La présente invention se rapporte à une aile volante semi-rigide démontable avec structure en arc, et plus particulièrement à une aile volante dont la structure résistante est constituée par un bord d'attaque qui est constitué par un assemblage de plusieurs tubes qui sont emboîtés entre eux, le bord d'attaque étant relié à chacune de ses extrémités par des câbles qui sont reliés à un dispositif central de tension qui, lors de son actionnement, provoque une tension sur les câbles provoquant une déformation élastique du bord d'attaque de manière à ce que celui-ci présente une forme d'arc, le bord d'attaque et les câbles constituant une structure résistante sur laquelle sont montées deux double-voilures qui sont chacune fixées à une des extrémités du bord d'attaque et qui sont reliées entre elles, dans la partie centrale, par des éléments de fixation.
Les ailes delta ou planeurs de pente ont connu un grand développement commercial il y a une vingtaine d'année. Au début de l'évolution des ailes delta, la plupart des ailes étaient légères, très rapides à monter et à démonter et peu coûteuses. Toutefois ces ailes de la première génération avaient des performances médiocres. L'évolution technologique a permis d'améliorer les performances d'une manière très importante, mais cette amélioration des performances a aussi nécessité une importante amélioration de la résistance et a conduit à concevoir des ailes delta d'un poids très élevé et d'une construction compliquée, ce qui s'est traduit par des ailes difficiles à transporter et nécessitant des temps importants pour le montage et pour le démontage.
La plupart des ailes delta connues ont une longueur de près de six mètres lorsqu'elles sont démontées, ce qui pose de nombreux problèmes de transport. En effet dans de nombreux cas les sociétés de remontées mécaniques refusent le transport des ailes volantes et les compagnies aériennes ont introduit des tarifs basés sur l'encombrement ce qui rend le transport des ailes très coûteux. Des formes d'exécution d'ailes delta démontables permettant de réduire l'encombrement de longueur sont connues, mais le montage et le démontage sont généralement des opérations longues et assez compliquées et en conséquence ces opérations sont limitées à des cas occasionnels, par exemple lorsque l'utilisateur souhaite transporter son aile par avion.
Comme mentionné, ces formes d'exécutions connues nécessitent des opérations de montage compliquées ce qui augmente aussi les risques d'effectuer une erreur de montage, étant connu que plus le nombre d'opérations à effectuer est important, plus le risque d'effectuer une erreur dans l'une ou l'autre des opérations est important. Dans le domaine du vol libre, l'augmentation du risque d'erreurs de montage est un problème très important dans la mesure où une erreur de montage se traduit généralement par un accident grave.
Les divers inconvénients précités des ailes delta connues ont fortement réduit le nombre des utilisateurs d'ailes delta semi-rigides, et la plupart des acheteurs potentiels d'ailes delta semi-rigides ont préféré acquérir des parachutes de pente ou parapentes pour exercer le vol libre, malgré le fait que les parapentes ont des performances nettement inférieures par rapport aux ailes delta semi-rigides, et malgré le fait que l'utilisation relativement sûre des parapentes est limitée à une utilisation dans certaines conditions météos très favorables.
Avec toutes les ailes delta démontables modernes connues, le pilote est suspendu sous la voilure et il contrôle l'aile par déplacement de son corps en se tenant à un trapèze, et par conséquent par déplacement du poids de son corps ce qui provoque une modification du centre de gravité, sur les côtés pour provoquer les virages, vers l'avant pour prendre de la vitesse et vers l'arrière pour réduire la vitesse de vol ou pour cabrer l'aile. Cette conception réduit les possibilités d'améliorations des performaces par le fait que le pilote, le trapèze et les câbles qui le maintiennent, provoquent une importante traînée. Des harnais sophistiqués ont permis de réduire quelque peu la traînée du pilote, mais ces harnais présentent les inconvénients d'être très coûteux, lourds et encombrants à transporter.
De plus, ces harnais doivent généralement être transportés séparément de l'aile ce qui complique encore le transport. Cette conception des ailes delta connues selon laquelle le pilote est suspendu sous la voilure présente un problème important dans la mesure où, dans certaines conditions, l'aile peut partir en auto-rotation, communément appelée tumbling, vers l'avant ce qui provoque une situation extrêmement dangereuse que le pilote ne peut plus contrôler. En effet, l'équilibre aile-pilote et donc le contrôle de l'aile est garanti en grande partie par le poids du pilote. Dans certaines conditions, par exemple dans le cas de fortes turbulences et par conséquent dans le cas de forts courants descendants, le pilote peut être projeté dans la voilure. Dans ces conditions, le poids du pilote n'a plus aucune action ce qui fait momentanément perdre l'équilibre et le contrôle.
Cette perte momentanée de contrôle peut aboutir à une auto-rotation vers l'avant qui est pratiquement incontrôlable et qui est encore accentuée par le déplacement incontrôlé du pilote. Tous les inconvénients précités des ailes delta connues ont conduit à une importante diminution des possibilités de commercialisation.
Les buts de la présente invention consistent donc à remédier aux inconvénients précités des ailes delta semi-rigides démontables connues.
Les buts sont atteints avec le principe de l'invention tel que décrit dans la revendication 1.
