EP0074361A1 - Voile a effets propulseur et de sustentation variables. - Google Patents

Voile a effets propulseur et de sustentation variables.

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EP0074361A1 EP82900642A EP82900642A EP0074361A1 EP 0074361 A1 EP0074361 A1 EP 0074361A1 EP 82900642 A EP82900642 A EP 82900642A EP 82900642 A EP82900642 A EP 82900642A EP 0074361 A1 EP0074361 A1 EP 0074361A1
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tube
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H8/20—Rigging arrangements involving masts, e.g. for windsurfing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H8/00—Sail or rigging arrangements specially adapted for water sports boards, e.g. for windsurfing or kitesurfing
    • B63H8/10—Kite-sails; Kite-wings; Control thereof; Safety means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H8/00—Sail or rigging arrangements specially adapted for water sports boards, e.g. for windsurfing or kitesurfing
    • B63H8/40—Arrangements for improving or maintaining the aerodynamic profile of sails, e.g. cambers, battens or foil profiles

Definitions

  • the present invention relates to a new type of sail for gear such as windsurfing, sand yachting, sailing boat and more generally for all board sports such as for example skiing and ice skating and casters.
  • the sails currently used have the characteristic, whatever their shape, of using the force of the wind by pivoting about a vertical axis; the propellant component then being perpendicular to this axis.
  • the present sail belongs to this new type of sail capable of being oriented along the three axes in order to obtain propellant and lift effects at will.
  • the sail proposed by this patent is characterized by a stable convex transverse shape of the gull wing type. Indeed, a concave profile always tends to turn around in strong wind since 0 if it is removed from its equilibrium position where the two halves of the sail offer the same surface, perpendicular to the wind, one of the halves receives more and more wind while the other receives less and lefs to in ⁇ pays a convex profile "V" which always tends to return the sail 5 * to its equilibrium position.
  • a convex "V" profile facilitates the flow of air, and during gusts * it tends to close, thereby dampening wind swings.
  • the sail has a leading edge diverging towards the rear, a central section strongly curved concave to the wind in the vicinity of the top of the leading edge and continuing progressively more rectilinearly towards the rear end, and a trailing edge joining the two ends of the leading edge to said rear end to form two sides
  • OMFI v, ⁇ ? O diverging in "V" convex to the wind on either side of said central section.
  • the top of the leading edge is preferably rounded and its opening is preferably of the order of 110 to 130 °.
  • the central section can be slightly convex and its rear end to present an asymmetrical S shape.
  • the sail may have a support element away from the wing under the latter and two return bars diverging forward from said rear end, for example forming a triangular system with the support bar.
  • the sail comprises a framework of substantially rigid elongated elements, in particular tubular and a wing stretched over the framework with, preferably, a set of pre-cambered slats concave in the wind near the leading edge.
  • the connections between the framing elements can advantageously be flexible to facilitate a certain deformability of the sail, the shape of which is maintained by its own tension.
  • Figure 1 is a side view and from below
  • Figure 2 is a view from below
  • Figure 3 is a front view with a small rotation
  • Figures 4 and 5 are detail views.
  • the sail 1 with a stable convex profile in the form of a gull's wing consists of a set of trapezoidal zoidal portions of fabric made up together giving it the general appearance of a sector of a circle and provided with two transparent windows 2 for the operator's good vision.
  • the sail 1 is stretched over a light alloy frame composed of: two border tubes 3 fitted into a curved front tube 4, a slightly curved central tube 7 following an "S" profile used to form the profile transverse convex in "V" shape by the action of the two stretching tubes 5 on the link 12 and finally a curved support tube 6.
  • the border tubes 3 pass inside strips of leather respectively secured by means of the screws 15 of the stretching tubes 5 and of the support tube 6 before fitting into within the curved head pipe 4 by bearing on the stops 17 hold the Baques 16 in position 5 and the tube 6.
  • the tubes 12 detail in Figure 5 shows the tensioning of 0 sail using the cords 19 passing through the eyelet 18
  • the sail can be used alone or acultativemen connected to a mast 20 of the vehicle to be propelled.
  • the ⁇ at 20 can for example be connected to the machine by a first ball joint 21 while the other end is connected to the sail by 5 a sleeve 22 sliding on the support bar 6 with a second ball joint 23.
  • the characteristic of the new sail is that it only receives the wind on one side, the other side being always downwind. This feature is very important since it allows the use of preformed sails made of rigid materials with aerodynamic profiles of the airplane wing type.
  • the edge changes are made by planking the sail followed by the passage of the sail over the head of the operator with immediate recovery of the wind on the other edge; this technique is much easier and faster than the conventional way of changing edges by tilting the mast backwards and passing the operator in front of it, as is done with the current sails of windsurfers .
  • the multiple possible orientations of the sail make it possible to create a propulsive force having the effect of pulling the machine forward and upwards and this more or less large susten ⁇ tion depending on the desired size of the sail must also allow high speeds due to the resulting aquaplanning effect for light equipment

