Brevet FR3049262A1 — publié le 20170929

La présente invention concerne un dispositif d'installation médiane, de fixation 5 et de réglage angulaire d'une ou plusieurs ailes sur un fuselage appartenant à un ensemble hydrofoil en forme d'avion ayant pour fonction de porter un engin nautique tel qu'un kitesurf, une planche à voile, un voilier ou quelconque engin nautique. Le dispositif est réalisé sous la forme d'un orifice horizontal, traversant le fuselage en son milieu de part en part, aux parois strictement parallèles accueillant une 10 forme positive ou mâle de l'aile étroitement ajustée à celui-ci et fixée à cet emplacement par l'intermédiaire de vis traversant verticalement cet ensemble, et par l'adjonction d'un réglage de l'angle d'attaque par insertion d'un berceau ou par réglage millimétrique de deux vis pointeaux. La liaison actuelle des formes fuselage et ailes par des moyens fixes et 15 l'absence de réglages intégrés d'angles des ailes fixées sur un ensemble hydrofoil de- meurent sources de vibrations, de cavitations et de décrochages. Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux défauts de liaison des formes grâce à cette implantation interne et médiane au fuselage et améliorer les caractéristiques de la mécanique de serrage, de calage et de réglage angulaire et par voie de 20 conséquence, améliorer les caractéristiques hydrodynamiques de l'ensemble hydrofoil. La première caractéristique de l'invention comporte une installation en position médiane de l'aile avant sur le maître couple du fuselage. L'aile avant est emboitée dans l'orifice créé dans le fuselage et elle est maintenue en cet emplacement par l'intermédiaire de deux vis. Une liaison entre profils et 25 corps du fuselage en forme de karman permet une meilleure répartition des filets d'eau entre intrados et extrados, comme sur tous les engins volants, planants en l'air, comme dans l'eau. L'emboitement de cette aile avant à l'intérieur du fuselage garantit une meilleure solidité de la fixation et de la mécanique du serrage de l'ensemble. 30 La seconde caractéristique de l'invention concerne l'obtention du réglage de l'angle d'attaque par des moyens différents : - le premier est le positionnement d'un berceau entre le fuselage et l'aile arrière - le second est un réglage millimétrique incorporé à l'emboitement de l'aile arrière dans le fuselage. 35 3049262 2 Selon les caractéristiques techniques de la réalisation : - L'aile avant comporte en son centre une forme étroite aux surfaces étudiées et rigoureusement parallèles s'alignant à l'extérieur sur les formes du fuselage. - Le fuselage comporte en son maitre bau un orifice horizontal aux surfaces ajustées étroitement à la forme centrale de l'aile avant. Deux vis de fixation traversent le fuselage et l'aile avant à la verticale de cette forme d'emboitement et prennent ancrage dans deux inserts filetés borgnes internes à l'orifice. L'aile avant est calée dans un plan avec un angle porteur a fixe. Pour l'équilibre et la stabilité de l'ensemble une aile arrière, dite stabilisateur, située à l'horizontale et à l'arrière du fuselage est calée dans un plan avec un angle E3 déporteur nécessaire lors de l'évolution de l'hydrofoil dans l'eau. Un aileron vertical, qui existe en différentes dimensions, est fixé à la perpendi- culaire du fuselage en son extrémité arrière et permet le maintien de la trajectoire. Un mat profilé transmet vers le haut la portance de l'ensemble hydrofoil à l'engin nautique situé en son extrémité supérieure, l'affranchissant de l'élément liquide et perturbé. La première solution de réglage de l'angle d'attaque, est l'insertion d'une cale 20 en forme de berceau adapté à l'intrados du stabilisateur pour permettre de caler l'angle p de celui-ci par rapport au fuselage. Plusieurs berceaux d'angles différents sont à disposition. Un rail parfaitement plat compose la partie arrière supérieure du fuselage percé d'au moins quatre inserts filetés borgnes alignés et espacés à intervalles réguliers. Par 25 conséquent, trois positions de fixation du stabilisateur grâce à ce rail permettent de faire évoluer le programme de navigation de l'hydrofoil. L'augmentation du bras de levier du fuselage autorise pour une même stabilité de l'ensemble une diminution de surface du stabilisateur et de la surface mouillée ; ce qui traduit une augmentation de performance par un moindre frottement dans l'eau. 30 La seconde solution de réglage de l'angle d'attaque est obtenue par l'intégration d'un réglage très fin réalisé grâce à la particularité du dispositif d'emboitement médian de ce stabilisateur dans le fuselage. Le stabilisateur est monté en bascule dans cet orifice maintenu de part et d'autre par deux vis de réglage et enserré par une vis de serrage principale traversant 35 le fuselage. 