Brevet FR2898582A1 — publié le 20070921

La présente invention a pour objet un système de structure articulée gonflable d'une aile de traction de forrne sensiblement courbe. On entend par aile de forme courbe les ailes bien connues en forme d'arche dont les extrémités collaborent avec des lignes permettant de relier un utilisateur à la dite aile et d'en assurer le pilotage. Ces ailes disposent souvent d'une structure rigide, c'est à dire par exemple qu'un boudin gonflable de forme courbe compose l'avant de l'aile appelé bord d'attaque. Ce dit boudin assure le maintient statique et dynamique de la forme originelle de l'aile dont la face supérieure est appelée extrados et sa face inférieure intrados. Il est bien connu de donner par construction à une aile plusieurs lobes distincts et non io tangents. La gestion de puissance qui en découle s'opère généralement de façon conventionnelle par relâchernent des lignes arrière de pilotage et ces dits lobes sont figés angulairement entre eux à la construction de l'aile. Il est connu de disposer sur le bord d'attaque de multiples points d'attache de lignes avant de traction ou arrière de pilotage. Ces moyens connus manoeuvrent i> généralement le dit boudin de façon homogène, c'est à dire sans altération visible de tout ou partie de sa section. Il est également connu de sous-dimensionner le diamètre de l'ensemble du boudin de bord d'attaque, généralement pour diminuer sa résistance à l'air et augmenter la vitesse de l'aile. La conséquence connue est généralement une pliure apparaissant au centre 20 de l'aile, non pas en vol, mais lors de manipulations au sol ou bien sur l'eau. Une telle aile est généralement peu rigide et très déformable lorsque le vent forci. L'objet de la présente invention est entre autre de favoriser et de contrôler des déformations voulues de boudin de bord d'attaque en l'équipant d'un dispositif d'articulation, permettant au final de réduire voire de supprimer la puissance de traction 25 de l'aile, sans pour autant en perdre définitivement le contrôle. L'invention sera mieux comprise en se référant aux figures : -La figure 1 représente une vue générale de face d'une aile de traction en vol, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable inactivé. 30 -La figure 2 représente une vue générale de face d'une aile de traction en vol, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable activé vers le haut. -La figure 3 représente une vue générale de face d'une aile de traction en vol, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable activé 35 vers le bas. - La figure 4 représente une vue de détail de face d'une aile de traction, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable inactivé. -La figure 5 représente une vue de détail en coupe selon un plan médian d'une aile de traction, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée 5 gonflable inactivé. - La figure 6 représente une vue de détail de face d'une aile de traction, équipée d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable activé vers le haut. - La figure 7 représente une vue de détail de face d'une aile de traction, équipée d'un Io mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée gonflable activé vers le bas. - La figure 8 représente une vue générale de face d'une aile de traction en vol, mettant en évidence les forces de traction exercée sur elle lorsque le système selon l'invention est inactivé, et de plus équipé d'une variante. 15 -La figure 9 représente une vue générale de face d'une aile de traction en vol, mettant en évidence les forces de traction exercée sur elle lorsque le système selon l'invention est activé, et de plus équipé d'une variante. - La figure 10 représente une vue de dessous d'une aile de traction en vol, équipée d'une variante d'un mode de réalisation préférentiel de système de structure articulée 20 gonflable inactivé. Ce système de structure articulée pour aile de traction, de forme sensiblement courbe, comprenant entre autre une structure rigide, au moins une paire de points d'attache avant de lignes de traction et/ou au moins une paire de points d'attache arrière de lignes de pilotage, situés de part et d'autre de l'aile respectivement à ses extrémités 25 avant et arrière, est caractérisé en ce qu'elle comporte de plus un bord d'attaque (2) formé entre-autre d'un espar rigide de forme courbe, mécaniquement discontinu en au moins un point central, formant ainsi une charnière souple permettant le rapprochement ou l'écartement mutuel de chacune des parties symétriques (la) et (1b) de l'aile et selon un axe passant préférentiellement par sa corde centrale. 