FR2780940A1 - Hull structure for motor catamaran has interior curved step generated along line connecting points of inflexion conforming to flotation line. - Google Patents
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Abstract
Description
STRUCTURE DE COQUE POUR CATAMARAN A MOTEURHULL STRUCTURE FOR MOTOR CATAMARAN
La présente invention concerne une structure de coque pour catamaran The present invention relates to a hull structure for a catamaran
à moteur et plus particulièrement destiné à la plaisance. powered and more particularly intended for pleasure craft.
La structure de coque selon la présente invention est plus particulièrement applicable aux catamarans à moteur de plaisance qui se situent dans la gamme des bateaux de 10 à 20 m et prévus pour naviguer à des vitesses de 10 à 20 noeuds sur de longues distances, la performance devant se situer au niveau du confort et de l'autonomie plus qu'à celui de la The hull structure according to the present invention is more particularly applicable to pleasure motor catamarans which are in the range of boats from 10 to 20 m and intended to sail at speeds of 10 to 20 knots over long distances, the performance having to be at the level of comfort and autonomy more than that of
vitesse de déplacement ou de l'accélération. traveling speed or acceleration.
UÀ monocoque présent généralement un profil de coque relativement large pour lui donner une certaine stabilité au roulis si bien que les profils de coque des monocoques limitent de façon importante la traversée des vagues et elles ont plutôt tendance à passer par dessus et donc à suivre la sinusoïde UÀ monocoque generally has a relatively wide hull profile to give it a certain stability to roll so that the hull profiles of monohulls significantly limit the crossing of waves and they tend to go over it and therefore follow the sinusoid
engendrée par les phénomènes de vagues et de houle. generated by the phenomena of waves and swells.
Contrairement aux monocoques, les catamarans disposent de coques étroites et d'un pont central qui relie les deux coques. En effet, les cabines sont généralement disposées dans les coques mais le lieu de vie,, reste le pont central et son habitacle, particulièrement utilisé notamment durant la navigation. Un point particulièrement sensible est le fait de voir la structure en contact avec l'eau par le dessous du pont central en raison essentiellement du tangage direct et ou du tangage et du roulis combinés lorsque l'état de la mer est suffisamment dégradé pour engendrer de la houle ou des vagues d'une hauteur provoquant de tels phénomènes. Cette action de l'eau sur le dessous Unlike monohulls, catamarans have narrow hulls and a central deck that connects the two hulls. Indeed, the cabins are generally arranged in the hulls but the place of life, remains the central deck and its cockpit, particularly used in particular during navigation. A particularly sensitive point is the fact of seeing the structure in contact with water from below the central bridge mainly due to direct pitching and / or pitching and rolling combined when the state of the sea is sufficiently degraded to generate swell or waves from a height causing such phenomena. This action of water on the underside
du pont central est connue sous le nom de "slamming". from the central bridge is known as "slamming".
En effet, le contact de cette surface quasiment plane du dessous du pont central avec l'eau provoque des chocs particulièrement désagréables pour le confort des passagers car le mouvement de tangage, durant la phase d'enfoncement, est brutalement interrompu. De plus, le bruit engendré par les chocs de l'eau sur ce pont central se propage et confère lorsqu'il est violent des sentiments d'insécurité et pour le moins ce bruit reste incompatible avec Indeed, the contact of this almost flat surface of the underside of the central bridge with the water causes particularly unpleasant shocks for the comfort of the passengers because the pitching movement, during the insertion phase, is suddenly interrupted. In addition, the noise generated by the water shocks on this central bridge propagates and confers when violent feelings of insecurity and at least this noise remains incompatible with
l'atmosphère recherchée lors de l'utilisation d'un tel navire. the desired atmosphere when using such a ship.
De plus, ces chocs peuvent également engendrer de la fatigue inutile dans les éléments qui composent la structure de la coque nécessitant In addition, these shocks can also cause unnecessary fatigue in the elements that make up the shell structure requiring
généralement des renforts pour que la structure résiste à ce type de chocs. generally reinforcements so that the structure resists this type of shock.
