FR2773773A1

FR2773773A1 - Double surface sail for sail board or boat

Info

Publication number: FR2773773A1
Application number: FR9800809A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Ballu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1999-07-23
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: FR2773773B1

Abstract

The sail which passes around the front part of a mast is composed of a port side casing extending between the mast and the port side trailing edge. A starboard casing extends between the mast and the starboard trailing edge. A series of ribs (10), placed along an axis perpendicular to the mast, are cut in a semi rigid material and maintain a pre-specified gap between the casings. Each rib comprises a series of parallel slots (11) located along one side of the rib and over the major part of its width. These slots alternate with similar slots (13) located along the other side of the rib.

Description

La présente invention a pour objet une voilure à double surface pour engin à propulsion vélique, notamment une planche à voile, un char à voile ou un bateau.The subject of the present invention is a double-surface canopy for a wind-powered machine, in particular a windsurfing board, a sand yacht or a boat.

II est bien connu de réaliser des voilures épaisses à profil aérodynamique en forme d'aile d'avion pour bateau à voile. Ces voilures sont généralement constituées d'une voile à profil épais, mise en forme par une armature centrale rigide. Les gréements en découlant présentent une grande complexité de montage, un poids relativement important avec un coût de fabrication élevé. Ils sont de plus relativement fragiles. It is well known to produce thick airfoils with an aerodynamic profile in the shape of an airplane wing for a sailing boat. These wings generally consist of a thick profile sail, shaped by a rigid central frame. The rigging resulting therefrom presents a great complexity of assembly, a relatively large weight with a high manufacturing cost. They are also relatively fragile.

Le montage et le démontage de ces gréements connus n'est pas très aisé, et l'opération de pliage est rendue difficile voire impossible, par l'utilisation désormais courante de matériaux de fabrication ne supportant pas d'être froissé, mais demandant un roulage soigneux. Le montage/démontage régulier de ces gréements à profil épais demanderait donc de passer d'un volume à une surface plane et inversement, ceci afin de pouvoir rouler/dérouler la voile, notamment pour les voiles de planche à voile, où une surface développable serait nécessaire. Mais surtout, les gréements connus doivent généralement choisir soit entre une voilure dont le profil reste bien défini par la rigidité de sa structure, et donc symétrique, soit une voilure déformable et asymétrique mais dont la souplesse structurelle ne permet alors pas en dynamique une définition rigoureuse du profil choisi.The assembly and disassembly of these known rigs is not very easy, and the folding operation is made difficult or even impossible, by the now common use of manufacturing materials that can not stand to be crumpled, but requiring rolling careful. Regular assembly / disassembly of these thick profile rigging would therefore require moving from a volume to a flat surface and vice versa, this in order to be able to roll / unroll the sail, in particular for windsurfing sails, where a developable surface would be necessary. But above all, the known rigs must generally choose either between a blade whose profile remains well defined by the rigidity of its structure, and therefore symmetrical, or a deformable and asymmetrical blade but whose structural flexibility then does not allow in dynamic a rigorous definition of the chosen profile.

Le plus souvent, ces gréements connus, quand ils sont étudiés dans une optique de performance, utilisent donc un gréement rigide et asymétrique, qui ne peut alors fonctionner que sur une seule amure (coté).Most often, these known rigs, when they are studied with a view to performance, therefore use a rigid and asymmetrical rigging, which can then only operate on a single tack (side).

En effet, I'expérience nous montre que les gréements épais à structure souple peuvent se déformer afin de fonctionner dans les deux sens, mais que cette souplesse les pénalise en performance pure car le vent déforme le profil de la voilure au-delà de sa définition originelle. Les gréements à structure rigide voulant fonctionner sur les deux amures doivent donc par définition adopter un profil symétrique, peu performant et n'utilisant pas les avantages de cette rigidité.Indeed, experience shows us that thick riggings with flexible structure can deform in order to work in both directions, but that this flexibility penalizes them in pure performance because the wind distorts the profile of the wing beyond its definition. original. Riggings with rigid structure wishing to operate on the two tackles must therefore by definition adopt a symmetrical profile, not very efficient and not using the advantages of this rigidity.

