Brevet FR2911845A1 — publié le 20080801

La présente invention concerne la réalisation d'une aile de traction gonflable auto-portée ainsi que son système de gestion de la puissance de traction, de la direction et des manoeuvres transitoires. Cette invention a trait au domaine de la traction vélique de planches nautiques, et autres engins de plages, de bateau ainsi que des skieurs, surfeurs et engins terrestres adaptés. Il est connu d'utiliser deux types d'ailes de traction 10 gonflables : - les ailes dites plates qui ont en général un rapport entre l'envergure à plat, à savoir la distance séparant les deux extrémités de l'aile, et l'envergure en vol, à savoir la largeur de l'aile en vol, qui est inférieur à environ 1,5. Leur contrôle 15 s'effectue par un système de suspentes complexe disposé tout au long de l'envergure. - les ailes dites auto-portées dont le rapport entre l'envergure à plat et en vol est supérieur à environ 1,5, et qui sont du type dit "C-shape" ou " C-kite". Ces ailes présentent la 20 forme caractéristique d'une arche régulière et profonde. Elles présentent la particularité de pouvoir voler et être contrôlée par des lignes situées à ses extrémités. Ces lignes sont généralement au nombre de quatre d'une longueur d'environ une vingtaine de mètres, les deux premières 25 situées aux extrémités avant de l'aile sont définies comme porteuses les deux autres lignes sont situées à l'arrière des extrémités et servent à la gestion de la direction et de l'assiette. Les porteuses sont reliées au pilote par un harnais et 30 les lignes de direction sont accrochées de part et d'autre d'une barre coulissant sur la ligne réunissant les porteuses dans le dernier mètre au niveau du pilote. Les porteuses reçoivent la part la plus importante de la charge aérodynamique, elles sont situées en général légèrement 35 en avant de la résultante des forces aérodynamiques (RFA) afin de donner à l'aile un couple piqueur qui permet de transférer une part de ces forces aux lignes arrière qui de ce fait assurent le contrôle de l'assiette par le pilote. Lorsque les lignes arrière sont actionnées de manière asymétrique elles induisent un gauchissement de l'aile qui en générant une traînée aérodynamique différentielle permet le contrôle en direction de l'aile. Ce système de contrôle est généralement combiné à d'autres lignes situées sur le bord d'attaque et qui entrent en fonction pour aider à gérer les phases hors vol, décollage ou pour assurer la conservation de l'aile à proximité du pilote en cas de lâché de la barre de contrôle ou comme assistance au contrôle de l'assiette. Ces systèmes compliquent considérablement la gestion de l'aile que ce soit en vol ou au sol, d'autre part la gestion d'un nombre élevé de lignes constitue une source d'erreurs non négligeable et potentiellement dangereuse. La forme en plan des ailes autoporteuses classiques implique que les suspentes porteuses et les suspentes de contrôles ne soient pas éloignées de la position de la résultante des forces aérodynamiques. De ce fait la forme en plan de ces ailes présente une courbure régulière du bord d'attaque et du bord de fuite vers un point d'équilibre situé légèrement en arrière des porteuses et en avant des lignes de direction. Cette forme d'aile n'étant stable que s'il existe une portance suffisante propre à maintenir l'aile en vol, il convient de placer les points d'ancrage des porteuses relativement proches de l'axe d'équilibre induisant ainsi une limite à la capacité de choquer au delà d'une incidence minimum après laquelle l'aile ne pourrait plus assurer sa portance et tomberait en piqué au sol sans que le pilote puisse en assurer le contrôle. Cette incidence minimum est potentiellement dangereuse en cas de survente car la force ainsi générée peut entraîner une 35 perte de contrôle du pilote. D'autre part lorsque l'aile est en position choquée la disposition aux extrémités de l'aile des suspentes porteuses induit une diminution de l'envergure et une réduction de l'angle d'incidence du dernier tiers de l'aile annulant de fait son rôle directionnel. La reprise de contrôle de la direction implique une reprise d'incidence de l'ensemble de l'aile ce qui est potentiellement dangereux en cas de survente. Les multiples systèmes de lignes actuellement proposés n'offrent pas une réponse adaptée à ces problèmes, la présente invention a donc pour but de remédier à cette carence. Le but de la présente invention est ainsi de proposer une aile qui présente des caractéristiques permettant de porter le point d'équilibre choqué bien au-delà des normes actuelles, d'interdire à l'aile de pouvoir tomber en piqué vers le sol, d'empêcher l'aile de rester bloquée sur son bord d'attaque en cas de chute sur l'eau, et également de limiter le nombre de lignes. L'invention a pour objet de combiner une géométrie