FR2840876A1

FR2840876A1 - Aile a caissons

Info

Publication number: FR2840876A1
Application number: FR0207397A
Authority: FR
Inventors: Marc Dejey
Original assignee: Salomon SAS
Current assignee: Salomon SAS
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2003-12-19
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: WO2003106262A1; FR2840876B1

Abstract

L'invention concerne une aile souple à caissons, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour recevoir les bras d'un utilisateur au moins partiellement à l'intérieur de l'aile à caissons (10), de telle sorte que les bras de l'utilisateur commandent le déploiement de l'aile (10).

Description

1S deformable.

AILE A CAISSONS

L' invention concerne un nouveau type d'aile a caissons.

On connaAt les ailes souples a caissons de type parapente, dont la taille permet de soutenir et de faire voler des charges correspondent au poids d'une ou deux personnel. Ces ailes, de grandes dimensions, par exemple 20 a 30 metres carres, vent utilisees sous la forme d'un aeronef pendulaire, c'est-a-dire que la charge, en ['occurrence le pilote de l'aeronef, est suspendu en dessous de l'aile a laquelle il est relic par un reseau de suspentes. C'est d'ailleurs

par ces suspentes que le pilote peut commander l'aile.

Dans une variante de plus petite taille, par exemple de 3 a 5 metres carres, ces ailes souples a caissons vent denommees parfois ceris-volants de tractions en ce sens qu'elles ne permettent pas de soulever, sauf tres forte rafale de vent, le poids d'une personne. Ces ailes ne vent pas utilisees pour generer un mouvement du pilote. En revanche, celui-ci peut commander les mouvements de l'aile, toujours par un systeme de suspentes. Avec des ailes a caissons de l'ordre de 4 a 12 metres carres, on peut pratiquer des sports tels que le <<kite-surf>>, le << flysurf >> ou le << snow-kite >>, ctest-a-dire des sports ou le pilote monte sur un engin de glisse et est tracte par l'aile pour se deplacer sur un milieu donne: l'eau, la neige, le sable, ou meme le bitume si l'engin possede des roues. Dans ce cas, c'est l'aile qui provoque le deplacement

du pilote.

2 0 Les ailes souples a caissons vent a distinguer des ailes rigides ou a armature rigide (les ailes de delta-plane vent par exemple des ailes a armature rigides), mais aussi a distinguer des ailes a simple panneau (aussi appelees ailes a simple peau), comme celles qui vent parfois utilisees en << kite-surf >>. Les ailes a simple panneau, a l'instar des voiles de bateaux ou de planche a voile, ne possedent pas d'epaisseur et vent aerodynamiquement beaucoup moins performantes 2 5 que les ailes a caisson. En effet, les ailes a caissons presentent une face inferieure et une face superieure qui vent reliees par des membrures de tissue qui determinant, sur toute la longueur du profil, l' ecartement maximale des deux faces, done l' epaisseur de l' aile comme pour une aile rigide. Le profil en epaisseur peut ainsi etre determine precisement pour obtenir, en fonction d'une gamme de vitesse de vent relatif donnee, un bon rapport portance/tra^nee. Dans 3 0 une aile a caisson, le maintien de l'ecartement des faces superieure et inferieure est obtenu en creant une surpression d'air a l'interieur de l'aile, cette surpression etant elle- meme obtenue en emprisonnant de l' air en surpression preleve a l ' exterieur de l' aile, generalement sur le bord d'attaque. Dans une aile a caissons, c'est la vitesse du vent relatif qui permet de

<< gonfler >> l'aile et de lui donner sa forme aerodynamiquement efficace.

3 5 Par ailleurs, il a deja ete propose des appendices aerodynamiques, relies a des vetements ou destines a etre tenu a bout de bras, qui vent destines a etre utilises, en combinaison avec un engin de glisse, essentiellement pour se freiner ou mieux se diriger. Ces appendices vent generalement constitues d'un simple morceau de tissu, et ne possedent que de tres mauvaises performances aerodynamiques. De meme, les combinaisons de chute libre vent parfois equipees d' appendices de ce style, mais ces appendices n' ont pas besoin d' etre performants,

etant donnes la tres grande vitesse du vent relatif.

L' invention a pour but de proposer un dispositif aerodynamique qui permettent de procurer a son utilisateur des sensations de portance a des vitesses de deplacement relativement faibles, notamment lorsqu'il pratique des activites de glisse tel que le ski ou le surf des neiges, ou toute autre activite lors de laquelle le pratiquant acquiert une certaine vitesse, par exemple le velo ou le patin a roulettes. Ces sensations de portance pourront notamment ['aider a effectuer

des figures acrobatiques tels que des saute.