L'aile volante semi-rigide démontable avec structure en arc selon le principe de l'invention, comporte une structure résistante qui est constituée par un bord d'attaque qui est constitué par plusieurs tubes emboîtés entre eux, et par des câbles qui sont fixés à chacune des extrémités du bord d'attaque. Les câbles sont reliés entre eux, dans la partie centrale de l'aile, par un dispositif de tension qui est constitué par un palan. Deux double-voilures souples sont fixées chacune à l'une des extrémités du bord d'attaque et sont destinées à être reliées entre elles, en position montée, dans la partie centrale de l'aile, par des éléments de fixation constitués par des sangles par exemple. Ces voilures sont maintenues par le bord d'attaque à l'avant et par les câbles.
Les voilures souples comportent chacune plusieurs tubes droits ou préformés qui sont disposés dans le sens longitudinal de manière à donner à chaque double-voilure une forme d'aile. Dans la partie centrale de l'aile, un espace est prévu entre les deux doubles voilures pour l'installation du pilote. Un harnais est fixé de part et d'autre à chacun des tubes intérieurs des doubles voilures. Ce harnais est constitué par des sangles comportant quatres boucles. Deux de ces boucles sont destinées à maintenir le pilote en position assise par les cuisses, les deux autres étant installées comme des bretelles sur les épaules du pilote. Deux dérives sont montées pivotantes sur chacune des doubles-voilures et ces dérives sont actionnées, par l'intermédiaire de câbles, par deux poignées de commande qui sont montées pivotantes sur l'un des tubes intérieurs de chacune des double-voilures.
Deux toiles sont montées dans la partie avant de l'espace central de manière à constituer un carénage. En position de vol, le pilote est maintenu par le harnais dans une position dans laquelle la plus grande partie du corps se trouve à l'abri du carénage.
Le principe de l'invention présente de nombreux avantages. La structure résistante est en effet fortement simplifiée, se limitant à des tubes emboîtables constituant un bord d'attaque et à des câbles. Le montage de l'aile est extrêmement simplifié et rapide. Il suffit en effet d'emboîter les tubes constituant le bord d'attaque, de tirer comme des chaussettes les double-voilures qui contiennent les câbles dans les gaines, de fixer les câbles au dispositif de tension et d'actionner le dispositif de tension de manière à donner une forme d'arc au bord d'attaque ce qui tend longitudinalement les double-voilures entre le bord d'attaque et les câbles, et de fixer les double-voilures entre elles par les éléments de fixation qui sont constitués par les sangles de manière à tendre transversalement les double-voilures.
Après avoir fixé les dérives d'une manière très simple, le pilote peut s'installer dans le harnais qui présente l'avantage d'être intégré à l'aile. Le montage est extrêmement simple ce qui réduit presque totalement les risques d'erreurs, et le fait que le harnais soit intégré à l'aile supprime totalement un risque très connu qui est que le pilote oublie de s'attacher. Le montage et le démontage sont aussi très rapides ce qui supprime complètement ce défaut connu des ailes delta connues et ce qui permet d'obtenir des temps de montage ou démontage qui sont équivalents ou inférieurs par rapport aux parapentes.
En position démontée, l'aile volante, selon le principe de l'invention, présente un encombrement équivalent à un sac à ski, par exemple, c'est-à-dire qu'elle peut être transportée très facilement dans et avec n'importe quel moyen de transport. De plus elle peut être transportée en deux parties ce qui peut aussi faciliter les transports, plus particulièrement lorsque le pilote doit porter son aile sur une longue distance ou durant un temps assez long. La conception extrêmement simple de l'ensemble aile et harnais permet de réduire considérablement le poids ce qui facilite encore tous les transports.
Le principe de l'invention, présente de très importants avantages aérodynamiques. D'une part il permet de supprimer la traînée du trapèze et de tous les câbles de structure, et d'autre part il permet de réduire fortement la traînée du pilote. Ces avantages aérodynamiques peuvent permettre d'envisager d'importantes améliorations des performances.
Au point de vue de la sécurité en vol, le principe de l'invention procure plusieurs avantages. Le pilote est en effet maintenu par le harnais vers le haut et vers le bas ce qui permet de supprimer en grande partie les problèmes de perte de contrôle en cas de fortes turbulences. La mise en virage et les contrôle du tanguage et du roulis s'effectuent uniquement par la commande des dérives et les déplacement latéraux du pilote sont limités par les bords intérieurs des deux double-voilures, ce qui réduit les possibilités de perte de contrôle par déplacements latéraux non contrôlés du pilote.
Les déplacements du pilote vers l'avant sont limités soit par un carenage et vers l'arrière par le dispositif de tension, soit par les sangles qui maintiennent les double-voilures entre-elles dans la partie centrale. L'espace à disposition est largement suffisant pour contrôler l'aile en toutes conditions, en cabrage et en piqué, mais les butées constituées par le carénage et par le dispositif de tension permettent de limiter les risques de de perte de contrôle ou d'aggravation d'une perte de contrôle en limitant les déplacements du pilote vers l'avant ou vers l'arrière.
Le principe de harnais avec bretelles présente un avantage important lors de tous les déplacements de l'aile au sol lorsque celle-ci est montée.
Les divers avantages précités du principe de l'invention peuvent permettre d'envisager une nouvelle commercialisation importante des ailes volantes semi-rigides démontables.
Les figures annexées illustrent schématiquement et à titre d'exemple les principes de l'invention.
La fig. 1 est une vue de dessus et en plan de l'aile volante, en position montée.
La fig. 2 est une vue de l'avant et de face de l'aile volante, en position montée.
La fig. 3 est une vue en coupe de côté de l'aile volante à l'emplacement d'une dérive.
La fig. 4 est une vue de côté du bord intérieur d'une des double-voilures.
