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CONSTITUTION ET DISPOSITION D'AILES PORTEUSES FOUR VEHICULES NAUTIQUES.
La présente invention concerne la réalisation et la disposition d'ailes porteuses aquatiques sur des embarcations, qui sont destinées à sou- lever, pendant la marche, tout ou partie du corps du bateau sur lequel-elles sont disposéeso
Pour satisfaire à toutes les conditions imposées à des véhicu- les nautiques de ce genre pendant la marche,il faut que les ailes porteuses puissent être réglées quant à leur angle d'incidence, au moins pendant l'ar- rêt et, pour les bateaux à grands écarts de charge et de vitesse de marche, il est désirable, de plus, de pouvoir procéder à ce réglage pendant la marche.
Pour la navigation en eaux peu profondes, il est absolument nécessaire de pouvoir escamoter les ailes pendant la marche, en raison de la grande profon- deur de plongée du système nécessaire pour les vitesses réduites. En vue du contrôle et de l'entretien, il faut que les ailes soient facilement interchan- geables et qu'elles soient relevables autant que possible jusqu'à la surface de l'eau. Enfin, il y a lieu de tenir compte des considérations de fabrica- tion .dans le montage des ailes.
Toutes ces conditions n'ont pas été remplies par les systèmes à ailes porteuses connus jusqu'à présent, car, en général, ces dernières é- taient relevées directement à la structure du corps du bateau ou bien certai- nes parties du corps du bateau formaient un élément constitutif du système d'ailes porteuses au point de vue statique.
La présente invention est caractérisée en ce que chaque aile porteuse, ainsi que ses éléments de support et un support résistant à la fle- xion et à la torsion, constituent une armature statiquement solidaire qui re- goit les forceso
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La position de cette armature par rapport au corps du bateau peut être modifiée et ce corps ne constitue par aucune partie un élément con- stitutif du système d'ailes porteuses. L'armature peut elle-même être réali- sée de telle façon qu'un plan fixe produisant une poussée et servant d'organe de liaison entre le support et les ailes porteuses soit relié directement au support de façon à résister à la flexion et qu'il passe continuellement du profil du support au profil de l'aile porteuse.
Les supports d'ailes et les plans fixes peuvent avoir un point de liaison commun sur le support et, dans ce cas, ces pièces peuvent alors .être raccordées par des brides. La structu- re peut aussi être suspendue suivant l'axe du support ou suivant l'un des axes voisins, qui peut se déplacer verticalement dans des éléments de guida- ge fixes du bateau et être orientable en avant et en arrière, tandis que des coulisses prévues à l'écartement de cet axe, subissent les forces autour du- dit axe pivotant et assurent la position parallèle approximative de l'ensem- ble d'ailes, lors du déplacement.
Par suite de la possibilité de déplacement vertical de la structure d'ailes porteuses statiquement solidaires qui ne transmet pas d'ef- forts internes sur les éléments de guidage, sous sa charge, il est possible de la façon la plus simple d'introduire, entre les ailes porteuses et le corps du bateau, des éléments amortisseurs qui agissent en s'opposant à l'ef- fort de poussée en exerçant une flexion sur les ailes porteuses, contre l'a- gitation des vagues.
Les ensembles d'ailes porteuses peuvent être escamotés ou sortis pendant la marche, en charge complète, par un moyen simple, par exemple à l'aide de cylindres à pression d'huile, et peuvent soulever le corps du bateau au-dessus de la surface de l'eau ou le remettre à flot, sans que, pendant cette opération, l'effet de poussée ou la profondeur de plongée de l'aile soit modifié ou qu'il se produise de gros efforts, comme cela est le cas dans les dispositions déjà proposées, qui sont munies d'articulations aux ailes porteuses susceptibles d'être repliées.
Des conditions de navigation par eaux peu profondes où la pro- fondeur de plongée pendant la marche ne doit jamais être dépassée, même pas- sagèrement, se trouvent ainsi réalisées.
L'invention est décrite en détail dans ce qui suit à l'aide des dessins annexés qui illustrent, à titre d'exemples, certaines de,ses réa- lisations.
Fig. 1 illustre un ensemble d'ailes porteuses avant, vu de fa- ce, et sa disposition dans le corps du bateau, en coupe suivant la ligne de la fig. 2. Un élément de guidage est représenté sur un des cotés de la figure et un élément déplaçable en hauteur est représenté sur l'autre coté.
Fig. la illustre un support avec des plans fixes vu du haut.
Fig. 2 illustre, à l'échelle agrandie par rapport à la fig. l, un ensemble d'ailes porteuses avant, selon sa disposition dans le corps du bateau, vu de côté. Pour plus de clarté, un seul élément d'appui, le support et la surface de portée sont représentés en coupe.