3o Une aile (1) de forme courbe est équipée d'un bord d'attaque (2) composé entre-autre d'un boudin gonflable lui irnposant cette forme d'arche et constituant son avant. L'arrière de l'aile est appelé bord de fuite (4). Une chambre à air, non représentée, réalisée dans un matériau étanche à l'air et disposant de valves de gonflage / dégonflage, est disposée dans chacune des lattes ou bord d'attaque gonflable. Ce 35 dispositif est connu. D'autres dispositifs connus se passent aussi de l'usage de chambre à air. L'envergure est déterminée par la distance séparant les deux extrémités gauche et droite lorsque l'aile est disposée à plat. Des lattes latérales (5) sent disposées de part et d'autre d'une latte centrale (3). Ces dites lattes sont notamment gonflables et maintiennent la forme statique de la dite aile en collaboration avec le dit bord d'attaque. Ces dites lattes définissent la corde de la voilure, c'est à dire la distance séparant le bord d'attaque du bord de fuite en un point donné, et selon un axe perpendiculaire à l'envergure. Une paire de points d'attache avant (6) est disposée à l'extrémité avant gauche et à l'extrémité avant droite de l'aile (1). Une paire de points d'attache arrière (7) est io disposée à l'extrémité arrière gauche et à l'extrémité arrière droite de l'aile (1) de la dite aile. Des points d'attache intermédiaire (8) sont disposés entre les deux points d'attaches avant (6), en différents endroits du bord d'attaque (2), voire sur des lattes latérales (5) ou centrale (3). Au moins deux lignes de traction (11) relient des points d'attache (6) avant, voire (8) intermédiaire, au pilote par l'intermédiaire d'un système 15 d'accrochage (non représentés). Différents systèmes (également non représentés) permettent la manipulation combinée ou dissociée de ces différentes lignes de traction, en fonction de leur jonction soit sur des points d'attache avant (6) soit sur des points d'attache intermédiaires (8). Deux lignes de pilotage (12) relient les points d'attache arrière (7) au pilote par 20 l'intermédiaire d'un système de pilotage, notamment une barre, conventionnelle et non représentée. Le diamètre du bord d'attaque (2) est déterminé en pourcentage de la corde, selon une fourchette de valeur communément comprise entre 5% et 15%. La forme en plan de la voilure est sensiblement elliptique avec la plus grande corde au centre, c'est à dire au 25 niveau de la latte centrale (3), et donc des extrémités plus fines. Le bord d'attaque (2) a ainsi une forme bi-conique de part et d'autre de la dite latte centrale, avec la plus grosse section au milieu. Cette disposition connue permet de répartir correctement la rigidité de la structure. Selon la figure 4, un étranglement (9) marque une discontinuité, c'est à dire une 30 réduction du diamètre du bord d'attaque (2), sensiblement à hauteur de la latte centrale (3). Ce dit étranglement est encadré de part et d'autre de deux cônes (13) permettant de raccorder le dit étranglement au reste du dit bord d'attaque selon une pente homogène et une forme compatible avec la pression de gonflage de l'enveloppe interne. Le dit étranglement est préférentiellement disposé vers le haut de la section 35 concernée du bord d'attaque (2), de sorte qu'aucune déformation n'affecte la forme de l'extrados de l'aile à proximité de la latte (3), là où l'écoulement laminaire des filets d'air est prépondérant (figure (51. Cette réduction de section est judicieusement calculée afin que la rigidité en flexion du boudin soit parfaitement altérée à cet étranglement (9), formant ainsi une charnière naturelle. Ce dispositif constitue un système de structure articulée (10) gonflable (figures 6 et 7). En effet, c'est la pression de l'air contenu dans le bord d'attaque (2) qui va lui donner cette fonction d'espar rigide et courbe afin de maintenir statiquement et dynamiquement la forme prédéfinie de l'aile (1) en arche. Ce dispositif est préférentellement appliqué au centre de l'aile (1), divisant ainsi cette dernière en deux parties égales gauche (1 a) et droite (1 b). Ces deux parties peuvent pivoter sensiblement autour d'un axe (non représenté) passant par la latte centrale (3), grâce à des moyens appropriés connus et non représentés, permettant de gérer la ~o pliure du dit bord d'attaque en répartissant la traction entre les points d'attache avant (6) et des dits points d'attache irtermédiaire (8) correspondants. Ce rapprochement ou écartement mutuel en rotation de chacune des parties du bord d'attaque (2) séparées par l'étranglement (9), s'effectue selon le principe d'une pince (figures 2 et 3). 15 En fonction de l'amplitude de l'effet désiré de mise en pince de l'aile, on réduit plus ou moins la circonférence de l'étranglement (9) au regard du diamètre théorique du bord d'attaque (2) à cet endroit. Le point de faiblesse nécessaire à la première amorce de pliure est obtenu avec une réduction de circonférence très faible, et la résistance mécanique du boudin à se plier, 20 due à la pression interne de l'air, sera inversement proportionnelle à cette réduction. Selon l'effet souhaité, il est possible de gérer, grâce à des dispositions différentes des ensembles de points d'attaches avant (6), intermédiaires (8), ainsi que des lignes de traction (11) qui y sont rapportées, une pliure de l'aile vers le haut (figure 2) ou vers le bas (figure 3). Ainsi, il est possible de disposer des points d'attache