EP0330595A1 - Sailing vessel equipped with a lifting and righting device - Google Patents

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EP0330595A1
EP0330595A1 EP89440016A EP89440016A EP0330595A1 EP 0330595 A1 EP0330595 A1 EP 0330595A1 EP 89440016 A EP89440016 A EP 89440016A EP 89440016 A EP89440016 A EP 89440016A EP 0330595 A1 EP0330595 A1 EP 0330595A1
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sailboat
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rudder
fin
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EP89440016A
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Marc Girard
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/068—Sails pivotally mounted at mast tip

Abstract

PCT No. PCT/FR89/00069 Sec. 371 Date Oct. 20, 1989 Sec. 102(e) Date Oct. 20, 1989 PCT Filed Feb. 22, 1989 PCT Pub. No. WO89/08046 PCT Pub. Date Sep. 8, 1989.A sailboat having a vertical mast supporting vertical sails thereon that extend vertically lengthwise of the mast, and a keel and a rudder. At the upper end of the mast a wing is connected, the wing comprising an arm fixed at one end to the framework of the wing and interconnected for universal movement about three orthogonal axes to the upper end of the mast, these three orthogonal axes passing through the upper end of the mast. The position of the wing can be controlled relative to the mast. The wing has on its underside a fin terminating rearwardly in a rudder adjustable relative to the fin, and on its trailing edge two flaps of adjustable inclination.

Description

La présente invention concerne le domaine de la construction des bateaux à voiles, et a pour objet un voilier muni d'un dispositif de sustentation et anti-­gîte.The present invention relates to the field of construction of sailboats, and relates to a sailboat provided with a lifting and anti-heeling device.

Actuellement, avec les voiliers classiques de type mono- ou multicoques, la poussée aérodynamique du vent sur les voiles est sensiblement normale à ces der­nières et généralement fortement oblique par rapport à l'axe du bateau, de sorte qu'est créé un couple de gîte sous le vent très important devant être équilibré par le couple des forces de poids dans lequel entre en ligne de compte le poids du bateau, le poids de la quille, sou­vent très lourde, et le poids des passagers qui sont parfois placés en rappel. Sous l'effet de ces différents poids et de la composante verticale de la poussée aéro­dynamique sur les voiles, la ou les coques ont tendance à s'enfoncer dans l'eau, de sorte qu'en tous cas un im­portant volume de carène est immergé, ayant pour consé­quence une trainée hydrodynamique formant le principal frein à l'avancement du bateau.Currently, with conventional sailboats of the mono- or multihull type, the aerodynamic thrust of the wind on the sails is substantially normal to the latter and generally strongly oblique with respect to the axis of the boat, so that a couple of heel is created. downwind very important to be balanced by the couple of weight forces in which comes into account the weight of the boat, the weight of the keel, often very heavy, and the weight of passengers who are sometimes abseiled. Under the effect of these different weights and the vertical component of the aerodynamic thrust on the sails, the hull (s) tend to sink into the water, so that in any case a large volume of hull is immersed , resulting in a hydrodynamic drag forming the main brake on the advancement of the boat.

En outre, tout accroissement de la poussée aérodynamique a pour effet une augmentation correspon­dante de la vitesse et entraîne une obligation d'augmen­ter de manière correspondante les poids de rappel anti-­gîte. L'accroissement de la trainée hydrodynamique s'effectue alors pour deux raisons, à savoir, du fait de l'accroissement de la vitesse, et de celui du volume de carène, ce qui a pour conséquence que le gain réel de vitesse en déplacement est relativement faible en compa­raison de l'accroissement de la poussée aérodynamique.In addition, any increase in aerodynamic thrust has the effect of a corresponding increase in speed and entails an obligation to correspondingly increase the anti-heel return weights. The increase in the hydrodynamic drag then takes place for two reasons, namely, due to the increase in speed, and that of the volume of the hull, which has the consequence that the real gain in speed in displacement is relatively small compared to the increase in aerodynamic thrust.

Pour obvier à ces inconvénients, il a été pro­posé de remplacer les voiles fixées habituellement au mât des voiliers par des gréements en forme d'ailes montés en tête de mât et manoeuvrables à partir du pont au moyen de cordages. Ces gréements ont pour but d'assurer simultanément la propulsion et d'agir sur le gîte d'un bateau et donc de limiter le poids de la quil­le, mais réalisent un report des forces agissant sur le mât en tête de ce dernier, de sorte que sa section doit être maintenue très forte, notamment au niveau de son encastrement sur le pont.To overcome these drawbacks, it has been proposed to replace the sails usually fixed to the mast of sailboats by rigging in the form of wings mounted at the head of mast and maneuverable from the deck by means of ropes. These rigs are intended to simultaneously ensure propulsion and act on the heel of a boat and therefore limit the weight of the keel, but carry a transfer of forces acting on the mast at the head of the latter, so that its section must be kept very strong, in particular at the level of its embedding on the bridge.

En outre, ces gréements ne permettent pas de réduire de manière importante le volume de carène immer­gé et la traînée hydrodynamique.In addition, these rigs do not make it possible to significantly reduce the volume of the submerged hull and the hydrodynamic drag.

La présente invention a pour but de pallier tous ces inconvénients en assurant une quasi suppression du volume de carène immergé, et donc de la traînée, tout en compensant le couple de gîte, de manière à réaliser un allègement considérable du voilier qui peut évoluer alors à grande vitesse en planant à la surface ou au-­dessus de la surface de l'eau selon la force du vent.The present invention aims to overcome all these drawbacks by ensuring a virtual elimination of the volume of the submerged hull, and therefore of the drag, while compensating for the heeling torque, so as to achieve a considerable reduction in weight of the sailboat which can then evolve to high speed by hovering on the surface or above the surface of the water according to the force of the wind.