Fig. 3 représente un ensemble d'ailes porteuses arrière selon sa disposition sur un corps de bateau, vu de l'arrière. On a représenté, sur un côté de la figure, un élément de guidage et, sur l'autre, un élément dé- plagable en hauteur.
Fig. 4 montre un ensemble arrière d'ailes porteuses selon sa disposition sur le corps du bateau en élévation vu de côté et on n'a repré- senté en coupe que, sur l'ensemble, le gouvernail, le support et l'aile por- teuse pour plus de clarté.
Fig. 5 représente un autre exemple de réalisation de la fig. 4 en élévation vue de côté, dans laquelle un élément d'appui, le support et l'ai-' le porteuse de l'ensemble sont représentés en coupe.
Fig. 6 montre l'extrémité d'un support vu en plan et un élément de guidage en coupe.
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Aux fige. 19 -la et 2, 1 est la surface porteuse, qui avec,les éléments de support 2, les plans fixes 3 et le support 4 résistant à la fle- xion et à la torsion, réalisé ici sous forme de tube, constitue une structure statiquement solidaire. Les plans fixes 3, qui forment la liaison entre le support 4 et l'aile porteuse 1, sont reliés directement au-support de façon à résister à la flexion et passent de façon continuelle du profil du support au profil de l'aile porteuse à l'endroit 3â. Dans l'exemple représenté, les supports 2 et les plans 3 ont avantageusement un point de raccordement com- mun sur le support 4. Ces trois éléments sont munis de brides 5, qui !servent à les réunir les uns aux autres.
La position de l'ensemble d'ailes porteuses peut se modifier par rapport au corps 15 du bateau. Dans cette forme de réa-. lisation, l'ensemble d'ailes porteuses est suspendu sur l'axe 6 voisin de l'a- xe du support (fig. 2) et cet axe 6 peut coulisser verticalement et pivoter dans les éléments de guidage fixes 7 du bateau, constitués ici sous forme de rails.
A la figo 1, le rail 7 n'est représenté sur le côté droite car il est caché sur le côté gauche par les organes de manoeuvre non représentés sur cette figure.
On voit à la fig. 6, que l'axe de suspension 6 comporte de pré- férence des rotules 8logées dans des glissières 9, de sorte que l'axe peut être déplacé dans les coulisses et tourné. A la place des glissières, on'peut également prévoir des galets de roulement. Une deuxième glissière 10, qui se déplace également dans un rail 7 et qui assure le parallélisme de l'ensemble lors du déplacement est prévu à l'extrémité du levier 11 à écartement verti- cal de l'axe de suspension 6. Une partie de ce rail peut être montée pour pi- voter dans l'axe 12 (fig. 2) suivant cet exemple, pour modifier l'angle d'in- cidence des surfaces porteuses.
Le support 4 de l'ensemble avant est suspendu entre les' cloisons étanches 13 de la coque 15, au-dessus de la partie du fond 14 résistante à la flexion et au-dessous de la partie du pont 15a qui reçoit les efforts de trac- tion et de pression (représenté par des hachutes à la fig. 1). Il peut se dé- placer dans des fentes 16 prévues dans les parois latérales du corps du bateau.
Les cloisons étanches sont reliées au fond de façon étanche, de sorte que l'espace ménagé entre les cloisons étanches peut être inondé.
Comme le montre le dessin, l'ensemble d'ailes porteuses est, en position normale, incliné par rapport à la verticale et l'axe de suspen- sion passe derrière l'axe de support, de telle sorte que la résultante de poussée A de la surface porteuse passe le plus près possible de l'axe 6a, si bien qu'il ne se produit aucun moment autour de cet axe et que la glissière 10 se trouve soulagée au maximum. On prévoit avantageusement sur l'axe de la glissière 10 ou sur le raccordement du levier 11 au tube support 4, un point de rupture théorique, qui cède lorsque les surfaces portantes touchent le fond, de sorte que l'ensemble peut se relever et qu'un endommagement du ba- teau est évité.
Les fige. 39 4 et 5 représentent la surface portante arrière 1 avec les éléments d'appui 2, le gouvernail 17 et le support 4 qui est ici de nouveau constitué par un tube, sous forme d'une structure statiquement soli- daire et qui se trouve suspendue, pour pouvoir se déplacer et pivoter dans l'axe 6 derrière la poupe 18 du corps de bateau 15. Cette structure peut se déplacer dans le guide 7, comme à la fig. 1. La coulisse inférieure est for- mée par l'arbre 19 de l'hélice qui sert de guide.
