FR2464176A1 - Bateau de type hydroptere a ailes escamotables - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET DE NOUVEAUX HYDROPTERES EQUIPES D'AILES ESCAMOTABLES. UN HYDROPTERE SELON L'INVENTION COMPORTE UNE COQUE1, UNE AILE AVANT 3A, 3B, 3C ET UNE AILE ARRIERE 4A, 4B, 4C. LES AILES SONT PORTEES PAR DES BRAS 5, 6 QUI SONT ARTICULES SUR LA COQUE AUTOUR D'AXES 5A, 6A. LA COUPE1 COMPORTE DES LOGEMENTS 9, 10, 11 DANS LESQUELS LES AILES SE LOGENT AU REPOS. UN GROUPE PROPULSEUR 20 EST SUSPENDU SOUS L'UNE DES AILES. IL COMPORTE UNE HELICE ENTRAINEE PAR UN MOTEUR HYDRAULIQUE ALIMENTE PAR DES FLEXIBLES. UN VOLET DEFLECTEUR SITUE A L'ARRIERE DE L'HELICE PERMET D'EXERCER SUR LES AILES UNE POUSSEE QUI LES DEPLOIE. UNE APPLICATION EST LA CONSTRUCTION DE BATEAUX DE PLAISANCE DE TYPE HYDROPTERE POUVANT PENETRER DANS DES EAUX PEU PROFONDES.

Description

La présente invention a pour objet des bateaux de type hydroptère à ailes escamotables.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des bateaux.

On connaît des bateaux hydropteres comportant des patins ou ailes immergées qui sont reliés à la coque par des jambes de force. Lorsque le bateau atteint une certaine vitesse, la composante verticale de la poussée qui s exerce sur les ailes immergées suffit à sustenter le navire qui déjauge et, de ce fait, la résistance à l'avancement est réduite, ce qui permet d'atteindre de grandes vitesses.

Les hydropteres existants comportent des patins fixes et, de ce fait, ils ne peuvent être utilisés à faible vitesse dans des eaux peu profondes.

L'objectif de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. Cet objectif est atteint au moyen de bateaux du type hydroptères comportant des ailes montées sur des bras articules autour d'axe horizontaux et transversaux à la coque, de telle sorte qu'à l'arrêt et à faible vitesse, lesdits bras et lesdites ailes sont repliés sous la coque.

De préférence, les bras et les ailes ont une flottabilité positive de telle sorte qu'à l'arrêt, ils sont maintenus automatiquement en position repliée.

Un hydroptère selon l'invention est propulsé par une hélice entrainée en rotation par un moteur hydraulique qui est relié par des flexibles à un groupe hydraulique et ledit propulseur à hélice est porté par l'un des bras articulés portant une des ailes.

Selon un premier mode de réalisation, un hydroptère selon l'invention comporte une aile avant et une aile arrière portées par deux bras articulés d'égale longueur qui sont reliés entre eux par une bielle et qui font partie d'un parallélogramme articulé par rapport au bateau autour de deux axes horizontaux et transversaux.

Selon un second mode de réalisation, un hydroptère selon l'invention comporte une aile avant et une aile arrière qui sont portées par les extrémités inférieures de deux bras entrecroisés dont les extrémités supérieures sont articulées par rapport au bateau autour de deux axes horizontaux et'transversaux et dont une des extrémités supérieure peut coulisser longitudinalement par rapport au bateau de sorte que les deux bras forment un support en X déformable.

Selon un troisième mode de réalisation, un hydroptère selon 1 'in- vention comporte une aile avant qui est portée par un bras articulé qui se rabat vers l'arrière, une aile arrière qui est portée par un bras articulé qui se rabat vers l'avant, lesquels bras avant et arrière sont reliés entre eux par une transmission de mouvement.

Les hydroptères selon l'invention comportent à l'arrière de l'hé- lice du groupe propulseur un volet articulé autour d'un axe horizontal qui est associé à un gouvernail.

L'invention a pour résultat de nouveaux bateaux de type hydroptère qui présentent l'avantage d'avoir un faible tirant d'eau à l'arrêt et à faible vitesse.