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Abstract

Nouvelle voile pour planche a voile, skis de neige, patins a glace et a roulettes et plus generalement tous sports de glisse. La voile (1) a profil convexe stable en forme d'ailes de goeland est constituee d'un tissu en secteur de cercle muni de deux fenetres transparentes (2) et tendu sur une armature en alliage leger comprenant deux tubes de bordure (3) emboites dans un tube frontal courbe (4), un tube central legerement cintre (7) servant a former un 'V' par l'action des deux tubes d'etarquage (5) sur la liaison (12) et, un tube de soutien courbe (6). La voile est tendue a l'aide de 'Velco' en bouts d'aile (9) et par des lattes pre-cambrees (8) maintenues elles aussi par du 'Velcro' (10). La voile ne presentant qu'un seul cote au vent peut etre construite en materiaux rigides afin d'en augmenter encore le rendement aerodynamique.

Description

Voile à effets propulseur et de sustentation variables.
La présente invention concerne un nouveau type de voile pour des engins tels que la planche à voile, le char à voile, le bateau à voile et plus généralement pour tous les sports de glisse tels que par exemple le ski et le patin à glace et à roulettes.
Les voiles actuellement utilisées ont pour carac¬ téristique, quelque soit leur forme, de se servir de la force du vent en pivotant autour d'un axe vertical ; la composante propulsive étant alors perpendiculaire à cet axe.
Un certain nombre de brevets qui décrivent de nou velles voiles capables de se régler suivant les trois dime sions ont cependant été déposés. Le plus ancien brevet et sans aucun doute celui qui décrit le mieux les caractéris¬ tiques' de ces nouvelles voiles est celui déposé par Rudow Rummler le 14 janvier 1935 aux Etats-Unis dont le numéro est 2.170.914 ; les figures 1 à 10 sont en particulier très explicites. Deux autres brevets américains, celui de Hugh Perrin, déposé le 15 mai 1968 dont le numéro est 3.455.261 décrit une voile cerf-volant à l'aide des figures de 1 à 5, et celui de Spivack déposé le 9 décembre 1975 propose une voile pour patins à glace. Un brevet français déposé par Jean-Paul Lenoble en février 1972 dont ie numéro est 2.173.3 reprend avec force détails et quelques montages particu¬ liers essentiellement les mêmes principes de voilure déjà bien décrits par le brevet américain de Rudow Ru mler. Un autre brevet américain déposé par Grey M. Gurley en Mars 5 1978 dont le numéro est 4.077.345 particularise le type de voile précédent en l'orientant autour d'un axe oblique fixé à l'avant d'un bateau. Enfin, un dernier brevet allemand déposé par Gunter M. Voss en février 1980 et dont le numéro est 2.833.616 concerne une voile spécialisée aux ° planches à voile.
La présente voile appartient à ce nouveau type de voile capable de s'orienter suivant les trois axes afin d'obtenir à volonté des effets propulseurs et de sustenta¬ tion. Cependant, à la différence de tous les brevets pré- 5 cédemment cités, qui décrivent tous des voiles à forme transversale concave, la voile proposée par le présent brevet est caractérisée par une forme transversale convexe stable du type aile de goéland. En effet, un profil concave a toujours tendance à se retourner par fort vent puisque 0 si on l'écarté de sa position d'équilibre où les deux moitiés de la voile offrent la même surface, perpendiculai¬ rement au vent, une des moitiés reçoit de plus en plus de vent tandis que l'autre en reçoit de moins en inoins à l'in¬ verse d'un profil convexe en "V" qui tend toujours à ramener 5 la voile* à sa position d'équilibre. En outre, un profil convexe en "V facilite l'écoulement de l'air, et lors de rafales* il a tendance à se refermer en amortissant de ce fait les sautes de vent.
De façon avantageuse, la voile présente un bord d'attaque divergeant vers l'arrière, une section centrale fortement courbée de façon concave au vent au voisinage du sommet du bord d'attaque et se poursuivant de façon progres¬ sivement plus rectiligne vers l'extrémité arrière, et un bord de fuite joignant les deux extrémités du bord d'at- 5 taqueà ladite extrémité arrière pour former deux pans
OMFI v,τ?o divergeant en "V" de façon convexe au vent de part et d'autre de ladite section centrale. Le sommet du bord d'attaque est de préférence arrondi et son ouverture est de préférence de l'ordre de 110 à 130°. La section centrale peut être légèrement convexe et son extrémité arrière pour présenter une forme de S dissymétrique.