A cet effet, l'arbre comporte, sur ou dans'le corps du bateau, un point de pivotement avec articulation à la cardan. Derrière l'hélice, se trouve un coussinet 20 articulé sur le gouvernail 17 en 10 et qui reçoit les forces résultant de la résistance de la surface porteuse. Dans ce cas, l'en= semble d'ailes porteuses est vertical, c'est-à-dire que l'axe de suspension se trouve situé devant l'axe porteur, ou disposé en inclinaison négative, par rapport à la verticale, de telle sorte que la résultante de la poussée A, com- me on le voit au dessin, a pour effet un moment de rotation vers l'arrière,
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provoquant un effort de traction vers l'arrière dans l'arbre de l'hélice, ce qui réduit ainsi avantageusement l'effort de rupture dans l'arbre produit par la force de poussée de l'hélice.
La poupe 18 se trouve inclinée dans le sens de l'arc décrit par le point de raccordement 10 de l'arbre pivotant de bas en haut, afin d'éviter des variations assez importantes de l'angle d'in- cidence, lors de la montée.
A la fig. 5,l'élément de guidage est constitué par un guide 21, qui est supporté de façon à pouvoir pivoter, d'une part, sur le corps du bateau et, d'autre part, sur l'axe de suspension 6. Le deuxième guide est for- mé, comme à la fig. 4, par l'arbre 19 de l'hélice qui se trouve de nouveau relié par le coussinet 20 et l'articulation 10 à l'aile porteuse 1 et qui peut pivoter, d'autre part, autour de l'articulation 22, sur le corps du ba- teau. Ce point de liaison du guide au corps du bateau peut être constitué mo- bile horizontalement, afin de modifier l'angle d'incidence de l'aile porteur se. Dans l'exemple représenté, l'arbre d'hélice est revêtu d'un manchon et il est divisé, devant l'hélice, en deux parties reliées au moyen d'un joint de cardan ou de pignons coniques.
Le guide 21 est toujours vertical quelle que soit sa position vers le bas ou vers le haut et il peu±, de ce fait, re- cevoir directement les efforts de poussée. Un verrouillage 23 peut être pré- vu pour modifier l'angle d'incidence lors du déplacement horizontal. Le guide 21 peut également être réalisé sensiblement plus court et ne décrire, lors du déplacement de l'aile porteuse,qu'un mouvement angulaire d'oscillation réduit. A la place de l'arbre d'hélice, on peut introduire, pour le guidage du groupe, un deuxième guide plus court, avec raccordement mobile au bateau.
Le déplacement vertical de l'aile porteuse est de préférence as- suré par des cylindres hydrauliques 24 (figs. 1 et 3) qui sont de préférence fixés au support 4 et notamment, dans l'exemple de la fig. 2, au deuxième axe 6a, tandis que la bielle 25 attaque le corps du bateau, par exemple un corps creux cylindrique 26 fixé sur le pont, dans lequel le cylindre 24 peut entrer.
Par cette disposition, on évite, lors de l'arrêt du bateau, qui de la boue entraînée par l'eau vienne se fixer sur' la bielle.
Du fait qu'au cours du mouvement de remontée, un accroissement de l'effort de poussée est le résultat cherché, l'installation est de préfé- rence réalisée de façon que l'angle d'incidence des surfaces augmente au dé- part, ce qu'on obtient en inclinant les barres de guidage supérieures et in- férieures 7 et le guide 21, les uns par rapport aux autres. L'ensemble arriè- re d'ailes porteuses peut également s'élever plus rapidement ou le mouvement ascendant peut commencer avant celui de l'aile avant, ce qui produit un désé- quilibre chargeant la poupe du bâtiment et partant une augmentation de l'an- gle d'incidence.
Pour éviter d'entrer en contact avec le fond en cas d'arrêt du moteur, les organes d'actionnement du dispositif de relevage peuvent être mis sous l'action de la pression dynamique et mis automatiquement en action dès qu'une vitesse ou valeur de pression pré-déterminée n'est plus atteinte.
Ce dispositif de mise en action peut être constitué essentiellement par un cylin- dre ou un soufflet mis à la pression dynamique de l'eau, contre le piston ou le fond duquel appuie un ressort sous tension initiale;. lorsque la marche se ralentit, ce ressort commande l'ouverture d'une soupape reliée au piston qui laisse arriver de l'huile sous pression aux cylindres hydrauliques pour le relevage des! organes des ailes porteuses, tandis que, lorsque la vitesse de marche augmente et lorsque la vitesse prédéterminée est atteinte, la force du ressort est surmontée par la pression dynamique et l'avancement du piston in- verse la soupape pour assurer le sens d'écoulement produisant la descente du groupe d'ailes porteuses.