D'autres gréements connus contournent ces inconvénients, soit par l'utilisation de systèmes compliqués de volets ou de voilures dites à fente , ou bien encore par des systèmes de nervures mécaniques très complexes à biellettes. Ces systèmes connus sont en général lourds et fragiles, complexes de mise en oeuvre, et onéreux de fabrication. De plus leur manipulation requiert une grande pratique et ferme donc leur utilisation à un large public. Other known rigs circumvent these drawbacks, either by the use of complicated systems of shutters or so-called sloped canopies, or even by very complex mechanical rib systems with rods. These known systems are generally heavy and fragile, complex to implement, and expensive to manufacture. In addition their handling requires great practice and therefore closes their use to a wide audience.

L'objet de la présente invention consiste à réaliser la voilure à double surface d'un gréement, munie d'un système de nervures autorisant à la fois une grande fidélité dynamique dans la forme du profil choisi et une asymétrie réversible naturelle permettant au dit gréement de fonctionner avec la même efficacité sur les deux amures. De plus, ce système de nervures présente une grande simplicité de construction et de montage; il est léger et robuste, et d'un coût de fabrication réduit.The object of the present invention is to make the double surface sail of a rigging, provided with a system of ribs allowing both a high dynamic fidelity in the shape of the chosen profile and a natural reversible asymmetry allowing said rigging to operate with the same efficiency on both tack. In addition, this system of ribs is very simple to construct and assemble; it is light and robust, and with a reduced manufacturing cost.

L'invention sera mieux comprise en se référant aux figures: - Le figure 1A représente un exemple de nervure au repos et de son système de fentes.The invention will be better understood by referring to the figures: - Figure 1A shows an example of a rib at rest and its system of slots.

- Les figures 1B et 1C représentent le même exemple de nervure cambrée d'un coté comme de l'autre, grâce à son principe de découpe.- Figures 1B and 1C show the same example of arched rib on one side as on the other, thanks to its cutting principle.

- Les figures 2A, 2B représentent une nervure montée flottante dans son système de logement ouvert, et de son fonctionnement dynamique sur tribord.- Figures 2A, 2B show a rib mounted floating in its open housing system, and its dynamic operation on starboard.

- La figure 3A représente une vue de dessus en coupe de la voilure entre deux nervures et du mode de solidarisation nervure/voilure.- Figure 3A shows a top view in section of the airfoil between two ribs and the rib / wing fastening mode.

- La figure 3B représente une vue agrandie en coupe transverse de la nervure représentée sur la figure 3A selon un axe Y.- Figure 3B shows an enlarged view in cross section of the rib shown in Figure 3A along an axis Y.

- Les figures 4A, 4B représentent une vue générale d'un exemple de réalisation complet de voilure, en statique et en dynamique sur bâbord, sans son système de bôme, conventionnel et n'intervenant pas dans la spécificité de la présente invention
La voilure selon l'invention est caractérisé en ce que chaque nervure (10) comporte une série de fentes (11) sensiblement parallèles entre elles, situées le long d'un coté de la dite nervure et sur la majeure partie de sa largeur, alternées avec une autre série de fentes (13) analogues, situées le long de l'autre coté de la dite nervure.- Figures 4A, 4B show a general view of a complete embodiment of the wing, static and dynamic on the port side, without its boom system, conventional and not involved in the specificity of the present invention
The airfoil according to the invention is characterized in that each rib (10) comprises a series of slots (11) substantially parallel to each other, located along one side of said rib and over most of its width, alternating with another series of similar slots (13) located along the other side of said rib.

La dite voilure constitue une surface développable, ouverte dans le bas, permettant de supporter des variations de cambrure sans affecter l'état de surface de la dite voilure. Cette mise en cambrure de la voilure peut être autorisée par l'indépendance des deux bords de fuite qui peuvent coulisser l'un contre l'autre, selon un axe sensiblement perpendiculaire au mat.Said blade constitutes a developable surface, open at the bottom, making it possible to withstand variations in camber without affecting the surface condition of said blade. This arching of the blade can be authorized by the independence of the two trailing edges which can slide against one another, along an axis substantially perpendicular to the mast.

