un bord d'attaque frontal et des lattes gonflables; ceci n'est pas une innovation, nous fabriquons déjà ce type d'aile: l'aile reste molle au sol, mais prend dans le vent tout son aspect et sa fonction; c'est le vent qui lui donne sa forme. Dans ce nouveau concept, nous avons cherché à créer une aile rigide. Cette aile volante à armature gonflable rigide et membrane tendue se caractérise par une ossature ou armature gonflable, bord d'attaque et lattes de contreventement (fig. A) étudiés et disposés de façon à ce que leur pression soit utilisée comme tendeur de la membrane de recouvrement. (membrane de recouvrement fig. E). La pression force l'armature à prendre sa forme en 3D. Le principe est basé sur un système d'interdépendance des forces dynamiques opposées afin d'accroître l'homogénéité et la résistance de l'aile en lui donnant une rigidité, un volume et un profil désiré.(fig. D et B) Principe: Tension d'une membrane par opposition à son armature mise sous pression. Grâce à cette technique, la dimension, la forme et le volume peuvent être définis, maîtrisés et respectés. Il est donc possible de créer l'extrados le plus favorable et de se rapprocher plus des formes dérivées de l'aéronautique ceci pour optimiser la portée au vent et allonger les temps de vol. Profil de l'aile fig. C Le dessin est calqué sur l'aéronautique; la forme des lattes donnant l'extrados est inspirée des résultats de la recherche sur l'aérodynamisme et sa fluidité, ainsi son profil est le même que celui des ailes d'avion sans le fuselage. Le bord d'attaque est rond, l'extrados (dessus de l'aile) présente un dos très prononcé sur le premier tiers puis la courbe s'allonge et s'affine pour finir presque horizontal sous le bord de fuite; dans le cas d'une double-peau, la membrane inférieure (intrados) vient fermer l'aile en dessous en enveloppant le boudin d'attaque ainsi que la première moitié de la latte.(fig. C n 1) L'aile rigide à armature gonflable est caractérisée en ce que son bord d'attaque cintré en arc de cercle est d'un angle plus ouvert dans sa fabrication sur un plan vue de haut que la forme courbe plus fermée de sa membrane de recouvrement dans laquelle il vient se caler. L 'armature vient au gonflage tendre le bord de fuite comme un arc. (fig. D, Bord de fuite n l) Les lattes dont on a décrit la forme (profil fig. C) posées perpendiculairement prennent appui sur le bord d'attaque et se glissent dans des fourreaux et pochettes prévues à cet effet (fig. C n 2) et cousues sur le bord de fuite. En se gonflant, par sa pression, la latte bloquée dans ses goussets (fig. C n 2) entre le bord d'attaque et le bord de fuite vient à pousser l'extrados et faire naître la forme et le volume de l'aile dans le sens latéral (fig. C profil). Dans le sens longitudinal, l'aile est tendue par l'arc créé par le bord d'attaque (fig. A). Les formes peuvent être multiples, le principe de mise en tension reste identique. L'aile rigide à armature gonflable est caractérisée en ce qu'elle est composée d'une armature, ossature ou carcasse en boudins sous pression. Les boudins sont fabriqués dans des tissus légers haute résistance genre tissu d' " airbag " pour l'enveloppe et en film polyuréthane pour les chambres. La membrane de recouvrement ou couverture est en toile très légère genre toile de spi renforcée aux points de tension. L'aile rigide à armature gonflable est caractérisée en ce qu'elle comporte des suspentes, positionnées, pour les suspentes avant, pour équilibrer l'aile en situation captive. Pour les suspentes arrières, elles sont prises sur l'arrière des lattes et contribuent à la variation de l'incidence et à la maîtrise directionnelle. La raideur et la forme de l'aile permettent de supprimer le bridage et de réduire le faisceau de suspentes qui répartissaient l'effort de traction sur l'ensemble des ailes molles. Le suspentage est donc réduit au minimum à des points stratégiques, ce qui permet la maîtrise de l'aile sans effort inutile et sans risque de noeuds. L'aile rigide à armature gonflable est caractérisée par l'adoption de 4 lignes pour faciliter le pilotage et permettre la remontée au vent et la maîtrise de sa direction. Elle permet de bloquer l'incidence en gardant la maîtrise de la direction. Elle simplifie et améliore le pilotage. Avantages: gain de fluidité, gain de poids, gain de maniabilité. Les ailes molles absorbent et retardent les ordres du pilote. Une aile plus raide répercute immédiatement les impulsions. Le redécollage ainsi que toutes les autres manoeuvres s'en trouve aussi facilité. INNOVATIONS Plusieurs innovations ont pu être mises à jour grâce à cette aile Suppression du bridage: grâce à la raideur de l'aile, le bridage a disparu au profit d'un nombre de suspentes réduit. Rétro-volet: toujours par la dynamique du gonflable. En effet, pour la même pression, une section plus faible se trouve moins résistante, ce qui a pu être mis en pratique pour animer des rétro-volets pneumatiques. Une faiblesse dans la section des lattes de contreventement a été crée pour que celles-ci jouent leur rôle de ressort L'invention des rétro-volets pneumatiques