Si la vitesse est de nouveau réduite au-dessous de la valeur prédéterminée,'le ressort devenant prépondérant fait de nouveau pas- ser l'aile porteuse au mouvement de relevage.
Si les ensembles d'ailes porteuses sont montés élastiquement sur le corps du bateau pour amortir les chocs des-vagues, des éléments amor- tisseurs métalliques en caoutchouc ou pneumatiques sont alors montés à la pla- ce des cylindres hydrauliques 24.
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Un élément flexible;, tel qu'un matelas d'air, qui absorbe la flexion de l'aile portante;, sans qu'il soit besoin de modifier le système de montée peut également être introduit dans le circuit d'huile des cylin- dres hydrauliques.
La sortie et la rentrée des ailes porteuses peut également s'ef- f.ectuer sans intercalation de servo-moteurs, par 1'action directe des forces de l'eau exercée sur elles. Dans ce cas, on prévoit des butées d'extrémité à verrouillages en positions inférieure et supérieure des ailes porteuses.'Lors- que ces butées sont déverrouillées,les ailes porteuses sont relevées par les efforts de poussée qui s'exercent sur ellesquand l'angle d'incidence est positif, tandis que les ailes porteuses sont amenées à redescendre à un angle d'incidence correspondant à celui pour lequel 19,effort de poussée disparaît presque ou agit négativement.
Dans ce cas, on peut prévoir, sur l'installa- tion, des cylindres de freinage ou des freins à friction qui ralentissent la remontée des ailes porteuses ou mieux encore, la vitesse de descente du corps de l'embarcation sur la surface de l'eau.
A la fig. 4, l'arbre d9hélice est muni d'un support intermédiai- re 28, sur lequel est articulé un coussinet d'arbre 27. Lors du relevage de l'aile de poupele support 28 peut être pivoté sur l'axe 29,dans le sens de la flèche, par exemple au moyen du cylindre hydraulique 31, qui attaque le levier 30. Le coussinet 27 coulisse alors sur l'arbre d'hélice. Afin de syn- chroniser le mouvement de l'appui intermédiaire et de l'aile porteuse, les deux éléments peuvent être accouplés hydrauliquement ou mécaniquement,en uti- lisant les rapports de transmission correspondants. Le support intermédiaire 28 peut aussi être relevé de la même manière avec une disposition à coulisse- ment vertical.
Pour laisser au bateau sa liberté de manoeuvre pendant toute l'opération d'escamotage des ailes porteuses, une timonerie 32, reliée au gou- vernail par un organe de torsion 33 à longueur variable, est montée sur le corps 15 du bateau, au-dessus de l'axe du gouvernail, comme représenté à la fig. 4. Cet organe de torsion peut être muni darticulations écartables et se replier pendant le relevage. Il peut aussi être constitué par un arbre à clavette qui se déplace dans le mécanisme.
La constitution d'ailes porteuses décrite crée un système d'ai- les porteuses aquatiques nouveau pour ce qui est du montage et de la disposi- tion, par lequel toutes les conditions requises, en ce qui concerne les pos- sibilités de réglage, de manoeuvre et de relevage pendant la marche et l'en- tretien, sont avantageusement satisfaites quelles que soient les conditions dans chaque cas.
La construction en usine des ailes porteuses, ainsi que de leurs éléments de support et de raccordement, se trouve excessivement simplifiée.
L9ensemble autonome peut être construit en série, indépendamment du corps du bateau, sans travail d'adaptation dans les installations. La pose et la dépose des ensembles dailes porteuses s'effectuent rapidement et avec simplicité, sans qu'il soit besoin de sortir l'embarcation de l'eau. Par suite de la possibilité de pivotement des ensembles, il est possible de les amener à la surface en les faisant tourner et de les nettoyer, ce qui ne pouvait se faire avec les anciens systèmes qu'à terre ou en dock.
En outre, la suspension sur un axe de pivotement permet dadapter le réglage de l'aile à la charge ou à la vitesse de chaque cas et de corriger les déformations qui se produisent facilement dans le corps du bateau au cours d'une très longue durée de fonc- tionnement et qui influent sur l'angle d'incidence des ailes porteuses.
La pivotabilité pendant la marche permet en outre un freinage efficace de la vitesse, en cas de danger. L'ensemble avant d'ailes porteuses peut être amené brusquement à un angle d'incidence réduit ou négatif en obli- geant ainsi le corps du bateau à plonger lorsque de fortes résistances se pro- duisent.