Les bateaux selon 1 invention présentent les avantages inhérents à tous les hydroptères à savoir économie de carburant, possibilité d'atteindre de grandes vitesses et stabilité, donc sécurité. De plus, les hydroptères se
Ion l'invention peuvent être utilisés à faible vitesse dans des eaux peu profondes et conviennent bien comme bateaux de plaisance ou de loisirs qui peuvent pénétrer dans des ports de plaisance peu profonds ou approcher des côtes en eaux peu profondes.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation de bateaux selon l'invention.

La figure 1 est une vue en perspective d'un hydroptère selon l'invention.

La figure 2 est une coupe axiale du bateau de la figure 1.

Les figures 3 et 4 sont des coupes axiales de variantes de réalisation.

La figure 5 est une coupe transversale selon V V de la figure I.

La figure 6 est une représentation d'un dispositif d'asservissement des bras articulés dans le cas de la figure 2.

La figure 7 est une vue en élévation d'un groupe propulseur associé à un gouvernail.

La figure 8 est une vue en écorché d'une demi-aile.

Les figures 1 et 2 représentent un hydroptère qui comporte une coque I et une superstructure 2 de tout type connu. La coque I est construite par exemple en matière plastique stratifiée dans laquelle on incorpore une ossature métallique quLest destinée à supporter les articulations des jambes de force portant les ailes. Le bateau comporte deux ailes ou patins, une aile avant 3 et une aile arrière 4, chacune de ces ailes est portée par des jambes de force ou bras 5, 6, articulés par rapport à la coque autour d'axes horizontaux 5a, 6a transversaux à la coque.

Dans le mode de réalisation selon la figure 1, chaque aile est portée par une paire de bras respectivement 5b, 5c, et 6b, 6c qui sont situés dans le plan longitudinal médian du bateau et qui forment un parallélogramme articulé. En variante, chaque aile peut être supportée par deux paires de bras situees dans deux plans longitudinaux symétriques par rapport au plan médian du bateau. Les deux bras de chaque paire sont articulés, d'une part, à leur extrémité supérieure autour d'axes horizontaux 5a et, d'autre part, à leur extrémité inférieure sur des axes 5d portés par deux goussets respectivement 7 et 8 qui sont fixés sur la partie centrale 3a et 4a des ailes.

Dans le mode de réalisation selon les figures 1 et 2, les bras 5 supportant l'aile avant se rabattent vers l'arrière à faible vitesse, tandis que les bras 6 supportant l'aile arrière se rabattent vers l'avant à faible vitesse. Afin de réduire la traînée à faible vitesse, la coque 1 comporte à sa partie inférieure un logement en creux 9 dans lequel les jambes de force viennent se loger à faible vitesse dans la position représentée en pointillés sur la figure 2.

Chaque aile comporte une partie centrale 3a, 4a et deux ailerons la téraux respectivement 3b, 4c et 4b, -4c qui sont symétriques par rapport à la partie centrale.

La coque 1 comporte sur chacun de ses flancs deux logements en creux 10 et il dans lesquels les ailerons latéraux viennent s'escamoter lorsque les ailes sont repliées.

La figure 5 représente une coupe transversale selon V V de la figure 2, de l'aile avant 3 en position repliée.

On voit sur cette figure l'aile avant composée d'une partie centrale horizontale 3a et de deux ailerons latéraux 3b et 3c. La partie centrale 3a porte deux goussets verticaux 7 qui portent un axe transversal 5d sur lequel le bras 5c est articulé. On voit que la coque 1 comporte un logement en creux central 9 dans lequel se loge le bras 5c et deux logements en creux latéraux 10 dans lesquels se logent les ailerons latéraux 3b et 3c.

Dans l'exemple représenté sur la figure 5, chaque aileron latéral comporte, de façon connue, un aileron vertical 12b, 12c, qui fait fonction de barrage anti-bulles et la coque comporte des rainures longitudinales 13b, 13c dans lesquelles les ailerons anti-bulles viennent s'escamoter.

