Brevet FR2874590A1 — publié le 20060303

ARCHITECTURE DE VOILE DE VOL LIBRE, NOTAMMENT DE PARACHUTE, DE PARAPENTE OU DE PARAMOTEUR La présente invention concerne une nouvelle architecture de voile de vol libre à caissons, pour parachute, parapente ou paramoteur notamment. Les applications d'une telle architecture s'étendent aux voiles de cerf-volant de traction qu'il s'agisse de produits à vocation ludique ou de produits à vocation de secours ou encore à vocation utilitaire. On connaît les voiles couramment utilisées dans le parachutisme mais aussi dans le cas des parapentes ou paramoteurs, voiles qui comprennent une première partie réalisée à partir de pièces de tissu découpées et cousues et une seconde partie composée de suspentes destinées à supporter l'utilisateur et à assurer le contrôle du vol. Ces voiles doivent être de plus en plus performantes et répondre à des contraintes de plus en plus pointues. La partie la plus technique est la voile en elle-même. La voile est composée de caissons orientés dans le sens de déplacement qui se gonflent sous la pression de l'air engendrée par le déplacement lui-même. Ce déplacement est engendré par la charge portée. Ces caissons juxtaposés sont liés les uns aux autres et la face supérieure constitue l'extrados et la face inférieure constitue l'intrados de la voile tout comme une aile d'avion. On y retrouve le bord d'attaque et le bord de fuite. Les paramètres essentiels pour permettre d'optimiser les performances sont essentiellement liés à la finesse de la voile et à sa rigidité. Bien entendu de nombreux autres paramètres entrent en jeu et il en est un autre essentiel, celui de la matière qui constitue la voile. Il s'agit de tissus techniques du commerce, très performants, mais l'architecture de la voile peut conduire à diminuer plus ou moins la quantité de tissu nécessaire à l'élaboration d'une voile. En effet, les constructeurs sont à la recherche d'une architecture permettant de diminuer la quantité de tissu nécessaire car il en résulte une diminution de poids et une diminution de prix tout en optimisant les performances techniques. Les constructeurs cherchent aussi à améliorer l'efficacité de chaque partie de la structure pour en faire un tout cohérent. Dans le cas où l'utilisateur doit effectuer une ascension à pied, préalablement à son vol, on admet facilement que le poids de l'équipement et donc de la voile est un paramètre très important. En outre, pour reprendre l'ensemble des efforts subis par une voile et pour lui conférer une rigidité satisfaisante, il est prévu des caissons avec des parois verticales et de nombreuses entretoises et raidisseurs, généralement disposés en diagonales, entre les parois. Ceci a aussi une conséquence directe sur le nombre de suspentes car, généralement, plus les caissons sont multipliés, plus il faut de points de fixation et plus il faut de suspentes, couramment un jeu au droit de chaque cloison verticale. On comprend aisément que la finesse de la voile diminue avec le nombre de suspentes puisque celles-ci augmentent la traînée. Cette état de fait est constant même si les matériaux actuellement utilisés pour fabriquer les suspentes sont très performants et si les diamètres diminuent avec des performances mécaniques meilleures : plus le nombre de jeux de suspentes est élevé et plus la traînée est importante. Un des objectifs de la présente invention est aussi de diminuer le nombre de jeux de suspentes par une diminution du nombre de points d'accrochage tout améliorant la rigidité de la voile, tout en améliorant l'efficacité et le comportement de la voile Un autre paramètre est le profil de la voile en lui-même. L'idéal est de conférer à la voile un profil avec un bord d'attaque plus épais que le bord de fuite en facilitant le gonflement de la voile par une mise en pression très rapide de l'intérieur du caisson, au moindre déplacement. La détermination de ce profil dans le sens longitudinal, c'est-à-dire dans le sens parallèle à la direction d'avancement, est important mais le profil transversal est également très critique en ce sens que plus l'aile est lisse et plane, plus les performances sont élevées. Or, dans le cas des caissons de l'art antérieur, on constate que la face supérieure de chaque caisson présente un petit rayon de courbure. Il se produit dès lors une ondulation prononcée d'un caisson à l'autre avec un sillon profond au droit de chaque paroi. On sait en effet que la force de portance générée par la dépression qui se produit au-dessus de la voile s'exerce perpendiculairement à l'extrados de ladite voile, donc plus la surface de cet extrados est plane dans le sens transversal et moins il y a de pertes par une décomposition de cette force de portance. Un autre point critique des voiles est le gonflement. On sait que l'air entre par les ouvertures frontales des caissons mais il convient aussi qu'il soit