Elle a, en effet, pour objet un voilier mono- ou multicoques pourvu d'au moins un mât de fixation d'une ou de plusieurs voiles, d'une dérive et d'un gou­vernail, caractérisé en ce qu'il est muni d'un disposi­tif de sustentation et anti-gîte relié à la tête du mât avec possibilité de pivotement limitée autour de cette dernière.It has, in fact, for object a single or multihull sailboat provided with at least one mast for fixing one or more sails, a fin and a rudder, characterized in that it is provided with 'a lifting and anti-heeling device connected to the head of the mast with the possibility of limited pivoting around the latter.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non li­mitatifs, et expliqués avec référence aux dessins sché­matiques annexés, dans lesquels :

  • la figure 1 est une vue en élévation frontale d'un voilier conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en élévation latérale du voilier suivant la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'une variante de réalisation de l'invention, et
  • la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 du voilier suivant la figure 3.
The invention will be better understood thanks to the description below, which relates to preferred embodiments, given by way of nonlimiting examples, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which:
  • Figure 1 is a front elevational view of a sailboat according to the invention;
  • Figure 2 is a side elevational view of the sailboat according to Figure 1;
  • FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 1 of an alternative embodiment of the invention, and
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 of the sailboat according to FIG. 3.

Conformément à l'invention et comme le mon­trent plus particulièrement, à titre d'exemple, les fi­gures 1 et 2 des dessins annexés, le voilier, du type catamaran, qui est pourvu d'un mât 1 de fixation d'une ou de plusieurs voiles 2, d'une dérive 3 et d'un gouver­nail 4, est muni d'un dispositif de sustentation et anti-gîte 5 relié à la tête du mât 1 avec possibilité de pivotement limitée autour de cette dernière.According to the invention and as shown more particularly, by way of example, Figures 1 and 2 of the accompanying drawings, the sailboat, of the catamaran type, which is provided with a mast 1 for fixing one or more sails 2, a fin 3 and a rudder 4, is provided with a lifting and anti-heeling device 5 connected to the head of the mast 1 with the possibility of limited pivoting around the latter.

Le dispositif de sustentation et anti-gîte 5 est avantageusement constitué sous forme d'une aile re­liée à la tête du mât 1 au moyen d'un bras 6 solidaire à une extrémité de l'infrastructure de l'aile et pourvu à son autre extrémité d'une tête pivotante coopérant avec un logement de forme correspondante de la tête du mât 1 à la manière d'une rotule, le logement réalisant une li­mitation dudit pivotement du bras 6 autour de trois axes orthogonaux passant sur la tête du mât 1.The lift and anti-heeling device 5 is advantageously constituted in the form of a wing connected to the head of the mast 1 by means of an arm 6 secured to one end of the infrastructure of the wing and provided at its other end a pivoting head cooperating with a housing of corresponding shape of the head of the mast 1 in the manner of a ball joint, the housing providing a limitation of said pivoting of the arm 6 around three orthogonal axes passing over the head of the mast 1.

Conformément à une caractéristique de l'inven­tion, le dispositif de sustentation ou aile 5, est pour­vu sur la partie arrière de son intrados d'un ensemble dérive 7 gouvernail 8.In accordance with a characteristic of the invention, the lift device or wing 5, is provided on the rear part of its lower surface with a set of rudder 7 rudder 8.

Selon une autre caractéristique de l'inven­tion, le dispositif de sustentation ou aile 5 est muni sur son bord de fuite arrière de deux volets réglables 9 de profondeur et d'inclinaison.According to another characteristic of the invention, the lifting device or wing 5 is provided on its rear trailing edge with two adjustable flaps 9 of depth and inclination.

Le pivotement du bras 6 dans le logement de la tête du mât 1 peut également être commandé au moyen de câbles (non représentés) reliés, d'une part, aux extré­mités de l'aile 5 et, d'autre part, à des moyens d'ac­tionnement mécanique, électro-mécanique ou autre, prévus sur le pont du voilier. Ces moyens d'actionnement peu­ vent être constitués par des treuils mécaniques ou électro-mécaniques, ou encore par des vérins mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques à actionnement manuel ou motorisé. Grâce à ces modes de réalisation, le bras 6 et l'aile 5 sont articulés à la tête du mât 1 suivant trois axes orthogonaux permettant leur orientation dans toutes les directions utiles, à savoir une rotation complète autour de l'axe du mât 1 permettant à l'aile ou disposi­tif 5 de se placer nez au vent à la manière d'une gi­rouette, cet alignement étant assuré par la poussée du vent sur l'intrados de l'aile 5 et sur son plan de déri­ve 7 - gouvernail 8, une inclinaison à gauche ou à droi­te pouvant aller jusqu'à 90° par rapport à l'axe du mât 1, entraînant l'inclinaison α de l'aile 5, par action sur les câbles correspondants reliés à l'aile 5 ou sur les volets 9 et une inclinaison par rapport au sens d'avancement du voilier, créant l'angle d'attaque β de l'aile 5 par rapport au vent relatif horizontal VR, éga­lement par action sur les volets 9 ou sur des câbles correspondants reliés à l'aile 5.The pivoting of the arm 6 in the housing of the head of the mast 1 can also be controlled by means of cables (not shown) connected, on the one hand, to the ends of the wing 5 and, on the other hand, to means mechanical, electro-mechanical or other actuation, provided on the deck of the sailboat. These means of actuation little wind be constituted by mechanical or electro-mechanical winches, or by mechanical, hydraulic or pneumatic cylinders with manual or motorized actuation. Thanks to these embodiments, the arm 6 and the wing 5 are articulated at the head of the mast 1 along three orthogonal axes allowing their orientation in all the useful directions, namely a complete rotation around the axis of the mast 1 allowing to the wing or device 5 to position themselves nose to the wind in the manner of a wind vane, this alignment being ensured by the thrust of the wind on the lower surface of the wing 5 and on its drift plane 7 - rudder 8, an inclination to the left or to the right of up to 90 ° relative to the axis of the mast 1, causing the inclination α of the wing 5, by action on the corresponding cables connected to the wing 5 or on the flaps 9 and an inclination relative to the direction of advance of the sailboat, creating the angle of attack β of the wing 5 relative to the horizontal relative wind VR, also by action on the flaps 9 or on corresponding cables connected to wing 5.