On voit sur la figure 5 que la coque 1 comporte une structure métallqiue ayant par exemple la forme d'un profil en U qui est noyé dans la coque et les axes d'articulation transversaux Sa prennent appui sur cette structure métallique 17.

Selon une caractéristique de l'invention, les ailes et les jambes de force ont une flottabilité positive de telle sorte qu'au repos et à faible vitesse, les ailes sont maintenues automatiquement en position relevée par la poussée hydrostatique.

Les jambes de force 5, 6 sont construites par exemple en tube d'alliage d'aluminium et sont remplies d'une mousse rigide de faible densité pour assurer une flottabilité positive.

La partie centrale 3a, 4a des ailes et la partie inférieure des ailerons latéraux des ailes sont réalisées en une structure alvéolaire remplie de mousse cellulaire rigide à faible densité. Les croisillons de la structure cellulaire sont réalisés par exemple en barres d'un matériau composite comportant une âme en bois revêtuede tôle d'alliage d'aluminium. La partie supérieure des ailerons latéraux des ailes est réalisé en structure alvéolaire non remplie de mousse, afin de faciliter l'immersion globale des ailes. Comme on le voit sur les figures 1 à 4, les ailes ont un profil en V, les ailerons latéraux sont inclinés et leur largeur augmente en allant du bas vers le haut.

Ces ailes sont des ailes semi-immergées qui procurent une autorégulation de la sustentation par variation de la surface portante. Les ailes sont profilées en coupe transversale et présentent un profil en forme d'aile d'avion visible sur la figure 2.

Revenant à la figure 2, chaque paire de bras articulés 5b, 5c et 6b, 6c est composée de deux bras dont les articulations sont disposées de telle sorte que lorsque les deux bras sont à l'horizontale ou à la verticale, ils viennent au contact l'un de l'autre et ne peuvent plus pivoter. Il se produit donc automatiquement une limitation de course des bras.

Le dispositif selon la figure 2 comporte un asservissement entre deux des bras articulés 5 et 6 de telle sorte que la rotation de l'un entraîne automatiquement la rotation de l'autre d'un angle égal.

La figure 6 représente un exemple de réalisation d'un tel asservissement. On voit sur cette figure le bras 5c articulé autour de l'axe transversal 5a et le bras 6c articulé autour de l'axe transversal 6a. Chacun des axes 5a et 6a porte un pignon conique 14 et 15 et les pignons coniques 14 et 15 engrènent avec des pignons coniques 14a et 15a reliés entre eux par un arbre de transmission longitudinal 16, de sorte que le mouvement angulaire de l'un des bras 5c et 6c est transmis automatiquement à l'autre bras qui tourne d'un angle égal et de sens oppose.

La figure 3 représente en coupe longitudinale une variante de réalisation. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères. Dans cette variante, l'aile avant 3 et l'aile arrière 4 sont portées chacune par un bras 5 articulé autour d'un axe 5a et un bras 6 articulé autour d'un axe 6a.

Les extrémités inférieures des deux bras sont reliées entre elles par une bielle articulée avec laquelle les bras 5 et 6 forment un parallélogramme articulé. Les logements 10 et 11 ne sont plus rassemblés dans la partie médiane de la coque etsetrouvent déportés vers l'arrière des articulations 5a et 6a
La figure 4 représente en coupe longitudinale une autre variante.

Selon cette variante, l'aile avant 3 et l'aile arrière 4 sont portées chacune par un bras respectivement le bras 5 articulé autour d'un axe 5a et le bras 6 articulé autour d'un axe 6a L'un des axes par exemple l'axe 6a, est monté sur une glissière horizontale et peut coulisser longitudinalement. Les deux bras 5 et 6 se croisent. Ils sont articulés entre eux en 19 et forment un support déformable en forme de X,
On voit que dans les trois variantes de réalisation, les ailes s'escamotent à l'intérieur de-la coque sous l'effet de la poussée hydrostatique et qu'elles peuvent se déployer vers le bras en restant toujours parallèles à eBetmêmesgrâce aux supports en forme de parallélogrammes articulés.

