FR2875789A1 - Dispositif de sustentation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de sustentation prolongée tirant son énergie du vent.Une nacelle rigide (3) absorbe la force de traction d'une aile de cerf-volant (1) reliée par des lignes (2) à l'avant de la nacelle et la force de réaction d'une ancre mobile (9) reliée par une amarre (8) à l'arrière de la nacelle (3), l'utilisateur prenant place à l'intérieur de la nacelle, soutenu par un harnais (6). La résultante de ces forces est une force ascensionnelle qui permet à l'utilisateur de décoller et d'évoluer dans les airs en manoeuvrant l'aile (1).Le dispositif de sustentation est très simple à utiliser et a de nombreuses applications possibles dont les plus évidentes sont les loisirs sportifs nautiques et aériens et le franchissement d'obstacles au sol après largage de l'amarre (8).

Description

La présente invention concerne un dispositif de sustentation prolongée

d'une charge ou d'un utilisateur par la seule force du vent sur une voilure de type cerf-volant après une phase ascensionnelle autonome.

Les dispositifs traditionnels d'évolution dans l'air en étant soutenu par une voilure ne permettent que de descendre; c'est le cas des parapente, deltaplane et parachute.

Ces activités demandent donc la présence d'une hauteur (ou d'un avion) et sont d'une durée limitée. La montgolfière ou le ballon dirigeable autorisent des envols à partir du sol et ont une grande autonomie, mais sont encombrants, contraignants et nécessitent l'utilisation d'une énergie additionnelle. Plus récemment, le surf tracté par un cerf-volant 10 (kitesurf) et dans une moindre mesure la planche à voile permettent un envol après un saut de vague, mais toujours de courte durée.

Il apparaît donc que, sans l'aide d'un engin motorisé, l'homme ne peut pas actuellement s'élever et se maintenir durablement dans les airs.

Le dispositif de sustentation selon l'invention remédie à cette impossibilité.

En effet, il comprend, selon une première caractéristique, une aile propulsive à boudins gonflables en forme d'arche de grande taille reliée par des filins (lignes) à une nacelle individuelle soutenant un porte charge ou un harnais dans lequel l'utilisateur prend place. Cette nacelle est reliée à une amarre attachée à une ancre fixe ou mobile dans l'eau ou sur terre.

L'amarre peut-être larguée pendant le vol. Une ancre mobile dans l'eau peut permettre les déplacements.

Le dispositif de sustentation sera détaillé en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples et sur lesquels: la figure 1 représente, en perspective, le dispositif selon l'invention. 25 la figure 2 représente, de profil, la nacelle.

la figure 3 représente, en perspective, la nacelle et le harnais.

la figure 4 représente l'ancre mobile.

La figure 1 donne une vue globale du dispositif de sustentation. L'aile propulsive (1) du type à boudins gonflables en forme d'arche est couramment utilisée pour le surf tracté par un cerf-volant. Elle présente les avantages suivants: stabilité de vol, commande simplifiée en deux ou quatre lignes, envol possible sur l'eau et traction variable.

La figure 2 détaille la nacelle (3) dans une position de sustentation avec une charge ou un utilisateur non représentés. La force de traction R1 des lignes de commande (2) s'exerce au point A au sommet de la nacelle (3) et la force de réaction R2 de l'amarre (8) au point B diamétralement opposé au point A. La résultante des forces R1 et R2 est la force ascensionnelle R qui, pour atteindre la sustentation, doit compenser le poids cumulé des lignes (2), de la nacelle (3), du harnais (6), de la charge ou de l'utilisateur et de l'amarre (8). Le décollage se produit dès que l'angle 3 d'élévation des lignes de commande (2) par rapport à l'axe passant par l'amarre (8) et la réaction RI de ces mêmes lignes sont suffisamment élevés pour dépasser R. L'aile propulsive (1) doit donc être commandée pour s'élever suffisamment en exerçant le plus de traction.

Les surfaces d'ailes (1) utilisées s'étendent de 5 à 25 m2 pour le kitesurf et seront éventuellement augmentées pour s'adapter au dispositif de sustentation.