Selon une autre caractéristique de l'inven­tion, le bras 6 est fixé à l'aile 5 sur l'axe longitudi­nal 10 de cette dernière en un point T réglable sur le­dit axe 10, ce point T étant situé en avant des centres de gravité et de poussée de l'aile 5. Ainsi, il est as­suré que l'aile 5 se présentera en toutes circonstances le nez au vent et avec son intrados tourné vers le mât 1.According to another characteristic of the invention, the arm 6 is fixed to the wing 5 on the longitudinal axis 10 of the latter at a point T adjustable on said axis 10, this point T being located in front of the centers of gravity and wing 5 thrust. Thus, it is ensured that wing 5 will present itself in all circumstances with the nose in the wind and with its lower surface facing the mast 1.

La commande des mouvements du gouvernail 8 et des volets 9 est avantageusement réalisée au moyen de tringles 11 qui sont actionnées par des moteurs linéai­res tels que des vérins 12 électriques ou pneumatiques, commandés à partir du pont au moyen d'un boîtier à mani­pulateur du type "manche à balai" agissant sur un rhéo­stat ou sur un distributeur pneumatique et dont l'éner­gie est fournie par une batterie montée sur le pont ou par une centrale d'air sous pression, la commande de cette dernière ou l'alimentation électrique de la batte­rie étant réalisée au moyen d'une hélice hydraulique, ou au moyen d'une turbine alimentée par un orifice prévu sur le bord d'attaque de la dérive 3, actionnant une dy­namo ou un alternateur ou un compresseur.The control of the movements of the rudder 8 and of the flaps 9 is advantageously carried out by means of rods 11 which are actuated by linear motors such as electric or pneumatic jacks 12, controlled from the bridge by means of a manipulator box of the type "joystick" acting on a rheostat or on a pneumatic distributor and whose energy is supplied by a battery mounted on the deck or by a pressurized air center, the control of the latter or the electrical supply of the battery being carried out by means of a hydraulic propeller, or by means of a turbine supplied by an orifice provided on the leading edge of fin 3, actuating a dynamo or an alternator or a compressor.

Du fait des vitesses pouvant être atteintes au moyen du voilier conforme à l'invention, l'emploi d'une dynamo ou d'un alternateur ou encore d'un compresseur, actionné par une hélice hydraulique ou par une turbine est rendu possible et permet l'utilisation d'une source d'énergie gratuite capable de subvenir à tous les be­soins en énergie.Because of the speeds that can be reached by means of the sailboat according to the invention, the use of a dynamo or an alternator or even a compressor, actuated by a hydraulic propeller or by a turbine is made possible and allows the use of a free energy source capable of meeting all energy needs.

L'inclinaison de l'aile 5, d'une part, d'un angle α du côté au vent et, d'autre part, d'un angle d'attaque β par rapport au vent relatif horizontal VR induit une résultante de poussée aérodynamique FA sur l'aile 5 qui est proche de l'axe du bras 6. Cette der­nière a deux effets très importants sur le bateau, à sa­voir, d'une part, un effet de sustentation et, d'autre part, un effet de couple d'équilibrage anti-gîte.The inclination of the wing 5, on the one hand, of an angle α on the windward side and, on the other hand, of an angle of attack β relative to the horizontal relative wind VR induces a result of thrust aerodynamic FA on the wing 5 which is close to the axis of the arm 6. The latter has two very important effects on the boat, namely, on the one hand, a lifting effect and, on the other hand, an effect anti-heeling balancing torque.

La sustentation est obtenue sous l'effet de la composante verticale de la poussée aérodynamique FA qui compense les forces verticales orientées vers le bas, à savoir le poids du voilier, et la composante verticale de la poussée sur les voiles FV, de sorte que le voilier a tendance à être tiré hors de l'eau dans le sens du mât 1 au niveau de la liaison de la tête dudit mât 1 avec le bras 6 solidaire de l'aile 5. Ainsi, le réglage de l'an­gle d'attaque β entraîne un changement d'altitude du voilier qui a pour effet de soulever sa carène hors de l'eau.The lift is obtained under the effect of the vertical component of the aerodynamic thrust FA which compensates for the downward vertical forces, namely the weight of the sailboat, and the vertical component of the thrust on the FV sails, so that the sailboat tends to be pulled out of the water in the direction of the mast 1 at the connection of the head of said mast 1 with the arm 6 secured to the wing 5. Thus, the adjustment of the angle of attack β causes a change in altitude of the sailboat which has the effect of lifting its hull out of the water.