En fonction du matériau utilisé pour la voilure et définissant donc son type de pliage, les nervures peuvent soit rester à poste dans la dite voilure, soit être retirées facilement grâce à leur montage flottant.Depending on the material used for the wing and therefore defining its type of folding, the ribs can either remain stationary in said wing, or be easily removed thanks to their floating mounting.

La nervure (10) représentée selon les figures lA,lB et 1C vue est réalisée dans un matériau semi-rigide, résistant aux chocs et ne craignant pas l'eau, comme par exemple de la mousse polyéthylène de densité et d'épaisseur adaptées. The rib (10) shown according to FIGS. 1A, 1B and 1C seen is made of a semi-rigid material, impact resistant and not afraid of water, such as for example polyethylene foam of suitable density and thickness.

Cette nervure (10) présente une série de fentes sur son flan bâbord (11), alternées avec une série similaire sur le flan tribord (13). Ces découpes sont pratiquées sur la totalité de l'épaisseur de la dite nervure et la plus grande partie de sa largeur. Ces découpes ont pour fonction de permettre à la nervure (10) d'être tordue du coté bâbord ou tribord sans variation sensible de l'écartement en tout point des deux enveloppes (34, 36) solidarisées par la série des dites nervures (10).This rib (10) has a series of slots on its port side (11), alternated with a similar series on the starboard side (13). These cuts are made over the entire thickness of said rib and most of its width. These cutouts have the function of allowing the rib (10) to be twisted on the port or starboard side without appreciable variation in the spacing at any point of the two envelopes (34, 36) secured by the series of said ribs (10). .

Lorsque l'on génère une cambrure (fig.lB, fig.lC) sur une nervure (10), on voit alors apparaître sur le coté bombé (extrados) de la dite nervure (10) des écartements (15) au niveau des fentes (11) ou (13) selon le coté déformé. La taille de ces écartements (15) est proportionnelle a la valeur de la cambrure de la nervure. On notera aussi sur la nervure (10) un logement circulaire (18) prévu pour recevoir un mat (20).When generating a camber (fig.lB, fig.lC) on a rib (10), we then see appear on the curved side (upper surface) of said rib (10) spacings (15) at the slots (11) or (13) depending on the deformed side. The size of these spacings (15) is proportional to the value of the arch of the rib. Note also on the rib (10) a circular housing (18) provided to receive a mat (20).

On remarquera que lorsque l'on met une telle nervure en cambrure, la longueur du coté bombé (I'extrados) devient supérieure à l'autre (I'intrados). II n'est donc pas concevable de fixer rigidement une telle nervure dans la voilure (38), car l'asymétrie de l'ensemble serait impossible. Pour ce faire, on dispose donc comme mode de solidarisation nervure/voilure, de paires de logements ouverts bâbord (12) et tribord (14), eux-mêmes fixés et solidaires des enveloppes correspondantes bâbord (34) et tribord (36). Ces logements sont adaptés à l'épaisseur des nervures (10) qui y sont donc montées flottantes (se reporter fig. 2A et 2B).It will be noted that when one puts such a rib in camber, the length of the curved side (the upper surface) becomes greater than the other (the lower surface). It is therefore not conceivable to rigidly fix such a rib in the airfoil (38), because the asymmetry of the assembly would be impossible. To do this, we therefore have as a rib / wing connection method, pairs of open port (12) and starboard (14) housings, themselves fixed and integral with the corresponding port (34) and starboard (36) envelopes. These housings are adapted to the thickness of the ribs (10) which are therefore mounted floating there (see fig. 2A and 2B).

