PERFECTIONNEMENTS POUR LES MULTICOQUES A VOILE FIXE IMPROVEMENTS ON FIXED SAIL MULTIHULLS
L'invention concerne des multicoques comportant : - 3 flotteurs (5) pivotants, disposés en triangle, l'un d'entre eux étant à l'arrière - une dérive (8) centrale (4) qui peut pivoter de plus de 40 degrés de part et d'autre du plan de symétrie de la structure - une voilure principale (7) non pivotante, disposée selon la direction médiane de circulation (15,16).The invention relates to multihulls comprising: - 3 pivoting floats (5), arranged in a triangle, one of them being at the rear - a central fin (8) (4) which can pivot by more than 40 degrees on either side of the plane of symmetry of the structure - a non-pivoting main wing (7), arranged in the median direction of circulation (15,16).
Traditionnellement, les voiles des bateaux doivent pivoter par rapport à la carène afin de les orienter correctement par rapport au vent. Lors de chaque réglage de la voilure il faut maintenir son profil idéal en agissant sur divers cordages et câbles sollicités par des efforts importants, au. moyen de palans, cabestans ou winchs. Comparativement il devient plus facile de faire pivoter de petites carènes en laissant à la voile son orientation optimale par rapport au vent.Traditionally, the sails of boats must pivot relative to the hull in order to orient them correctly with respect to the wind. During each adjustment of the airfoil, it is necessary to maintain its ideal profile by acting on various ropes and cables stressed by significant efforts, at. by means of hoists, capstans or winches. In comparison, it becomes easier to rotate small hulls, leaving the sail in its optimal orientation relative to the wind.
On connaît déjà un multicoque dont la voile reste fixée parallèlement à l'axe longitudinal (brevets FR.2.642.395 & PCT/FR.90/00066.). L'orientation de la structure-voile en fonction du vent et la direction vers le cap sont obtenues par l'orientation de flotteurs pivotants. La nécessité d'agir sur les flotteurs implique des liaisons peu compatibles avec la simplicité désirée pour de petites unités.A multihull is already known, the sail of which remains fixed parallel to the longitudinal axis (patents FR.2.642.395 & PCT / FR.90 / 00066.). The orientation of the sail structure as a function of the wind and the direction towards the heading are obtained by the orientation of pivoting floats. The need to act on the floats implies links which are not very compatible with the simplicity desired for small units.
Il existe d'autres types de bateaux qui sont orientés par pivotement de flotteurs et qui ont des voiles fixées sur leur structure. Mais ces voiles sont peφendiculaires à la direction médiane de circulation, elles reçoivent le vent toujours sur la même face et ne permettent pas la navigation au près ni les virements face au vent.There are other types of boats which are oriented by pivoting floats and which have sails fixed on their structure. However, these sails are perpendicular to the middle direction of movement, they receive the wind always on the same face and do not allow upwind navigation or tacking towards the wind.
La présente invention permet d'orienter la structure supportant la voilure sans agir ni sur la voile ni sur les flotteurs grâce à : - un dispositif (57) de déplacement de la dérive (50) vers l'arrière, d'environ 1/20 de la longueur de flottaison, - un élément élastique (56) de rappel vers l'avant,- une commande (59) d'orientation de la dérive vers bâbord ou tribord,- des butées réglables (55) pour limiter le déplacement, - un indicateur de cap (60) avec support de compas (61) fixé à l'axe de la dérive, - éventuellement un dispositif de déclenchement en cas de choc (58) Ainsi on peut abattre en déplaçant le centre de dérive en arrière du centre de voilure, ou lofer en l'avançant. La dérive doit être orientée sensiblement vers le cap désiré. Grâce à un aileron placé à leur l'arrière, les flotteurs s'orientent d'eux mêmes dans le sens du courant.The present invention makes it possible to orient the structure supporting the wing without acting either on the sail or on the floats thanks to: - a device (57) for moving the fin (50) towards the rear, of about 1/20 of the waterline length, - an elastic element (56) for returning towards the front, - a control (59) for orienting the drift towards port or starboard, - adjustable stops (55) to limit movement, - a heading indicator (60) with compass support (61) fixed to the centerline of the centerboard, - optionally a triggering device in the event of an impact (58) So we can shoot down by moving the center of centerboard behind the center of sails, or luff while advancing it. The drift must be oriented substantially towards the desired heading. Thanks to a fin placed at the rear, the floats orient themselves in the direction of the current.