La nacelle (3) représentée en figure 3 doit-être suffisamment résistante pour absorber les efforts et ne pas se déformer. Elle peut-être réalisée en tube de métal inoxydable d'environ trois centimètres de diamètre et environ trois millimètres d'épaisseur. Sa forme la plus simple est circulaire avec un diamètre d'environ 45 centimètres ou supérieur suivant le gabarit de l'utilisateur qui prend place à l'intérieur sans avoir de contact avec la nacelle (3). Cette forme présente de plus les avantages de résister le mieux aux déformations et, compte tenu de la forme du corps humain, de maintenir un espace entre le corps de l'utilisateur et les points A et B de la nacelle (3) au fur et à mesure de l'ascension et donc de l'orientation de la nacelle (3) (angle 2 d'orientation de la nacelle (3) par rapport à l'horizontal plus grand). Celle-ci comporte deux crochets (4) et (5) d'arrimage des lignes (2) en (4) et de l'amarre (8) en (5). Le harnais (6) épouse les fesses et les reins de l'utilisateur avec sangles à l'entrejambe et ceinture à la taille. Ce harnais est maintenu par des sangles réglables (7) fixées à la nacelle (3) . Sur la représentation de la figure 3, le harnais (6) est maintenu par uniquement deux sangles (7) fixées sur le diamètre perpendiculaire à celui passant par les crochets (4) et (5). Ainsi, l'utilisateur est maintenu suivant un axe vertical quelque soit l'angle 2 d'inclinaison de la nacelle (3).

Les sangles (7) sont réglées de telle manière que le centre de gravité du corps humain situé approximativement à quelques centimètres en dessous du nombril soit positionné en dessous de l'axe passant par les points de fixation des sangles (7) à la nacelle (3) à une distance suffisante pour assurer un équilibre stable du corps en position verticale; c'est à dire plusieurs centimètres, ce qui place la nacelle (3) aux environs du plexus.

L'amarre (8) doit-être légère, résistante, pouvoir flotter et s'allonger le moins possible. Pour permettre de décoller dans les meilleures conditions, l'angle G3 d'élévation des lignes de commande (2) par rapport à l'axe passant par l'amarre (8) doit-être le plus grand possible; c'est pourquoi l'angle C< 1 d'élévation de l'amarre (8) par rapport à l'horizontal doit-être le plus petit possible (figure 2).

Cette loi tend à allonger l'amarre. Toutefois, son poids et sa prise au vent ne doivent pas être contraignants pour le décollage et l'encombrement du dispositif doit rester limité dans le cas de la présence d'obstacles ou de plusieurs pratiquants sur le même site. Il apparaît alors qu'une longueur d'environ dix mètres au minimum est convenable pour la longueur de l'amarre (8). Dans ces conditions, la charge ou l'utilisateur est à une hauteur raisonnable au dessus de l'eau pour pouvoir anticiper les fluctuations du vent ou d'orientation de l'aile (1) sans reprendre contact avec le sol ou l'eau et l'apprentissage des débutants est facilité. Cependant, avec une meilleure pratique et des conditions favorables de vent et de topographie, la longueur de l'amarre peut-être grandement augmentée.

Dans la configuration d'une amarre (8) de dix mètres et de lignes (2) de 25 mètres, en considérant un utilisateur d'une taille de 1,8 mètres reposant au sol avec la nacelle (3) à 1,3 mètres du sol et l'aile (1) décollée, les lignes (2) de l'aile sont dans l'alignement de l'amarre quand le centre de l'aile est à une hauteur de 4,5 mètres au dessus du sol. A ce moment là, l'égalité est parfaite entre G 1,D< 2 et G< 3.

Quand l'aile (1) s'élève d'avantage en bordure de sa fenêtre d'évolution, l'utilisateur reposant toujours au sol, l'angleG< 3 quitte sa valeur nulle pour augmenter, G< 1 et 2 sont toujours égaux à leur valeur de l'étape précédente et la force de traction de l'aile R1 n'est pas très forte. L'utilisateur déplace ensuite son aile à l'intérieur de la fenêtre d'évolution, la force R1 augmente, l'utilisateur repose encore sur le sol, mais son poids est soulagé et / 2 prend une valeur supérieure à EX 1. Enfin, R1 augmente encore, l'utilisateur décolle et l'angle G 1 augmente.