Dans ce but, ['invention propose une aile souple a caissons, caracterisee en ce qu'elle comporte des moyens pour recevoir les bras d'un utilisateur au moins partiellement a l'interieur de l'aile a caisson, de telle sorte que les bras de l'utilisateur commandant le

deploiement de l'aile.

D'autres caracteristiques et avantages de ['invention apparatront a la lecture de la

description detaillee qui suit, ainsi qu'au vu des dessins annexes, dans lesquels:

- la figure 1 est une vue schematique en perspective d'un premier mode de realisation de ['invention dans lequel l'aile est integree a une veste, illustree en position d'utilisation de l'aile; - la figure 2 est une vue schematique en perspective avec arrachements du mode de realisation de la figure, qui est de plus represente en configuration d'enfilage de 2 0 l'aile; - la figure 3 est une vue de detail en perspective vue de dessous de l'aile de la figure 1; - la figure 4 est une vue de detail d'un arrachement illustrant la construction des entrees d'air de l'aile; - la figure 5 est une vue de dessus de l'aile selon ['invention; 2 5 - la figure 6 est une vue de cote de l'aile; - la figure 7 est une vue en perspective illustrant un second mode de realisation de ['invention dans lequel l'aile est integree a une combinaison; - la figure 8 est une vue de detail en perspective vue de dessous illustrant notamment les entrees d'air deportees et le systeme de suspentes du second mode de realisation

de ['invention.

On a illustre sur les figures 1 a 6 un premier mode de realisation de ['invention dans lequel

l'aile 10 est integree a une veste 12 destinee a etre portee par l'utilisateur.

Selon ['invention, l'aile 10 est une aile a caissons qui comporte une paroi superieure 14 et une paroi inferieure 16 qui vent separees l'une de l'autre de telle sorte que l'aile presente une epaisseur. Wile s'etend longitudinalement entre un bord d'attaque avant 18 et un bord de fuite arriere 20, et transversalement selon la direction des bras ecartes de l'utilisateur. Ses bords lateraux vent refermes par des parois laterales 28. L'aile 10 forme ainsi une enveloppe souple delimitant un volume interne forme d'au moins un caisson mais de preference subdivise en plusieurs caissons 22. En effet, selon une technique connue illustree a la figure 2, le fait de diviser l'aile 10 en plusieurs caissons 22, par des cloisons internee souples 24, permet de bien

mieux contrBler la geometric de l'aile lorsqu'elle est gonflee par un flux d'air incident.

Cependant, par exemple pour une aile de tres petite taille, ['invention pourra etre mise en ccuvre par une aile composee d'un caisson unique. De preference, ces cloisons internee 24 s'etendent dans un plan longitudinal et vertical, elles vent cousues par leurs bords superieur et inferieur aux parois superieure 14 et inferieure 16 de l'aile, et elles vent munies de trous de passage d' air 26 de maniere a avoir un bon equilibrage de la pression d'air entre les differents

caissons 22 de l'aile. Dans l'exemple illustre, l'aile est divisee en une dizaine de caissons 22.

Comme on peut le voir sur la figure 6, les cloisons internee 24 et les parois laterales 28 de 1 0 l ' aile vent taillees de maniere a donner a l' aile un profil d' epaisseur evolutif dans le sens de la longueur de l'aile. Ce profil d'epaisseur peut aussi etre evolutif dans le sens transversal, l'aile

etant par exemple plus epaisse au centre et plus fine aux extremites laterales.

Dans l'exemple illustre, l'aile presente une envergure transversale d'environ 120 a 180 centimetres, une longueur entre le bord d'attaque 18 et le bord de fuite 20 de l'ordre de 70 a 120 centimetres, et une epaisseur maximale du profil de l'ordre de 5 a 20 cm. Wile presente une forme sensiblement rectangulaire avec des bords d'attaque 18 et de fuite 20 legerement convexes. Les materiaux utilises pour la realisation de l'aile vent des materiaux classiques dans le domaine des ailes a caisson. Il s'agit par exemple de tissue synthetiques legers et

relativement peu poreux a ['air.

Selon ['invention, l'aile a caissons 10 est concue pour que l'utilisateur puisse passer ses

bras a l'interieur du volume interne de l'aile pour en commander le deploiement.