prévu une communication entre les caissons pour homogénéiser la pression dans les caissons mais surtout pour permettre le gonflement quand bien même l'ouverture frontale d'un ou de plusieurs caissons serait fermée, par exemple par repliement de la toile lors d'un mauvaise manoeuvre ou provoqué par un phénomène aéraulique. De ce fait, meilleure est la communication entre les caissons et plus rapidement le gonflement de cette voile se produit par équilibre intérieur des pressions et par circulation de l'air d'un caisson à l'autre. Les ouvertures doivent pouvoir être de dimensions importantes mais toujours sans nuire à la résistance mécanique de l'ensemble. Le but de la présente invention est de proposer une architecture de caissons permettant la réalisation d'une voile notamment de parachute, de parapente, de paramoteur ou de cerf-volant, apte à pallier les problèmes de poids et de matière de l'art antérieur et qui permet une diminution notable du nombre de jeux de suspentes, permettant ainsi de diminuer la traînée et d'augmenter la finesse d'une voile constituée de caissons selon l'invention en améliorant la distribution des charges dynamiques au sein de la structure. L'invention est maintenant décrite suivant un mode de réalisation optimisé, non limitatif en regard des dessins annexés pour illustrer l'architecture revendiquée, ces dessins comportant les figures suivantes qui montrent : - figure 1, une vue en perspective d'un partie d'une voile de vol libre comportant des caissons selon l'invention, - figure 2, une vue de détail d'un caisson selon la présente invention, - figure 3, une vue en élévation latérale d'un caisson selon l' invention, - figure 4, une vue de dessus du caisson de la figure 3, - figures 5A et 5B, deux vues en perspective et de dessus d'une variante optimisée, - figure 6, une vue des points de fixation des jeux de suspentes, et - figure 7, une vue d'une variante de réalisation sans paroi inférieure. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une partie d'une voile de vol libre comprenant un extrados 10, un intrados 12, des caissons 14 et des suspentes 16. Chaque caisson est délimité par sa paroi supérieure 18 qui est une portion de l'extrados 10 et par une paroi inférieure 20 qui est une partie de l'intrados 12, cette partie inférieure pouvant être réduite à une ligne. Les parois latérales 22 et 24 de chaque caisson sont inclinées vers l'intérieur du caisson pour former un Vé en section transversale. Les parois latérales 22, 24 et 22-1, 24-1 des caissons adjacents, en l'occurrence au nombre de deux sur la représentation schématique partielle de la figure 2, sont liées en pied, c'est-à-dire qu'elles sont cousues suivant une même ligne l. En l'occurrence, la couture suivant la ligne l est également liée à l'intrados et la surface de la paroi inférieure 20 est limitée à une ligne. Cet agencement est rendu bien visible sur la figure 2 mais aussi sur les vues des figures 3 et 4. En variante, ces Vé pourraient également présenter une base tronquée, les coutures étant alors disposées suivant deux lignes parallèles 1 et l', délimitant une paroi inférieure 20 donnée, ceci sans modifier les caractéristiques de la présente invention. Chaque paroi présente, en projection plane verticale un profil d'aile pouvant être du type goutte d'eau dans le sens longitudinal, parallèle à la direction de déplacement, l'axe Z, plus haut devant et surtout dans la partie médiane et s'amincissant sur le bord de fuite comme montré sur l'élévation de la figure 3. Cette forme permet de générer une dépression et la portance nécessaire au vol. On note que l'extrados et l'intrados ne sont pas liés au droit du bord d'attaque en sorte de générer une ouverture 26 permettant la pénétration de l'air dans le caisson, ceci de façon connue. Certains caissons peuvent être totalement fermés et uniquement gonflés par les passages comme indiqué ultérieurement. Les parois 22, 24 et 22-1, 24-1 ont leurs bords supérieurs rapportés, généralement par couture, sur l'extrados 10 suivant des lignes L et L', nécessairement distinctes puisque les parois sont inclinées. Les points de fixation des suspentes sont situés à proximité du bord d'attaque Pi et dans certains cas à l'arrière P2 des lignes 1 de chaque caisson mais éventuellement en un ou plusieurs points intermédiaires Pn. Un exemple de jeu de suspentes est représenté sur la figure 6. Par la forme des caissons, le nombre de suspentes est réduit en nombre et ces suspentes sont mieux réparties. Les suspentes sont ensuite regroupées par lignes sur des élévateurs, par exemple ligne avant, ligne intermédiaire et ligne arrière, ceci de part et d'autre de la ligne médiane définissant la droite et la gauche pour permettre le support de l'utilisateur par l'intermédiaire d'un harnais ou d'une sellette. Aux extrémités latérales droite et gauche du bord de fuite, on retrouve