particulière et inédite de l'aile avec un système de suspentes adapté afin de gérer parfaitement le degré de portance et de contrôle de l'aile sur l'ensemble de sa plage d'utilisation et d'en simplifier la mise en oeuvre dans les phases de vols transitoires (décollage ou neutralisation totale de la traction). L'aile de traction gonflable auto-portée et son système de gestion de la puissance de traction, de la direction et des manoeuvres transitoires, selon l'invention est du type dit "C- shape" ou "C-kite", à savoir d'une part présentant la forme caractéristique d'une arche régulière et profonde, et dont le rapport entre l'envergure à plat et en vol est supérieur à environ 1,5, et d'autre part comprenant des suspentes porteuses et des suspentes servant à la gestion de la direction et de l'assiette, l'aile se caractérisant essentiellement en ce qu'elle est configurée pour présenter en vol une forme de delta, et à cet effet son bord d'attaque présente, à plat, une courbure telle que, pour chaque demi-aile, l'angle formé par la tangente audit point central avec la tangente en un point donné va croissant lorsque ledit point donné se déplace du point central avant vers l'extrémité de l'aile; et en ce que, dans le voisinage du premier tiers de ladite demi-aile à partir du point central avant et en allant vers une extrémité, ledit angle est supérieur à 15 . Selon une caractéristique additionnelle de l'aile de traction selon l'invention, le bord d'attaque présente une courbure telle que, pour chaque demi-aile, dans le voisinage du premier tiers, à partir du point central avant et en allant vers une extrémité, elle soit tangente à une ligne faisant avec la tangente audit point central un angle supérieur à 18 . Selon une autre caractéristique additionnelle de l'aile de traction selon l'invention, le bord d'attaque présente une courbure telle que, pour chaque demi-aile, dans le voisinage du premier tiers, à partir du point central avant et en allant vers une extrémité, elle soit tangente à une ligne faisant avec la tangente audit point central un angle de l'ordre de 21 . La forme en delta de l'aile telle que définie précédemment, donne à l'aile une plus grande stabilité qui autorise la modification de l'implantation des suspentes, en sorte de conserver l'envergure en vol, et de ne pas diminuer celle-ci lors du choqué. Ainsi, selon une caractéristique additionnelle de l'aile de traction selon l'invention, elle comporte d'une part une suspente porteuse ramifiée, dont les ramifications sont implantées dans une partie médiane de l'aile qui représente entre sept et huit dixièmes de l'ensemble de l'aile; et d'autre part deux suspentes de contrôles, qui lui sont chacune solidarisées extérieurement à ladite partie médiane. Cette implantation permet, outre la conservation de l'envergure envol, une légère augmentation de l'incidence différentielle des ailerons, c'est-à-dire des parties de l'aile tangentes aux lignes de contrôle, et d'augmenter leur traînée ce qui a pour effet de stabiliser l'aile sur son axe de lacet. Selon une autre caractéristique additionnelle de l'aile de traction selon l'invention, la suspente porteuse est ramifiée en deux suspentes secondaires, chacune ramifiée à deux suspentes hautes chacune rattachée à la même demi-aile, dont l'une en bordure extérieure de la partie médiane. Selon une autre caractéristique additionnelle de l'aile de traction selon l'invention, la ou les ramifications sont réalisées chacune au travers d'une poulie. On notera également que, de manière avantageuse, la sécurité de l'utilisateur est assurée par un dispositif de largage permettant de supprimer la puissance de l'aile en cas d'urgence, en rompant la liaison entre le harnais et la barre, tout en conservant cependant un lien entre l'aile et le harnais, du type généralement appelé cinquième ligne, pour ne pas risquer de perdre cette dernière. Avec l'aile selon l'invention, il est possible d'obtenir le même effet "cinquième ligne" sans avoir recours à une cinquième ligne. Ainsi, à cet effet, la porteuse se ramifie en deux liens tous les deux solidarisables au harnais, dont l'un est lié à la barre et est largable. Après avoir lâché la barre de commande, le manaeuvrement en traction d'une poignée permet d'ouvrir instantanément le lien qui réuni le harnais au lien lié à la porteuse et à la barre, en sorte que cette dernière se déplacement librement vers le haut, autorisant ainsi à l'aile un mouvement de bascule complet sur le dos, annulant ainsi complètement sa puissance, la porteuse, et donc l'aile, demeurant liée au harnais au travers de l'autre lien. Les avantages et les caractéristiques de l'aile de traction selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : -la figure 1 représente une vue schématique à plat 35 d'une aile selon l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique à plat de la même aile et son système de gestion de la puissance de traction, de la direction et des manoeuvres transitoires. - la figure 3a représente une vue schématique de profil de la même aile en vol en position bordée. - la figure 3b représente une vue schématique de profil de la même aile en vol en position choquée. - la figure 4a représente une vue schématique de face de la même aile en vol en position bordée. - la figure 4b représente une vue schématique de face de la même aile en vol en position choquée. - la figure 5 représente une vue schématique en élévation de profil de la même aile lors de son utilisation. Sur la figure 1, on peut voir une aile 1, qui comprend un bord d'attaque 10, un bord de fuite 11, un point central avant A par lequel passe une ligne L séparant l'aile 1 en deux demi-ailes 12 et 13, comprenant chacune une extrémité, respectivement 14 et 15. Selon l'invention le bord d'attaque présente une courbure telle que pour chaque demi-aile 12 ou 13, l'angle formé par la tangente S point central avant A avec la tangente en un point donné va croissant lorsque ce point donné se déplace du point central avant A vers l'extrémité, 14, 15, de l'aile 1, tandis que, en particulier, cette tangente T au point B qui est situé au premier tiers C à partir du point central A, fait avec la tangente S un angle a supérieur à 15 , en l'occurrence et de préférence 21 . On notera que lorsqu'il est fait référence à la courbure du bord d'attaque, il s'agit de la courbure moyenne de ce dernier, sachant que les ailes de ce type sont dans la majorité des cas constituées d'un assemblage d'éléments, assemblage qui peut conférer à la courbure un profil de ligne brisée. Sur la figure 2, on retrouve la même aile 1, présentant les mêmes caractéristiques de forme, et à laquelle sont solidarisés des organes de suspensions suspentes. qui consistent en des Ces suspentes comprennent notamment deux lignes de contrôle 20 et 21 qui relient chacune une extrémité, respectivement 14 et 15, à une barre de commande 2, et qui servent à la gestion de la direction et de l'assiette. Les organes de suspension comprennent également une ligne porteuse 3 reliée au pilote H et se ramifiant en deux suspentes secondaires 30 et 31, chacune se ramifiant, par l'intermédiaire d'une poulie P, en deux suspentes hautes, respectivement 32 et 33, 34 et 35. Les suspentes hautes 32 et 33 sont solidarisées à la demi-aile 12, tandis que les suspentes hautes 34 et 35 sont solidarisées à la demi-aile 13. L'aile 1 comprend une partie médiane M, constituée en l'occurrence de la réunion de 7/10èmes de chacune des demi-ailes 12 et 13, et extérieurement à la partie médiane M, deux parties extrêmes E, aussi appelées ailerons, constituées chacune de 3/10èmes d'une demi-aile 12, 13. On notera que dans l'exemple représenté la zone médiane M est constituée des 7/10èmes de l'aile 1, mais qu'elle pourrait être étendue jusqu'à être constituée des 8/lOèmes de l'aile 1, et en sorte que chacune des parties extrêmes E soit constituée de 1/10ème de l'aile 1. Les suspentes hautes 32, 33 et 34, 35 sont implantées dans la partie médiane M, au niveau du bord d'attaque 10, en l'occurrence les suspentes hautes 32 et 34 sont implantées en bordure de la partie médiane M, tandis que les suspentes hautes 33 et 35 sont implantées plus centralement. Chacune des lignes de contrôle 20 et 21 est implantée dans une partie E, et comme on peut le voir sur la figure 2, elles peuvent être ramifiées. L'implantation particulière des suspentes présente de nombreux avantages qui vont être présentés à la lumière de la description des figures 3a, 3b, 4a et 4b. Sur les figures 3a et 3b, où l'aile 1 est montrée de profil en vol, on peut constater que la courbure particulière de son bord d'attaque 10, et exposé dans la description de la figure 1, lui donne approximativement la forme d'une aile delta, ce qui confère à cette aile une plus grande stabilité sur son axe longitudinal, par rapport aux ailes actuellement connues. On notera que la forme en delta de l'aile présente un autre avantage, en effet lorsque l'aile 1 est tombée à l'eau ou au sol sur son bord d'attaque 10, cette forme delta l'empêche de se stabiliser dans cette position en la faisant basculer naturellement sur un coté qui est la position naturelle de décollage permettant ainsi au pilote une reprise rapide du contrôle de son aile. Les figures 3a et 4a, montrent l'aile 1 en position bordée, tandis que les figures 3b et 4b montrent la même aile 1 en position choquée. La forme en delta de l'aile 1 augmente sa stabilité, ce qui offre la possibilité d'étendre la zone d'implantation M des suspentes porteuses hautes 32, 33, 34, 35, en sorte de ne pas réduire l'envergure en vol lors du choqué, et même de l'augmenter par un transfert de charge. En effet, comme on peut le voir