Dans l'exemple des figures 1 a 6, l'aile 10 comporte une ouverture centrale 30 qui permet le passage du buste de l'utilisateur. Cette ouverture centrale 30 dehouche verticalement vers le haut dans la paroi superieur 14 de l'aile, et, vers le teas, dans la paroi inferieure 16. Cette ouverture centrale 30 presente, en vue dessus, un contour ferme lorsque l'aile est en configuration d'utilisation (cf. figures 1 et 5). Wile est situee transversalement au centre de l' aile. Dans l' exemple illustre, elle est situee longitudinalement sur l' aile de maniere que son

centre corresponde sensiblement au centre de pousse velique de l'aile.

L'aile comporte des passages 32 pour les bras de l'utilisateur. Ces passages 32, symetriques 3 0 de part et d'autre de ['orifice central 30, vent amenages dans l'epaisseur de l'aile et debouchent chacun d'une part dans ['orifice central 30 et d'autre part dans la paroi laterale 28 correspondante de l'aile 10. Chaque passage 32 est constitue au moins de percages

correspondents dans les cloisons 24 et/ou parois laterales 28 que le bras doit traverser.

Cependant, comme cela est represente, ces passages 32 vent de preference manchonnes, c'est a-dire qu'ils vent de preference delimites par un element tubulaire souple, par exemple en tissue, qui forme une manche dans loquel l'utilisateur peut enfiler le bras. Une fois l'aile enfilee, seule les mains de l'utilisateur depassent hors de l'aile. La manche 32 est de preference fixee a la paroi laterale 28 correspondante de l'aile pour que le bras commande un

deploiement complet de l'aile.

Dans l'exemple illustre, l'aile est prevue pour avoir une configuration d'enfilage (cf. figure 2) dans laquelle, grace a une fente refermable 34, le contour de l'ouverture centrale 30 peut etre ouvert, permettant ainsi a l'utilisateur d'enfiler l'aile comme une veste. L'utilisateur doit alors ouvrir la fente refermable 34, passer ses bras dans les passages de bras de l'aile, puis refermer le contour de ['orifice central 30 en refermant la fente 34. Dans l'exemple propose, la fente 34 s'etend longitudinalement vers ['avant pour deboucher dans le bord d'attaque 18 de l'aile. Comme on peut le voir sur les figures 1 a 6, la position de ['orifice central 30 est. dans ce premier mode de realisation, relativement reculee par rapport au bord d'attaque 18. De la sorte, on peut voir qu'il est prevu, au niveau de la fente 34, des moyens de raccordement (en ['occurrence des trous 36 en correspondences dans les deux panneaux verticaux qui delimitent chacun des cotes de la fente 34) pour permettre la circulation de l'air de part et d'autre de la fente 34 lorsque celle-ci est refermee pour amener l'aile en configuration d'utilisation. La fente 34 est par exemple refermee a ['aide d'une fermeture a glissiere qui court, le long des bords de la fente, sur les parois inferieure 16 et superieure 14 de l'aile, en passant par le bord d'attaque 18. Ainsi, en configuration d'utilisation de l'aile, le bord d'attaque 18 est continu

sur toute la largeur de l' aile, y compris en travers du buste de l' utilisateur.

Du fait qu'il est prevu que les bras de l'utilisateur traversent l'aile 10, la paroi superieure 14 de l'aile s'etend juste en dessus des epaules de l'utilisateur. La paroi inferieure 16 s'etend

en dessous du niveau des aisselles.

2 0 Bien entendu, l'aile a caissons 10 est pourvue d'entrees d'air 38 pour permettre ['admission d' air en surpression dans le volume interne de l' aile. Dans le premier exemple de realisation des figures 1 a 6, on peut voir, notamment sur les figures 3 et 4, que ces entrees d'air 38 vent situees sur le bord d'attaque 18, plutot dans la partie inferieure de celui-ci. Ces entrees d'air 38 seront de preference recouverte d'une grille 40 pour eviter que des objets puissent penetrer a l'interieur de l'aile et elles seront aussi munies de preference d'un systeme de clapet qui limitera la possibilite pour l' air de ressortir de l 'aile une fois l'aile en surpression. Ces clapets seront par exemple constitues d'un simple voles de tissue 42 fixe du cote interne au niveau de ['entree d'air et qui, sous l'effet de la surpression, est susceptible de venir se plaquer contre la grille 42. On notera bien entendu que les passages 32 des bras au travers de l'aile ne doivent pas occuper toute l'epaisseur de l'aile. En effet, l'air qui est admis au niveau du bord d'attaque 18 doit pouvoir circuler dans tout le volume de l'aile pour que la partie arriere de l'aile se gonfle correctement. Par ailleurs, il n'est pas necessaire que tous les caissons 22 soient munis d' une entree d' air puisque l' air peut circuler entre les caissons a l ' interieur de l ' aile grace aux

orifices 26.