intermédiaire (8) en 25 différents endroits de l'envergure (figure 4) ou de la corde (figure 5). Des plis de compression (16) apparaissent normalement sur le tissu de bord d'attaque selon le sens de l'ouverture / fermeture de l'aile (figures 6 et 7). Le but de ces différentes configurations est de diminuer suffisamment, voire d'annuler, les forces de traction s'exerçant sur le pilote. Comme il est décrit dans les figures 8 et 9, 3o les forces aérodynamiques résultant du déplacement du vent dans l'aile (1) sont les plus fortes lorsqu'elles tendent à s'opposer le plus directement à la charge ( dirigée vers le bas et non représentée) ou bien à l'utilisateur relié à la dite aile. Ainsi, plus l'aile , vue de face, offre une surface sensiblement perpendiculaire aux lignes de retenue, plus la puissance est importante. Lorsque l'on force l'aile (1) selon la configuration décrite 35 figure 9, les vecteurs des forces, représentés schématiquement en taille et en orientation par des flèches, ne sont plus dans cet axe perpendiculaire et s'annulent mutuellement proportionnellement d'un coté (1 a) à l'autre (1 b), réduisant d'autant la puissance de traction de la dite aile. II est aisé de commander ou de manoeuvrer cet effet de pince au moyen connu de multiples points d'attache (8) de lignes sur le bord d'attaque (2). L'amplitude et l'obtention même de l'effet de pince dépend notamment de ces moyens connus et de leur disposition mutuelle. Selon une variante décrite également figures 8 et 9, si l'on ne veut obtenir qu'un effet de pince refermant comme selon la figure 9 et non pas ouvrant, comme sur la figure 2, on dispose sur l'aile (1) de part et d'autre de l'étranglement (9), une ligne de bridage (14), io notamment au moyen de points d'attache intermédiaires (8) judicieusement disposés. Par cette disposition, un écartement maximal du dit bord d'attaque est prédéterminé par la longueur de la ligne (14;. Cette dite ligne peut aussi être solidaire des lattes latérales (5) correspondantes ou bien directement du bord d'attaque (2), et être constituée d'un panneau de tissu notamment. 15 Le ou les étranglements sont préférentiellement disposés de sorte que les demiailes ou les parties d'ailes qui en découlent présentent toujours une symétrie selon l'axe représenté par la latte centrale (3). Une dissymétrie aurait pour conséquence une aile difficilement manoeuvrable. Selon une variante non représentée, plusieurs étranglements (9) sont disposés sur le 20 bord d'attaque (2), permettant ainsi le rapprochement ou l'écartement mutuel en rotation de chacune des parties du dit bord d'attaque séparées les dits étranglements. Selon une variante non représentée, un simple garrot peut être rapporté et disposé en lieu et place de l'étranglerrlerit (9) sur une aile conventionnelle non prévue initialement pour cet effet. Le dit garrot: cercle ainsi le bord d'attaque (2) à un endroit choisi. Cette 25 disposition entraîne une déformation du tissu de bord d'attaque et du tissu de la voilure à cet endroit, mais permet néanmoins d'obtenir l'effet décrit selon l'invention, la réduction de diamètre entraînant une faiblesse mécanique et un point de pliure. Ce dit garrot peut notamment être constitué d'une sangle textile ou bien d'un cordage. Selon une variante non représentée, le mode de retenue de l'aile (1) à ses différentes 3o lignes de traction peut se faire également sur des lattes latérales ou centrale, sans recourir nécessairement au bord d'attaque (2) pour les points d'attache concernés. Selon une autre variante représentée figure 10, le bord d'attaque (2) est totalement discontinu en au moins un endroit, formant ainsi au moins un demi-bord d'attaque gauche (2a) et droit (2b) distincts. Afin de maintenir sur la largeur de l'aile une rigidité 35 suffisante, la latte centrale (3) précédemment décrite cède la place à deux lattes centrales gauche (3a) et droite (3b). II est aisé de comprendre que pour faciliter la mise en oeuvre de l'ensemble, et notamment le gonflage des différents boudins composant les différentes lattes et bords d'attaques, des liaisons latte / bord d'attaque peuvent équiper cette configuration. Ainsi, le demi-bord d'attaque (2a) collabore avec une latte centrale gauche (3a), notamment par un boudin gonflable continu. La partie droite bénéficie des mêmes dispositions. Par ailleurs, toujours pour des commodités de mise en oeuvre, les deux demi-bords d'attaque (2a) et (2b) constitués peuvent ou non être reliés mutuellement par une alimentation commune en air, comme notamment un tuyau et des valves appropriés. Un lien (15) solidarise les deux bord d'attaque (2a) et 2(b) et assure la cohésion mécanique de l'ensemble, notamment des efforts de traction subis. io Une jonction de voilure (16) remplit une fonction identique notamment sur la partie rectiligne commune des lattes (3a) et (3b). Ce dispositif selon l'invention ainsi que ses variantes peuvent également s'appliquer à une voilure de type parapente à caissons. Dans cette configuration non représentée, un