L'une des ailes porte un groupe propulseur 20, par exemple l'aile avant dans l'exemple des figures 1 et 2 ou l'aile arrière dans l'exemple des figures 3 et 4. Ce groupe propulseur comporte une hélice 20a qui est entraînée en rotation par un moteur hydraulique 20b suspendu sous la partie centrale d'une aile. Par exemple dans le cas des figures 1 et 2, le groupe propulseur 20 est suspendu sous l'aile avant, tandis que dans le cas des figures 3 et 4, il est suspendu sous l'aile arrière. Le moteur hydraulique 20b est ali menté en liquide sous pression par l'intermédiaire de canalisations flexibles qui le relient à un groupe hydraulique moto-pompe situé à l'intérieur de la coque.Cette liaison par canalisations flexibles permet au groupe hydraulique 20b de suivre les mouvements de l'aile qui le porte et permet donc d'accrocher le groupe propulseur à l'une des ailes. Les canalisations flexibles passent à l'intérieur des bras articulés.

La figure 7 représente un mode de réalisation de la fixation du groupe propulseur 20 sous une aile, par exemple sous l'aile 3a de la figure 1 qui est fixé par deux goussets 7 sur les deux bras 5b et 5c articulés au gousset autour des axes 5d.

Le groupe propulseur comporte un moteur hydraulique 20b, placé à l'intérieur d'un carénage, qui entraîne une hélice 20a. Ce moteur hydraulique est alimenté en liquide comprimé par un flexible 21 qui passe dans le bras 5b. Le groupe 20 est accroché sous la partie centrale du foil 3a par exemple par des colliers 22 ou par tout autre moyen de fixation équivalent. A l'arrière de l'hélice 20a se trouve un safran de gouvernail 23 qui est mobile autour d'tin axe vertical 24 porté par deux supports 25 et 26. L'orientation du gouvernail est commandée par deux câbles 27 qui sont enroulés en sens inverse sur une poulie calée sur l'axe 24 ou par tout autre moyen équivalent, par exemple par une commande hydraulique pour des bateaux de grande taille.

De part et d'autre du safran 23, sont disposés des volets déflecteurs 28 et 29 qui sont articulés autour d'un axe horizontal 30 porté par le gouvernail.

Dans l'exemple représenté, il y a deux volets 28 et 29 articulés entre eux suivant un axe transversal 31. En variante, il peut y avoir un seul volet arientable articulé autour de l'axe 30, Un câble 32 permet de commander à distance le pivotement des volets vers le haut dans la position représentée en traits pleins sur la figure 7,
On a représenté en pointillés sur la figure 7, la position des volets déflecteurs au repos. Les flèches 33 représentent la direction des filets d'eau déviés par les volets déflecteurs.

Le fonctionnement est le suivant.

A l'arrêt, les ailes et les bras articulés qui les portent sont escamotés à l'intérieur de la coque sous l'effet de la poussée hydrodynamique.

Le groupe propulseur 20 est logé sous la coque comme on l'a représenté en pointillés sur la figure 2.

Après mise en route du groupe propulseur,et déplacement du bateau à petite vitesse hors des eaux peu profondes, on commande l'inclinaison vers le haut des volets déflecteurs 28, 29. Il en résulte une composante de la poussée de l'eau sur les volets qui est dirigée vers le bas et qui exerce sur les bras articulés un couple suffisant pour faire pivoter ceux-ci et pour amener les ailes en position déployée où ils sont bloqués.

Les volets déflecteurs sont alors ramenés en position horizontale et la force de propulsion du groupe 20 est utilisée pour faire avancer le bateau qui déjauge au-dessus de l'eau en s'appuyant sur les ailes. Pour ramener les ailes en position escamotée, il suffit de les débloquer et la traînée de la poussée de l'eau à faible vitesse suffit à les relever.

Afin d'améliorer la déviation des filets d'eau, les volets déflecteurs 28 et 29 comportent, de préférence, le long de leurs bords externes des rebords 34 qui canalisent l'eau.