se repositionnant instantanément par la pression permet d'utiliser les deux lignes arrières simultanément ou indépendamment, facilitant ainsi le pilotage. En tirant sur la barre de direction horizontalement, le pilote sollicite en même temps les deux lignes, et change l'angle d'incidence. En tirant d'un seul côté, le pilote casse immédiatement un rétro-volet et change la direction sans changer son angle d'incidence. Autre innovation: la torsion ou flexion du bord d'attaque Le bord d'attaque comme on l'a vu fig. A est conçu vu du dessus en forme courbe plus ouverte que celle de son enveloppe, mais cette conception d'aile laisse la possibilité de courber cette barre frontale dans une autre dimension (fig. B vu de face). Principe de flexion ou torsion de barre ou bord d'attaque frontal gonflable: pour courber la barre d'attaque gonflable, les techniques de fabrication sont les suivantes: une laize de tissus inférieur et supérieur sont coupés dans la forme du dessin et superposés. Les laizes inférieures et supérieures sont coupées avec une largeur plus ou moins grande dans leur longueur suivant que l'on souhaite que la barre creuse ou bombe. Pour creuser la barre, la laize supérieure sera réduite dans sa largeur, la laize inférieure au contraire sera élargie d'autant. Ainsi les coutures tirent sur le tissu dans les parties les plus fines et laissent la trame du tissu se détendre au gonflage dans les parties élargies et sans couture. La torsion est donc obtenue sans coupe ni couture supplémentaire. Tout en gardant le diamètre souhaité. Le fait de courber la barre d'attaque et de créer ainsi le dièdre souhaité est utilisé pour faciliter le rédécollage de l'aile à partir du sol ou de l'eau et ce quelque soit sa position. Nous supprimons le phénomène de succion qui plaquerait l'aile. L'intérêt indispensable encore c'est de donner à l'aile la forme et le volume les plus adaptés aux conditions climatiques d'exploitation et à son destin final. En déterminant la forme de l'aile, tant dans son dessin que dans son profil, on, l'adapte en fonction de ce que l'on souhaite en obtenir: vol, saut, vitesse, cap et en fonction de la vitesse du vent, le pratiquant pourra opter pour une aile plus ou moins rapide, plus ou moins portante, plus ou moins directionnelle Une autre innovation est l'aile à armature rigide gonflable en double-peau elle consiste à fabriquer l'aile comme une enveloppe dans laquelle vient se glisser son armature gonflable. Les lattes de contreventement sont en partie libres dans la double-peau, mais attachées par des sangles à l'avant pour qu'elles gardent leur position sur le bord d'attaque et bloquées à l'arrière dans les fourreaux. L'intérêt premier de cette solution est de créer un intrados lisse et fluide en supprimant les turbulences engendrées par le boudin frontal (fig. C n l). Le second intérêt est de pouvoir fabriquer indépendamment la membrane de recouvrement et son armature, et de rendre l'ensemble interchangeable (fig. E et C). REVENDICATIONS 1. Aile caractérisée en ce qu'elle comprend une armature gonflable rigide destinée à tendre une simple membrane de recouvrement cousue sur son armature. 2. Aile suivant la revendication 1 caractérisée par une double-peau. Cette double-peau consiste en une enveloppe dans laquelle vient se glisser son armature gonflable pour tendre cette enveloppe. 3. Aile selon la revendication 1 et 2 caractérisée par le fait que la forme de son armature en arc de cercle est plus ouverte que la membrane de recouvrement qui la contient, créant ainsi au gonflage par la pression une contrainte longitudinale et une tension optimale du bord de fuite. 4. Aile selon les revendications 1 et 2 et 3 caractérisée par des lattes galbées qui, bloquées entre la barre d'attaque frontale et les pochettes fourreaux n 2 sur le bord de fuite, viennent par la pression au gonflage créer l'extrados et opérer la tension de la membrane dans le sens latéral. 5. Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait de sa tension qui donne la possibilité de créer un galbe et un dièdre au bord d'attaque frontal et donc un volume de forme rigide et définie. 6. Selon la revendication 5, aile caractérisée en ce que le bord d'attaque est fabriqué en deux laizes superposées qui sont coupées identiques pour être droites, et d'une dimension inversement proportionnelle pour se courber. On réduit d'autant qu'on élargit pour garder la même section et amorcer un dièdre. La contrainte engendrée par les coutures va serrer la courbe; à l'inverse, la trame du tissu va s'ouvrir sous la pression et la barre amorcer une flexion. 7. Aile suivant les revendications précédentes caractérisée par sa rigidité qui permet de supprimer le bridage au profit d'un suspentage réduit au minimum à des points adaptés et stratégiques pour la maîtrise de l'aile. 8. Aile selon la revendication 7 a permis d'adopter des rétro-volets pneumatiques. Les rétro-volets sont des rétrécissements pratiqués sur la partie arrière des lattes, ce qui permet d'obtenir une cassure à un endroit souhaité; ceci afin de faire pivoter l'aile sans changer l'angle d'incidence.