FR2461642A1 - Le greement-planeur - Google Patents

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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

GREEMENT PERMETTANT DE PROPULSER TOUT VEHICULE, SUR TERRE OU SUR L'EAU EN UTILISANT LA FORCE DU VENT QUI S'EXERCE SUR UNE VOILURE A PROFIL DISSYMETRIQUE EPAIS DE GRANDE FINESSE, ET QUI NE NECESSITE PAS DE MODIFICATION DE LA FORME DU PROFIL LORS DES CHANGEMENTS D'AMURE. IL EST ESSENTIELLEMENT CONSTITUE PAR LA VOILURE D'UN AVION OU D'UN PLANEUR DONT LE FUSELAGE SERAIT REDUIT A UNE POUTRELLE ET DONT LES AILES SERAIENT PROLONGEES EN ARRIERE DE LEUR BORD DE FUITE PAR UNE OU PLUSIEURS VOILES DE SURFACE VARIABLE RELIEES AU FUSELAGE. LA VOILURE EST MOBILE AUTOUR D'UN POINT DE LIAISON UNIQUE, SOLIDAIRE DU MAT DU VEHICULE ET SITUE DANS LE PLAN DE SYMETRIE DE LA VOILURE AU NIVEAU DU FUSELAGE: LES POSITIONS DU MAT ET DE LA VOILURE SONT INDEPENDANTES L'UNE DE L'AUTRE ET LE MAT EST HORS DU PLAN DE LA VOILURE. L'AXE DE LA VOILURE EST MAINTENU PARALLELE AU VENT APPARENT ET L'INCIDENCE RESTE OPTIMALE GRACE A UN EMPENNAGE PORTE PAR LE FUSELAGE. CE DISPOSITIF PERMET D'ORIENTER LE PLAN DE LA VOILURE OBLIQUEMENT PAR RAPPORT AU PLAN HORIZONTAL, L'INTRADOS EST TOURNE VERS LE BAS ET ENGENDRE UNE COMPOSANTE VERTICALE ASCENDANTE DE LA FORCE EXERCEE PAR LE VENT SUR LA VOILURE: LE COUPLE DE RENVERSEMENT DIMINUE AU FUR ET A MESURE QU'ON RAPPROCHE LE PLAN DE LA VOILURE DU PLAN HORIZONTAL. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE NOTAMMENT POUR LA PROPULSION DES CHARS A VOILES ET NAVIRES POUR LESQUELS IL EST IMPORTANT D'OBTENIR DE TRES BONNES PERFORMANCES AU LOUVOYAGE PAR FORT VENT.

