FR2497172A1

FR2497172A1 - Appareil de propulsion pour aquaplane

Info

Publication number: FR2497172A1
Application number: FR8116918A
Authority: FR
Inventors: Yasuhiko Miyamoto
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1981-09-07
Publication date: 1982-07-02
Also published as: GB2090213B; GB2090213A; FR2497172B1; AU531335B2; US4457724A; AU7667781A

Abstract

CET APPAREIL COMPREND UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE 14 MONTE SUR UNE BOITE DE MONTAGE 13 MONTEE ELLE-MEME DANS UN LOGEMENT 12 MENAGE DANS UNE PROTUBERANCE 6 FORMEE A L'ARRIERE DE L'AQUAPLANE 1. LE VILEBREQUIN DU MOTEUR EST MONTE VERTICALEMENT ET ATTAQUE DIRECTEMENT LE ROTOR D'UN APPAREIL DE PROPULSION A REACTION MONTE A L'INTERIEUR DE LA BOITE ET QUI REJETTE L'EAU PAR UNE TUYERE. LE CIRCUIT DES GAZ D'ECHAPPEMENT EST FORME DANS LES TROIS DIMENSIONS PAR DES CLOISONS DE LA BOITE 13 ET DEBOUCHE DANS L'EAU SOUS LA FACE INFERIEURE DE L'AQUAPLANE APRES AVOIR CONTOURNE LA TUYERE POUR ASSURER LE REFROIDISSEMENT DES GAZ. UN PASSAGE DE DERIVATION SUR LA TUYERE PRELEVE UNE FRACTION DU JET POUR L'ENVOYER DANS LES PASSAGES DE REFROIDISSEMENT DU MOTEUR.

Description

La présente invention se rapporte à un appareil pour propulser un

aquaplane et elle concerne plus particulièrement un dispositif de propulsion à réaction par jet d'eau mu par un moteur à combustion interne et monté sur une partie arrière d'un aquaplane pour le propulser. Ces dernières années, bien qu'il ait été réalisé un aquaplane propulsé par un moteur à combustion interne, on n'a

pas encore réalisé un ensemble comprenant un appareil de pro-

pulsion à réaction, un moteur et un circuit d'échappement du moteur qui soit idéal. Par exemple, le moteur est monté sur une botte de montage du moteur qui possède une flottabilité suffisante pour éviter que la partie arrière de l'aquaplane ne s'immerge sous l'effet du poids du moteur et du dispositif

de propulsion à réaction. Dans un tel agencement, il est pré-

férable de placer le dispositif de propulsion à réaction et le circuit d'échappement du moteur dans la botte de montage du moteur, avec un dispositif qui empêche l'eau de pénétrer dans

le moteur par le circuit d'échappement et, en outre, de réali-

ser un circuit de refroidissement du moteur par eau dans lequel

une partie du jet de réaction est utilisée comme eau de re-

froidissement. Pour répondre à ces spécifications, on est ame-

né à donner à la botte de montage du moteur une construction

très compliquée.

Le but de l'invention est de réaliser un appareil pour propulser un aquaplane qui soit d'une construction simple et qui puisse être monté et démonté facilement, pour la facilité

de la fabrication et des réparations.

Suivant l'invention, on réalise un appareil pour propul-

ser un aquaplane qui comprend une botte disposée sur la partie arrière de l'aquaplane, un moteur à combustion interne monté sur cette botte, le vilebrequin du moteur à combustion interne étant monté verticalement dans ladite botte, un passage des

gaz d'échappement formé dans la botte, ce passage des gaz d'é-

chappement étant en communication avec les orifices d'échappe-

ment du moteur à combustion interne et avec un orifice de sortie

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ménagé dans la face inférieure de l'aquaplane, un dispositif de propulsion à réaction prévu dans la boite et comportant un rotor relié au vilebrequin et une tuyère et un circuit d'eau

de refroidissement pour le moteur à combustion interne.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux

dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en perspective d'un aquaplane auquel est appliquée l'invention

- la Fig. 2 est une vue en perspective montrant un ap-

pareil de propulsion suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe d'un appareil suivant l'invention; - la Fig. 4 est une vue de côté qui montre une partie de l'appareil; - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Fig.3;

- les Fig. 6 à 10 sont des vues en coupes respective-

ment suivant les lignes VI-VI, VII-VII, VIII-VIII, IX-IX et X-X de la Fig. 5; - la Fig. 11 est une vue en perspective montrant la construction intérieure de la boite de montage du moteur; - la Fig. 12 est une vue en perspective de la botte de montage du moteur; - les Fig. 13a et 13b et les Fig. 14a à 14c sont des

illustrations qui montrent la pénétration de l'eau dans le pas-

sage d'échappement en réponse aux mouvements de roulis.