Une solution consiste à prévoir des coques ayant une section longitudinale importante vers le haut à partir de la ligne de flottaison si bien que lorsque la coque s'enfonce, la flottabilité augmente très rapidement lors de l'enfoncement de chaque coque, ce qui limite cet enfoncement, de façon plus ou moins progressive mais dans tous les cas de façon beaucoup plus souple One solution is to provide hulls with a large longitudinal section upwards from the waterline so that when the hull sinks, the buoyancy increases very quickly when sinking each hull, which limits this sinking, more or less gradually but in all cases much more flexible
que dans le cas d'un contact avec le pont central. than in the case of contact with the central bridge.
Néanmoins, le problème est plus complexe dans le sens o le but est aussi de disposer d'un bateau qui n'est pas freiné plus que nécessaire, à l'avancement, car même si la vitesse n'est pas un paramètre recherché, la finesse de la coque est d'une grande importance sur la traînée dans l'eau et sur la consommation, donc sur l'autonomie et par conséquent sur les coûts de fonctionnement. Cette solution de structure à coque très évasée n'est pas satisfaisante However, the problem is more complex in the sense that the goal is also to have a boat that is not braked more than necessary, for advancement, because even if speed is not a desired parameter, the fineness of the hull is of great importance on the drag in the water and on consumption, therefore on autonomy and consequently on operating costs. This very flared shell structure solution is not satisfactory
car la section transversale dans le plan vertical est trop importante. because the cross section in the vertical plane is too large.
Cette section transversale importante conduit aussi la coque à suivre au plus juste le profil des vagues et à créer ainsi un déplacement suivant une sinusoïde prononcée dans le plan vertical, particulièrement désagréable pour This large cross section also leads the hull to follow the wave profile as closely as possible and thus to create a displacement along a pronounced sinusoid in the vertical plane, which is particularly unpleasant for
les passagers et souvent générateur de mal de mer. passengers and often a source of seasickness.
Une autre solution pourrait consister à disposer des virures latérales successives mais ces virures sont généralement réservées aux unités de plaisance de type vedette rapide fortement motorisées. Elles permettent une meilleure tenue à le mer à grande vitesse mais n'ont qu'un faible rôle pour permettre de limiter l'enfoncement. Par contre de telles virures augmentent Another solution could consist in having successive lateral strakes but these strakes are generally reserved for pleasure craft of the highly motorized speedboat type. They allow a better resistance to the sea at high speed but have only a weak role to allow to limit the sinking. On the other hand, such strakes increase
peu la section transversale verticale. little vertical cross section.
On note dans ce cas que l'aspect esthétique n'est pas satisfaisant et surtout, les virures ont tendance à générer des embruns très importants qui, par conditions de navigation intermédiaires voire calmes mais à vitesse élevée, It is noted in this case that the aesthetic appearance is not satisfactory and above all, the strakes tend to generate very large spray which, by intermediate or even calm navigation conditions but at high speed,
sont préjudiciables au confort des passagers. are detrimental to passenger comfort.
Une amplitude de tangage trop importante pose aussi des problèmes quant à la propulsion car les hélices, lorsque ce mode de transfert est utilisé, peuvent sortir de l'eau conduisant à une cavitation préjudiciable à la qualité et A too large pitch amplitude also poses problems with regard to propulsion because the propellers, when this transfer mode is used, can come out of the water leading to cavitation detrimental to the quality and
au rendement de la propulsion mais aussi à la longévité de la motorisation. the propulsion efficiency but also the longevity of the engine.
De plus, le tangage exagéré peut conduire à un sentiment d'insécurité des passagers lorsque la proue de la structure enfourne et que de l'eau passe In addition, the exaggerated pitching can lead to a feeling of insecurity of the passengers when the bow of the structure bakes and water passes
par dessus Il'habitacle.over the passenger compartment.
Le problème du tangage doit aussi être pris en considération dans le cas d'une houle ou de vagues sur une eau intérieure ou en mer de type fermée ou The problem of pitching must also be taken into account in the case of a swell or waves on inland water or at sea of closed type or
encore sur l'océan car la fréquence et le type des vagues sont très différents. still on the ocean because the frequency and the type of the waves are very different.