les lignes de commande aussi appelées "freins" permettant la manoeuvrabilité de la voile, tant en direction par manoeuvre de l'une ou de l'autre que pour le décrochage notamment lors de l'atterrissage par manoeuvre des deux simultanément. De façon à obtenir une répartition homogène de l'air et un équilibre des pressions dans les caissons et dans les espaces inter caissons, il est prévu des ouvertures 28 de mise en communication, ménagées dans les parois latérales. On note que ces ouvertures peuvent être de grandes dimensions compte tenu de la surface importante de ces parois, supérieure à celle de parois verticales qui conduirait à une même épaisseur de voile puisqu'elles sont inclinées. On déduit du mode préférentiel de réalisation que la quantité de tissu nécessaire est fortement réduite par rapport à celle nécessaire avec des parois verticales car les parois sont espacées d'une distance plus importante. De plus, les points de fixation des suspentes sont également plus distants, ce qui en réduit le nombre. On constate aussi une tension très appréciable de l'extrados du fait de l'architecture retenue. Les pièces de tissu entre les deux lignes L , L' et L', L sont tendues et le rayon est grand si bien que la courbure reste faible et l'extrados se trouve être relativement "lisse" avec de très faibles ondulations, comparé à celui des voiles de l'art antérieur. La portance s'exerce de la meilleure façon et la traînée est diminuée d'autant d'où une amélioration de la finesse. Selon un mode de réalisation perfectionné, représenté sur les figures 5A et 5B, les parois sont juxtaposées en pied suivant une même ligne sur une partie de la longueur et diverge dans la zone arrière, par exemple dans le dernier tiers pour fixer un ordre de grandeur en 1 et l'. De ce fait, le caisson s'élargit sur l'arrière pour former une queue en triangle. Ce mode de réalisation permet de rééquilibrer régulièrement les espaces d entre les extrémités des parois et d'obtenir ainsi une meilleure répartition sur le bord de fuite et une répartition plus régulière des points de liaisons des suspentes. Dans le mode préférentiel de l'invention, l'intrados et l'extrados forment des surfaces continues. Selon une variante représentée sur la figure 7, on peut supprimer la partie de l'intrados située entre les caissons. Ces caissons sont alors liés par le seul extrados 10 qui forme une surface monolithique. Les caissons dans le cas d'une voile de surf tracté auquel cet agencement est plus particulièrement destiné, l'arrière du caisson est ouverte pour évacuer l'eau lorsque la voile tombe sur l'eau, ce qui permet au pratiquant de regonfler sa voile et de repartir. Les ouvertures latérales comme celles référencées 28 deviennent inutiles. REVENDICATIONS 1. Architecture de voile de vol libre à caissons, pour parachute, parapente paramoteur ou cerf-volant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un extrados (10) avec un bord d'attaque et un bord de fuite et au moins un caisson (14) avec des suspentes, ledit caisson comprenant au moins une paroi (22, 24) latérale inclinée. 2. Architecture de voile de vol libre à caissons selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque caisson comprend deux parois (22, 24) latérales inclinées formant un Vé. 3. Architecture de voile de vol libre à caissons selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un intrados (12). 4. Architecture de voile de vol libre à caissons selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux parois (22, 24) sont liées en pied, suivant une même ligne l, cette ligne étant également liée à l'intrados (12). 5. Architecture de voile de vol libre à caissons selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que au moins une paroi (22, 24) latérale comprend des ouvertures (28) de mise en communication. 6. Architecture de voile de vol libre à caissons selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que les deux parois (22, 24) latérales sont divergentes vers le bord de fuite, formant un triangle. 7. Architecture de voile de vol libre à caissons selon la revendication 6, caractérisée en ce que les espaces d entre les extrémités de chaque paroi latérales sont réguliers. 8. Architecture de voile de vol libre à caissons selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le profil d'aile est du type goutte d'eau dans le sens longitudinal, parallèle à la direction de déplacement, (Z), plus haut devant et essentiellement dans la partie médiane, s'amincissant sur le bord de fuite. 9. Architecture de voile de vol libre à caissons selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, dans le cas d'une application au cerf volant de surf tracté, les caissons sont ouverts sur le bord de fuite. 10. Architecture de voile de vol libre à caissons selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des suspentes réparties le long de chaque ligne l.