sur les figures 3b et 4b, la remontée D de la barre de commande 2 le long de la ligne porteuse 3, induit un changement d'incidence de l'aile 1, par une élévation F des ailerons E, et un abaissement G du bord d'attaque 10. La diminution de portance entraîne une augmentation de traînée relative qui a pour double effet de faire reculer légèrement l'aile 1 par rapport au pilote H, dans un déplacement I, et de transférer le point d'application des forces vers l'avant et le centre de l'aile 1 par déplacement J des poulies P sur les suspentes hautes 32, 33, 34 et 35. On notera qu'un tel transfert s'opère également même s'il n'y a pas de poulies P, mais en générant alors une force tendant à réduire l'envergure en vol de l'aile, ce qui tend à amortir les effets du système. Une telle configuration peut présenter un certain intérêt pour des ailes à surface réduite, afin d'en diminuer la vivacité. Par ailleurs, La remontée D de la barre de commande 2 le long de la ligne porteuse 3 induit une légère augmentation K, de l'envergure au niveau des extrémités 14 et 15 de l'aile 1, ainsi qu'une légère augmentation d'incidence participant à un basculement franc de l'aile 1 sur son axe de tangage. Les caractéristiques de l'aile 1 selon l'invention présente d'autres avantages que ceux concernant le maniement en vol, et notamment du point de vue sécurité. En effet, ces caractéristiques autorisent une conception différente des systèmes actuellement connus sous le nom de "cinquième ligne". Ainsi, en référence maintenant à la figure 5, on peut voir que la porteuse est ramifiée en deux lignes 36 et 37, toutes deux fixées au harnais du pilote H, la ligne principale 36 étant toutefois largable. En pratique, après avoir lâché la barre 2 et largué la ligne principale 36, la barre 2 coulisse librement vers le haut ce qui provoque un mouvement de bascule de l'aile 1, annulant ainsi complètement sa puissance. La poulie P sur laquelle est connectée la porteuse 3, se déplace vers l'aile 1, stabilisant ainsi cette dernière sur les lignes hautes 32, 33, ,34, 35, ce qui permet un amerrissage en douceur, ne générant aucune traction susceptible de nuire au pilote P, lequel demeure relié à l'aile 1 par la ligne 37. REVENDICATIONS 1) Aile de traction gonflable auto-portée et son système de gestion de la puissance de traction, de la direction et des manoeuvres transitoires, du type dit "C-shape" ou " C-kite", à savoir d'une part présentant la forme caractéristique d'une arche régulière et profonde, et dont le rapport entre l'envergure à plat et en vol est supérieur à environ 1,5, et d'autre part comprenant des suspentes porteuses et des suspentes servant à la gestion de la direction et de l'assiette, aile (1) caractérisée en ce qu'elle est configurée pour présenter en vol une forme de delta, et à cet effet son bord d'attaque présente, à plat, une courbure telle que, pour chaque demi-aile, l'angle formé par la tangente audit point central avec la tangente en un point donné va croissant lorsque ledit point donné se déplace du point central avant vers l'extrémité de l'aile; et en ce que, dans le voisinage du premier tiers de ladite demi-aile à partir du point central avant et en allant vers une extrémité, ledit angle est supérieur à 15 . 2) Aile de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord d'attaque présente une courbure telle que, pour chaque demi-aile (12, 13), dans le voisinage du premier tiers, à partir du point central avant (A) et en allant vers une extrémité, elle soit tangente à une ligne (T) qui fait avec la tangente (S) audit point central (A), un angle supérieur à 18 . 3) Aile de traction selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le bord d'attaque présente une courbure telle que, pour chaque demi-aile (12, 13), dans le voisinage du premier tiers, à partir du point central avant (A) et en allant vers une extrémité, elle soit tangente à une ligne (T) qui fait avec la tangente (S) audit point central (A), un angle de l'ordre de 21 ) Aile de traction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part une suspente porteuse (3) ramifiée et implantée dans une partie médiane (M) de l'aile (1) qui représente entre sept et huit dixièmes l'ensemble de l'aile (1); et d'autre part deux suspentes de contrôles (20, 21), qui lui sont chacune solidarisées extérieurement à ladite partie médiane (M). 5) Aile de traction selon la revendication 4, caractérisée en ce que la suspente porteuse (3) est ramifiée en deux suspentes secondaires (30, 31), chacune ramifiée, à deux suspentes hautes (32, 33, 34, 35) rattachées chacune à la même demi-aile (12, 13), dont l'une en bordure extérieure de la partie médiane (M). 6) Aile de traction selon la revendication 4 ou la 15 revendication 5, caractérisée en ce que la ou les ramifications sont réalisées chacune au travers d'une poulie (P).