Brevet FR3080356A1 — publié le 20191025

La présente invention concerne une structure complète d'accueil et d'actionnement de foil arrière bord à bord monobloc rétractable pour bateau à moteur. Le bateau à moteur peut être à coque rigide ou semi rigide, à motorisation hors-bord comme embarquée. Par foils il est entendu, ces ailes dont l'hydrodynamique donne de la portance au bateau. Par bord à bord monobloc il est entendu un foil unique pour portance de bâbord à tribord sous le bateau. Par foil rétractable, il est entendu un foil qui soit actionnable en translation sous l'eau pour le descendre ou le remonter par rapport au niveau de la coque. Il est connu des façons de structurer des foils sur des bateaux à voile. Il est très peu connu de structuration de foils sur des bateaux à moteurs. La présente invention vise à répondre à un cas très particulier qui n'a jusqu'alors jamais été abordé qui est celui de la structuration d'un foil arrière rétractable bord à bord monobloc de bateau à moteur. En effet, 15 l'invention répond à un nouveau jeu de contraintes jamais résolues jusqu'alors qui est 1 - de proposer un foil arrière bord à bord rétractable pour bateau à moteur qui puisse répondre à un jeu de contraintes différents selon que le bateau se trouve sur une hauteur d'eau importante qui permet alors de descendre le foil, ou sur qui s'approche d'un haut fond ou du bord 20 et qui nécessite de remonter le foil. 2 - de proposer un foil aux performances mécaniques et hydrodynamiques optimisées. En effet il 2 existe des foils soit sur le côté du bateau (bâbord ou tribord) soit au centre du bateau, mais qui présentent l'inconvénient de présenter des extrémités saillantes latérales en bout d'aile qui dans l'eau créent de la cavitation et nuisent aux performances du bateau. Plus particulièrement, lorsque la 5 jonction de la partie horizontale du foil avec la partie verticale n'est pas en bout d'aile, alors cela génère des perturbations hydrodynamiques. L'idée est de proposer un foil qui sans bout d'aile latérale. Typiquement l'invention innove en proposant un foil dit en U ou en V bord à bord sous le bateau qui se rétracte pour s'adapter à la hauteur de fond et aux 10 conditions de navigation. 3 - le positionnement de foils à l'arrière du bateau apporte une forte complexité pour conjuguer la poussée du moteur à la présence des foils. La position du moteur ne doit pas interférer à celle des foils et inversement. Cela est très difficile dans la mesure où selon les conditions de navigation, un appui arrière mal dimensionné vient totalement perturber les performances et la maniabilité du bateau. Un objet principal de l'invention est donc d'améliorer les performances hydrodynamiques des foils pour bateau à moteur. Un objet de l'invention est de proposer un système complet adapté qui optimise l'ensemble des performances du bateau à moteur selon qu'il 20 soit en condition de navigation pleine eau comme proche du fond. 3 Un objet de l'invention est de proposer une solution robuste, économique et facile à manoeuvrer. Un objet de l'invention est de proposer une solution qui simplifie la fabrication des foils. 5 Dans un aspect principal, l'invention propose une modification de la structure des bateaux par action sur la coque afin de laisser la place à une structure de foils et son mécanisme d'actionnement. L'invention est une invention de première monte est n'est pas adaptée pour une seconde monte à date. L'invention propose une série de modifications et d'ajouts innovants 10 sur le fond de coque, sur les bords de coque, qui coopère à la fois avec un foil de conception innovante, et avec un dispositif d'actionnement lui-même innovant. Dans un aspect de l'invention, le foil arrière adopte donc une forme générale en U avec deux bras verticaux qui sont les côtés du U, et une aile 15 portante qui épouse la forme de la coque du bateau. Dans un aspect l'invention propose des aménagements spécifiquement réalisés pour permettre sa rétractabilité. Sur le pont, des coffres structurels sont disposés de chaque côtés au niveau des bras verticaux, suffisamment hauts et profonds pour contenir ces verticaux de foils en position haute au repos et en position basse en charge, en travail. 4 Dans un aspect de l'invention, les mécanismes de montée et de descente se trouvant également dans ces coffres. Dans un aspect de l'invention sous la coque, un décaissement, couramment dénommé redan, dans la surface plane de glisse est réalisé, 5 afin que le foil vienne s'emboiter sans se trouver en sur épaisseur dépassant de la coque une fois au repos. Ainsi les éléments structurels de pont et de coque ont subi une adaptation spécifique à l'ajout du foil. Les figures annexées représentent un mode particulier de l'invention 10 sur lesquelles : - La figure 1 représente un bateau hors-bord traditionnel - Les figures 2a, 2b, 2c représentent trois vues successives de profil du bateau hors-bord équipé de la présente invention - La figure 3 représente une vue de section de coque de bateau 15 - La figure 4a représente une vue de profil de la dite coque équipée de coffres de bras de foils - La figure 4b représente une vue de profil de la dite coque équipée de l'ensemble de l'invention - Les figures 5a à 5d représentent une vue de profil des différents 20 profils de foils selon l'invention 5 La figure 1 représente un bateau hors-bord traditionnel en vue de côté avec sa coque (30) et à l'arrière du bateau un moteur (10) à hélice (11). Les figures 2a, 2b, 2c représentent trois vues successives de profil du 5 bateau hors-bord équipé de la présente invention. Il apparaît en figure 2a, comment la coque est dessinée pour former un redan (20) qui est un léger décrochage de façon à ce qu'une fois équipé du foil (40) en U, figure 2b, l'ensemble constitué présente une surface de coque totalement lisse. En bref, le redan adopte en creux le volume du foil qui vient s'encastrer sous la 10 coque dans le redan pour présenter au final une surface de coque + foil qui soit lisse. De cette façon, lorsque le foil (40) n'est pas abaissé, la qualité de glisse et d'hydrodynamique de la coque n'est pas altérée. Plus particulièrement le redan est dessiné à l'arrière de la coque sur un ruban. Cette disposition optimise la facilité de la coque qui après le redan vient 15 donc former le tableau arrière du bateau. La figure 2e montre comment le foil (40) en position baissée vient se positionner devant l'hélice et sous l'hélice. En bref, le foil laisse la place à une section d'eau pour passer entre la coque et le foil (40) pour être aspirée et propulsée dans l'hélice. La figure 3 représente une vue de section de coque de bateau 20 traditionnelle avec - une longueur Li de maître bau, à savoir la largeur hors tout de la coque au niveau du pont - une longueur L2 de franc bord, à 6 savoir la hauteur des côtés de la coque, du pont jusqu'au point de courbure avec le fond de la coque - une longueur L3 de tirant d'eau, à savoir la distance entre la ligne de flottaison au repos et le point de coque le plus profond. L'invention présente des proportions très particulières que nous 5 tenons ici à décrire puisque la recherche de nouveau rapport de proportion permet de mettre en place l'invention qui n'était absolument pas évidente à implanter à un homme du métier. Plus particulièrement La longueur totale des bras verticaux (42a, 42b) de foil est comprise entre 0,5 et 1,5 fois la hauteur L2 du franc bord. 10 - La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en appuis dans la coque, avec le foil descendu en travail est comprise entre 0,2 et 0,5 fois la hauteur L2 du franc bord. La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en extérieur de coque, en travail avec le foil descendu est comprise entre 1 et 0,5 15 fois la hauteur L2 du franc bord. - L'écartement des bras verticaux de foil est compris entre 0,5 et 1 fois la longueur Li du maître bau. - La longueur en développé du plan horizontal de foil est compris entre 0,5 et 1,5 fois la longueur en développé du fond de coque 20 dans le sens latéral. 7 - Le tirant d'eau foil remonté, hors autres appendices tels que le moteur et autres foils différents est identique au tirant d'eau sans les foils - Le tirant d'eau foil descendu, hors autres appendices tels que le 5 moteur et autres foils différents est compris entre la hauteur de tirant d'eau foil remonté + 0,5 à 1,3 fois la hauteur du franc bord. La figure 4a représente une vue de profil de la dite coque équipée de coffres (41a, 41b) de bras de foils. Ils logent à bâbord et à tribord les bras de foils (42a, 42b) bâbord et à tribord et permettent la translation des bras 10 de foils sans que cette translation risque de blesser un passager ou risque d'être gênée par un obstacle quelconque. La figure 4b représente une vue de profil de la dite coque équipée de l'ensemble de l'invention avec les bras de foils (42a, 42b) logés dans les coffres de foils (41a, 41b). Un système d'actionnement (46) comprenant 15 une motorisation, un calculateur et des moyens de mises en déplacement du type chariot sur chaîne ou sangle sur poulie transmettent les mises en translation des bras de foils vers le bas ou vers le haut selon les instructions du calculateur qui reçoit lui-même les instructions du pilote depuis le tableau de bord. La descente des deux bras est coordonnée par un 20 mécanisme de coordination. Le foil monobloc comprend donc deux bras latéraux (42a, 42b) sensiblement verticaux, et une aile sensiblement 8 horizontale en coupe en forme de U, figure 5d, ou de V, figure 5c. Préférentiellement le corps monobloc ne présente aucune surface d'arrêt saillante latérale dans le plan de coupe, ce qui fait que préférentiellement figure 5b, les bras sont dans le prolongement de l'extrémité de l'aile, plutôt 5 que de se rapporter comme des bifurcations qui laisseraient une extrémité d'aile saillante former prise à la cavitation hydrodynamique, figure 5a. La présente invention concerne donc un ensemble coque (30) de bateau hors-bord (30) à moteur (10) à hélice (11) et foil (40) monobloc 10 caractérisé en ce que l'arrière de la coque (30) à proximité du moteur forme un redan (20) de bâbord à tribord, de volume égal à celui de l'aile (44) d'un foil monobloc (40) qui est actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé (46) en translation vertical, par deux bras de foils (42a, 42b) qui coulissent dans deux coffres latéraux (41a, 41b) formés dans l'épaisseur de 15 la coque, pour épouser une première position de rangement foil (40) remonté contre la coque dans laquelle l'ensemble de la coque est lisse, et une seconde position de vol dans laquelle l'aile (44) de foil se trouve positionnée sous l'hélice (11) de moteur pour la colonne d'eau qui circule sous la coque et qui est aspiré par l'hélice (11). 