La figure 8 représente avec un écorché partiel une vue en perspective d'une demi-aile, par exemple l'aile 3. On voit sur cette figure la moitié de la partie centrale 3a et une aile latérale 3c qui est inclinée et forme un angle a avec a section centrale 3a. On voit la structure alveo- laire, semblable à celle d'un aile d'avion, composée de cloisons verticales transversales 35 qui reproduisent le profil transversal et de cloisons verticales longitudinales 36 qui relient entre elles les cloisons 35.

On a représenté en pointillés la mousse cellulaire rigide, a cellules fermées, de faible densité qui remplit les alvéoles sauf dans la partie supérieure des ailerons latéraux où les alvéoles ne sont pas garnis de mousse cellulaire afin de faciliter l'immersion rapide des ailes.

Bien entendu, la structure est recouverte d'une peau 37 qui est par exemple une feuille en alliage d'aluminium.

On voit sur la figure 8 que la largeur des ailes latérales croit vers le haut de sorte que la surface portante croît lorsque l'immersion des ailes augmente.

On remarquera sur la figure 7 que le support de gouvernail 25, le gouvernail 23 et les volets déflecteurs 28, 29 forment un encadrement qui protège l'hélice de tout contact avec le sol ou avec un corps flottant.

Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers élé- ments constitutifs des hydroptères qui viennent d'être décrits à titre d'exemple, pourraient être remplacés par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Bateau de type hydroptère, caractérisé en ce qu'il comporte des ailes

montées sur des bras articulés autour d'axe horizontaux et transversaux

à la coque, de telle sorte qu'à l'arrêt et à faible vitesse, lesdits bras

et lesdites ailes sont repliés sous la coque.

2 - Bateau de type hydroptère selon la revendication 1, caractérisé en ce

que lesdits bras et lesdites ailes ont une flottabilité positive de telle

sorte qu'ils sont maintenus automatiquement en position repliée.

3 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications

et 2, caractériséen ce qu il est propulsé par une hélice entraînée en

rotation par un moteur hydraulique qui est relié par des flexibles à un

groupe hydraulique et ledit propulseur à hélice est porté par l'un des

bras articulés portant une des ailes.

4 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce qu'il comporte une aile avant et une aile arrière

portées par deux bras articulés d'égale longueur qui sont reliés entre

eux par une bielle et qui font partie d'un parallélogramme articulé par

rapport au bateau autour de deux axes horizontaux et transversaux.

5 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications 1

à 3, caractérise en ce qu'il comporte une aile avant et une aile arrière

qui sont portées par les extrémités inférieures de deux bras entrecroisés,

dont les extrémités supérieures sont articulées par rapport au bateau

autour de deux axes horizpntaux et transversaux, et dont une des extrémi

tés supérieure peut coulisser longitudinalement par rapport au bateau, de

sorte que les deux bras forment un support en X déformable.

6 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce qu'il comporte une aile avant qui est portée par un

bras articulé qui se rabat vers l'arrière, une aile arrière qui est portée

par un bras articulé qui se rabat vers l'avant, lesquels bras avant et

arrière sont reliés entre eux par une transmission de mouvement.

7 - Bateau de type hydroptèreselon la revendication 6, caractérisé en ce que

chacun desdits bras articulés avant et arrière est composé de deux bras

identiques qui constituent un parallélogramme articulé.

8 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications 3 à

7, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'arrière de l'hélice du groupe

propulseur, au moins un volet déflecteur qui est articulé autour d'un

axe horizontal qui est porté par un gouvernail articulé autour d'un axe

vertical.

9 - Bateau de type hydroptère selon l'une quelconque des revendications 3 à

8, caractérisé en ce que chacun des ailes comporte une partie

centrale sensiblement horizontale et deux ailerons latéraux inclinés

vers le haut dont la largeur croît du ba.s vers le haut, 10 - Bateau de type hydroptère'selon l'une quelconque des revendications 1 à

9, caractérisé en ce que la coque des navires comporte des logements en

creux dans lesquels lesdits bras articulés et lesdites ailes se logent

en position repliée,