3049262 -3- Les cavités libres permettant l'angulation du stabilisateur dans son logement sont remplies d'un matériau souple, élastique et compressible, pour garantir l'étanchéité 5 de cet orifice et la mobilité nécessaire aux réglages. Un bossage situé au centre du stabilisateur coté intrados et extrados vient effleurer les parois supérieures et inférieures de la cavité qui lui est réservée. Un trou de fixation légèrement oblong permet le passage de la vis de fixation tout en accordant un degré de liberté pour son angulation puis son serrage de maintien. 10 Selon une variante non illustrée cet emboitement peut se réaliser au travers l'aileron de queue vertical fixe intégré au fuselage. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente la vue en perspective d'un hydrofoil en forme d'avion équipé de l'invention. 15 La figure 2 représente la vue en perspective de la mise en place de l'aile avant dans la cavité. La figure 3 représente la vue de côté de l'ensemble des systèmes de calages de l'aile arrière, dite stabilisateur. La figure 4 représente la vue de dessus des positions de l'aile arrière, dite stabi- lisateur. La figure 5 représente la vue de côté de l'ensemble des systèmes de réglages de l'aile arrière, dite stabilisateur. La figure 6 représente la vue en perspective de l'aile arrière, dite stabilisateur et son bossage. En référence à ces dessins, le fuselage (1) en forme de fuseau comporte à l'avant un emboitement (19) qui accueille une aile médiane (4) maintenue en place par un serrage de vis (10) selon l'axe des inserts filetés borgnes (7) avec une incidence de calage positif porteur fixe (a). Grâce au dispositif (19) réalisé sous la forme d'un orifice (8) horizontal aux pa- rois strictement parallèles situé dans le fuselage (1) accueillant une forme (9) positive ou male de l'aile en son centre et dans son axe, étroitement ajustée à celui-ci. L'aile médiane (4) est maintenue à sa place dans le fuselage (1) par l'intermédiaire de deux vis (10) traversant verticalement cet ensemble se fixant dans les deux inserts borgnes filetés (7) prévus à cet effet. 3049262 -4- Tout cet ensemble ici décrit crée une portance (P) verticale de par son avancée dans le fluide communiquée par le mat profilé (2) à l'engin nautique situé à son extrémi- 5 té supérieure. L'aile (4) médiane voit sa solidité et sa finesse d'écoulement accrues. Deux moyens de réglage de l'angle d'attaque du stabilisateur (3) existent : le premier moyen consiste à l'installation d'un berceau de calage (5) sur le rail (18) et le second moyen consiste à régler l'incidence grâce à des vis pointeaux (12), le tout contenu dans un orifice (8') prévu à cet effet. 10 Le premier moyen de calage négatif déporteur ((3) du stabilisateur est obtenu par l'insertion entre le stabilisateur (3) et le rail plat (18) du fuselage (1) d'un berceau (5) qui a une forme définie pour l'angle déporteur choisi, et par le choix de la position du stabilisateur (3) entre les inserts (a-b) ou (b-c) ou (c-d) et également par le choix d'un aileron (6) positionné en fin de rail (18) , amovible et de taille différente. 15 Le rail (18) comporte une surface plate percée de quatre inserts alignés, (a, b, c, d) permettant les différentes positions des berceaux (5) et du stabilisateur (3) représentés en vue de profil. Des angles (13), (13'), (13") découlent de la forme des trois berceaux (5) différents. Le berceau (5) a une forme supérieure adaptée à l'intrados du stabilisateur (3) 20 et une forme inférieure plate adaptée à celle du rail (18). L'angle (13) est défini par l'assemblage de ces deux formes. Un aileron (6) ou (6') est fixé au fuselage (1) en position inférieure ou supérieure, au choix du navigateur grâce à l'insert et tenon (16) prévus à cet effet. Grâce aux différents calages de l'angle (13) par utilisation des berceaux (5) on 25 optimise la portance générale de l'aile médiane (4) et de son fuselage (1). Sur le rail (18) situé à l'arrière du fuselage (1) les différentes positions du stabilisateur (3) (3') (3") augmentent le bras de levier du fuselage (1) et sont obtenues grâce aux positions des inserts filetés borgnes (a-b) (b-c) (c-d) et de leurs fixations par des vis (17). Tout cet ensemble ici décrit autorise la diminution de surface du stabilisateur (3) 30 et de la surface mouillée, ce qui se traduit par une augmentation de performance ; un moindre frottement dans l'eau. Le second moyen du réglage du calage négatif déporteur (g) s'opère grâce au montage du stabilisateur (3) à travers le fuselage (1) dans la cavité (8') accueillant une 3049262 - 5 - forme (9') remplie d'un matériau souple (13) élastique et compressible pour la garantie d'étanchéité de cette cavité et ceci quelque soit sa position angulaire. 