Selon une autre forme de réalisation on utilise - une gouverne d'incidence de voilure (13) , - un dispositif de déviation (14) pour la gouverne d'incidence de voilure,According to another embodiment, use is made of an airfoil incidence control surface (13) a deflection device (14) for the airfoil incidence control surface,
- des paliers dans lequel pivote l'axe (9) sensiblement vertical de la dérive (8), une
Z gouverne d'incidence de dérive (12), une transmission inversée (82) pour la commande de la gouverne d'incidence de dérive (80).- bearings in which the substantially vertical axis (9) of the fin (8) pivots, a Z drift incidence control surface (12), an inverted transmission (82) for controlling the drift incidence control surface (80).
Les gouvernes d'incidence ont un fonctionnement comparable à celui de la gouverne de profondeur des avion et planeurs. Sur ces engins le centre de portance de l'aile est en arrière du centre de gravité et l'incidence de la gouverne de profondeur est inversée par rapport à celle de l'aile. La stabilité du vol résulte de l'équilibre par rapport au centre de gravité du couple de rotation de l'aile et de celui de la gouverne de profondeur. Ce principe est appliqué au bateau selon l'invention d'une part à la partie aérienne et, d'autre part, à la partie immergée. Le couple de rotation de la voile par rapport à l'axe de pivotement (9) est équilibré par celui de la gouverne d'incidence de voilure. Le couple de pivotement de la dérive par rapport au même axe de pivotement (9) est équilibré par celui de sa gouverne d'incidence Les résultantes de ces forces équilibrent la traînée des flotteurs. (Figure 2a.)The rudders have an operation comparable to that of the elevator of planes and gliders. On these machines the center of lift of the wing is behind the center of gravity and the incidence of the elevator is reversed compared to that of the wing. The stability of the flight results from the balance with respect to the center of gravity of the torque of the wing and that of the elevator. This principle is applied to the boat according to the invention on the one hand to the aerial part and, on the other hand, to the submerged part. The torque of the sail relative to the pivot axis (9) is balanced by that of the wing incidence control surface. The pivoting torque of the fin relative to the same pivot axis (9) is balanced by that of its incidence control surface. The results of these forces balance the drag of the floats. (Figure 2a.)
Les orientations de la voile et vers le cap peuvent être" rendues auto-stables grâce à ces gouvernes d'incidence. Comme pour les voiliers classiques le pilotage implique le réglage de la voilure et celui du cap mais ces réglages sont simplifiés et n'exigent pas d'efforts importants. L'un consiste à dévier la gouverne d'incidence de voilure de 20 degrés environ vers le bord d'amure. Ce réglage peut être maintenu jusqu'au nouveau changement de bord. L'autre concerne la gouverne d'incidence de dérive qui doit être orientée sensiblement vers le cap. ( Comme sur les bateaux classiques il faut effectuer une légère correction pour les angles de dérive et d'incidence.) Lors des changements intempestifs de direction du vent l'ensemble pivote et la voile conserve une incidence sensiblement constante par rapport au vent.The orientations of the sail and towards the heading can be " made self-stable thanks to these control surfaces of incidence. As for the classic sailboats the piloting involves the adjustment of the sail and that of the heading but these adjustments are simplified and do not require no significant effort. One is to deflect the wing angle of attack about 20 degrees towards the tack edge. This adjustment can be maintained until the edge is changed again. The other concerns the rudder 'incidence of drift which must be oriented substantially towards the heading. (As on classic boats it is necessary to make a slight correction for the angles of drift and incidence.) During untimely changes of wind direction the whole pivots and the sail retains a substantially constant incidence relative to the wind.