Sur la Fig. 1, la référence 1 désigne un aquaplane, la référence 3 un cordon solide et souple, dont une extrémité est fixée à une extrémité avant de l'aquaplane 1 par un dispositif de fixation 2 et dont l'autre extrémité est munie d'une poignée des gaz 4. La poignée des gaz 4 comporte une manette reliée à un vérin hydraulique (non représenté) de manière que ce vérin puisse être actionné pour produire une pression hydraulique

lorsqu'on serre la manette. La pression hydraulique est trans-

mise au carburateur du moteur par un tuyau 5 qui est fixé au cordon 3. De cette façon, l'utilisateur monté sur l'aquaplane 1 saisit la poignée des gaz 4 pour se tenir debout en tendant le cordon 3. En agissant sur la force de serrage appliquée à la poignée des gaz 4, on détermine une modification de la pres-

sion hydraulique, ce qui permet de commander le degré dtouver-

ture du papillon du carburateur, ainsi qu'on le décrira dans

la suite.

Sur la partie arrière de l'aquaplane 1 est prévue une protubérance 6 qui est couverte par un capot amovible 7 et renferme un appareil de propulsion, tel qu'un moteur et autres organes. Un tableau de commande 8, prévu sur la face avant de la protubérance 6,comporte un bouton de démarreur 9 servant à

faire démarrer le moteur et un interrupteur 11 de sécurité re-

lié au corps de l'utilisateur par une cordelette 10. Cet in-

terrupteur de sécurité arrête le moteur lorsque le corps de l'utilisateur exerce une traction sur la cordelette 10, dans

une situation dangereuse telle que le retournement de l'aqua-

plane.

Les Fig. 2 à 4 représentent l'appareil de propulsion.

La protubérance 6 délimite un logement 12 qui-est ouvert à sa partie supérieure et vers l'arrière pour recevoir une botte 13 de montage du moteur de forme rectangulaire. Un moteur 14 est

monté horizontalement sur la botte 13 avec son vilebrequin dis-

posé verticalement. Un carter 15 en résine synthétique entoure la botte 13 de montage du moteur pour protéger le moteur 14

jusqu'au niveau de sa partie supérieure des projections d'eau.

Dans l'espace en forme de L subsistant entre la botte de mon-

tage 13 et le carter 15, est monté un réservoir 16 de combusti-

ble de forme correspondante, comme représenté à la Fig.3.

Le moteur représenté en détails sur les Fig. 3 et 4 est

par exemple un moteur bicylindres à deux temps du type à cla-

pets à lame, qui comprend un carter de vilebrequin 17 et des cylindres 18 montés horizontalement et fixés sur la botte de montage 13. Un piston 19 est monté dans chacun des cylindres horizontaux 18. Un vilebrequin 21 relié au piston par des

bielles 20 est engagé à son extrémité inférieure dans la boi-

te de montage 13 et, à son extrémité supérieure, il est équi-

pé d'une magnéto 22 et d'un lanceur 23 à réenroulement auto-

matique. Sur la face avant du carter de vilebrequin 17, qui

est le côté opposé au piston 19, est prévu un collecteur d'ad-

mission 25 qui communique avec le carter 17 à travers des cla-

pets à lames 24. Un carburateur 26 est fixé au collecteur dl admission 25. Les gaz d'échappement sont conduits vers le bas, d'un orifice d'échappement 27 qui débouche sur le côté arrière

du cylindre 18, dans la boite de montage 13, à travers un pas-

sage d'échappement 29 formé par la surface externe du cylin-

dre et par un collecteur d'échappement 28. Une platine 31 qui porte une bobine 30 de la magnéto 22 est adaptée pour pouvoir tourner de façon à commander l'allumage et est reliée par un