Description

DESCRIPTION
- La pressente invention concerne les gréements et voilures des véhicules marins ou terrestres propulsés par le vent dont certains qui se caracterisent par un profil epais dissymétrique avec un coefficient de finesse très elevé.
- La position de travail aux allures du peès des voilures connues jusqu's présent est conditionnée par l'inclinaison du mât sous l'effet du couple de renversement créé par le vent. L'angle au vent formé entre le plan horizontal d'une part, et le plan de la voilure d'autre part, est genéralement supérieur à 900, ce qui fait apparaitre une composante verticale de la force du vent orientée vers le bas qui participe au couple de renversement et augmente le poids apparent du véhicule. La force propulsive utile est donc très etroitement liée d la stabilité du véhicule.
D'autre part, la finesse des gréements connus jusqu'à pressent est toujours mediocre en raison de l'absence d'épaisseur des voiles et des turbulences crééespar le mât. De plus, cette finesse diminue lorsque, la force du vent augmentant, il est nécessaire de réduire la surface de voilure : l'allongement est diminué et le fardage considérablement augmenté.
L'adoption d'un profil dissymétrique épais type aile de planeur ou d'avion englobant le mât supprime cet inconvenient mais on se heurte alors au problème de lavariation indispensable de la forme du profil lors d'un changement d'amu re , lequel soulève des difficultés considérables de mise en oeuvre.
- Le dispositif selon l'invention évite les inconvénients ci-dessus.Il permet de faire travailler l'ensemble de la voilure constamment sur la même face, quelle que soit l'amure, et autorise ainsi l'emploi d'un profil épais dissymétrique de grande finesse. Il permet aussi de bénéficier d'une composante verticale ascendante de la force exerce par le vent sur le plan de voilure, lequel fait alors un angle aigu avec le plan horizontal, ce résultat étant li au fait que l'intrados est dirigé vers le bas.
La composante verticale ascendante permet alors, lorsque la vitesse du vent et l'inclinaison du mât sous le vent atteignent une certaine valeur de limiter ou d'annuler le couple de renversement appliqué au mât et d'alléger en outre le véhicule avec d'autant plus d'efficacité que la vitesse du vent est élevée : c'est la situation inverse des gréements et voilures connus jusqu'à prsent.
autre part le dispositif suivant l'invention permet d'obtenir une amé 1ioration de la finesse par vent fort. En effet, la réduction de la voilure suppose la suppression nrogressive des voiles de bord de fuite jouant le rôle de volets hypersustentateurs. Cette manoeuvre conduit à la configuration lisse du profil caractérisée par une finesse maximale.
Ceci constitue un avantage considérable par rapport aux gréements connus jusqu'à présent pour lesquels une réduction de voilure s'accompagne toujours d'une chute catastrophique de la finesse.
- Le gréement objet de l'invention comporte un ou plusieurs mâts 1 à coque profilée mobile sur lesquels sont fixées une ou plusieurs voilures élé- mentaires à differentes hauteurs. Chacune de ces voilures peut s'orienter librement dans l'espace autour de sa liaison articulée unique 2 portée par le mât et placée au niveau de l'axe longitudinal de la voilure élémentaire appelé fuselage 3. Le fuselage porte un empennage 4 lui permettant de suivre en toutes circonstances la direction du vent apparent et de contrôler l'angle d'incidence de la voilure. Cette dernière est symétrique par rapport à un plan passant par son point de liaison au mât et par l'axe du fuselage.Une droite perpendiculaire à ce plan joint les extrémites des bords d'attaque de 2 ailes 5 d'avion ou de planeur à profil dissymétrique réunies au niveau du fuselage et au voisinage de l'articulation au mât. Ces ailes peuvent être équipées de tous les dispositifs et gouvernes connus en aviation tels que les ailerons 6 et les aero-freins 7. Ces dispositifs ainsi que les gouvernes portées par l'empennage peuvent être actionnes par câbles 8 depuis le poste de pilotage du véhicule de manière à contrôler l'assiette de la voilure dans toutes les directions de l'espace. Dans le cas où l'inclinaison du mât dépasse une valeur limite fixee à l'avance une commande à balancier actionne les gouvernes de telle façon que le plan de la voilure se rapproche de l'horizontale.Un autre balancier peut contrôler l'incidence par le biais de l'empennage : un excès d'inclinaison du mât entraîne automatiquement une réduction de l'incidence et donc de la portance.
Le grement objet a7e l'invention comporte aussi des voiles additionnelles 9 jouant le rôle de volets hypersustentateurs et occupant l'espace compris entre le 7-nord de fuite 10 de l'aile rigide et le fuselage. La surface utile de ces voiles peut être réduite en totalite ou en partie parstockage à l'intérieur des ailes ou au niveau du fuselage.
nes câbles 11 fixés sur le fuselage et sur les ailes permettent de contrôler l'orientation spatiale de la voire par rapport au véhicule.
vrfin, par vent faible ou aux allures portantes, il est possible de gréer tme voile polygonale 12 supplémentaire fixée aux extrémités des bords d'atta- que et du fuselage et placée du coté des extrados. Celle-ci permet d'augmenter considérablement la surface de la voilure.
Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme a la présente invention.
La figure n01 est une vue du plan de la voilure avec ses voiles additionnelles complètement déployées ainsi que la voile polygonale.
La figure n02 représente un navire au près équipé du gréement-pla- neur.
La figure n03 représente le gréement au vent arrière équipé d'un spinnaker quadrangulaire 13.
La figure n04 illustre l'équilibre d'un navire au près serré équipé d'un gréement marconi. On considère le plan perpendiculaire a l'axe du navire.
La figure n05 schématise le même équilibre dans le cas du gréement-planeur.
Les symbôles suivants sont utilisés
F résultante aérodynamique
A composante ascendante
D composante descendante
C composante de dérive
c.v. centre de voilure
c.g. centre de gravité
c.c. centre de carène
d distance horizontale c.g. à c.c.
a distance horizontale c.v. a c.c.
h distance verticale c.v. à c.c.
L'invention peut être utilisée pour la propulsion de tons types de navires ou de véhicules terrestres, elle est particulièrement intéressante pour les navires monocoques que l'on désire mener à vitesse maximale par mer agitée et vent fort et pour lesquels on recherche d'excellentes performances à toutes les allures et notamment au près.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1 - nroement dont la voilure possède une grande finesse aérodynamique ini
±le et rour laquelle cotte finesse augmente par suite d'une réduction de
a surface de voilure par fort vent. Ce gréement permet également d'obtenir
une composante verticale ascendante de la force du vent laquelle réduit ou
nnule le couple de renversement lié au vent.
Caractorisn par le fait que la voilure a un profil dissymétrique épais
rigide et invariable, qu'elle est dotée de volets hypersustentateurs placés
entre les bords de fuite et le fuselage-poutre lequel suit en permanence la
direction du vent apparent,-oue cette voilure est fixée à un mât profilé
mobile par un point articulé unique solidaire du fuselage et qui lui permet
de s'incliner en tous sens indépendamment de la position du mât et de tra
vailler toujours sur la même face quelle que soit l'amure.
2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la
partie antérieure de la voilure est constituée par deux ailes d'avion ou
de planeur rigides à profil épais dissymétrique.
3 - Dispositif. selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les
volets hypersustentateurs soit des voiles souples.
4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la
voilure est symétrique par rapport à un plan longitudinal parallèle au vent
apparent et passant par le point de liaison au mât.
5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la voi
lure est mobile en tous sens autour de son point de liaison au mât, point
situé sur une médiatrice du segment de droite joignant les extrémités des
bords d'attaque de la voilure.
6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un eme
pennage est p é sur le fuselage-poutre.
7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que des
commandes a ba]ancier agissent sur les gouvernes de la voilure.
R - Dispositif selon la revendication n03 caractérisé par le fait que des
voiles souples peuvent être stockées en partie ou en totalité à l'intérieur
des ailes rigides.
9 - Dispositif selon la revendication no3 caractérisé par le fait que des
voiles souples peuvent être stockées en partie ou en totalité au niveau du
fuselage-poutre.
10 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les
gouvernes des ailes et de l'empennage sont actionnées par l'intermédiaire
de câbles reliés au poste de pilotage.
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