Il faut donc pouvoir trouver un compromis pour qu'un tel catamaran à moteur puisse présenter un comportement adapté dans ces différentes situations. Il est aussi utile de traiter le problème du roulis car dans le cas présent, l'angle de gîte est peu important puisqu'il s'agit d'un structure de coque de type catamaran mais il faut aussi limiter l'amplitude au maximum pour que le It is therefore necessary to be able to find a compromise so that such a motor catamaran can exhibit suitable behavior in these different situations. It is also useful to deal with the roll problem because in this case, the heeling angle is unimportant since it is a catamaran hull structure but the amplitude must also be limited to the maximum for that the
confort des passagers soit de la meilleure qualité possible. passenger comfort is of the best possible quality.
La présente invention a pour objet une structure de coque qui convient pour un catamaran à moteur d'une longueur comprise entre 10 et 20 m pour des puissances de moteur de l'ordre de 2 x 60 CV à 2 x 350 CV, susceptible de naviguer à une vitesse de croisière de 10 noeuds et à une vitesse maximale de 20 noeuds, qui peut "traverser" les vagues en provoquant le moins possible d'effet de soulèvement pour limiter le déclenchement du mal de mer, tout en évitant le slamming et en laissant la proue hors d'eau, qui évite la formation The present invention relates to a hull structure which is suitable for a motor catamaran with a length of between 10 and 20 m for engine powers of the order of 2 x 60 CV to 2 x 350 CV, capable of sailing. at a cruising speed of 10 knots and a maximum speed of 20 knots, which can "cross" the waves with the least possible lifting effect to limit the onset of seasickness, while avoiding slamming and leaving the bow out of the water, which prevents formation
d'embruns sur les bords latéraux extérieurs et qui limite le roulis. spray on the outer side edges and which limits the roll.
A cet effet, la structure de coque selon l'invention, pour navire de type catamaran à moteur, comprenant deux coques reliées par un pont central, se caractérise en ce qu'elle comporte un redent intérieur, en saillie par rapport à la coque, disposé au-dessus de la ligne de flottaison, qui prend naissance le long d'une ligne reliant les points d'inflexion de la coque et qui fait un angle oc To this end, the hull structure according to the invention, for a ship of the motor catamaran type, comprising two hulls connected by a central deck, is characterized in that it includes an inner recess, projecting relative to the hull, disposed above the waterline, which originates along a line connecting the inflection points of the hull and which forms an angle oc
par rapport à la verticale et qui se termine tangent à l'horizontale. with respect to the vertical and which ends tangent to the horizontal.
Dans le mode de réalisation retenu, la ligne reliant les points d'inflexion In the selected embodiment, the line connecting the inflection points
est confondue avec la ligne de flottaison. is confused with the waterline.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le redent se prolonge par une According to a preferred embodiment, the redent is extended by a
courbe jusqu'au pont central, formant une voûte. curve to the central bridge, forming a vault.
Selon une autre caractéristique de la structure selon l'invention, il est prévu un redent extérieur, en saillie par rapport à la coque, disposé au-dessus de la ligne de flottaison, qui prend naissance le long d'une ligne reliant les points d'inflexion de la coque et qui fait un angle s par rapport à la verticale et According to another characteristic of the structure according to the invention, there is provided an external step, projecting from the hull, disposed above the waterline, which originates along a line connecting the points d inflection of the hull and which makes an angle s with respect to the vertical and
qui se termine tangent à l'horizontale, vers l'extérieur. which ends tangent to the horizontal, towards the outside.
De façon préférentielle, I'angle g, est supérieur à l'angle. Preferably, the angle g is greater than the angle.
Selon un agencement perfectionné, les deux coques sont symétriques par rapport à l'axe médian du pont central et chaque coque est dissymétrique According to an improved arrangement, the two hulls are symmetrical with respect to the central axis of the central bridge and each hull is asymmetrical
avec un décalage intérieur conduisant à un effet de pincement. with an internal offset leading to a pinch effect.
