Brevet FR2978117A1 — publié le 20130125

DESCRIPTION La présente invention concerne le mécanisme d'entraînement d'un propulseur à pale souple. Le principe de propulsion par battements d'une pale souple est utilisé par la majorité des espèces aquatiques (exemple : nageoire caudale des poissons). Ce principe (Figure 1) n'est pas revendiqué par la présente demande. L'élément essentiel du propulseur est une pale souple (1) immergée hors bord à l'extrémité inférieure d'un arbre porte pale (2) vertical (APP dans la suite) Les battements de la pale dus à l'oscillation axiale de l' APP produisent une poussée horizontale moyenne dirigée vers l' APP dans le plan médian des battements. La valeur de cette poussée est fonction de la géométrie et de la flexibilité de la pale. Elle dépend aussi de la fréquence et de l'amplitude angulaire des battements. Le mécanisme revendiqué dans la suite permet de produire sur l' APP des oscillations azimutales de fréquence et d'amplitude angulaire donnée. Nous appellerons Mode de Propulsion Caudale, (MPC dans la suite) le cas d'un seul propulseur immergé à l'arrière d'une embarcation et Mode de Propulsion Latérale (MPL dans la suite) la configuration de deux propulseurs immergés de part et d'autre de la coque. Les composants du mécanisme sont (voir Figures 2 et 2b) - Une platine (3) horizontale faisant socle du mécanisme, à fixer sur la coque de l'embarcation. l' APP (2) et l'axe primaire d'une manivelle (6) y sont logés en position verticale dans deux paliers. Soit D l'entre axe de ces deux paliers. - L'ensemble oscillant, constitué de la pale (1), de l' APP (2) et d'une barre (4) horizontale fixée à l'extrémité supérieure de l' APP (2) par une potence (5) à axes décalés. Soit e la distance entre les axes de la barre (4) et de l' APP (2). En MPC la barre est parallèle au plan de la pale, normale à celui-ci en MPL, - L'ensemble rotatif constitué d'une manivelle (6). Soit R la distance des axes primaire et secondaire de cette manivelle - Une bielle (7) articulée sur l'axe secondaire de la manivelle (6) et coulissant sur la barre (4) en maintenant la distance entre les axes de ces deux pièces égale à l'entre axes e de la potence (5). En fonctionnement, la rotation continue de la manivelle (6) entraîne une oscillation périodique de la barre, (4) (voir Figures 3 et 4). Comme l'axe de la barre (4) est maintenu par la potence (5) et la bielle (7) à la même distance e de l'axe de l'APP que de l'axe secondaire de la manivelle, la barre reste constamment parallèle au plan de ces deux axes. Le battement résultant de la pale est donc le même que si la 35 barre était dans ce plan. L'amplitude P. du battement est atteinte quand ce plan est tangent au cylindre décrit par l'axe secondaire de la manivelle (voir Figure 4). Elle est donnée par la formule sin (3. = R/D où 13max est l'amplitude (écart angulaire maximum par rapport au plan médian) R est le rayon de la manivelle (distance entre axe primaire et secondaire) 40 et D est la distance entre l'axe primaire de la manivelle et l'Axe Porte Pale On remarquera que cette amplitude est indépendante de l'entre axes e de la bielle et de la potence. Une période du battement correspond à un tour de manivelle. On remarquera de plus que les battements propulsifs de la pale souple sont produits quel que soit le sens de rotation de l'axe moteur. En propulsion musculaire 45 on peut ainsi remplacer le moteur unidirectionnel actionnant la manivelle (6) par une -poulie motrice à deux gorges mise en rotation par deux câbles de traction antagonistes (Voir Figure 5) La traction sur un des câbles le déroule sur plusieurs tours, enroulant simultanément l'autre câble dans sa gorge. Par tractions alternées sur l'un, puis l'autre câble on produit ainsi une séquence de rotations multiples de 50 la poulie dans l'un, puis dans l'autre sens, d'où une séquence ininterrompue de battements de la pale souple. La propulsion musculaire d'un canot par deux rameurs en vis-à-vis est envisageable en MPL avec deux propulseurs actionnés symétriquement par le couplage de leurs poulies motrices, suivant la disposition des Figures 6a et 6b. L'élément clé de cette disposition est l'arc de tension axial muni de 55 poignées sur lesquels les rameurs tirent à tour de rôle comme des scieurs de long. Outre la tension constante et complémentaire des câbles de traction des deux poulies motrices, cet arc assure la synchronisation des mouvements des rameurs, sans leur demander l'apprentissage indispensable à l'aviron de compétition. D'autre part, on peut raisonnablement attribuer aux propulseurs à pale souple en 60 immersion permanente dans un écoulement laminage une efficacité supérieure à celle des pelles d'aviron en immersion discontinue et turbulente. En Mode de Propulsion Caudale (Figure 2b), la platine (3) du mécanisme est fixée sur le tableau arrière de sorte que le plan de l'axe principal de la manivelle (à bord) et de l'APP(2) (hors bord) coïncide avec le plan de symétrie axial du canot. La barre 65 effectue des battements symétriques autour de ce plan. Si la pale est calée sur l'APP parallèlement à la barre, ses battements produiront une poussée dans le plan de symétrie du canot. En modifiant le calage de la pale sur l'APP, on peut orienter la poussée comme on le fait en orientant un propulseur hors-bord â hélice. A titre d'exemple, un orienteur à échappement commandé est présenté en Figure 7 70 Intermédiaire entre la barre et l'APP, il utilise la réaction azimutale de l'eau sur la pale pour la laisser sur commande échapper dans un sens ou dans l'autre, modifiant ainsi son calage par rapport à la barre. Ce dispositif, analogue à celui d'une clé à cliquet fonctionne sans moteur auxiliaire et sans interruption de la propulsion. REVENDICATIONS1. Mécanisme d'entraînement d'un propulseur, caractérisé en ce qu'il produit les battements azimutaux d'une pale souple (1) immergée hors bord d'une embarcation à l'extrémité inférieure d'un arbre porte pale vertical (2). à partir de la rotation d'une manivelle verticale (6) 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une platine (3) horizontale à deux paliers recevant l'un l'arbre porte pale (2), l'autre l'axe primaire de la manivelle (6), maintenant en fonctionnement une distance déterminée entre les axes verticaux de ces deux composants. 3. Mécanisme selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'axe porte pale (2) est solidarisé par une potence (5) avec une barre horizontale (4). 4. Mécanisme selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte une bielle (7) articulée sur l'axe secondaire de la manivelle (6) et coulissant sur la barre (4), de telle sorte que l'entre axe de ces deux pièces soit égal à celui des deux pièces solidarisées par la potence (5). 5. Mécanisme selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la mise en rotation de la manivelle (6) peut être assurée au choix par un moteur unidirectionnel ou par une poulie motrice actionnée par les tractions alternées sur deux câbles antagonistes. 6. Mécanisme selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce qu'il peut être complété par un dispositif modifiant sur commande le calage du plan vertical de la pale(1) par rapport à la barre (4) ceci dans le but d'orienter la poussée du propulseur.