La fig. 5 est une vue de l'arrière de la partie centrale de l'aile comportant un harnais.
La fig. 6 est une vue de dessus en plan de l'aile volante dans une première phase de démontage.
La fig. 7 est une vue de dessus en plan de l'aile volante dans une deuxième phase de démontage.
La fig. 8 est une vue de dessus de l'aile volante en position démontée.
En référence tout d'abord aux fig. 1 et 2, l'aile volante comporte deux double-voilures 1 et 2 qui sont montées d'une part sur un bord d'attaque 3 à l'avant et qui sont maintenues par des câbles 9 et 10 qui sont disposés dans des gaines 11 et 12 qui sont solidaires des double-voilures. Les gaines et les câbles sont disposés de manière à ce que les câbles 9 et 10 relient chacun une des extrémités du bord d'attaque 3 à la partie arrière de chacun des bords intérieurs des double-voilures 1 et 2. Des tubes supérieurs 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27, sont montés dans des gaines qui sont pratiquées sous la voilure supérieure de chacune des double-voilures. Ces tubes préformés sont destinés à donner un profil supérieur d'aile aux voilures supérieures. D'autres tubes sont disposés dans des gaines qui sont solidaires de la partie supérieure de chacune des voilures inférieures.
Les bords intérieurs de chacune des double-voilures sont constitués par les tubes supérieurs 17 et 18, et par les tubes inférieurs 49 et 50. Les tubes 17 et 50 ainsi que les tubes 18 et 49, sont reliés entre eux par des tubes verticaux 47 et 51 qui sont disposés, dans le sens longitudinal, dans la partie médiasne arrière de la partie centrale de l'aile volante. La partie centrale de l'aile comporte un espace qui est limité par les deux bords intérieurs des deux double-voilures. Un pilote 35 est destiné à être installé dans cet espace et à être maintenu par un harnais 46 qui est fixé sur les tubes verticaux 47 et 51. Des dérives 29 et 30 sont montées pivotantes sur des axes 44 et 45 qui sont montés dans les tubes supérieurs 21 et 22. L'axe 44 de la dérive 29 est maintenu en position par des câbles 38, 39 et 40.
Le câble 38 relie l'une des extrémités du bord d'attaque 3 et l'extrémité de l'axe 44. Le câble 39 relie l'extrémité de l'axe 44 et la partie arrière du tube supérieur 17 et le câble 40 relie l'extrémité de l'axe 44 et la partie avant du tube supérieur 21. L'axe 45 de la dérive 30 est maintenu en position par des câbles 41, 42 et 43. Le câble 41 relie la partie arrière du tube supérieur 18 et l'extrémité de l'axe 45. Le câble 42 relie l'extrémité de l'axe 45 et l'une des extrémités du bord d'attaque 3. Le câble 43 relie l'extrémité de l'axe 45 à la partie avant du tube supérieur 26. Des poignées de commande 36 et 37 sont montées pivotantes sous les tubes supérieurs 17 et 18 et sont reliées à des câbles de commande 31 et 32 qui sont respectivement reliés aux dérives 29 et 30.
Les câbles de commande 31 et 32 sont montés respectivement autour de poulies 33 et 34 qui sont respectivement montées sous les tubes supérieurs 20 et 27. En actionnant l'une ou l'autre des poignées de commande 36, 37, le pilote fait pivoter l'une ou l'autre des dérives vers l'extérieur. Le bord d'attaque 3 est constitué par des tubes 4, 5, 6, 7 et 8, qui sont emboîtés entre eux. Des tubes de bout d'aile 19 et 28, sont montés aux extrémités du bord d'attaque 3 et sont destinés à maintenir les bords extérieurs des double-voilures qui sont aussi fixés aux extrémités du bord d'attaque 3. En position montée, les bords intérieurs des deux double-voilures 1 et 2 sont reliés par des sangles 15 et 16 qui sont tendues de manière à tendre tranversalement les double-voilures.
Un dispositif de tension 13 qui est constitué par un palan et qui est actionné par une corde 14, est relié en position montée à chacune des extrémités intérieures des câbles 9 et 10. La forme d'arc du bord d'attaque 3 est obtenu en tirant sur la corde 14 du dispositif de tension, ce qui exerce une tension sur les extrémités du bord d'attaque. Les câbles 9 et 10 sont disposés selon un angle de manière à ce que les extrémités intérieurs des câbles soient disposées vers l'avant par rapport à la corde de l'arc formé par le bord d'attaque. Lorsque l'aile est montée, cette disposition provoque une tension des câbles vers l'arrière ce qui permet de tendre longitudinalement les double-voilures. Le harnais 46, et par conséquent les tubes verticaux 47 et 51, est fixé entre le bord d'attaque et le dispositif de tension.
La partie avant de l'espace central comporte un carénage 56 qui est constitué par des toiles qui sont montées sur les bords intérieurs des double-voilures et qui sont maintenues par des bandes velcro par exemple.
La fig. 3 montre en vue en coupe de côté une dérive 29 qui est montée pivotante sur l'axe 44 qui est monté sur le tube supérieur 21 et dont l'extrémité inférieure vient en butée sur un tube inférieur 48. La double-voilure 1 est montée à l'avant autour du bord d'attaque 3. La voilure supérieure est montée sur le tube supérieur 21 qui est préformé. La voilure supérieure comporte la gaine 11 dans laquelle le câble 9 est installé. La voilure inférieure est montée sur le tube inférieur 48 et comporte une gaine inférieure 57 dans laquelle un câble 58 est installé. Les tubes supérieur 21 et inférieur 48 présentent une partie située à l'arrière des tubes qui est recourbée vers le haut.