Le couple d'équilibrage anti-gîte est obtenu par l'action de la poussée aérodynamique FA sur l'aile 5 sous forme d'une force agissant sur la tête du mât 1 créant un couple de rappel qui équilibre les couples de gîte autour d'un point D de la dérive 3, dus à l'action du vent sur la ou les voiles 2, de sorte que l'inclinai­son γ du mât est stabilisée. Un couple anti-gîte impor­tant peut être obtenu avec une force de poussée aérody­namique FA relativement faible par utilisation d'un mât de longueur importante, le mât formant le bras de le­vier.The anti-heeling balancing torque is obtained by the action of the aerodynamic thrust FA on the wing 5 in the form of a force acting on the head of the mast 1 creating a restoring torque which balances the couples of heel around a point D of the fin 3, due to the action of the wind on the sails 2 or sails, so that the inclination γ of the mast is stabilized. A significant anti-heeling torque can be obtained with a relatively low aerodynamic thrust force FA by using a mast of considerable length, the mast forming the lever arm.

Ainsi, l'ensemble conforme à l'invention est stable et la trainée hydraulique, qui était le frein principal au déplacement, est très fortement réduite. En effet, en conditions normales de progression le seul vo­lume immergé du voilier reste celui de la dérive 3 et du gouvernail 4, ce qui se réduit à une surface très fai­ble, quasiment plane et très fine, et avançant sur tran­che, à la manière d'une lame de couteau. Il en résulte que le voilier ainsi constitué avance en planant au-­dessus de l'eau à une vitesse très supérieure à celle des voiliers correspondants de type classique et cette vitesse est plusieurs fois supérieure à celle du vent absolu.Thus, the assembly according to the invention is stable and the hydraulic drag, which was the main brake on movement, is very greatly reduced. Indeed, under normal conditions of progression the only submerged volume of the sailboat remains that of the fin 3 and the rudder 4, which is reduced to a very small surface, almost flat and very fine, and advancing on edge, in the manner of 'a knife blade. It follows that the sailboat thus formed advances by hovering over the water at a speed much higher than that of the corresponding sailboats of conventional type and this speed is several times higher than that of the absolute wind.

Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le gouvernail 4 est muni, près de son ex­trémité inférieure, d'une ailette stabilisatrice 13 mon­tée de manière fixe sur ledit gouvernail 4. Une telle ailette permet d'assurer une stabilité horizontale de l'axe du voilier dans son plan de symétrie. Cette ailet­te est avantageusement montée sensiblement parallèle au pont. Il est également possible de rendre l'ailette sta­bilisatrice 13 réglable en inclinaison par rapport au pont du voilier, par montage au moyen d'un axe de pivo­tement sur le gouvernail 4 et actionnement manuel au moyen d'une tringle pouvant être bloquée en position ou actionnement asservi hydrauliquement, mécaniquement ou électriquement au moyen d'un ensemble de commande cen­tralisé.In accordance with another characteristic of the invention, the rudder 4 is provided, near its lower end, with a stabilizing fin 13 fixedly mounted on said rudder 4. Such a fin makes it possible to ensure horizontal stability of the axis of the sailboat in its plane of symmetry. This fin is advantageously mounted substantially parallel to the bridge. It is also possible to make the stabilizing fin 13 adjustable in inclination relative to the deck of the sailboat, by mounting by means of a pivot axis on the rudder 4 and manual actuation by means of a rod which can be locked in position or hydraulically, mechanically or electrically controlled actuation by means of a centralized control assembly.

Lorsque les couples de rotation exercés dans le plan de symétrie du voilier sont équilibrés, ce der­nier ne prend pas d'assiette par rapport à l'horizontale et l'ailette stabilisatrice 13 n'a pas d'effet autre qu'une faible trainée. A la rupture de l'équilibre de ces couples, le voilier prend'une assiette positive ou négative, de même que l'ailette stabilisatrice 13 qui devient porteuse, de sorte que sa portance hydrodynami­que crée un couple de rééquilibrage tendant à réduire l'assiette. Ce couple stabilisateur est important, car le bras de levier par rapport au centre de gravité du voilier est important, de même que la portance à grande vitesse dès que l'assiette apparaît.When the torques exerted in the plane of symmetry of the sailboat are balanced, the latter does not take an attitude relative to the horizontal and the stabilizing fin 13 has no effect other than a slight drag. When the balance of these couples is broken, the sailboat takes a positive or negative attitude, as does the stabilizing fin 13 which becomes load-bearing, so that its hydrodynamic lift creates a rebalancing torque tending to reduce the attitude . This stabilizing torque is important, because the lever arm relative to the center of gravity of the sailboat is important, as is the lift at high speed as soon as the attitude appears.

Pratiquement, le voilier sera construit afin que les couples aéro - et hydrodynamiques en cause soient proches de l'équilibre sans l'action de l'ailette stabilisatrice 13. Par ailleurs, la possibilité éven­tuelle de régler l'assiette de l'ailette 13 par rapport au plan du pont permet d'optimiser l'équilibre entre les couples à tout moment et donc d'optimiser les performan­ces du voilier, assurant ainsi à son axe une stabilité proche de l'horizontale.In practice, the sailboat will be built so that the aero- and hydrodynamic couples involved are close to equilibrium without the action of the stabilizing fin 13. Furthermore, the possible possibility of adjusting the trim of the fin 13 by compared to the deck plan makes it possible to optimize the balance between the couples at all times and therefore to optimize the performance of the sailboat, thus ensuring its axis a stability close to the horizontal.