Ainsi la stabilité n'est pas compromise. Un ajustement de l'un ou l'autre des réglages peut être. nécessaire pour tenir compte d'une variation importante de l'angle entre le vent apparent et le cap. Il ne demande que des efforts modérés sur des gouvernes de surfaces réduites.So stability is not compromised. An adjustment of either setting can be. necessary to take account of a significant variation in the angle between the apparent wind and the heading. It requires only moderate efforts on control surfaces with reduced surfaces.
Selon une variante de réalisation il est possible de soulever l'arrière du bateau et de naviguer seulement sur les appuis avant Cela facilite l'auto-orientation en réduisant les frictions sur l'eau. Les modifications comportent:- une gouverne de profondeur (13a), - un réglage (4a) de l'assiette des flotteurs ou plans porteurs, - une commande de la gouverne de profondeur combinée au réglage de l'assiette des flotteurs ou plans porteurs.According to an alternative embodiment, it is possible to lift the rear of the boat and to navigate only on the front supports. This facilitates self-orientation by reducing friction on the water. The modifications include: - a elevator (13a), - an adjustment (4a) of the attitude of the floats or carrier planes, - an elevator control combined with the adjustment of the attitude of the floats or carrier planes.
Selon une variante de réalisation la structure du bateau est repliable afin de faciliter le transport et le rangement au port ou au sol. La structure repliable est constituée par : - des membrures formant une pyramide (31) solidaire du bras arrièreAccording to an alternative embodiment, the structure of the boat is foldable in order to facilitate transport and storage at the port or on the ground. The folding structure consists of: - members forming a pyramid (31) secured to the rear arm
(1), - un plateau (32) formant le guidage (33) de la dérive, - des articulations (37,38)
sur les arêtes latérales de la pyramide, - un dispositif de tirage et blocage (39) l'arête avant de la pyramide, - des bras latéraux (2,3) fixés par les articulati (37,38) et par le dispositif de tirage et de blocage (39), - des roues escamotab (36), - et un attelage de remorque(35). L'inclinaison des articulations (37, provoque le soulèvement des flotteurs lors du repliement des bras . Cela facilit mise à l'eau et la sortie.(1), - a plate (32) forming the guide (33) of the fin, - joints (37,38) on the lateral edges of the pyramid, - a pulling and locking device (39) the front edge of the pyramid, - lateral arms (2,3) fixed by the articulations (37,38) and by the pulling device and locking (39), - retractable wheels (36), - and a trailer hitch (35). The inclination of the joints (37, causes the floats to be raised when the arms are folded. This makes it easier to launch and exit.