boudin gonflable disposant d'un étranglement (9) ou alors plusieurs boudins gonflables 15 reliées entre eux ou non, sont disposés sensiblement au niveau du bord d'attaque au travers des différentes nervures séparant les différents caissons. Le dit bord d'attaque est équipé du nombre de points d'attaches nécessaires pour les lignes de traction, selon une disposition analogue à celle décrite selon l'invention. Il est déjà connu d'équiper une aile de type parapente à caisson d'un espar gonflable ou non au niveau 20 du bord d'attaque pour en rigidifier la tenue. Mais à l'inverse d'une rigidification de l'ensemble de l'arc constituant le bord d'attaque, on cherche au contraire à permettre une pliure symétrique de l'aile autour de sa corde centrale, c'est à dire à rigidifier indépendamment notamment deux demi-ailes reliées entre elles par la partie centrale de la voilure et équipées ou non d'une liaison d'air. 25 Selon une variante non représentée, le bord d'attaque (2) n'est pas gonflable mais simplement rigidifié par au moins deux espars solides et flexibles, tel du jonc en fibre composite notamment. Ces dits espars sont reliés l'un à l'autre par une de leur extrémité en un point central de l'aile, de sorte d'obtenir deux bords d'attaque rigides et solidaires de type (1a) et 1;1b). Ces espars peuvent être mis en forme courbe soit à la 3o construction, soit encore bandés comme des arcs au moyen de lignes de longueur adaptée reliant une extrémité extérieure d'un arc (1 a), avec sa deuxième extrémité centrale disposée en lieu et place d'un cône (13). Les deux extrémités centrales des deux arcs ainsi constitués (1a) et (1b) collaborent entre elles au moyen d'un lien (15). Afin de favoriser le conditionnement des dits arcs, les espars sont constitués de 35 segments collaborant par manchons successifs, comme il est bien connu notamment dans l'usage des tentes de camping. REVENDICATIONS 1/ Système de structure articulée pour aile de traction, de forme sensiblement courbe, comprenant entre autre une structure rigide, au moins une paire de points d'attache avant de lignes de traction et/ou au moins une paire de points d'attache arrière de lignes de pilotage, situés de part et d'autre de l'aile respectivement à ses extrémités avant et arrière et caractérisé en ce qu'elle comporte de plus : Un bord d'attaque (2) formé entre-autre d'un espar rigide de forme courbe, mécaniquement discontinu en au moins un point central, formant ainsi une charnière souple permettant le rapprochement ou l'écartement mutuel de chacune des parties io symétriques (1 a) et (1 b) de l'aile et selon un axe passant préférentiellement par sa corde centrale. 2/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord d'attaque (2) est gonflable et dont la forme bi-conique est partiellement discontinue selon un étranglement (9), sur toute ou partie de sa section, is formant ainsi une charnière souple, permettant le rapprochement ou l'écartement mutuel de chacune des parties symétriques(la) et (lb) de l'aile et selon un axe passant par sa corde centrale. 3/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le bord d'attaque (2) gonflable est totalement discontinu en au 20 moins un endroit, formant au moins deux parties gauche (2a) et droite (2b) distinctes rigidifiant deux demi-ailes (1a) et (1b) correspondantes, reliées mutuellement ou non par une alimentation commune en air pour des commodités de mise en oeuvre. 4/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon les revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord d'attaque (2) est équipé d'un ou plusieurs 25 points d'attache intermédiaire (8) reliés à des lignes de traction (11) correspondantes, permettant grâce à des moyens appropriés, de gérer la pliure du dit bord d'attaque en répartissant la traction entre des points d'attache avant (6) et ces dits points d'attache intermédiaire correspondants. 5/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon la revendication 3, 30 caractérisée en ce que deux demi-bords d'attaque (2A) et (2b), collaborent respectivement avec deux attes centrales (3a) et (3b). 6/ Système de structure articulée pour aile gonflable, selon les revendications 3 et 5, et 5, caractérisée en ce que deux étranglements gauche (9a) et droit (9b) sont reliés au moyen d'un lien (15) assurant la continuité des efforts de traction supportés 35 transversalement par l'ensemble du bord d'attaque (2).7/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon les revendications précédentes, caractérisée en ce que l'aile (1) est équipée d'une ligne de bridage (14), de longueur adaptée et dsposée sensiblement de part et d'autre de l'étranglement (9) au moyen de points d'attache intermédiaire (8), permettant d'imposer à la dite aile un écartement maximal prédéterminé. 8/ Système de structure articulée pour aile de traction, selon la revendication (1), caractérisée en ce que l'aile (1) est équipée d'un garrot rapporté autour du bord d'attaque (2), permettant d'en réduire localement le diamètre.