levier 32 de papillon des gaz à un bras 34 solidaire de l'ar-

bre 33 du papillon du carburateur 26. Un vérin hydraulique 36 est supporté à proximité d'une oreille 35 de la plaque 31 par une ferrure 37 et, à son extrémité avant, ce vérin est relié au tuyau 5 tandis que, à l'autre extrémité, il est relié à une tringle 38 qui est à son tour reliée à l'oreille 35. De cette façon, la pression hydraulique engendrée dans le tuyau 5 par la manette montée sur la poignée des gaz 4 est transmise par l'intermédiaire du vérin hydraulique 36 à la tringle 38 pour

faire tourner la plaque 31 de façon à avancer le point d'allu-

mage. En même temps, le levier des gaz 32 fait tourner le bras

34 du carburateur 26 pour ouvrir le papillon. Lorsqu'on relâ-

che la manette de la poignée des gaz 4, la force d'un ressort

rappelle le bras 34 et la plaque 31 à leur position initiale.

Le bouton de lanceur 9 est relié à un lanceur 23 par une cordelette 39. L'interrupteur de sécurité 11 est adapté pour agir sur le circuit électrique comprenant la magnéto 22

de manière à interrompre le circuit d'allumage relié aux bou-

gies 41. La référence 40 désigne la culasse du moteur et la

référence 42 un passage d'eau de refroidissement.

Ainsi qu'on l'a représenté sur les Fig.3, 5 à 15, la

boite de montage 13 présente une construction à plusieurs éta-

ges qui comprend une botte supérieure 43, une botte centrale

44 et une botte inférieure 45. La boite supérieure 43 compor-

te sur sa surface supérieure une partie de montage 43a pour le montage du moteur 14 et une partie périphérique 43b pour la fixation du carter 15 sur cette botte. En six points de la face inférieure de la botte inférieure 45, sont prévues des cavités 46 destinées à recevoir les boulons 47 qui réunissent

les trois bottes empilées en un corps d'un seul tenant. La bot-

te inférieure 46 est fixée à l'aquaplane 1 par des boulons 48,

à la partie arrière et au niveau d'une aile 45a qui fait sail-

lie sur l'extrémité avant, ainsi que par des boulons 49 qui

servent également de bouchons de vidange.

La botte centrale et la botte inférieure 44 et 45 for-

ment un carter 52 en forme de volute qui contient le rotor 51 du dispositif de propulsion à réaction 50 et une tuyère 53. Le carter 52 communique dans sa partie centrale avec un orifice

d'aspiration d'eau 54 qui communique lui-même avec la face in-

férieure de l'aquaplane 1. Pour tenir compte de la pression de l'eau extrêmement élevée appliquée aux surfaces internes, des brides 53a, 53b de la tuyère 53 qui est formée par les bottes 44 et 45 sont solidement fixées par des boulons 56 au niveau de cavités 55 de la botte 45 ainsi qu'on l'a représenté sur les Fig. 5 et 7. Par ailleurs, la botte supérieure 43 et la

botte centrale 44 constituent un tube porteur 57 à travers le-

quel passe le vilebrequin 21 du moteur pour recevoir le rotor 51. Le vilebrequin 21 du moteur est monté rotatif dans le tube porteur 57 par un palier lisse 58 sans lubrification et il est

monté à joint étanche dans ce tube par deux garnitures d'étan-

chéité 59 et 59a prévues de part et d'autre du palier 58 pour empêcher les fuites d'eau. Par ailleurs, un trou d'écoulement est prévu dans le tube support 57 pour laisser s'échapper l'eau pouvant avoir suinté à travers la garniture d'étanchéité

59 et le palier 58.

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Les boîtes supérieure 43 et centrale 44 délimitent un

passage 60 d'entrée d'eau de refroidissement qui s'étend ver-

ticalement d'une tuyère 53 située d'un côté du rotor 51 pour envoyer de l'eau de refroidissement au passage 42 du moteur 14. Il est également prévu un passage 62 de sortie d'eau de refroidissement qui communique avec un orifice de sortie 61 pour envoyer l'eau de refroidissement à la périphérie de la botte 43 et un passage 64 de sortie d'eau de refroidissement qui communique avec le passage 62 de sortie d'eau pour faire circuler l'eau de refroidissement à travers une partie de la périphérie de la botte supérieure 43 et la faire sortir par

l'orifice de sortie 63. Une partie du jet engendré par le ro-

tor 51 passe par le passage 60 d'entrée d'eau de refroidisse-

ment, le passage 42 du moteur 14, les passages de sortie 62,

64 et l'orifice de sortie 63.