Le réglage de l'altitude du voilier par rap­port au plan d'eau s'effectue par modification des in­clinaisons α et β de l'aile 5, soit au moyen de câbles agissant sur les extrémités de cette dernière afin de réaliser les pivotements désirés, soit par action sur les volets réglables 9 de profondeur et d'inclinaison. Ce réglage des inclinaisons α et β permet également d'agir sur l'inclinaison γ du mât 1. Il est ainsi possi­ble, en particulier, de maintenir le mât 1 à la vertica­le, c'est-à-dire avec un angle γ = 0 ou, dans le cas de vent faible, de réaliser une inclinaison du mât 1 au vent, c'est-à-dire avec un angle γ négatif, la ou les voiles 2 contribuant alors à la sustentation.The altitude of the sailboat is adjusted relative to the water body by modifying the inclinations α and β of the wing 5, either by means of cables acting on the ends of the latter in order to achieve the desired pivotings, either by action on the adjustable flaps 9 of depth and inclination. This adjustment of the inclinations α and β also makes it possible to act on the inclination γ of the mast 1. It is thus possible, in particular, to maintain the mast 1 vertically, that is to say with an angle γ = 0 or, in the case of light wind, to tilt the mast 1 to the wind, that is to say with a negative angle γ, the sails 2 or sails then contributing to the lift.

Le décollage de la carène hors de l'eau est réalisé pour des vitesses de vent supérieures à une vi­tesse minimale qui dépend, d'une part, de la surface de l'aile 5 et, d'autre part, de la surface des voiles 2 de propulsion et du poids total du voilier. Ainsi, la vi­tesse minimale du vent permettant de soulever la carène hors de l'eau s'établira entre 7 et 15 noeuds, condition souvent réalisée en pratique. Dans le cas de vitesse de vent inférieure à ce seuil minimal, un décollage complet n'est pas possible mais, cependant, l'aile 5 continue à remplir son effet d'allègement du voilier et de contri­bution à l'équilibrage en gîte, de sorte que, par rap­port à un voilier classique de même type et à force de vent identique, l'appui éventuel sur le flotteur au vent et, en tous cas, le gîte sont considérablement réduits.The takeoff of the hull out of the water is carried out for wind speeds greater than a minimum speed which depends, on the one hand, on the surface of the wing 5 and, on the other hand, on the surface of the sails 2 propulsion and total weight of the sailboat. Thus, the minimum wind speed allowing the hull to be lifted out of the water will be between 7 and 15 knots, a condition often achieved in practice. In the case of a wind speed below this minimum threshold, a complete takeoff is not possible but, however, the wing 5 continues to fulfill its effect of lightening the sailboat and contributing to the balancing in heel, so that, compared to a conventional sailboat of the same type and with the same wind force, the possible support on the float in the wind and, in any case, the list are considerably reduced.

La navigation au ras de l'eau d'un voilier conforme à l'invention s'effectue donc avec des vents beaucoup plus faibles que pour les voiliers classiques et ce mode de navigation très rapide précède le décolla­ge complet intervenant dès que la vitesse du vent dépas­se la vitesse minimale requise.Navigating close to the water of a sailboat according to the invention is therefore carried out with much weaker winds than for conventional sailboats and this very fast navigation mode precedes the complete takeoff occurring as soon as the wind speed exceeds the minimum speed required.

La dérive 3 est avantageusement sous forme d'une plaque de faible épaisseur, à section frontale se réduisant en direction du pied et à haute limite élasti­que, fixée rigidement sous le pont, avec possibilité de glissement vertical, et étayée par rapport au pont au moyen de tirants 14 fixés au puit de dérive. Cette déri­ve 3 permet, comme sur les voiliers classiques, de limi­ter la dérive du bateau par appui sur l'eau, mais, ce­pendant, la poussée antidérive FD qu'elle supporte est fortement augmentée. Le matériau constitutif de la déri­ve 3 pourra être, par exemple, de l'aluminium et sa sec­tion frontale particulière, diminuant en direction du pied, est adapté à la variation du moment de flexion de manière à réduire le poids de la dérive. En outre, elle présente avantageusement une hauteur plus grande que la largeur afin de maintenir une surface d'appui immergée suffisante en eaux agitées ou en cas de variations d'altitude. Enfin, la possibilité de glissement vertical de la dérive 3 dans son encastrement sous le pont du voilier permet son réglage en hauteur en fonction des conditions de navigation ainsi que son escamotage com­plet en position de garage et de transport. Il en est de même pour le gouvernail 4 par glissement vertical le long de son axe d'orientation.The fin 3 is advantageously in the form of a thin plate, with a frontal section reducing towards the foot and with a high elastic limit, rigidly fixed under the bridge, with the possibility of vertical sliding, and supported with respect to the bridge by means tie rods 14 fixed to the drift well. This drift 3 allows, as on conventional sailboats, to limit the drift of the boat by pressing on the water, but, however, the FD anti-drift thrust which it supports is greatly increased. The material of the fin 3 may be, for example, aluminum and its particular front section, decreasing in the direction of the foot, is adapted to the variation of the bending moment so as to reduce the weight of the fin. In addition, it advantageously has a height greater than the width in order to maintain a sufficient submerged support surface in rough waters or in case of variations in altitude. Finally, the possibility of vertical sliding of the fin 3 in its recess under the deck of the sailboat allows its height adjustment according to the navigation conditions as well as its complete retraction in the garage and transport position. It is the same for the rudder 4 by vertical sliding along its axis of orientation.