L'aile 10 etant entierement souple, son deplolement initial depend entierement de la position des bras de l'utilisateur. Tant que ce dernier conserve les bras le long du corps, l'aile n'est pas deployee et ne possede aucune caracteristique aerodynamique specifique. On

remarquera qu'elle n'entrave pas les mouvements des bras de l'utilisateur.

Au contraire, des que l'utilisateur etend les bras a l'horizontale, en les conservant dans le

plan du buste, l'aile 10 se trouve deployee, prete a etre gonflee.

En effet, c' est une caracteristique d'une aile a caissons de n' etre reellement deployee de maniere efficace que lorsqu' elle est soumise a un flux d' air initial, qui entre dans l ' aile par les entrees d'air et qui y cree une surpression qui gonfle l'aile et lui donne sa forme

aerodynamiquement efficace.

De maniere particulierement interessante, cette aile est integree a un vetement, en ['occurrence une veste 12. Les marches 32 qui forment les passages des bras dans l'aile vent alors les marches de la veste 12. Le contour de ['orifice central 30 de la paroi superieure 14 de l'aile est par exemple cousu au niveau du col d la veste, tandis que le contour de ['orifice central de la paroi inferieure 16 de l'aile au cousu sur la veste en dessous des aisselles. On notera que la fente refermable 34 de l'aile 10, qui permet l'enfilage, est situee en

correspondence avec l'ouverture frontale 44 de la veste.

Bien entendu, ['integration de l'aile a une veste permet d'assurer un parfait maintien de l'aile au niveau de ['orifice central ou l'aile est cousue a la veste. Ceci garantit une bonne tenue du profil de l'aile en fonctionnement. Par ailleurs, du fait que l'aile presente une certaine epaisseur et que les panneaux inferieur 16 et superieur 14 vent cousus a la face dorsale du vetement, l'utilisateur pourra, par la position de corps (notamment de son buste)

faire varier ['incidence de l'aile, done modifier ses conditions de fonctionnement.

Dans une variante d'execution de ['invention illustree aux figures 7 et 8, l'aile 10 est

integree a une combinaison 46 selon le meme principe.

Cependant, cette aile 10 est disposee de maniere differente par rapport aux bras de l'utilisateur. En effet, dans ce second mode de realisation, les passages 32 des bras vent agences juste derriere le bord d'attaque 18 de l'aile. Cette disposition permet de bien controler la geometric du bord d'attaque, parametre determinant de la performance aerodynamique de l'aile. Avec cette disposition, on volt que l'aile 10 ne dispose en fait pas de bord d'attaque au niveau du buste de l'utilisateur. Le bord d'attaque 18 est uniquement present le long des bras de l'utilisateur. De la sorte, l'ouverture centrale du buste est en permanence ouverte vers

['avant: elle ne s'etend que le long du dos et des cotes de l'utilisateur.

3 0 Avec cette position reculee du bord d'attaque 18, il est preferable que les entrees d'air ne soient plus disposees au niveau du bord d'attaque, car la presence des passages de bras immediatement en arriere de celui-ci pourrait empecher un bon gonflage de l'aile. Aussi, on a ici prevu de realiser des prises d'air deportees 48 sous la forme de deux ecopes qui s'etendent en dessous de l'aile, sur les cotes du vetement 46, juste en dessous des bras. Ces ecopes 48 3 5 canalisent l'air vers le haut et vers l'arriere pour le faire penetrer a l'interieur de l'aile, par son

A,.,,.

cote nTereur.

Par ailleurs, pour rigidifier l'aile en cours d'utilisation, il est prevu un reseau de suspentes qui vent accrochees d'une part sous la paroi inferieure 16 de l'aile 10, et d'autre par au niveau du bassin de l'utilisateur, par exemple grace a un harnais 52 similaire a un baudrier d' escalade. Ces suspentes 50 garantissent le maintien de l' aile dans un plan horizontal en

empechant la voile de vriller ou de deverser, notamment au niveau du bord de fuite.

Dans les exemples illustres, la face inferieure 16 de l'aile est sensiblement plane lorsque l'aile est deployee. Cependant, surtout lorsque l'aile est integree a un vetement, on pourrait prevoir que l'aile presente une epaisseur croissante vers le centre, derriere le dos de l'utilisateur. Le bord avant de la face inferieure 16 etant cousu au vetement, on augmentera ainsi le pouvoir de controle de l'aile en fonction de la position du corps de l'utilisateur. Vu de l'arriere, la face inferieure de l'aile presentera alors un profil en U ou V. En variante, plutot que d' etre ouverte vers ['avant, on pourrait prevoir que l' ouverture

centrale soit ouverte vers l'arriere.