L'une des variantes de réalisation permet de modifier la surface de la dériv tout moment en l'enfonçant plus ou moins selon les conditions de navigation et d relever en eaux peu profondes. Le dispositif de guidage de la dérive est consti par : - une plaque pivotante (44), - des galets à axe verticaux (43), - la liaison gouverne d'incidence de dérive (47),- des galets à axe horizontal (45) pour coulissement de la dérive. (46)One of the variant embodiments makes it possible to modify the surface of the drift at any time by sinking it more or less according to the navigation conditions and to raise in shallow waters. The drift guiding device is made up of: - a pivoting plate (44), - rollers with vertical axis (43), - the steering linkage for drift incidence (47), - rollers with horizontal axis (45 ) for sliding the fin. (46)
Selon l'invention la voile et de la structure étant toujours orientées avec la mê incidence par rapport au vent il est avantageux de les réunir avec un pr aérodynamique réduisant le fardage et améliorant la portance de l'ensemble Selon mode de réalisation un raccordement aérodynamique profilé (62) est disposé entr voile (7) et la structure et il constitue la cabine (63) lorsque la taille le permetAccording to the invention, the sail and the structure being always oriented with the same incidence relative to the wind, it is advantageous to combine them with an aerodynamic pr reducing the dunnage and improving the lift of the assembly. According to one embodiment, a streamlined aerodynamic connection (62) is arranged between the sail (7) and the structure and it constitutes the cabin (63) when the size allows it
Les ailes constituées d'éléments rigides articulés entre eux, comme celles avions, ont des performances aérodynamiques meilleures que les voiles soupl Sur les bateaux classiques l'ensemble de cette aile doit pivoter par rapport à s support indépendamment des mouvements relatifs entre les éléments constitutifs, qui complique le mécanisme. Grâce aux particularités de l'invention l'un des éléme d'une aile rigide peut être fixé mécaniquement sur la structure. Il comporte le pivot la dérive. Cela simplifie l'exécution et améliore la résistance aux efforts du vent.The wings made up of rigid elements hinged together, like those of airplanes, have better aerodynamic performance than flexible sails. On conventional boats, the whole of this wing must pivot relative to its support independently of the relative movements between the constituent elements, which complicates the mechanism. Thanks to the features of the invention, one of the elements of a rigid wing can be mechanically fixed to the structure. It features the pivot drift. This simplifies execution and improves resistance to wind forces.
L'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant quelq uns des modes d'exécution.The invention is explained in more detail using drawings showing some of the embodiments.
La figure 1 représente en élévation un multicoque selon l'invention. La figure 2 représente une vue de dessus du multicoque avec des gouvern d'incidence pour la voile et pour la dérive. Le détail 2a montre les efforts s'exercent sur le pivot central. Le détail 2b montre la commande de la gouver d'incidence de dérive.Figure 1 shows in elevation a multihull according to the invention. FIG. 2 represents a top view of the multihull with governors of incidence for the sail and for the drift. The detail 2a shows the forces exerted on the central pivot. Detail 2b shows the control of the drift incidence governor.
La figure 3, représente une structure articulée vue en plan. Les détails 3a, 3b, représentent en perspective les 3 éléments principaux de la structure séparés p montrer leurs points d'assemblage.Figure 3 shows an articulated structure in plan view. The details 3a, 3b, represent in perspective the 3 main elements of the separate structure p show their assembly points.
La figure 4 représente, vue en plan, un dispositif d'orientation de la déri facilitant le réglage de sa surface et le relevage.
La figure 5 représente en élévation et vue de dessus un dispositif de réglage la position et de l'orientation de la dérive adapté à une version sportive utilisable sa gouvernes d'incidence.FIG. 4 represents, in plan view, a device for orienting the screen facilitating the adjustment of its surface and the lifting. Figure 5 shows in elevation and top view of a device for adjusting the position and orientation of the fin adapted to a sports version usable its control surfaces.
La figure 6 représente une jupe placée entre la voile et la structure horizont pour améliorer le rendement aérodynamique de l'ensemble.FIG. 6 represents a skirt placed between the sail and the horizontal structure to improve the aerodynamic efficiency of the assembly.