5 L'angle déporteur (13) est très facilement réglable grâce à ce montage maintenu de part et d'autre et dans l'axe du fuselage (1) par deux vis pointeaux (12) de réglage et le tout enserré par une vis principale (14) traversant le bossage (15) et le fuselage (1). _ Le bossage (15) situé au centre du stabilisateur (3) coté intrados et extrados, vient effleurer les parois supérieures et inférieures de la cavité (8') qui lui est réservée. 10 Deux encoches (11) reçoivent les extrémités des vis pointeaux (12) utilisées pour le réglage de l'angle ((i). Un trou (20) légèrement oblong permet le passage au travers du stabilisateur (3) de la vis de fixation (14) tout en accordant un degré de liberté suffisant pour le réglage fin de son angle ((3) autour de l'axe (21). L'ensemble des figures ici présentées ne pourrait prétendre à limiter le domaine 15 d'application de l'invention constituée par un ou plusieurs emboitement(s) médians des ailes à travers un fuselage et ses réglages particuliers de la portance générale. Cette invention est réalisée en alliage, en matériaux composites par des principes de moulages classiques. REVENDICATIONS1) Dispositif pour améliorer les performances hydrodynamiques d'un hydrofoil comprenant un mat (2), une aile avant (4) et une aile arrière (3) implantés sur un fuselage (1) caractérisé en ce que l'implantation de l'aile avant (4) montée de façon médiane et calée à un ange fixe (a) grâce à son emboitement horizontal (19) sur le fuselage (1) permet une meilleure répartition des filets d'eau entre intrados et extrados avec une liaison entre profils et corps du fuselage en forme de karman stabilisée par l'aile arrière (3) calée à un angle négatif déporteur ((3) fixe ou réglable. 2) Dispositif selon la revendication 1 comprenant une forme (9) s'emboitant dans un orifice (8) équipé d'inserts (7) et fixée par des vis (10) caractérisé en ce que l'aile avant médiane (4) traverse le fuselage (1) dans l'orifice (8) horizontal débouchant de part et d'autre avec des parois strictement parallèles situées dans le fuselage (1) accueillant la forme (9) positive ou mâle de l'aile avant (4) en son centre et à son axe étroitement ajustée et enserrée dans celui-ci grâce aux vis (10) traversant verticalement cet ensemble se fixant dans les deux inserts filetés borgnes (7) prévus à cet effet pour garantir la solidité et la finesse d'écoulement du fluide. 3) Dispositif selon la revendication 1 comprenant un rail plat (18) supportant la fixation d'un berceau (5) nécessaires à l'implantation de l'aile arrière (3) caractérisé en ce que le choix de l'angle de calage négatif déporteur fixe (13) est obtenu par l'installation et le choix de la forme du berceau (5) situés entre le rail plat (18) du fuselage (1) et de l'aile arrière (3). 4) Dispositif selon la revendication 1 comprenant une forme (9') remplie d'un matériau souple (13) s'emboitant dans une cavité (8') caractérisé en ce que le choix de l'angle de calage négatif déporteur réglable ((3) s'opère grâce au montage traversant de l'aile arrière (3) à travers le fuselage (1) dans la cavité (8') accueillant la forme (9') remplie d'un matériau souple (13) élastique et compressible pour la garantie d'étanchéité de cette cavité (8') autour de l'aile arrière (3) pour obtenir un moyen de réglage modulable. 5) Dispositif selon la revendication 4 comprenant deux vis pointeaux (12) implantées dans le fuselage (1) et une aile arrière (3) dotée de deux encoches (11) traversée d'une vis de fixation (14) et percée d'un trou oblong vertical (20) sur l'axe (21) de tangage de l'aile arrière (3) caractérisé en ce que le calage négatif déporteur réglable de l'angle ((3) est obtenu grâce aux deux encoches (11) réceptacles des extrémités des deux vis pointeaux (12) situées de part et d'autre du trou oblong vertical (20) qui permet le passage au travers de la vis de fixation (14) tout en accordant un degré de liberté de réglage fin de son angle (13) autour de l'axe (21).