La voile peut présenter un élément de soutien élo gné de la voilure sous celle-ci et deux barres de rappel divergeant en avant à partir de ladite extrémité arrière, formant par exemple un système triangulaire avec la barre de soutien.
De préférence, la voile comporte une ossature en éléments allongés sensiblement rigides, notamment tubulaire et une voilure tendue sur l'ossature avec, de préférence, un ensemble de lattes précambrées concaves au vent près du bord d'attaque. Les liaisons entre les éléments d'ossature peuvent être avantageusement souples pour faciliter une certaine défor abilité de la voile dont la forme est maintenue par sa propre tension.
Afin de bien décrire un montage possible de la voile, elle est représentée sous trois angles : la figure 1 est une vue de côté et par dessous, la figure 2 est une vue de dessous, la figure 3 est une vue de face avec une petite rotation et les figures 4 et 5 sont des vues de détails.
La voile 1 à profil convexe stable en forma d'aile de goéland est constituée d'un ensemble de portions trapé¬ zoïdales de tissu consues entre elles lui donnant l'aspect général d'un secteur de cercle et munie de deux fenêtres transparentes 2 pour la bonne vision de l'opérateur. La voile 1 est tendue sur une armature en alliage léger com¬ posée de : deux tubes de bordure 3 emboîtés dans un tube frontal courbé 4, un tube central 7 légèrement, cintré sui- vant un profil en "S" servant à former le profil traπversal convexe en "V" par l'action des deux tubes d'étarquage 5 sur la liaison 12 et enfin un tube de soutien coubé 6. Le raidissement de la toile et le maintien de l'emboîtage des tubes de bordure 3 dans le tube frontal courbé 4 se 5 fait en tirant sur les manches contenant ces tubes de bor¬ dure et en refermant les "Velcro" 9 des bouts d'aile. "Velcro" est une marque déposée désignant des bandes tex¬ tiles auto-adhérentes permettant des ouvertures et ferme¬ tures rapides répétées. La voile 1 est en outre tendue dans ° le sens longitudinal par les lattes 8 pré-cambrées, main¬ tenues par des "Velcro" 10, qui avec les manches contenant . les tubes 3 et 4 donnent à l'ensemble une bonne pénétration dans l'air. La figure 4 montre le détail 13 : les tubes de bordure 3 passent à l'intérieur de bandes de cuir respecti- ^ ve ent solidaires grâce aux vis 15 des tubes d'étarquage 5 et du tube de soutien 6 avant de s'emboîter à l'intérieur du tube frontal courbé 4 en prenant appui sur les butées 17 les baques 16 maintiennent en position les tubes 5 et le tube 6. Le détail 12 sur la figure 5 montre l'étarquage de l 0 voile à l'aide de la cordelettes 19 passant dans l'oeillet 18 La voile peut être utilisée seule ou acultativemen reliée à un mat 20 de l'engin à propulser. Le πat 20 peut par exemple être relié à l'engin par une première rotule 21 tandis qur l'autre extrémité est reliée à la voile par 5 un manchon 22 coulissant sur la barre de soutien 6 avec une seconde rotule 23.
Dans le cas de l'utilisation de la voile pour la planche de saut où les pieds sont rendus solidaires de la planche à l'aide de petites bandes de tissu synthétique fixées à celle-ci, le saut s'effectue simplement par rétrac¬ tion des jambes et contrairement aux voiles classiques, la course de l'engin peut continuer sans à coup puisque la voile reste constamment en position propulsive.
La nouvelle voile a pour caractéristique de ne re- cevoir le vent que d'un seul côté, l'autre côté étant toujour sous le vent. Cette particularité est très importante puisqu'elle permet l'utilisation de voiles préformées en matériaux rigides avec des profils aérodynamiques du type aile d'avion. Les changements de bord se font par bordage de la voile suivi du passage de celle-ci par dessus la tête de l'opérateur avec reprise immédiate du vent sur l'autre bord ; cette technique est bien plus facile et rapide que la manière classique de changer de bord par basculement du mât vers l'arrière et passage de l'opérateur devant celui-ci, tel que cela se pratique avec les voiles ac¬ tuelles de planches à voile.
Les multiples orientations possibles de la voile permettent de créer une force propulsive ayant pour effet de tirer 1'engin en avant et vers le haut et cette susten¬ tation plus ou moins grande suivant la taille voulue de la voile doit en outre permettre de grandes vitesses dû à l'effet d'aquaplanning qui en résulte pour des engins léger