Le multicoque des figures 1 et 2, est constitué d'une structure formée de 3 br (1 ,2,3). A leur extrémité des pivots (4) permettent de fixer des flotteurs ou des pla porteurs (5). Au dessus, est placé le mât (6). La base de la voile (7) est fixée sur bras arrière(1). La dérive (8) tourne sur un axe (9) qui peut être déplacé vers l'ava ou vers l'arrière en coulissant dans une glissière (10) La dérive peut être orient directement par le levier (11) fixé sur l'axe. Elle peut aussi être orientée p l'intermédiaire de la gouverne d'incidence de dérive (12) fixée à l'arrière de celle-ci p un bras (12a). A l'arrière de la structure est disposée la gouverne d'incidence voilure (13). Elle est constituée par un volet ou par une petite voile déviée vers bord d'amure par une écoute (14). Sa déviation est d'environ 20° par rapport au pl de symétrie de la structure (15,16). La poussée du vent (17) provoque déplacement du bateau dans la direction (18). Le détail 2a montre les forc s'exerçant sur l'axe (9): - (19) force aérodynamique sur la voile;The multihull in Figures 1 and 2, consists of a structure formed of 3 br (1, 2,3). Pivots (4) at their ends allow floats or support plates (5) to be fixed. Above, is placed the mast (6). The base of the sail (7) is fixed to the rear arm (1). The fin (8) turns on an axis (9) which can be moved towards the front or back by sliding in a slide (10) The center can be oriented directly by the lever (11) fixed on the axis . It can also be oriented by means of the drift incidence control surface (12) fixed to the rear of the latter by an arm (12a). At the rear of the structure is disposed the wing incidence control surface (13). It consists of a flap or a small sail deflected towards the tack edge by a sheet (14). Its deviation is about 20 ° from the pl of symmetry of the structure (15,16). The thrust of the wind (17) causes displacement of the boat in the direction (18). The detail 2a shows the forces exerted on the axis (9): - (19) aerodynamic force on the sail;
- (20) force aérodynamique sur la gouverne d'incidence de voilure- (20) aerodynamic force on the wing incidence surface
- (21) résultante des forces aérodynamiques sur l'axe;- (21) resulting from the aerodynamic forces on the axis;
- (22) force hydrodynamique sur la dérive;- (22) hydrodynamic force on the fin;
- (23) force hydrodynamique sur la gouverne d'incidence de dérive; - (24) résultante des forces hydrodynamiques sur la dérive et sa gouverne;- (23) hydrodynamic force on the rudder incidence control surface; - (24) resulting from the hydrodynamic forces on the fin and its control surface;
-(25) traînée hydrodynamique des flotteurs.- (25) hydrodynamic drag of the floats.
La figure 2b représente la commande d'orientation de la gouverne d'incidenc de dérive. Le levier (80) oriente la poulie (81) tournant librement sur l'axe (9) de l dérive. Le câble (82) est relié à la gouverne d'incidence de dérive (12) par les levier (83). Le sens de rotation de la gouverne d'incidence de dérive est inversé p rapport à la poulie (81) par le croisement du câble (82). En conséquence si l'on ag sur le levier (80) pour changer de cap, la gouverne de dérive tourne en sens invers La déviation qui en résulte crée dans l'eau une poussée hydrodynamique qui orient le bras de liaison (12a) et la dérive (8) dans le bon sens. Le pivotement de la dériv qui en résulte diminue la déviation de la gouverne d'incidence jusqu'à ce que l'équilibr dynamique soit établi.
L'arrière du bateau peut être soulevé pour réduire les frictions sur l'eau. Le ce de gravité des charges doit être assez proche de l'axe réunissant les flotteurs avFigure 2b shows the orientation control of the drift incident control surface. The lever (80) orients the pulley (81) freely rotating on the axis (9) of the fin. The cable (82) is connected to the drift incidence control surface (12) by the levers (83). The direction of rotation of the drift incidence control surface is reversed p relative to the pulley (81) by crossing the cable (82). Consequently, if you act on the lever (80) to change course, the rudder surface rotates in the opposite direction. The resulting deflection creates in the water a hydrodynamic thrust which directs the link arm (12a) and the drift (8) in the right direction. The pivoting of the resulting drift decreases the deviation of the angle of attack until the dynamic equilibr is established. The back of the boat can be lifted to reduce friction on the water. The gravity of the loads must be fairly close to the axis joining the floats with
Lorsque la gouverne de profondeur (13a) est dirigée légèrement vers le haut l'arri est soulevé. Combiné au réglage (4a) sur les flotteurs ou plans porteurs ce manoeuvre permet de faire varier leur assiette.When the elevator (13a) is directed slightly upwards the rear is raised. Combined with the adjustment (4a) on the floats or carrier planes, this maneuver makes it possible to vary their attitude.