Les autres éléments du voilier conforme à l'invention sont, dans leur principe, semblables à ceux d'un voilier classique de type correspondant. Cependant, leurs caractéristiques techniques sont sensiblement modifiées. En effet, la poussée anti-gîte FA crée au sommet du mât 1 un appui sous le vent qui n'existe pas sur les voiliers classiques, de sorte que le hauban au vent 15 n'est plus sous tension et que, à force de gîte FV égale, le mât 1 est moins sollicité en flexion que sur un voilier classique et peut donc être plus léger. Ce dernier avantage peut être mis à profit pour optimi­ser les mâts, c'est-à-dire pour utiliser des mâts plus hauts afin d'augmenter la force de propulsion FV et donc la vitesse.The other elements of the sailboat according to the invention are, in principle, similar to those of a conventional sailboat of the corresponding type. However, their technical characteristics are significantly changed. In fact, the anti-heel thrust FA creates at the top of the mast 1 a leeward support which does not exist on conventional sailboats, so that the wind shroud 15 is no longer under tension and that, by dint of equal FV heel, mast 1 is less flexed than on a classic sailboat and can therefore be lighter. This last advantage can be taken advantage of to optimize the masts, that is to say to use taller masts in order to increase the propulsion force FV and therefore the speed.

Le hauban sous le vent 16 est sous tension mo­dérée pour éviter la rotation de la carène ou du châssis du voilier autour du pied du mât sous l'effet de la poussée antidérive FD.The leeward shroud 16 is under moderate tension to prevent the rotation of the hull or the chassis of the sailboat around the foot of the mast under the effect of the FD anti-drift thrust.

Du fait que la vitesse, atteinte avec le voi­lier conforme à l'invention, correspond le plus souvent à un vent relatif VR proche de l'avant du bateau, les voiles 2 sont proches du plan de symétrie du bateau et peuvent se gêner. Afin de pallier cet inconvénient, le foc pourra être de largeur réduite afin d'éloigner son bord de fuite de la grand voile.Because the speed, reached with the sailboat according to the invention, most often corresponds to a relative wind VR near the front of the boat, the sails 2 are close to the plane of symmetry of the boat and can interfere. In order to overcome this drawback, the jib may be of reduced width in order to move its trailing edge away from the mainsail.

Conformément à une autre caractéristique de l'invention, et comme le montre la figure 1, dans le cas d'un voilier présentant une carène multicoques, les flotteurs 17 de cette dernière sont avantageusement mon­tés sur des bras téléscopiques 18 réglables en extension par rapport au pont ou à la carène centrale, de manière fixe ou en continu, au moyen de boulons d'assemblage ou au moyen de moteurs linéaires. Ainsi, les flotteurs 17 peuvent être rapprochés à une distance minimale de la carène centrale ou du pont en position de garage ou de transport et peuvent être écartés en position d'utili­sation, cet écartement pouvant éventuellement varier en cours d'utilisation afin d'optimiser le rendement du voilier.In accordance with another characteristic of the invention, and as shown in Figure 1, in the case of a sailboat having a multihull hull, the floats 17 of the latter are advantageously mounted on telescopic arms 18 adjustable in extension relative to the deck or to the central hull, fixedly or continuously, by means of assembly bolts or by means of linear motors. Thus, the floats 17 can be brought together at a minimum distance from the central hull or the deck in the garage or transport position and can be moved apart in the use position, this spacing possibly being varied during use in order to optimize the performance of the sailboat.

Les figures 3 et 4 représentent une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les voiles 2 sont remplacées par des ailes rigides 19 mobiles autour de mâts intégrés, ces ailes 19 étant éloignées l'une de l'autre afin de recevoir des flux aériens indépendants, le dispositif de sustentation 5 étant articulé sur un châssis 20 en un point 21 formant le barycentre aéro­dynamique des sommets des mâts des ailes 19. Dans le mo­de de réalisation représenté, le voilier est sous forme d'un catamaran dont les flotteurs 22 ne jouent leur rôle de carène que dans les phases de décollage et d'amerris­sage, c'est-à-dire à faible vitesse. En outre, au cours de ces deux phases, l'appui sur le flotteur sous le vent est réduit grâce à l'influence de l'aile 5, les flot­teurs 22 et les balanciers 23 les reliant au châssis 24 sont soumis à des efforts beaucoup plus faibles que sur les multicoques classiques et peuvent donc être considé­rablement allégés, ce qui contribue encore à la réduc­tion du poids total.Figures 3 and 4 show an alternative embodiment of the invention in which the sails 2 are replaced by rigid wings 19 movable around integrated masts, these wings 19 being spaced from one another in order to receive air flows independent, the lifting device 5 being articulated on a chassis 20 at a point 21 forming the aerodynamic barycenter of the tops of the masts of the wings 19. In the embodiment shown, the sailboat is in the form of a catamaran whose floats 22 do not play their role as hulls only in takeoff and ditching phases, that is to say at low speed. In addition, during these two phases, the support on the leeward float is reduced thanks to the influence of the wing 5, the floats 22 and the pendulums 23 connecting them to the chassis 24 are subjected to great efforts. lower than on conventional multihulls and can therefore be considerably reduced, which further contributes to the reduction in total weight.

Les flotteurs 22 peuvent être constitués par des matériaux très légers, tels que, par exemple, de simples cylindres gonflables munis d'embouts aérodynami­ques et les balanciers 23 de faibles poids et section peuvent être coulissants sous le châssis 24 en vue du réglage de l'envergure.The floats 22 can be made of very light materials, such as, for example, simple inflatable cylinders provided with aerodynamic tips and the pendulums 23 of low weight and section may be sliding under the chassis 24 for the purpose of adjusting the span.