Par ailleurs, la botte supérieure 43, la botte centra-

le 44 et la botte inférieure 45 forment un circuit d'échappe-

ment du moteur 15 autour de la tuyère 53. Comme représenté sur

la Fig. 11, trois chambres de détente 68, 69 et 70 sont déli-

mitées par les cloisons latérales 65, 66 disposées dans les

bottes 43, 44 et 45 et par une cloison longitudinale 67 dis-

posée dans les boites supérieure et centrale 43 et 44 au-des-

sus de la tuyère 53. Une buse 71 d'entrée d'orifice d'échappe-

ment prévue dans la botte supérieure 43 pour communiquer avec

le passage 29 des gaz d'échappement est engagée dans la pre-

mière chambre de détente. La première et la deuxième chambre

de détente 68, 69 communiquent entre elles à travers une ou-

verture 72 ménagée dans la cloison 66 de la botte centrale 44,

la deuxième et la troisième chambre de détente 69, 70 commu-

niquent entre elles à travers une ouverture 73 et un passage coudé 74; la troisième chambre de détente 70 communique, à

travers un passage vertical 75 qui s'étend dans la botte cen-

trale 44 et la boite inférieure 45 et un passage horizontal 76

ménagé dans la botte inférieure 45, avec un orifice 77 de sor-

tie des gaz d'échappement qui débouche dans la face inférieure

de l'aquaplane 1 directement au-dessous de la tuyère 53. Grâ-

ce à cet agencement du système de passages des gaz d'échappe-

ment réparti dans les trois dimensions, qui s'étend de l'ori-

fice 71 d'entrée des gaz d'échappement à travers trois cham-

bres de détente 68, 69, 70 et les passages 75, 76 jusqu'à l'o- rifice 77 de sortie des gaz d'échappement, l'eau est empêchée de pénétrer dans le moteur 14 par le circuit d'échappement

lorsque l'aquaplane est retourné et que le moteur est arrêté.

Lorsqu'on tire le bouton du lanceur, le lanceur 23 à ressort de réenroulement est actionné pour faire démarrer le moteur 14. Au ralenti, la puissance de sortie du moteur est si faible que le rotor 51 du propulseur à réaction 50 tourne à une très faible vitesse. En conséquence, le courant d'eau

qui passe par l'orifice d'entrée 54, le carter 52 du propul-

seur à réaction 50 et la tuyère 53 n'engendre pas de courant de réaction, de sorte qu'on peut facilement tenir l'aquaplane

à la main et monter dessus. Lorsqu'un utilisateur de l'aqua-

plane saisit la poignée des gaz 4, en utilisant la corde 3 pour tenir son équilibre il avance l'allumage et, en même temps,

ouvre le papillon du carburateur 26 pour augmenter la puissan-

ce du moteur, ce qui a pour résultat une grande vitesse de ro-

tation du rotor 51. Dans ces conditions, un jet est projeté vers l'arrière à grand débit par la tuyère 53 pour entrainer

l'aquaplane à une vitesse plus élevée.

En même temps, une partie du jet circule dans le passa-

ge 60 d'entrée d'eau de refroidissement, le passage 42, les passages de sortie, 62, 64, et l'orifice de sortie 63, pour former le flux d'eau de refroidissement. Les gaz d'échappement émis par le moteur 14 pénètrent par la buse 71 d'entrée des gaz d'échappement dans la première chambre de détente 68, puis par l'ouverture 72 dans la deuxième chambre de détente 69 puis, par l'ouverture 73 et le passage 74 dans la troisième chambre

et, de là, atteignent l'orifice 77 de sortie des gaz d'é-

chappement par les passages 75, 76. Pendant cette circulation, les gaz d'échappement, étant en contact continu avec la tuyère

refroidie 53, sont refroidis et évacués dans l'eau, sans dan-

ger, en arrière de la face inférieure de l'aquaplane 1, à travers l'orifice 77 de sortie des gaz d'échappement et par

un guide 78.