Claims

REVENDICATIONS

1. Aile souple a caissons, caracterisee en ce qu'elle comporte des moyens (32) pour recevoir les bras d'un utilisateur au moins partiellement a l'interieur de l'aile a caissons (10), de telle sorte que les bras de l'utilisateur commandant le deploiement de l'aile (10). 2. Aile souple a caisson selon la revendication 2, caracterisee en ce que l'aile comporte une face inferieure (16) et une face superieure (14), et en ce que les bras de l'utilisateur

vent prevus pour etre re,cus entre les faces inferieure (16) et superieure (14).

3. Aile souple a caisson selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce que l'aile comporte une ouverture centrale (30) pour le passage du

buste de l'utilisateur.

4. Aile souple a caisson selon la revendication 3, caracterisee en ce que l'ouverture centrale (30) est. en configuration d'utilisation de l'aile, ouverte vers ['avant ou vers l'arriere. S. Aile souple a caissons selon la revendication 3, caracterisee en ce que, en configuration d'utilisation de l'aile, ltouverture centrale (30) presente un contour ferme autour du

buste de l'utilisateur.

6. Aile souple a caissons selon la revendication S. caracterisee en ce que l'aile comporte une fente refermable (34) qui permet, dans une configuration d'enfilage de l'aile,

d'ouvrir le contour de l'ouverture centrale (30).

7. Aile souple a caissons selon la revendication 6, caracterisee en ce que la fente refermable (34) est dirigee depuis un bord avant du contour de l'ouverture centrale (30)

2 5 en direction du bord d'attaque (18) de l'aile.

8. Aile souple a caissons selon l'une des revendications 5 a 7, caracterisee en ce que la

fente refermable (34) comporte des moyens de raccordement (36) qui permettent, en configuration d'utilisation, a l'air contenu dans les caissons (22) de circuler de part et

d'autre de la fente refermable (34).

9. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications 3 a 8, caracterisee en

ce que l' ouverture centrale (3 0) est ouverte dans la direction de l tepaisseur de l' aile a

caissons (10).

10. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce que l'envergure de l'aile est inferieure a l'envergure de bras de

3 5 l'utilisateur.

11. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce que le passage (32) des bras au travers de l'aile est amenage en

arriere du bord d'attaque (18) de l'aile (10).

12. Aile souple a caissons selon la revendication 11, caracterisee en ce que l'aile comporte

au moins une prise d'air (38) amenagee sur le bord d'attaque (18) de 1'aile.

13. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caracterisee en

ce que le passage (32) des bras au travers de 1'aile est amenage au niveau du bord d'attaque (18). 14. Aile souple a caissons selon la revendication 13, caracterisee en ce que l'aile (10) comporte au moins une prise d'air (48) deportee par rapport au bord d'attaque (18) de

l'aile (10).

15. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

1 0 caracterisee en ce que les caissons (22) de l'aile vent delimites par des cloisons (24) qui

vent pourvues d'orifices pour le passage des bras.

16. Aile souple a caissons selon la revendication 15, caracterisee en ce que les cloisons (24) vent des cloisons souples reliant les faces superieure (14) et inferieure (16) de l'aile (10).

17. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce que l'aile (10) comporte des suspentes (SO) qui vent reliees a une

partie du corps de l'utilisateur.

18. Aile souple a caisson selon la revendication 17, caracterisee en ce que les suspentes

(SO) vent accrochees au niveau du bassin de l'utilisateur.

19. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce qu'elle presente une forme sensiblement rectangulaire avec des bords

d'attaque (18) et de fuite (20) convexes.

20. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce qu'elle presente une surface comprise entre 1 et 3 metres carres.

21. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce qutelle est integree a un vetement (12, 46).

22. Aile souple a caissons selon la revendication 21, caracterisee en ce que l'aile (10) est

reliee au vetement (12, 46) au niveau du contour de l'ouverture centrale (30).

23. Aile souple a caissons, caracterisee en ce que le vetement (12, 46) comporte des

3 0 marches (32) qui traversent l'aile.

24. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce qu'elle est integree a une veste (12).

25. Aile souple a caissons selon l'une quelconque des revendications precedentes,

caracterisee en ce qu'elle est integree a une combinaison (46).