Claims

REVENDICATIONS
1. Voile à effets propulseur et de sustentation variables, caractérisée par le fait qu'elle présente, au vent, un profil convexe stable en "V", rappelant la forme
5 de deux ailes de goéland, et ne recevant le vent que sur la face inférieure.
2. Voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle présente un bord d'attaque de forme divergeant vers l'arrière (3,4), une section centrale
10 (7) fortement courbée de façon concave au vent au voisinage du sommet (3) du bord d'attaque et se poursuivant de façon progressivement plus rectiligne vers l'extrémité (12) et un bord de fuite joignant les deux extrémités du bord d'attaque à ladite extrémité arrière (12) pour former deux
15 pans divergeant de façon convexe au vent de part et d'autre de ladite section centrale (7) .
3. Voile selon la revendication 2 caractérisée par le fait que ladite section centrale (7) est légèrement convexe en son extrémité arrière pour présenter une forme
20 de S dissymétrique.
4. Voile selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait qu'elle présente un élément de soutien (6) éloigné de la voilure sous celle-ci et deux barres de rappel (5) divergeant en avant à partir de ladite
25 extrémité arrière (12) .
5. Voile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte une ossature (3, 4,5,7) en éléments allongés sensiblement rigides, notamment tubulaires, et une voilure tendue sur l'ossature. 0
6. Voile selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la voilure est tendue par un ensemble de lattes précambrées (8) .
7. Voile selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée par une ossature de montage facile à l'aide de 5 sept tubes en alliage léger à savoir deux tubes de bordure (3) emboîtés dans un tube frontal courbé (4) , un tube central légèrement cintré (7) servant à former le "V", deux tubes d'étarquage (5) servant de barres de rappel et enfin un tube de soutien (6) .
8. Voile selon la revendication 7, caractérisée par un système triangulaire formé des deux tubes d'étar¬ quage (5) et du tube de soutien (6) qui permet de la tenir facilement et solidement en position adéquate.
9. Voile selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que les liaisons entres les différents éléments d'ossature sont souples.
10. Voile selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la liaison (12) des tubes d'étarquage (5) au" tube central (7) tend à refermer le profil en "V" et amortir de ce fait l'effet des sautes de vent.
11. Voile selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux fenêtres (2) permettant de garantir la bonne visibilité de l'utili¬ sateur.
12. Voile selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisée par le fait qu'elle peut être montée ou démon¬ tée rapidement grâce à une combinaison d'emboîtage de tubes de liaisons souples en cuir ou autre matériau adéquat, et de fermetures rapides telles que le "Velcro".
13. Voile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle a une face unique au vent et est constituée de matériaux sensiblement rigides.
14. Voile selon l'une des revendications 1 à 13 pouvant être utilisée en particulier pour le bateau, la planche à voile, le ski et les patins à glace et à roulette
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