Cette forme recourbée procure un profil en S sur la plus grande partie de la largeur des doubles-voilures et ce profil en S permet d'obtenir l'auto-stabilité de l'aile, c'est-à-dire le fait que l'aile se redresse automatiquement lors de piqué. L'axe 44 est monté selon un angle vers l'arrière. Cette disposition permet d'obtenir un double effet de la dérive. En effet lors de l'actionnement le la dérive, celle-ci pivote vers l'extérieur et également vers le haut ce qui permet d'accentuer son effet en provoquant un couple important de freinage par rapport au centre de gravité du pilote. Les voilures supérieure et inférieure sont reliées fixées entre elles par une couture 63 qui est disposée à l'avant du bord d'attaque 3. L'extrémité de l'axe 44 est relié aux extrémités arrières recourbées des tubes supérieur 21 et inférieur 48 par un câble 59.
Ce câble 59 est disposé sur le côté intérieur de la dérive. Ce câble 59 a deux fonctions importantes. D'une part il constitue une butée qui empêche la dérive de pivoter vers l'intérieur et d'autre part, en maintenant l'extrémité recourbées des tubes supérieur et inférieur il garantit le maintien de la forme en S en toutes circonstances. La dérive 30 montrée sur la fig. 1 comporte un même câble.
La fig. 4 montre un bord intérieur de la double-voilure 2 qui est montée autour du bord d'attaque 3. Un axe vertical 47 est monté entre les tubes supérieur 18 et inférieur 47, et des sangles du harnais 46 sont fixées à ce tube vertical. Une poignée de commande 37 est montée pivotante transversalement sous le tube supérieur 18.
La fig. 5 montre les bords intérieurs des deux double-voilures 1 et 2 qui comportent respectivement, les tubes supérieur 17 et inférieur 50 et le tube vertical 51 et les tubes supérieur 18 et inférieur 49 et le tube vertical 47. Le harnais 46 qui est constitué de deux parties gauche et droite est fixé de part et d'autre aux tubes tubes verticaux 51 et 47. Le harnais comporte des bretelles 54 et 55 qui sont destinées à être installées sur les épaules du pilote, et des sangles 52 et 53 destinées à maintenir le haut des cuisses du pilote qui est ainsi maintenu vers le haut et vers le bas. Le fait que le harnais soit constitué de deux parties permet que le harnais puisse rester en permanence fixé aux bords intérieurs des double-voilures, également en position de l'aile démontée.
La fig. 6 montre l'aile dans une première phase de démontage. Les sangles 15 et 16 sont démontées ce qui supprime la liaison entre les deux double-voilures 1 et 2. La corde 14 du dispositif de tension 13 est débloquée supprimant ainsi la tension sur les câbles 9 et 10. Dans cette position le bord d'attaque 3 se remet dans une position droite.
La fig. 7 montre une deuxième phase du démontage avec le dispositif de tension 13 dont un crochet 62 est enlevé d'une boucle 61 qui est solidaire du câble 9, l'autre extrémité du dispositif de tension restant solidaire du câble 10. Dans cette position, les deux double-voilures 1 et 2 peuvent être repliées vers les extrémités du bord d'attaque 3. Les tubes emboîtables constituant le bord d'attaque comportent des butées 15 qui mantiennent les tubes entre eux dans une position définie lorsque une tension est appliquée aux extrémités du bord d'attaque. Après cette deuxième phase, il suffit de désemboîter les tubes pour obtenir la position complètement démontée.
La fig. 8 montre la position complètement démontée avec les deux-doubles voilures 1 et 2 repliées et les tubes 4, 5, 6, 7 et qui sont installés dans les doubles-voilures. L'aile démontée peut être transportée en deux parties comme montré sur la fig. 8, ou les deux parties peuvent être installées dans une housse. Cette housse a la dimension d'un gros sac à ski avec une longueur qui est égale à la longueur du plus long tube, c'est-à-dire une longueur d'environ deux mètres.
En référence aux fig. 1 à 8, le montage de l'aile s'effectue de la manière inverse que le démontage. Les tubes constituant le bord d'attaque sont tout d'abord assemblés entre eux. Les doubles-voilures 1 et 2 sont ensuite montées sur le bord d'attaque. Le crochet 59 du dispositif de tension, qui peut aussi être constitué par un mousqueton, est monté dans la boucle 58 et le bord d'attaque 3 est tendu en forme d'arc en tirant sur la corde 14 du dispositif de tension 13. La tension nécessaire pour déformer élastiquement le bord d'attaque est assez importante, et pour cette raison le dispositif de tension est constitué par un palan, c'est-à-dire par plusieurs renvois de la corde 14 autour de poulies, ce qui permet de réduire l'effort à effectuer par l'utilisateur pour cette opération. La corde est ensuite maintenue dans la position tendue par un taquet de blocage par exemple.
Les deux double-voilures sont ensuite fixées entre elles par les éléments de fixation qui sont constituées par les sangles 15 et 16. Les dérives étant installées l'aile est prête pour le vol.