La figure 3 et les détails 3a, 3b, 3c représentent une structure articul permettant le repliement des bras latéraux le long du bras arrière et la transformati en remorque routière. Les membrures fixées au bras arrière (1) forment u pyramide (31) fixée à la plaque (32) qui comporte un orifice (33) pour le passage la dérive. Le bras gauche est fixé par des articulations (37,38) et par un dispositif ( de tirage et de fixation. Le bras droit est fixé symétriquement. Une cabine (34) p être disposée sur la structure. L'inclinaison des articulations permet aux bras de soulever lors du repliement ce qui facilite la mise à l'eau. Un attelage (35) p remorque est fixé à l'extrémité du bras arrière (1) et des roues escamotables (36) la plaque (32).Figure 3 and details 3a, 3b, 3c represent an articulated structure allowing the folding of the side arms along the rear arm and the transformation into a road trailer. The members fixed to the rear arm (1) form a pyramid (31) fixed to the plate (32) which has an orifice (33) for the passage of the fin. The left arm is fixed by articulations (37,38) and by a device (pulling and fixing. The right arm is symmetrically fixed. A cabin (34) can be placed on the structure. The inclination of the articulations allows arm to raise during folding which facilitates the launching A towbar (35) p trailer is fixed at the end of the rear arm (1) and retractable wheels (36) the plate (32).
La figure 4 représente un dispositif pivotant d'orientation de la dérive. Des gal à axe verticaux (43 quidenLla.çlaαμe Jvoiantaf 4.,dans_rorif.ice.r95),.Qes-q^le (45) guident la dérive(46) pour la descendre ou la monter. Le courant apparant sur la gouverne d'incidence de dérive (47). Les bras de liaison (48) exercent couple de rotation sur la plaque qui s'oppose à celui de la dérive. L'orientation de gouverne d'incidence de dérive est commandée par le câble (82)FIG. 4 represents a pivoting device for orienting the fin. Gal with vertical axis (43 quidenLla.çlaαμe Jvoiantaf 4., dans_rorif.ice.r95), Qes-q ^ le (45) guide the drift (46) to descend or climb it. The current appearing on the drift incidence control surface (47). The link arms (48) exert torque on the plate which opposes that of the fin. The orientation of the drift bearing control is controlled by the cable (82)
La figure 5 représente un dispositif de pilotage pour engin sportif. Il compre une pale (50); un axe (51) en avant du centre de surface (52); une glissière (53); coulisseau (54); des câbles (49) de liaison à la structure; des butées (55) réglabl un ressort de rappel (56); un palan (57) pour abattre; des arrêts réglables sur cordage de traction pour faciliter les manoeuvres répétitives; un dispositif à friction ( permettant à l'axe de basculer lors d'un choc sur un haut fond; une commande ( d'orientation vers bâbord ou tribord, - un indicateur de cap (60) avec support compas 61) fixé à l'axe de la dérive. Il est préférable de fixer le compas sur élément car il est toujours orienté sensiblement vers le cap, tandis que structure bateau tourne en fonction de la direction du vent.FIG. 5 represents a control device for a sports machine. It includes a blade (50); an axis (51) in front of the surface center (52); a slide (53); slide (54); cables (49) for connection to the structure; stops (55) adjustable a return spring (56); a hoist (57) for felling; adjustable stops on traction rope to facilitate repetitive maneuvers; a friction device (allowing the axis to tilt during an impact on a deep sea; a control (orientation towards port or starboard, - a heading indicator (60) with compass support 61) fixed to the axis of the drift It is preferable to fix the compass on the element because it is always oriented substantially towards the heading, while the boat structure rotates according to the wind direction.
La figure 6 représente la jupe (62) de raccordement entre la voile (7) et la pa horizontale de la structure et, s'il y à lieu, la position de la cabine au dessous (63)
Figure 6 shows the skirt (62) connecting between the sail (7) and the horizontal pa of the structure and, if necessary, the position of the cabin below (63)