La chambre de détente agencée dans la botte de montage

du moteur a pour effet d'empêcher la pénétration de l'eau ain-

si qu'on va le décrire. Si l'aquaplane 1 roule dans le sens des

aiguilles d'une montre alors que le moteur est arrêté, les pas-

sages 75 et 76 sont situés plus haut que l'orifice 77 de sor-

tie des gaz d'échappement et, par conséquent, il reste de l1 air dans ces passages 75 et 76, comme représenté sur les Fig. 13a et 13b. L'eau ne pénètre donc pas dans la botte, grâce à un effet de bouchon d'air. Si l'aquaplane 1 tourne dans un sens ou dans l'autre à partir de la position de la Fig. 13Ea, le même effet de bouchon d'air s'oppose à la pénétration de l'eau. Si l'aquaplane 1 tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, l'eau pénètre dans la troisième chambre de détente 70 en passant par les passages 75, 76, par suite de l'échappement de l'air par l'orifice 77 de sortie des

gaz d'échappement ainsi qu'on l'a représenté sur la Fig. 14a.

Etant donné que la vitesse de la rotation de l'aquaplane est très grande, la quantité d'eau qui pénètre dans la troisième chambre de détente 70 est faible. Le niveau de l'eau contenue

dans la chambre 70 est inférieur à celui de l'ouverture supé-

rieure du passage 74 lorsque la planche est retournée, comme représenté sur la Fig. 14b. L'eau ne peut donc pas sortir de la chambre 70. Lorsque l'aquaplane tourne dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la position de la Fig.14b, l'eau s'écoule de la chambre 70 vers l'extérieur en traversant les passages dans l'ordre inverse du parcours de pénétration

ci-dessus. Si l'aquaplane tourne dans le sens inverse des ai-

guilles d'une montre, une partie de l'eau contenue dans la chambre 70 pénètre dans la deuxième chambre de détente 69,par

le passage 74 ainsi qu'on l'a représenté sur la Fig. 14c. E-

tant donné qu'une cavité 81 est formée dans la première cham-

bre de détente 68 et que la buse 71 est située dans une posi-

tion appropriée, l'eau ne pénètre pas dans le moteur en passant

par la buse 71.

Bien que l'eau sous pression contenue dans la botte 45

tende à pénétrer dans le tube support 57, à travers la garni-

ture d'étanchéité 59, l'eau s'échappe par le trou 80.

Comme on l'a décrit plus haut, grâce au fait que l'ap-

pareil de propulsion à réaction et le circuit d'échappement du moteur sont prévus dans la botte de montage, l'invention fournit une construction simple. En outre, le fait que les gaz d'échappement sont refroidis par l'eau du jet de propulsion

et qu'ils sont rejetés à l'extérieur à travers la face infé-

rieure de l'aquaplane assure la sécurité de l'utilisateur et

des personnes se trouvant à proximité de l'aquaplane.

R S V x N D I C A T I O N S 1 - Appareil pour propulser un aquaplane, caractérisé

en ce qu'il comprend une boite (13) prévue sur la partie ar-

rière de l'aquaplane; un moteur à combustion interne (14) monté sur la boite (13), le vilebrequin (21) du moteur à com- bustion interne étant engagé verticalement dans la boîte,

un passage de gaz d'échappement formé dans la boîte, ce pas-

sage étant en communication avec les orifices d'échappement

(29) du moteur à combustion interne et avec un orifice de sor-

tie (77) prévu dans la face inférieure de l'aquaplane un dis-

positif de propulsion à réaction par jet d'eau prévu dans la botte et comportant un rotor (51) relié au vilebrequin et une

tuyère de réaction (53); et un circuit d'eau de refroidisse-

ment du moteur à combustion interne.

2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'eau de refroidissement est adapté pour utiliser une partie de l'eau du jet de réaction comme eau de refroidissement. 3 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé

en ce qu'une partie du passage des gaz d'échappement est pré-

vue à proximité de la tuyère (53) du jet de réaction.

4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite botte (13) comprend plusieurs bottes (43, 44, 45) superposées. 5 Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite botte comporte plusieurs chambres de détente (68, 69, 70) et plusieurs passages de gaz d'échappement (74, , 76) de sorte que le circuit des gaz d'échappement peut être agencé dans les trois dimensions, avec une configuration qui s'oppose à la pénétration de l'eau dans le circuit de gaz d'échappement. 6 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé

en ce qu'un palier (58) du rotor (51) est muni d'un trou d'é-

chappement (80) pour la sortie de l'eau.