20 9 La présente invention concerne donc un ensemble coque (30), foil monobloc (40) caractérisé en ce qu'un système d'actionnement (46) comprenant une motorisation, un calculateur et des moyens de mises en déplacement du type chariot sur chaîne ou sangle sur poulie transmettent 5 les mises en translation des bras de foils (42a, 42b) selon les instructions du calculateur renseignés par les instructions du pilote depuis le tableau de bord. La présente invention concerne donc un ensemble coque (30), foil monobloc (40) caractérisé en ce que l'aile (44) de foil est en forme de V. 10 La présente invention concerne donc un ensemble coque (30), foil monobloc (40) caractérisé en ce que l'aile (44) de foil est en forme de U. La présente invention concerne donc un ensemble coque (30), foil monobloc (40) caractérisé en ce que les proportions des éléments constituants répondent aux jeux de contraintes suivantes : 15 La longueur totale des bras verticaux (42a, 42b) de foil est comprise entre 0,5 et 1,5 fois la hauteur L2 du franc bord. La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en appuis dans la coque, avec le foil descendu en travail est comprise entre 0,2 et 0,5 fois la hauteur L2 du franc bord. 10 - La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en extérieur de coque, en travail avec le foil descendu est comprise entre 1 et 0,5 fois la hauteur L2 du franc bord. - L'écartement des bras verticaux de foil est compris entre 0,5 et 1 5 fois la longueur Li du maître bau. - La longueur en développé du plan horizontal de foil est compris entre 0,5 et 1,5 fois la longueur en développé du fond de coque dans le sens latéral. - Le tirant d'eau foil remonté, hors autres appendices tels que le 10 moteur et autres foils différents est identique au tirant d'eau sans les foils - Le tirant d'eau foil descendu, hors autres appendices tels que le moteur et autres foils différents est compris entre la hauteur de tirant d'eau foil remonté + 0,5 à 1,3 fois la hauteur du franc bord. 15 On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il REVENDICATIONS1 - Ensemble coque (30) de bateau hors-bord (30) à moteur (10) à hélice 5 (11) et foil (40) monobloc caractérisé en ce que l'arrière de la coque (30) à proximité du moteur forme un redan (20) de bâbord à tribord, de volume égal à celui de l'aile (44) d'un foi! monobloc (40) qui est actionné par un mécanisme d'actiormement motorisé (46) en translation vertical, par deux bras de foils (42a, 42b) qui coulissent dans deux coffres latéraux (41a, 41b) 10 formés dans l'épaisseur de la coque, pour épouser une première position de rangement foil (40) remonté contre la coque dans laquelle l'ensemble de la coque est lisse, et une seconde position de vol dans laquelle l'aile (44) de foil se trouve positionnée sous l'hélice (11) de moteur pour la colonne d'eau qui circule sous la coque et qui est aspiré par l'hélice (11). 15 2 - Ensemble coque (30), foil monobloc (40) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un système d'actionnement (46) comprenant une motorisation, un calculateur et des moyens de mises en déplacement du type chariot sur chaîne ou sangle sur poulie transmettent les mises en 20 translation des bras de foils (42a, 42b) selon les instructions du calculateur renseignés par les instructions du pilote depuis le tableau de bord. 12 3 - Ensemble coque (30), foil monobloc (40) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aile (44) de foil est en forme de V. 4 - Ensemble coque (30), foil monobloc (40) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aile (44) de foil est en forme de U. 5 - Ensemble coque (30), foil monobloc (40) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les proportions des éléments constituants répondent 10 aux jeux de contraintes suivantes : La longueur totale des bras verticaux (42a, 42b) de foil est comprise entre 0,5 et 1,5 fois la hauteur L2 du franc bord. La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en appuis dans la coque, avec le foil descendu en travail est comprise entre 0,2 et 15 0,5 fois la hauteur L2 du franc bord. La longueur des bras verticaux (42a, 42b) de foil en extérieur de coque, en travail avec le foil descendu est comprise entre 1 et 0,5 fois la hauteur L2 du franc bord. - L'écartement des bras verticaux de foil est compris entre 0,5 et 1 20 fois la longueur Li du maître bau. 13 - La longueur en développé du plan horizontal de foil est compris entre 0,5 et 1,5 fois la longueur en développé du fond de coque dans le sens latéral. - Le tirant d'eau foil remonté, hors autres appendices tels que le 5 moteur et autres foils différents est identique au tirant d'eau sans les foils - Le tirant d'eau foil descendu, hors autres appendices tels que le moteur et autres foils différents est compris entre la hauteur de tirant d'eau foil remonté + 0,5 à 1,3 fois la hauteur du franc bord. 15