FR2500804A1 - Trimaran auto-stable - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES NAVIRES A VOILE DU TYPE TRIMARAN, PERMETTANT D'OBTENIR QUELLE QUE SOIT SA POSITION, UN SEUL EQUILIBRE STABLE CORRESPONDANT A SA POSITION NORMALE DE NAVIGATION. IL COMPREND DES VOLUMES ETANCHES IMMERGEABLES ASSOCIES AU MAT 3 ET AUX FLOTTEURS 4 ET 5. CHAQUE FLOTTEUR A UN VOLUME CREUX 8 REMPLISSABLE PAR LES OUVERTURES 9 ET EVACUABLES PAR LE VIDE-VITE 7, A UN VOLUME PRINCIPAL ETANCHE EN AVANT DE L'AXE XX FORMANT UN ANGLE AIGU DE VALEUR ARBITRAIRE A CONTENU DANS LE PLAN M, CET AXE PERMETTANT UNIQUEMENT UN DEBATTEMENT ANGULAIRE EN ROTATION LIBRE DANS LES DEUX SENS D'UNE VALEUR ARBITRAIRE TH, VARIANT ENTRE UNE POSITION A PEU PRES HORIZONTALE OU L'AXE YY EST PARALLELE A L'AXE ZZ CONTENU DANS LE PLAN DE SYMETRIE K ET UNE POSITION ENVIRON VERTICALE OBTENUE AUTOMATIQUEMENT POUR UN REDRESSAGE LATERAL. QUAND LE NAVIRE EST A L'ENVERS, LA ZONE DE ROULI AE PERMET LE REDRESSEMENT AUTOUR DE L'AXE ZZ RESTANT LE PLUS PARALLELE POSSIBLE A LA SURFACE DE L'EAU. LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES DE L'INVENTION CONCERNENT LES NAVIRES DE CROISIERES HAUTURIERES OU COTIERES, LES ENGINS DE PLAGE OU DE COURSE, LES NAVIRES A PLAN PORTEUR OU A HYDROFOILS.

Description

La présente invention concerne les navires à voile du type trimaran,

permettant d'obtenir quelque soit sa position, son retour automatique vers

un équilibre stable, correspondant à sa position normale de navigation.

Dans les conceptions connues de ce genre, la coqpe centrale est mu-

nie de deux flotteurs latéraux à volumes constants qui sont submersibles ou insubmersibles. Ces trois éléments sont reliés par des poutres qui ont

très souvent des volumes importants et constants. En général les assem-

blages sont rigides ou souples, ou encore à très faible débattement et la

mâture a une fonction unique qui est de porter la voilure. De telles con-

ceptions en navigation se traduisent par des efforts de torsion permanents et par des risques d'enfournement du flotteur ou de la coque centrale, car les vagues ne peuvent par indéniablement les solliciter en même temps. On sait aussi que ce type de navire a sa courbe de stabilité qui décroît, pour tendre vers un second équilibre stable, obtenu quand le navire est à l'envers car des moyens conceptifs conservent l'axe de symétrie nécessaire à la navigation, et la masse de la mâture travaille comme un lest. Il lui

est donc impossible de retrouver seul sa position initiale de navigation.

Le trimaran selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients.

Il est caractérisé par l'association à la voilure et aux flotteurs, de

moyens formant des volumes étanches immergeables, créant une énergie po-

tentielle pouvant se déplacer par un mouvement de rotation pour créer une rupture de symétrie. Chaque flotteur est submersible et a un déplacement volumétrique variable constitué, d'un volume étanche principal situé au niveau de la proue, d'un volume étanche secondaire minimum compris entre le fond de la carène et le plancher, d'un volume creux remplissable par des ouvertures au niveau du pont, d'un vide-vite situé vers la poupe dont la base correspond au niveau du plancher. Le flotteur est solidaire des bras de liaison dont les volumes sont les plus faibles possible, par un axe cylindrique permettant uniquement une liberté en rotation, comprise

entre deux butées pour qu'il puisse varier entre une position approxima-

tivement horizontale et une position environ verticale. Les deux butées sont obtenues par les bras de liaison, limitant la rotation du flotteur qui peut s'effectuer librement dans les deux sens, tout en disposant d'un moyen pour assurer une rotation vers le haut, pour obtenir la position verticale contre la butée. Cet axe de rotation est situé proche du centre de poussée de carène, o l'assiette obtenue en navigation est comprise

dans le débattement.