Le pilotage et le contrôle de l'aile s'effectuent de la manière suivante. La mise en virage s'effectue en actionnant l'une ou l'autre des dérives par l'actionnement de l'une ou l'autre des poignées de commande. En actionnant la poignée de gauche, par exemple, le dérive gauche est actionnée ce qui provoque un freinage de la partie gauche de l'aile engageant l'aile dans un virage à gauche. L'actionnement simultané des deux dérives provoque un freinage de l'aile et si l'action est importante, un cabrage de celle-ci. L'actionnement des dérives permet également de contrôler le tanguage, le roulis ou le lacet. En profondeur, le pilote fait prendre de la vitesse à l'aile en déplaçant son corps vers l'avant et ralenti ou cabre l'aile en déplaçant son corps vers l'arrière.
Le harnais du pilote est montré sous forme de simples sangles comportant des boucles de passage pour les cuisses et pour les épaules. Dans la pratique de nombreuses autres formes d'exécutions de harnais ayant les mêmes fonctions peuvent être envisagées, la partie inférieure pouvant comporter un siège permettant de garantir un meilleur confort, par exemple.
Le nombre des tubes inférieur et supérieur est indépendant du principe de l'invention, ce nombre étant dépendant des dimensions de l'aile, une aile de plus grande envergure pouvant nécessiter plus de tubes.
Le nombre des tubes constituant le bord d'attaque peut également être variable. La forme d'exécution montrée par la fig. 1 montre un assemblage de cinq tubes. Il est possible d'augmenter le nombre de tubes, à même longueur du bord d'attaque, ce qui peut permettre de réduire la longueur de chacun des tubes et par conséquent ce qui peut réduire encore l'encombrement de longueur de l'aile en position démontée.
Les tubes constituant le bord d'attaque sont montrés de section circulaire sur les figures. Ces tubes peuvent avoir des sections de diverses formes, ovales par exemple.
En position démontée les diverses figures montrent que les tubes sont droits lorsqu'ils ne sont pas soumis à la tension des câbles. Le principe de l'invention nécessite qu'il y ait une tension pour que la structure en arc soit fonctionnelle. Toutefois il est envisageable que les tubes soient légèrement préformés en forme d'arc, de manière à réduire les déformations élastiques et de manière à réduire quelque peu la tension à exercer pour tendre la structure dans sa forme d'arc.
La forme d'arc du bord d'attaque peut être facilement modifiée, en tirant plus ou moins sur le dispositif de tension. La forme d'arc du bord d'attaque peut également être modifiée en utilisant des tubes emboîtables de différentes matières, certains pouvant être réalisés en aluminium et certains autres en fibre de verre ou autres matériaux composites, par exemple.
Les dérives sont disposées dans une position qui est située entre la partie centrale et les extrémités du bord d'attaque. Dans cette position, les câbles qui maintiennent l'axe des dérives peuvent être utilisés, en modifiant leurs longueurs, pour modifier la forme de l'aile, par exemple pour relever les bouts de l'aile par rapport à la partie centrale.
Les câbles qui sont installés dans les gaines des double-voilures sont disposés à l'avant de la portion arrière des double-voilures qui est recourbée vers le haut.
La forme d'exécution montrée par les figures montrent qu'une partie de la structure résistante de l'aile est constituée par des câbles qui sont montés dans des gaines qui sont solidaires des double-voilures. D'autres formes d'exécution un peu plus légères peuvent être prévues avec des sangles inextensibles directement cousues sur les double-voilures, en remplacement des câbles montés dans les gaines, ces sangles pouvant être réalisés avec des matériaux composites naturels ou non naturels, en fibre de carbone par exemple.
The present invention relates to a removable semi-rigid flying wing with arched structure, and more particularly to a flying wing whose resistant structure is constituted by a leading edge which is constituted by an assembly of several tubes which are nested between them, the leading edge being connected at each of its ends by cables which are connected to a central tensioning device which, when actuated, causes tension on the cables causing elastic deformation of the leading edge so that it has an arc shape, the leading edge and the cables constituting a resistant structure on which are mounted two double wings which are each fixed to one end of the leading edge and which are connected between them, in the central part, by fixing elements.
Delta wings or slope gliders experienced great commercial development some twenty years ago. At the start of the delta wing evolution, most of the wings were light, very quick to assemble and disassemble and inexpensive. However, these first generation wings performed poorly. Technological developments have made it possible to improve performance in a very significant way, but this improvement in performance has also required a significant improvement in resistance and has led to the design of delta wings of very high weight and complicated construction, which resulted in wings difficult to transport and requiring significant time for assembly and disassembly.
Most of the known delta wings have a length of almost six meters when they are disassembled, which poses many transport problems. Indeed in many cases the ski lift companies refuse the transport of flying wings and the airlines have introduced tariffs based on space which makes the transport of wings very expensive. Embodiments of delta wings that can be dismantled to reduce the overall length are known, but assembly and disassembly are generally long and fairly complicated operations and consequently these operations are limited to occasional cases, for example when the user wishes to transport his wing by plane.
As mentioned, these known forms of execution require complicated mounting operations, which also increases the risk of carrying out a mounting error, it being known that the greater the number of operations to be carried out, the greater the risk of carrying out a mounting operation. error in either operation is important. In the field of free flight, the increase in the risk of assembly errors is a very important problem since an assembly error generally results in a serious accident.
The various abovementioned drawbacks of known delta wings have greatly reduced the number of users of semi-rigid delta wings, and most of the potential buyers of semi-rigid delta wings have preferred to acquire slope parachutes or paragliders for free flight. , despite the fact that paragliders have significantly lower performance compared to semi-rigid delta wings, and despite the fact that the relatively safe use of paragliders is limited to use under certain very favorable weather conditions.