L'invention est maintenant décrite en regard des dessins annexés d'un mode de réalisation particulier de structure de coque selon l'invention, dessins sur lesquels les différentes figures représentent: - figure 1, une vue en élévation latérale de la structure de coque selon l'invention avec un exemple d'habitacle, - figure 2, une vue de dessus de la même unité, figure 3, une vue de face des différents couples superposés suivant l'axe longitudinal de la coque, et The invention is now described with reference to the accompanying drawings of a particular embodiment of the hull structure according to the invention, drawings in which the various figures represent: - Figure 1, a side elevation view of the hull structure according to the invention with an example of a passenger compartment, - Figure 2, a top view of the same unit, Figure 3, a front view of the different couples superimposed along the longitudinal axis of the hull, and
- figures 4-1 à 4-22, les différents couples dissociés. - Figures 4-1 to 4-22, the different dissociated couples.
Sur la figure 1, on a représenté la structure de coque selon l'invention avec mention de la ligne 100 de flottaison et d'un habitacle 102 surmontant la coque. La localisation des couples des figures suivantes est mentionnée suivant I'axe longitudinal de la structure de coque par les nombres 0 à 22. On distingue tout d'abord la partie 104 immergée de la coque et la In Figure 1, there is shown the hull structure according to the invention with mention of the waterline 100 and a passenger compartment 102 above the hull. The location of the pairs in the following figures is mentioned along the longitudinal axis of the hull structure by the numbers 0 to 22. First of all, a distinction is made between the immersed part 104 of the hull and the
partie 106 émergée.part 106 emerged.
La partie 104 immergée présente un profil suivant l'axe longitudinal qui est étroit en proue et large en poupe comme le montrent les sections The submerged part 104 has a profile along the longitudinal axis which is narrow at the bow and wide at the stern as shown in the sections
individuelles des figures 4-1 à 4-22. Figures 4-1 to 4-22.
Suivant l'axe longitudinal, la hauteur immergée varie pour être maximale sensiblement au droit du maître couple entre les sections 9 et 10 et pour Along the longitudinal axis, the submerged height varies to be maximum substantially at the right of the master couple between sections 9 and 10 and for
diminuer vers les deux extrémités de 9 à 0 et de 10 à 22. decrease towards the two ends from 9 to 0 and from 10 to 22.
La figure 1 fait apparaître une des caractéristiques de l'invention, à savoir la dissymétrie de chacune des coques sur l'avant par rapport à l'axe médian vertical 106 qui passe par la ligne 108 de quille. Il s'agit plus particulièrement des couples 0 à 10. Le volume de la coque est déporté vers l'intérieur, tandis que la surface latérale extérieure de la coque présente Figure 1 shows one of the characteristics of the invention, namely the asymmetry of each of the hulls on the front relative to the vertical median axis 106 which passes through the keel line 108. These are more particularly couples 0 to 10. The volume of the hull is offset inwards, while the external lateral surface of the hull has
simultanément une pente plus douce, la surface intérieure étant plus verticale. simultaneously a gentler slope, the inner surface being more vertical.
Ainsi, par rapport à l'axe médian vertical du bateau, les formes des Thus, in relation to the vertical median axis of the boat, the shapes of the
coques sont symétriques avec un effet de pincement. shells are symmetrical with a pinch effect.
Les autres couples sont sensiblement centrés par rapport à la ligne de quille si bien que les axes longitudinaux des deux coques sont parallèles sur The other pairs are substantially centered relative to the keel line so that the longitudinal axes of the two hulls are parallel on
toute la partie arrière.the whole rear part.
La figure 2 permet aussi de faire apparaître la constante de l'invention à savoir un premier redent 110, intérieur, en saillie, ménagé sur la face latérale FIG. 2 also makes it possible to show the constant of the invention, namely a first redent 110, inside, projecting, formed on the lateral face
de chaque coque, côté intérieur.of each hull, interior side.
Ce redent se prolonge sur toute la longueur de la coque et se trouve maximal dans la partie médiane des couples. à. De la même façon, suivant This redent extends over the entire length of the hull and is maximum in the middle part of the pairs. at. Similarly, following
I'axe longitudinal, le redent suit sensiblement le profil de la ligne de quille. The longitudinal axis, the redent follows substantially the profile of the keel line.