2 2500804

La mâture et les flotteurs sont placés de façon à ce que le navire lors d'un redressement, effectue sa rotation autour des volumes longitudinaux de la coque centrale contenant, en grande partie les résultantes dues au poids des différents éléments, ainsi que l'axe de rotation situé dans le plan de symétrie, cet axe devant rester le plus parallèle possible à la

surface de l'eau. lorsque le navire est à l'envers, la position des flot-

teurs par rapport à la surface de l'eau est tel qu'il peut rouler sur un c6té. Selon une suite de variante, concernant les volumes étanches; ce sont des caissons indéformables offrant des volumes permanents agissant immédiatement, ou ce sont des enveloppes déformables par gonflage sous pression, ou encore c'est une combinaison entre les volumes indéformables

et déformables.

Selon une suite de variante, concernant la rotation du flotteur

vers le haut lorsque le navire est couché sur l'eau, est obtenue par au-

tomatisme dû à la non symétrie de son axe de rotation qui dans un premier cas forme un angle aigu" avec une droite parallèle à la surface de l'eau, cet angle étant contenu dans un plan vertical, perpendiculaire à l'axe de rotation du navire, afin que la proue du flotteur se rapproche du

plan de symétrie du navire et de la surface de l'eau, qui dans un deuxiè-

me cas forme un angle aigu avec une droite perpendiculaire à l'axe de ro-

tation du navire, cet angle étant contenu dans un plan horizontal paral-

lèle à la surface de l'eau, afin que la proue du flotteur se rapproche du

plan de symétrie et de la surface de l'eau, dans ces deux cas l'axe lon-

gitudinal du flotteur est parallèle à l'axe de rotation -du navire ou pince légèrement; ou par un système de relevage commandé par l'équipage,

donnant un libre choix à l'orientation de l'axe de rotation du flotteur.

Pour des raisons de sécurité il est possible aussi d'accumuler les moyens

en utilisant un relevage automatique et un relevage commandé.

Le dispositif selon l'invention permet au navire, quelle que soit sa position de retrouver un seul équilibre stable, correspondant à sa position normale de navigation; mais aussi de diminuer les risques de chavirage, car la coque centrale et le flotteur sous le vent naviguent

côte à côte, en réagissant chacun à leurs propres vagues, faisant dis-

paraître les contraintes en torsion, et l'enfournement du flotteur.

Les dessins annexés sont tracés dans le cas o les volumes étanches

sont indéformables, dans le cas o la rotation du flotteur est automati-

que par l'angle aigu que forme l'axe de rotation contenu dans un plan -3-

vertical. La planche 1/4 est une vue en perspective d'un exemple de réa-

lisation, complétée par la planche 2/4 donnant en figure I les détails de conception d'un flotteur suivant trois vues o la vue de face est en

coupe, puis en figure 2 les deux positions obtenues quand il est en bu-

tée (1) correspondant à une position approximativement horizontale et en

butée (2) donnant une position environ verticale. Les deux phases impor-

tantes du fonctionnement sont représentées sur la planche 3/4; en fi-

gure I quand le navire est à l'envers et en figure 2 quand il est couché sur l'eau, le flotteur ayant effecuté sa rotation; seules les forces

nécessaires à la compréhension du fonctionnement sont représentées.

La planche 4/4 est le dessin schématique vu en perspective, o les élé-

ments sont représentés par des tubes, les volumes hachurés caractérisant

les volumes étanches essentiels.

Tel qu'il est représenté sur les planches 1/4 et 2/4, le navire

comporte un mât tournant (3) en appui sur la coque centrale (6) qui con-

tient l'axe (ZZ') de rotation du navire; les flotteurs (4) et (5) ont chacun un axe de rotation (XX') qui les rend solidaires aux poutres de

liaison à structure tubulaire pyramidale donnant des volumes minimum.

Un flotteur représente un volume maximum de carène qui est submersible,

déterminant une stabilité sous voile maximum, il est composé, d'un vo-

lume étanche principal dont le centre de poussée est(GI)d'un volume se-

condaire dont le centre de poussé est (G2), d'un vide-vite situé en (7), d'un volume remplissable (8) par les ouvertures de pont (9), la non symétrie de l'axe de rotation (XX') est définie par un angle aigri (9) formé entre l'axe (XX') et une droite parallèle à (WW'), contenu dans le plan (M) qui est perpendiculaire au plan (S) de la surface de l'eau et au plan de symétrie (K) contenant l'axe (ZZ'). En navigation, l'assiette théorique du flotteur sous le vent, a son centre de'poussée en (G) situé dans le plan (M) o est contenu l'axe (XX'). Quand le flotteur est en appui sur la butée (1), son axe longitudinal (YY') est parallèle à

l'axe (ZZ'), son centre de poussée est en (G'). Cette position est ob-

tenue dans un premier cas lorsque le flotteur n'est pas sollicité, soit

dans un deuxième cas, lorsque le navire a effectué un chavirage complet.