With all known modern removable delta wings, the pilot is suspended under the airfoil and he controls the wing by displacement of his body while holding on to a trapezoid, and consequently by displacement of the weight of his body which causes a modification of the center of gravity, on the sides to cause the turns, forward to gain speed and rearward to reduce the flight speed or to pitch the wing. This design reduces the possibility of performance improvements by the fact that the pilot, the trapeze and the cables that hold it, cause significant drag. Sophisticated harnesses have reduced pilot drag somewhat, but these harnesses have the disadvantages of being very expensive, heavy and cumbersome to transport.
In addition, these harnesses must generally be transported separately from the wing, which further complicates transport. This design of the known delta wings according to which the pilot is suspended under the wing presents a significant problem insofar as, under certain conditions, the wing can leave in auto-rotation, commonly called tumbling, towards the front which causes a extremely dangerous situation that the pilot can no longer control. In fact, the wing-pilot balance and therefore the control of the wing is largely guaranteed by the weight of the pilot. Under certain conditions, for example in the case of strong turbulence and therefore in the case of strong downdrafts, the pilot can be thrown into the airfoil. Under these conditions, the pilot's weight no longer has any action, which causes momentary loss of balance and control.
This momentary loss of control can lead to a self-rotation towards the front which is practically uncontrollable and which is further accentuated by the uncontrolled movement of the pilot. All the aforementioned drawbacks of the known delta wings have led to a significant reduction in the marketing possibilities.
The aims of the present invention therefore consist in remedying the aforementioned drawbacks of the known removable semi-rigid delta wings.
The objects are achieved with the principle of the invention as described in claim 1.
The removable semi-rigid flying wing with an arc structure according to the principle of the invention comprises a resistant structure which is constituted by a leading edge which is constituted by several tubes fitted together, and by cables which are fixed. at each end of the leading edge. The cables are connected together, in the central part of the wing, by a tensioning device which is constituted by a hoist. Two flexible double canopies are each attached to one end of the leading edge and are intended to be connected together, in the mounted position, in the central part of the wing, by fastening elements constituted by straps. for example. These canopies are held by the leading edge at the front and by the cables.
The flexible wings each comprise several straight or preformed tubes which are arranged in the longitudinal direction so as to give each double wing a wing shape. In the central part of the wing, a space is provided between the two double wings for the installation of the pilot. A harness is attached on each side to each of the inner tubes of the double wings. This harness is made up of straps with four buckles. Two of these loops are intended to keep the pilot in a seated position by the thighs, the other two being installed as suspenders on the pilot's shoulders. Two fins are pivotally mounted on each of the double wings and these fins are actuated, via cables, by two control handles which are pivotally mounted on one of the inner tubes of each of the double wings.
Two fabrics are mounted in the front part of the central space so as to constitute a fairing. In the flight position, the pilot is held by the harness in a position in which most of the body is sheltered from the fairing.
The principle of the invention has many advantages. The resistant structure is in fact greatly simplified, being limited to nestable tubes constituting a leading edge and to cables. The assembly of the wing is extremely simplified and quick. It suffices in fact to fit the tubes constituting the leading edge, to pull like socks the double blades which contain the cables in the sheaths, to fix the cables to the tensioning device and to activate the tensioning device. so as to give an arc shape to the leading edge which longitudinally stretches the double wings between the leading edge and the cables, and to fix the double wings together by the fixing elements which are constituted by the straps so as to stretch the double wings.
After fixing the daggerboards in a very simple way, the pilot can install himself in the harness which has the advantage of being integrated into the wing. The assembly is extremely simple which almost completely reduces the risks of errors, and the fact that the harness is integrated into the wing completely eliminates a very known risk which is that the pilot forgets to attach. The assembly and disassembly are also very fast which completely eliminates this known defect of the known delta wings and which makes it possible to obtain assembly or disassembly times which are equivalent or less compared to the paragliders.
In the disassembled position, the flying wing, according to the principle of the invention, has a space equivalent to a ski bag, for example, that is to say that it can be transported very easily in and with n ' whatever means of transportation. In addition it can be transported in two parts which can also facilitate transport, more particularly when the pilot must wear his wing over a long distance or for a fairly long time. The extremely simple design of the wing and harness assembly makes it possible to considerably reduce the weight, which further facilitates all transport.
The principle of the invention has very important aerodynamic advantages. On the one hand it makes it possible to eliminate the drag of the trapezium and of all the structural cables, and on the other hand it makes it possible to greatly reduce the drag of the pilot. These aerodynamic advantages can make it possible to envisage significant improvements in performance.
From the point of view of flight safety, the principle of the invention provides several advantages. The pilot is in fact held by the harness up and down, which largely eliminates the problems of loss of control in the event of heavy turbulence. The turning and the pitch and roll control are only carried out by the control of the daggerboards and the lateral movements of the pilot are limited by the inner edges of the two double wings, which reduces the possibilities of loss of control by movements uncontrolled side of the pilot.
The pilot's movements forwards are limited either by a fairing and rearwards by the tensioning device, or by the straps which hold the double wings together in the central part. The space available is largely sufficient to control the wing in all conditions, in nose-up and nose-down, but the stops formed by the fairing and by the tensioning device make it possible to limit the risks of loss of control or worsening. loss of control by limiting the pilot's movements forward or backward.
The principle of harness with suspenders has an important advantage during all movements of the wing on the ground when it is mounted.
The various aforementioned advantages of the principle of the invention can make it possible to envisage a major new marketing of removable semi-rigid flying wings.
The appended figures illustrate schematically and by way of example the principles of the invention.