On note sur les vues en section que ce redent présente une courbure prononcée qui débute en partie inférieure par un point 112 d'inflexion de la coque qui est confondu avec la ligne de flottaison, ceci avec un angle a d'ouverture important et qui débouche à son autre extrémité sur une partie 114 anguleuse, la courbure étant, là, sensiblement tangente à I'horizontale. On remarque sur la figure 3 que le déport D est important. Pour donner un ordre d'idée, cela conduit à un redent présentant un déport de 0.20 m pour It is noted on the section views that this redent has a pronounced curvature which begins in the lower part with a point 112 of inflection of the hull which is coincident with the waterline, this with a large angle of opening and which opens out at its other end on an angular part 114, the curvature being, there, substantially tangent to the horizontal. Note in Figure 3 that the offset D is important. To give an idea, this leads to a step with a 0.20 m offset for
une unité de 10 m environ.a unit of about 10 m.
La partie située au-dessus de ce redent est inclinée avec une courbe 116 qui assure la liaison avec le pont central 118 et dont on verra l'intérêt The part located above this redent is inclined with a curve 116 which provides the connection with the central bridge 118 and of which we will see the advantage
plus avant lors de la description du comportement à la mer de la structure de further when describing the behavior at sea of the structure of
coque selon la présente invention.shell according to the present invention.
Chaque coque présente aussi un second redent 120, extérieur. Ce redent est conçu de façon sensiblement identique au premier redent, mais son déport d est moins important du fait que l'angle _ d'ouverture est lui- même Each hull also has a second redent 120, exterior. This redent is designed to be substantially identical to the first redent, but its offset d is less important because the opening angle _ is itself
1 5 moins important.1 5 less important.
Ce second redent 120 prend naissance également au point d'inflexion 1 22 confondu avec la ligne de flottaison 100 et se prolonge vers le haut par la face latérale extérieure de la coque qui est lisse et sensiblement verticale, This second redent 120 also starts at the inflection point 1 22 merged with the water line 100 and is extended upwards by the external lateral face of the hull which is smooth and substantially vertical,
dépourvue de toute forme en saillie susceptible de lever des embruns. devoid of any protruding shape capable of lifting spray.
Sur la partie arrière, sous la ligne de quille, venue de fabrication, il est On the rear part, under the keel line, coming from manufacturing, it is
prévu un aileron 124 porte-hélice traversé par la ligne d'arbre. provided a propeller wing fin 124 crossed by the shaft line.
Les paramètres proportionnels suivants donnent une bonne indication des différentes dimensions d'un mode de réalisation selon l'invention dimension D: 2 à 3 % de la longueur à la ligne de flottaison, - largeur des coques à hauteur du redent: entre 12 et 16 % de la The following proportional parameters give a good indication of the different dimensions of an embodiment according to the invention dimension D: 2 to 3% of the length at the waterline, - width of the hulls at the height of the gradient: between 12 and 16 % of the
longueur à la ligne de flottaison.waterline length.
Ainsi, pour un bateau de 11 m, la largeur des coques est sensiblement Thus, for a boat of 11 m, the width of the hulls is appreciably
de 1,40 m et le redent est de 0,22 à 0,33 m. 1.40 m and the redent is 0.22 to 0.33 m.
La structure de coque selon l'invention permet de disposer par temps calme d'une section étroite qui limite la traînée et augmente ainsi l'autonomie, ce qui est particulièrement appréciable pour une unité de The hull structure according to the invention makes it possible to have, in calm weather, a narrow section which limits the drag and thus increases the autonomy, which is particularly appreciable for a unit of
plaisance prévue pour du cabotage de longue distance. pleasure craft for long distance cabotage.