Selon une autre caractéristique de l'inven­tion, afin d'optimiser les performances du voilier, les mâts des ailes 19 sont avantageusement montées sur des bras transversaux logés de manière télescopique dans le châssis 20 de liaison à l'aile 5 et dans des traverses solidaires du châssis 24, lesdits bras transversaux étant déplaçables et réglables en écartement au moyen d'ensembles pignon - crémaillère ou de vérins.According to another characteristic of the invention, in order to optimize the performance of the sailboat, the masts of the wings 19 are advantageously mounted on transverse arms housed telescopically in the chassis 20 for connection to the wing 5 and in integral sleepers of the chassis 24, the said transverse arms being displaceable and adjustable in spacing by means of pinion-rack assemblies or jacks.

Grâce à l'invention, il est possible de réali­ser un voilier capable d'atteindre de grandes vitesses au niveau et, en particulier, au-dessus de l'eau par utilisation du principe de propulsion par la pression aérodynamique du vent sur un système de voiles ou d'ai­les portées par un ou plusieurs mâts verticaux combiné avec une aile aérienne orientable fixée en tête de mât et créant simultanément des effets de sustentation et de couple anti-gîte permettant au bateau de s'élever, dans un premier temps, à la surface de l'eau, puis d'accélé­rer et de décoller au-dessus du niveau de l'eau pour na­viguer ensuite en sustentation équilibrée avec une sup­pression quasi totale de la trainée hydrodynamique de carène.Thanks to the invention, it is possible to make a sailboat capable of reaching high speeds at the level and, in particular, above the water by using the principle of propulsion by the aerodynamic pressure of the wind on a system of sails or wings carried by one or more vertical masts combined with an adjustable aerial wing fixed at the top of the mast and simultaneously creating lift and anti-heel effects allowing the boat to rise, at first, to the surface of the water, then accelerate and take off above the water level to then sail in balanced lift with an almost total suppression of the hydrodynamic hull drag.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux des­sins annexés. Des modifications restent possibles, no­tamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements, or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims (12)