Fig. 1 is a top view and in plan of the flying wing, in the assembled position.
Fig. 2 is a front and front view of the flying wing, in the mounted position.
Fig. 3 is a side sectional view of the flying wing at the location of a fin.
Fig. 4 is a side view of the inner edge of one of the double wings.
Fig. 5 is a view of the rear of the central part of the wing comprising a harness.
Fig. 6 is a top plan view of the flying wing in a first disassembly phase.
Fig. 7 is a top plan view of the flying wing in a second disassembly phase.
Fig. 8 is a top view of the flying wing in the disassembled position.
Referring first to Figs. 1 and 2, the flying wing comprises two double wings 1 and 2 which are mounted on the one hand on a leading edge 3 at the front and which are held by cables 9 and 10 which are arranged in sheaths 11 and 12 which are integral with the double wings. The sheaths and the cables are arranged so that the cables 9 and 10 each connect one of the ends of the leading edge 3 to the rear part of each of the inner edges of the double wings 1 and 2. Upper tubes 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 and 27, are mounted in sheaths which are formed under the upper canopy of each of the double canopies. These preformed tubes are intended to give an upper wing profile to the upper wings. Other tubes are arranged in sheaths which are integral with the upper part of each of the lower wings.
The inner edges of each of the double wings are formed by the upper tubes 17 and 18, and by the lower tubes 49 and 50. The tubes 17 and 50 as well as the tubes 18 and 49 are connected together by vertical tubes 47 and 51 which are arranged in the longitudinal direction in the rear part of the central part of the flying wing. The central part of the wing has a space which is limited by the two inner edges of the two double wings. A pilot 35 is intended to be installed in this space and to be maintained by a harness 46 which is fixed on the vertical tubes 47 and 51. Drifts 29 and 30 are pivotally mounted on axes 44 and 45 which are mounted in the tubes upper 21 and 22. The axis 44 of the fin 29 is held in position by cables 38, 39 and 40.
The cable 38 connects one of the ends of the leading edge 3 and the end of the axis 44. The cable 39 connects the end of the axis 44 and the rear part of the upper tube 17 and the cable 40 connects the end of the axis 44 and the front part of the upper tube 21. The axis 45 of the fin 30 is held in position by cables 41, 42 and 43. The cable 41 connects the rear part of the upper tube 18 and the end of the axis 45. The cable 42 connects the end of the axis 45 and one of the ends of the leading edge 3. The cable 43 connects the end of the axis 45 to the front part of the upper tube 26. Control handles 36 and 37 are pivotally mounted under the upper tubes 17 and 18 and are connected to control cables 31 and 32 which are respectively connected to the fins 29 and 30.
The control cables 31 and 32 are mounted respectively around pulleys 33 and 34 which are respectively mounted under the upper tubes 20 and 27. By actuating one or the other of the control handles 36, 37, the pilot pivots the one or the other of the outward drifts. The leading edge 3 consists of tubes 4, 5, 6, 7 and 8, which are fitted together. Wing tip tubes 19 and 28 are mounted at the ends of the leading edge 3 and are intended to hold the outer edges of the double wings which are also fixed to the ends of the leading edge 3. In the mounted position, the inner edges of the two double wings 1 and 2 are connected by straps 15 and 16 which are stretched so as to stretch the double wings transversely.
A tensioning device 13 which is constituted by a hoist and which is actuated by a rope 14, is connected in the mounted position to each of the inner ends of the cables 9 and 10. The arc shape of the leading edge 3 is obtained by pulling on the cord 14 of the tensioning device, which exerts tension on the ends of the leading edge. The cables 9 and 10 are arranged at an angle so that the inner ends of the cables are arranged forward relative to the chord of the arc formed by the leading edge. When the wing is mounted, this arrangement causes tension of the cables towards the rear, which allows the double wings to be stretched longitudinally. The harness 46, and consequently the vertical tubes 47 and 51, is fixed between the leading edge and the tensioning device.
The front part of the central space includes a fairing 56 which is constituted by fabrics which are mounted on the inner edges of the double wings and which are held by Velcro strips for example.
Fig. 3 shows in side sectional view a fin 29 which is pivotally mounted on the axis 44 which is mounted on the upper tube 21 and whose lower end abuts on a lower tube 48. The double blade 1 is mounted at the front around the leading edge 3. The upper blade is mounted on the upper tube 21 which is preformed. The upper airfoil has the sheath 11 in which the cable 9 is installed. The lower blade is mounted on the lower tube 48 and has a lower sheath 57 in which a cable 58 is installed. The upper 21 and lower 48 tubes have a part located at the rear of the tubes which is bent upwards.
This curved shape provides an S-profile over the greater part of the width of the double wings and this S-profile makes it possible to obtain the self-stability of the wing, that is to say the fact that the wing automatically straightens out when dive. The axis 44 is mounted at an angle backwards. This arrangement provides a double effect of the drift. In fact, when the drift is actuated, the latter pivots outwards and also upwards, which makes it possible to accentuate its effect by causing significant braking torque relative to the pilot's center of gravity. The upper and lower wings are connected fixed to each other by a seam 63 which is disposed at the front of the leading edge 3. The end of the axis 44 is connected to the curved rear ends of the upper 21 and lower 48 tubes by a cable 59.
This cable 59 is disposed on the inside of the fin. This cable 59 has two important functions. On the one hand it constitutes a stop which prevents the drift from pivoting inwards and on the other hand, by maintaining the curved end of the upper and lower tubes, it guarantees the maintenance of the S shape in all circumstances. The fin 30 shown in FIG. 1 has the same cable.