Dès que les conditions de mer provoquent une augmentation de la houle, les redents permettent de limiter de façon tout à fait satisfaisante l'enfoncement et surtout évite l'enfournement de la proue, ce qui est rassurant pour les naviguants. On peut citer un exemple comparatif de deux coques identiques l'une équipée des redents et l'autre sans redent. La structure de coque selon l'invention permet surtout de limiter les chocs du pont central sur la surface de l'eau résultant d'un enfoncement prononcé de l'une ou des deux coques, suivant la direction de navigation par rapport à l'orientation de la houle. A cet effet, la courbure prononcée augmente très sensiblement la section horizontale locale, ce qui freine l'enfoncement. De plus, I'orientation de la courbure tangente à l'horizontale permet de repousser l'eau dans ce plan horizontal, ce qui limite encore cet enfoncement. On note que les flux d'eau repoussés par chacune des coques vers I'intérieur sont dirigés l'un vers l'autre, ce qui a tendance, par réaction, à maintenir la structure de coque au- dessus de la surface de l'eau. Quant aux embruns soulevés par cette action, ils ne posent aucun problème puisqu'ils sont confinés par le pont central avant d'être évacués sur l'arrière, sans As soon as the sea conditions cause an increase in the swell, the downwinds make it possible to limit in a completely satisfactory way the sinking and especially avoids the sinking of the bow, which is reassuring for the sailors. We can cite a comparative example of two identical shells one equipped with redents and the other without redent. The hull structure according to the invention above all makes it possible to limit the impacts of the central deck on the surface of the water resulting from a pronounced sinking of one or both hulls, according to the direction of navigation relative to the orientation swell. To this end, the pronounced curvature very significantly increases the local horizontal section, which slows down the sinking. In addition, the orientation of the tangent curvature to the horizontal makes it possible to repel the water in this horizontal plane, which further limits this sinking. It is noted that the water flows repelled by each of the hulls inwards are directed towards each other, which tends, by reaction, to keep the hull structure above the surface of the water. As for the spray raised by this action, it poses no problem since it is confined by the central bridge before being evacuated to the rear, without
perturber le confort des passagers.disrupt passenger comfort.
La courbe 116 forme une voûte et assure aussi un freinage lors de l'enfoncement donc une protection ultime du pont central lors d'un enfoncement trop important. On note que cette courbe est située relativement haute, à proximité immédiate du pont central pour ne pas perturber la navigation quand les conditions sont favorables et pour jouer un rôle efficace The curve 116 forms a vault and also provides braking during penetration therefore ultimate protection of the central bridge during excessive penetration. We note that this curve is located relatively high, in the immediate vicinity of the central bridge so as not to disrupt navigation when conditions are favorable and to play an effective role.
en dernière limite lorsque les conditions deviennent très défavorables. as a last resort when conditions become very unfavorable.
En ce qui concerne le second redent prévu sur chaque coque, à l'extérieur, il joue le même rôle de façon moins prononcé, afin de ne pas lever une quantité d'embruns trop importante. Le pont et les coursives latérales sont protégés des quelques embruns soulevés par les seconds redents puisque la As for the second step provided on each hull, on the outside, it plays the same role in a less pronounced way, so as not to raise too much spray. The bridge and the side passageways are protected from some spray raised by the second slopes since the
coque est relativement haute sur l'extérieur. shell is relatively high on the outside.
Ainsi que décrit précédemment, les deux coques sont dissymétriques et présentent un pincement sur l'avant, ce qui permet de diminuer les dimensions de la vague générée entre les deux coques et d'augmenter la vague extérieure. La structure de coque selon l'invention est particulièrement confortable pour le type de navigation évoquée ci- avant et conduit à des autonomies importantes. As described above, the two shells are asymmetrical and have a pinch on the front, which makes it possible to reduce the dimensions of the wave generated between the two shells and to increase the external wave. The hull structure according to the invention is particularly comfortable for the type of navigation mentioned above and leads to significant autonomy.
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GB2067148A (en) * | 1980-01-10 | 1981-07-22 | Andersson L G | Trimarans |
US5231945A (en) * | 1991-09-25 | 1993-08-03 | Ackerbloom T Robert | Power boat hull |
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US5655473A (en) * | 1996-09-06 | 1997-08-12 | Lynn Davis Nebel | Boat hull |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2780940B1 (en) | 2000-10-13 |
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