1. Voilier mono - ou multicoques pourvu d'au moins un mât (1) de fixation d'une ou de plusieurs voi­les (2), d'une dérive (3), d'un gouvernail (4) et d'une aile (5) reliée à la tête du mât, caractérisé en ce que l'aile (5) forme un dispositif de sustentation et anti-­gîte relié à la tête du mât (1) avec possibilité de pi­votement limitée autour de cette dernière, au moyen d'un bras (6) solidaire à une extrémité de l'infrastructure de l'aile et pourvu à son autre extrémité d'une tête pi­votante coopérant avec un logement de forme correspon­dante de la tête du mât (1) à la manière d'une rotule, le logement réalisant une limitation dudit pivotement du bras (6) autour de trois axes orthogonaux passant par le sommet du mât (1), de sorte que la ou les coques du voi­lier peuvent être entièrement sorties de l'eau en vites­se de croisière, ledit voilier étant stabilisé en posi­tion de vol au-dessus de l'eau.1. Single or multihull sailboat provided with at least one mast (1) for fixing one or more sails (2), a fin (3), a rudder (4) and a wing (5) connected to the head of the mast, characterized in that the wing (5) forms a lifting and anti-heeling device connected to the head of the mast (1) with the possibility of limited pivoting around the latter, by means an arm (6) secured to one end of the wing infrastructure and provided at its other end with a pivoting head cooperating with a housing of corresponding shape of the head of the mast (1) in the manner of a ball joint, the housing providing a limitation of said pivoting of the arm (6) around three orthogonal axes passing through the top of the mast (1), so that the hull (s) of the sailboat can be entirely taken out of the water at a speed of cruising, said sailboat being stabilized in flight position over water. 2. Voilier, suivant la revendication 1, carac­térisé en ce que le dispositif de sustentation ou aile (5), est pourvu sur la partie arrière de son intrados d'un ensemble dérive (7) gouvernail (8).2. Sailboat according to claim 1, characterized in that the lift device or wing (5) is provided on the rear part of its underside with a fin assembly (7) rudder (8). 3. Voilier, suivant l'une quelconque des re­vendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de sustentation ou aile (5) est muni sur son bord de fuite arrière de deux volets réglables (9) de profondeur et d'inclinaison permettant les orientations de l'aile (5).3. Sailboat according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the lift or wing device (5) is provided on its trailing edge with two adjustable flaps (9) of depth and inclination allowing wing orientations (5). 4. Voilier, suivant l'une quelconque des re­vendications 2 et 3, caractérisé en ce que la commande des mouvements du gouvernail (8) et des volets (9) est avantageusement réalisée au moyen de tringles (11) qui sont actionnées par des moteurs linéaires tels que des vérins (12) électriques ou pneumatiques, commandés à partir du pont au moyen d'un boîtier à manipulateur du type "manche à balai" agissant sur un rhéostat ou sur un distributeur pneumatique et dont l'énergie est fournie par une batterie montée sur le pont ou par une centrale d'air sous pression, la commande de cette dernière ou l'alimentation électrique de la batterie étant réalisée au moyen d'une hélice hydraulique, ou au moyen d'une turbine alimentée par un orifice prévu sur le bord d'attaque de la dérive (3), actionnant une dynamo ou un alternateur ou un compresseur.4. Sailboat according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the control of the movements of the rudder (8) and flaps (9) is advantageously carried out by means of rods (11) which are actuated by motors linear such as electric or pneumatic cylinders (12), controlled by from the deck by means of a manipulator box of the "broomstick" type acting on a rheostat or on a pneumatic distributor and whose energy is supplied by a battery mounted on the deck or by a pressurized air unit , the control of the latter or the electrical supply of the battery being carried out by means of a hydraulic propeller, or by means of a turbine supplied by an orifice provided on the leading edge of the fin (3), actuating a dynamo or an alternator or a compressor. 5. Voilier, suivant la revendication 1, carac­térisé en ce que le pivotement du bras (6) dans le loge­ment de la tête du mât (1) est commandé au moyen de câ­bles reliés, d'une part, aux extrémités de l'aile (5) et, d'autre part, à des moyens d'actionnement mécanique, électro-mécanique ou autre, prévus sur le pont du voi­lier.5. Sailboat according to claim 1, characterized in that the pivoting of the arm (6) in the housing of the head of the mast (1) is controlled by means of cables connected, on the one hand, to the ends of the wing (5) and, on the other hand, mechanical, electro-mechanical or other actuation means, provided on the deck of the sailboat. 6. Voilier, suivant l'une quelconque des re­vendications 1 et 5, caractérisé en ce que le bras (6) est fixé à l'aile (5) sur l'axe longitudinal (10) de cette dernière en un point T réglable sur ledit axe (10), ce point T étant situé en avant des centres de gravité et de poussée de l'aile 5.6. Sailboat according to any one of claims 1 and 5, characterized in that the arm (6) is fixed to the wing (5) on the longitudinal axis (10) of the latter at a point T adjustable on said axis (10), this point T being located in front of the centers of gravity and thrust of the wing 5. 7. Voilier, suivant la revendication 1, carac­térisé en ce que le gouvernail (4) est muni, près de son extrémité inférieure, d'une ailette stabilisatrice (13) montée de manière fixe sur ledit gouvernail (4).7. Sailboat according to claim 1, characterized in that the rudder (4) is provided, near its lower end, with a stabilizing fin (13) fixedly mounted on said rudder (4). 8. Voilier, suivant la revendication 7, carac­térisé en ce que l'ailette stabilisatrice (13) est ré­glable en inclinaison par rapport au pont du voilier, par montage au moyen d'un axe de pivotement sur le gou­vernail (4) et actionnement manuel au moyen d'une trin­gle pouvant être bloquée en position ou actionnement as­servi hydrauliquement, mécaniquement ou électriquement au moyen d'un ensemble de commande centralisé.8. Sailboat according to claim 7, characterized in that the stabilizing fin (13) is adjustable in inclination relative to the deck of the sailboat, by mounting by means of a pivot axis on the rudder (4) and manual actuation by means of a rod which can be locked in position or hydraulically, mechanically or electrically controlled actuation by means of a centralized control assembly. 9. Voilier, suivant la revendication 1, carac­térisé en ce que la dérive (3) est avantageusement sous forme d'une plaque de faible épaisseur, à section fron­tale se réduisant en direction du pied et à haute limite élastique, fixée rigidement sous le pont, avec possibi­lité de glissement vertical, et étayée par rapport au pont au moyen de tirants (14) fixés au puit de dérive.9. Sailboat according to claim 1, characterized in that the fin (3) is advantageously in the form of a plate of small thickness, with frontal section reducing in the direction of the foot and with high elastic limit, rigidly fixed under the deck. , with the possibility of vertical sliding, and supported with respect to the bridge by means of tie rods (14) fixed to the drift well. 10. Voilier, suivant l'une quelconque des re­vendications 1 à 9, caractérisé en ce que, lorsqu'il présente une carène multicoques, les flotteurs (17) de cette dernière sont avantageusement montés sur des bras téléscopiques (18) réglables en extension par rapport au pont ou à la carène centrale, de manière fixe ou en con­tinu, au moyen de boulons d'assemblage ou au moyen de moteurs linéaires.10. Sailboat according to any one of claims 1 to 9, characterized in that, when it has a multihull hull, the floats (17) of the latter are advantageously mounted on telescopic arms (18) adjustable in extension by relative to the deck or the central hull, fixedly or continuously, by means of assembly bolts or by means of linear motors. 11. Voilier propulsé par des ailes rigides (19) mobiles autour de mâts intégrés, ces ailes (19) étant éloignées l'une de l'autre afin de recevoir des flux aériens indépendants, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif de sustentation (5) articulé sur un châssis (20) en un point (21) formant le barycentre aérodynamique des sommets des mâts des ailes (19).11. Sailboat powered by rigid wings (19) movable around integrated masts, these wings (19) being spaced from one another in order to receive independent air flows, characterized in that it is provided with a lift device (5) articulated on a chassis (20) at a point (21) forming the aerodynamic barycenter of the tops of the wing masts (19). 12. Voilier, suivant la revendication 11, ca­ractérisé en ce que les mâts des ailes (19) sont avanta­geusement montés sur des bras transversaux logés de ma­nière télescopique dans le châssis (20) de liaison à l'aile (5) et dans des traverses solidaires du châssis (24), lesdits bras transversaux étant déplaçables et ré­glables en écartement au moyen d'ensembles pignon - crémaillère ou de vérins.12. Sailboat according to claim 11, characterized in that the wing masts (19) are advantageously mounted on transverse arms housed telescopically in the frame (20) connecting to the wing (5) and in crosspieces integral with the chassis (24), said transverse arms being displaceable and adjustable in spacing by means of pinion-rack assemblies or jacks.
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