Fig. 4 shows an inner edge of the double blade 2 which is mounted around the leading edge 3. A vertical axis 47 is mounted between the upper 18 and lower 47 tubes, and straps of the harness 46 are fixed to this vertical tube. A control handle 37 is pivotally mounted transversely under the upper tube 18.
Fig. 5 shows the inner edges of the two double wings 1 and 2 which respectively comprise the upper 17 and lower 50 tubes and the vertical tube 51 and the upper 18 and lower tubes 49 and the vertical tube 47. The harness 46 which consists of two left and right parts are fixed on each side to the vertical tubes 51 and 47. The harness has shoulder straps 54 and 55 which are intended to be installed on the shoulders of the pilot, and straps 52 and 53 intended to hold the upper thighs of the pilot which is thus held up and down. The fact that the harness consists of two parts allows the harness to remain permanently attached to the inner edges of the double wings, also in the disassembled wing position.
Fig. 6 shows the wing in a first disassembly phase. The straps 15 and 16 are disassembled which eliminates the connection between the two double wings 1 and 2. The rope 14 of the tensioning device 13 is released thus removing the tension on the cables 9 and 10. In this position the edge of attack 3 returns to an upright position.
Fig. 7 shows a second phase of disassembly with the tensioning device 13, a hook 62 of which is removed from a loop 61 which is fixed to the cable 9, the other end of the tensioning device remaining fixed to the cable 10. In this position, the two double canopies 1 and 2 can be folded towards the ends of the leading edge 3. The interlocking tubes constituting the leading edge have stops 15 which hold the tubes together in a defined position when tension is applied to the ends from the leading edge. After this second phase, it suffices to disengage the tubes to obtain the completely disassembled position.
Fig. 8 shows the completely disassembled position with the two double wings 1 and 2 folded and the tubes 4, 5, 6, 7 and which are installed in the double wings. The disassembled wing can be transported in two parts as shown in fig. 8, or both parts can be installed in a cover. This cover has the dimension of a large ski bag with a length which is equal to the length of the longest tube, that is to say a length of about two meters.
With reference to fig. 1 to 8, the assembly of the wing is carried out in the opposite way as the disassembly. The tubes constituting the leading edge are first assembled together. Double wings 1 and 2 are then mounted on the leading edge. The hook 59 of the tensioning device, which may also consist of a carabiner, is mounted in the loop 58 and the leading edge 3 is stretched in the shape of an arc by pulling on the cord 14 of the tensioning device 13. The tension necessary to elastically deform the leading edge is quite high, and for this reason the tensioning device is constituted by a hoist, that is to say by several returns of the cord 14 around pulleys, which allows reduce the effort to be made by the user for this operation. The rope is then held in the stretched position by a blocking cleat for example.
The two double wings are then fixed to each other by the fixing elements which are constituted by the straps 15 and 16. The fins being installed, the wing is ready for flight.
The steering and control of the wing is carried out as follows. Turning is carried out by actuating one or the other of the daggerboards by actuating one or the other of the control handles. By actuating the left handle, for example, the left fin is actuated which causes braking of the left part of the wing engaging the wing in a left turn. The simultaneous actuation of the two daggerboards causes braking of the wing and if the action is important, its pitching up. The actuation of the daggerboards also makes it possible to control the pitch, roll or yaw. In depth, the pilot makes the wing gain speed by moving his body forward and slows down or rears the wing by moving his body rearward.
The pilot's harness is shown in the form of simple straps with loop loops for the thighs and the shoulders. In practice, many other forms of harness execution having the same functions can be envisaged, the lower part possibly comprising a seat making it possible to guarantee better comfort, for example.
The number of lower and upper tubes is independent of the principle of the invention, this number being dependent on the dimensions of the wing, a larger wing may require more tubes.
The number of tubes constituting the leading edge can also be variable. The embodiment shown in fig. 1 shows an assembly of five tubes. It is possible to increase the number of tubes, at the same length of the leading edge, which can make it possible to reduce the length of each of the tubes and consequently which can further reduce the overall size of the wing in disassembled position.
The tubes constituting the leading edge are shown in circular section in the figures. These tubes can have sections of various shapes, for example oval.
In the disassembled position the various figures show that the tubes are straight when they are not subjected to the tension of the cables. The principle of the invention requires that there is a tension for the arc structure to be functional. However, it is conceivable that the tubes are slightly preformed in the shape of an arc, so as to reduce the elastic deformations and so as to somewhat reduce the tension to be exerted to tension the structure in its arc form.
The arc shape of the leading edge can be easily changed, by pulling more or less on the tensioning device. The arc shape of the leading edge can also be modified by using interlocking tubes of different materials, some of which can be made of aluminum and some others of fiberglass or other composite materials, for example.
The fins are arranged in a position which is located between the central part and the ends of the leading edge. In this position, the cables which hold the center line of the daggerboards can be used, by modifying their lengths, to modify the shape of the wing, for example to raise the ends of the wing with respect to the central part.
The cables which are installed in the sheaths of the double wings are placed at the front of the rear portion of the double wings which is bent upwards.
The embodiment shown in the figures show that part of the resistant structure of the wing consists of cables which are mounted in sheaths which are integral with the double wings. Other slightly lighter embodiments can be provided with inextensible straps directly sewn on the double wings, replacing the cables mounted in the sheaths, these straps can be made with natural or unnatural composite materials, carbon fiber for example.