Les deux enveloppes (34, 36) de la voilure (38) peuvent être solidarisées de façon homogène sur chaque nervure (10) par l'intermédiaire des paires de logements (12, 14) grâce à un lien (16) assurant la cohésion de l'ensemble. Le dit lien permet la dissociation géométrique des deux cotés bâbord et tribord de la voilure (38) lors de la mise en asymétrie de la dite voilure. Lors de cette mise en asymétrie, les nervures (10) coulissent légèrement dans leur logement (12, 14), principalement celui d'extrados (se reporter fig. 2A et 2B). Afin de faciliter une cambrure importante, le lien (16) est extensible.The two envelopes (34, 36) of the airfoil (38) can be joined homogeneously on each rib (10) by means of the housing pairs (12, 14) by means of a link (16) ensuring the cohesion of all. Said link allows the geometric dissociation of the two sides port and starboard of the wing (38) when asymmetry of said wing. During this asymmetry, the ribs (10) slide slightly in their housing (12, 14), mainly that of the upper surface (see fig. 2A and 2B). To facilitate a significant camber, the link (16) is extensible.

La figure 3A représente vue du dessus d'une nervure, une coupe de la voilure (38), et la figure 3B une coupe transversale de la dite nervure selon un axe Y. Cette nervure (10) vient en butée sur le mat (20), maintenue sur cet axe par un moyen de fixation au bord de fuite (28) comme par exemple une sangle. Cette sangle maintient le fourreau (32) et les deux enveloppes (34, 36) plaqués contre la dite nervure par l'intermédiaire d'une latte (24) qui transmet la poussée exercée par la dite sangle sur un emboutiplaque de compression (22) situé dans une des fentes de la nervure (10) et selon un axe perpendiculaire à cette latte (24). Cette dernière peut aussi être de différentes longueurs, en fonction des efforts à reprendre, jusqu'à traverser la nervure (10) dans sa totalité, du moyen de fixation(28) de bord de fuite jusqu'au mat (20).FIG. 3A represents a top view of a rib, a section of the airfoil (38), and FIG. 3B a transverse section of the said rib along an axis Y. This rib (10) abuts on the mast (20 ), held on this axis by means of fixing to the trailing edge (28) such as for example a strap. This strap holds the sheath (32) and the two envelopes (34, 36) pressed against said rib by means of a slat (24) which transmits the thrust exerted by said strap on a compression hub (22) located in one of the slots of the rib (10) and along an axis perpendicular to this slat (24). The latter can also be of different lengths, depending on the forces to be taken up, until passing through the rib (10) in its entirety, from the fixing means (28) of trailing edge to the mast (20).

Un élément rigidificateur (17) telle une bande de matière plastique, est fixé entre les enveloppes (34, 36) et leurs logements de nervure (12,14) afin d'éviter des plis verticaux dans la voilure (38).A stiffening element (17), such as a strip of plastic, is fixed between the envelopes (34, 36) and their rib housings (12, 14) in order to avoid vertical folds in the airfoil (38).

Par ailleurs, le moyen de fixation de bord de fuite (28), fixé aux enveloppes (34) et (36) par deux tendeurs (26) peut coulisser le long de l'embout (30) de la latte (24), afin de permettre la mise en asymétrie de l'ensemble de la voilure (38) évoquée précédemment. Ce moyen de fixation (28) peut aussi être élastique.Furthermore, the trailing edge fixing means (28), fixed to the envelopes (34) and (36) by two tensioners (26) can slide along the end piece (30) of the batten (24), so to allow asymmetry of the entire wing (38) mentioned above. This fixing means (28) can also be elastic.

L'on sait que dans des conditions de navigation par vent fort, relativement fréquentes dans la navigation sportive de loisir, le principal problème est que les gréements conservent leur forme originale prévue pour être performante. Hors, plus la force du vent est élevée, plus la position du creux d'un gréement a tendance à reculer, posant des problèmes de contrôle au pilote.We know that in strong wind navigation conditions, relatively frequent in recreational sports navigation, the main problem is that the rigging retains its original form intended to be efficient. Off, the higher the wind force, the more the position of the hollow of a rigging tends to recede, posing problems of control to the pilot.