Le positionnement des volumes étanches de chaque flotteur, par rapport à la nouvelle ligne de flottaison de la coque centrale (6), sont tels que le navire peut rouler sur un côté (Vt) autour de son axe (ZZ') qui reste le plus parallèle possible à la surface de l'eau, quand les moyens pour le redressement agissent. La force (F6) traduit la résultante concernant

- 4 - 2500804

- la masse du navire appliquée au niveau de la coque centrale (6). Dans

le début de la première phase le mât (6) développe son énergie potentiel-

le, traduite en figure I de la planche 3/4 par la force (F3) exercée à

une profondeur (P) avec un bras de levier (L3) permettant le début de ro-

tation en immergeant le flotteur (5) et les bras de liaison qui opposent une énergie potentielle traduite par la force(Ff)avec un bras de levier (L5). La variation de volume du flotteur (5) se fait quand l'eau remplit le volume (8) par les ouvertures de pont (9) en chassant l'air par le vide-vite (7). La fin de la première phase est réalisée quand la tête du mât (3) est en appui sur l'eau. La phase transitoire concerne la rotation automatique du flotteur (5) vers la butée (2) pour effectuer une rotation angulaire arbitraire (G). Quand lé flotteur est en appui sur la butée (2),

la deuxième phase débute, elle est représentée sur la planche 3/4 en fi-

gure 2. Le volume avant, peut ainsi développer son énergie potentielle, traduite par la force (FI exercée à une profondeur (P) avec un bras de levier (L5) s'opposantà la masse totale du mât (3) qui fournit un travail, traduit par la force (t) avec un bras de levier (L3). Lorsque le volume avant du flotteur émerge progressivement, il effectue une rotation vers la butée (1), évacuant en même temps l'eau contenue dans le volume (8) par les ouvertures de pont (9), le vide-vite (7) et le volume secondaire

(G2) contribuant aussi au retour à une assiette approximativement hori-

zontale du flotteur. Le navire a ainsi retrouvé sa position normale de navigation.

Le dispositif objet de l'invcntion est utilisable tout particuliè-

rement pour les navires à voiles de type trimaran, répondant à toute forme de navigation. Il est applicable pour les navires de croisières hautturières ou côtières, les engins de plage ou de course, les navires à

plan porteur ou a hydrofoils.

--5 --

Claims (5)

1. REVENDICATIONS

   I. Trimaran caractérisé par l'association au mât (3) et aux flot-

   teurs (4) et (5) de moyens qui forment des volumes étanches immergeables.

   Chaque flotteurs a un axe de rotation (XX') situé au niveau du centre de

   poussée de carène, permettant uniquement un débattement angulaire com-

   pris entre une butée (1) o il est en position approximativement horizon-

   tale et une butée (2) o il est en position environ verticale; il com-

   porte un moyen pour assurer une rotation vers la butée (2) quand le na-

   vire est couché sur l'eau et sa mise en appui; il est constitué d'un vo-

   lume principal étanche (GI) situé en avant de l'axe de rotation (XX'),

   d'un volume secondaire (G2) compris entre le fond de la carène et le plan-

   cher, d'un volume creux (8) remplissable par les ouvertures de pont (9)

   et vidable par un vide-vite (7) situé vers la poupe.
2. 2. Trimaran selon la revendication 1, caractérisé en ce que le

   moyen de former des volumes étanches, sont des caissons indéformables.
3. 3. Trimaran selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de former des volumes étanches, sont des enveloppes déformables

   par gonflage sous pression.
4. 4. Trimaran selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'obtenir la rotation du flotteur vers la butée (2) et sa mise en appui, est la non symétrie de l'axe (XX') afin que la proue se rapproche

   du plan de symétrie (K).
5. 5. Trimaran selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'obtenir la rotation du flotteur vers la butée (1) et sa mise

   en appui, est un relevage mécanique.