Quelles que soient les conditions aérologiques, une voilure épaisse équipée du système selon la présente invention, maintient toujours le même écartement entre ses deux enveloppes (34, 36) en tout point de chaque nervure (10). Le profil est stable en permanence. Un des avantages de ce système est donc de pouvoir reproduire avec précision la forme d'un profil donné, qui sera symétrique au repos, et grâce à la prédécoupe des nervures, de faire varier à volonté sa forme, plus ou moins asymétrique, d'un coté comme de l'autre. On obtient ainsi des profils à la fois rigides en terme de fidélité de restitution de forme, mais dont l'asymétrie reste modulable et surtout réversible.Whatever the aerological conditions, a thick canopy equipped with the system according to the present invention, always maintains the same spacing between its two envelopes (34, 36) at every point of each rib (10). The profile is permanently stable. One of the advantages of this system is therefore to be able to reproduce with precision the shape of a given profile, which will be symmetrical at rest, and thanks to the precut of the ribs, to vary its shape, more or less asymmetrical, at will. one side like the other. We thus obtain profiles that are both rigid in terms of fidelity of shape restitution, but whose asymmetry remains modular and above all reversible.

Le mode de réalisation décrit de la présente invention utilise de la mousse semi-rigide comme par exemple de la mousse polyéthylène et n'est pas limitatif. Ce matériau a un coût faible et se travaille très facilement. On peut ainsi, par simple découpe, transformer des plaques d'épaisseur adaptée en produit fini prêt à être inséré dans les paires de logements (10, 14) d'une voilure selon la présente invention On peut également réaliser ces nervures dans un matériau gonflable reprenant une forme analogue à celle de l'exemple de réalisation décrit..The described embodiment of the present invention uses semi-rigid foam such as for example polyethylene foam and is not limiting. This material has a low cost and is very easy to work. It is thus possible, by simple cutting, to transform plates of suitable thickness into finished product ready to be inserted into the housing pairs (10, 14) of a wing according to the present invention. These ribs can also be produced in an inflatable material. using a form similar to that of the embodiment described.

Ce système de nervures montées souples permet aussi de tester très simplement un grand nombre de profils différents sur une même voilure, en remplaçant instantanément tout ou partie des nervures par d'autres. This system of flexible mounted ribs also makes it possible to very simply test a large number of different profiles on the same wing, by instantly replacing all or part of the ribs by others.

Claims

CLAIMS 1 / Double-surface blade for a wind-powered machine, in particular a windsurfing board, a sand yacht or a boat comprising: - a blade (38) passing around the front part of a mast (20), composed of 'a port envelope (34) extending between said mast and a port trailing edge, and a starboard envelope (36) extending between said mast and a starboard trailing edge, - a series of ribs (10) arranged along an axis substantially perpendicular to the mat (20), cut from a semi-rigid material of suitable density and thickness, and maintaining a predetermined space between said envelopes.

Characterized in that each rib (10) comprises: - a series of slots (11) substantially parallel to each other, located along one side of the rib (10) and over most of its width, dermit with another series of similar slots (13) located along the other side of said rib.

2 / blade according to claim 1, characterized in that the series of slots (11,13) allow, by opening on the same side or the other, the reversible camber of the ribs (10) without changing the predetermined envelope space (34, 36).

3 / blade according to claims 1 and 2, characterized in that the ribs (10) are made of an inflatable or semi-rigid material of suitable density.

4 / blade according to claim 1, characterized in that the holding housings (12,14) fixed on the envelopes (34, 36) allow the floating mounting of the ribs (10) and the securing of said envelopes to each other.

5 / blade according to claim 1, characterized in that each rib (10) is blocked between the mast (20) and a fixing means (28) trailing edge.

6 / blade according to claim 1, characterized in that each rib (10) is crossed by a slat (24) in whole or in part along its length, from the fixing means (28) trailing edge to a plate / end piece ( 22).

7 / blade according to claims 5 and 6, characterized in that the fixing means (28) trailing edge allows the sliding of the two envelopes (34) and (36) one opposite the other, during the arching of the rib (10).