L'ancre mobile (9) représentée en figure 4 est destinée à créer la force de réaction R2 et la poussée ascensionnelle R nécessaire au décollage tout en autorisant des déplacements à faible vitesse sur l'eau. Cette vitesse vient en déduction de la vitesse du vent exploitable par l'aile propulsive (1) et doit donc être limitée à quelques km/h.

Cette ancre mobile (9) est constituée d'une enveloppe (11) confectionnée dans un matériau souple, tissus synthétique ou feuille plastique, peu déformable, peu imprégnable à l'eau et convenablement résistant à la déchirure et à l'usure. Elle est ceinturée par des lattes (10) gonflables à l'aide d'un gonfleur de canot pneumatique par exemple, par l'intermédiaire de plusieurs orifices (un par latte) munis de bouchons et accessoirement de valves anti-retour (non représentés sur la figure 4).

Ces lattes (10), une fois gonflées, donnent une forme sphérique à l'ancre mobile (9) et sont disposées aux emplacements des méridiens. Elles se terminent avant d'atteindre l'extrémité sud de la sphère pour laisser le libre passage des sangles (13) fixées à l'enveloppe (11) et qui la ceinturent sur toute sa circonférence, se croisent à l'extrémité sud et se rassemblent sur la base d'une pyramide (15) surmontée d'un anneau recevant l'amarre (8). Cette pyramide pourra être réalisée à partir d'une barre de métal pliée et soudée. Sur la figure 4 la pyramide (15) a une base carré et deux sangles (13) ceinturent chacune la circonférence de l'enveloppe (11) se croisant avec un angle de 90 degrés à l'extrémité sud de l'ancre (9).

Un orifice (12) muni d'un bouchon est positionné en bas de l'ancre mobile (9) et permet le remplissage ou la vidange de celle-ci. Le compartiment intérieur joue alors le rôle de ballast. Un autre orifice (14) muni d'un bouchon et positionné en haut de l'ancre est un évent.

Cette ancre mobile (9) est donc légère, résistante et d'un encombrement réduit, une fois vidée, dégonflée et pliée. Elle est d'abord gonflée à terre, puis positionnée à la surface de l'eau, l'orifice de vidange (12) ouvert au contact de l'eau et l'évent (14) ouvert. L'ancre se remplit sans effort jusqu'au niveau souhaité. L'évent est alors bouché et l'ancre éventuellement renversée pour fermer l'orifice de vidange (12) plus facilement.

Pour vidanger l'ancre mobile (9), il faut l'échouer, dégonfler les lattes (10), ouvrir les orifices de vidange (12) et d'évent (14) et tirer progressivement l'ancre mobile (9) par la pyramide (15) vers la terre jusqu'à la vidange complète.

Le diamètre de cette ancre pourra atteindre quelques dizaines de centimètres. A titre d'exemple, une ancre (9) de 60 centimètres de diamètre pèse 85 kg remplie aux trois 30 quarts et une ancre de 80 centimètres pèse 200 kg remplie aux trois quarts.

Une procédure de décollage avec utilisateur peut consister à placer l'ancre mobile (9) dans l'eau à une profondeur suffisante pour qu'elle flotte une fois remplie, à déplier l'amarre (8) dans la direction du bord de fenêtre d'évolution côté terre, à relier la nacelle (3) côté amarre (8) et côté lignes (2), à déplier les lignes et à relier l'aile (1) une fois les lattes gonflées. L'utilisateur prend alors place dans la nacelle, serre son harnais (6), fait décoller 1' aile (1) en suivant le bord de fenêtre et donc en limitant la traction de l'aile, avance pour tendre l'amarre (8). Il recherche alors le maximum de traction de l'aile jusqu'au décollage et à la montée en altitude.

L'amarre peut-être larguée pendant le vol par un dispositif situé au niveau du crocher d'arrimage (5); il peut s'agir d'un type de manille utilisée sur les voiliers avec un axe mobile pour libérer l'attache. Elle chute alors dans l'eau et peut représenter un danger, si bien qu'un autre dispositif avec ouverture placée au niveau de la boucle de la pyramide (15) de l'ancre flottante (9) avec commande transmise à la nacelle par une ligne supplémentaire peut permettre à l'amarre (8) de rester fixée à la nacelle (3) et de suivre l'utilisateur. Ces différents dispositifs peuvent être commandés par une poignée placée au niveau de la nacelle (3) et accessible par l'utilisateur. Ces dispositifs de largage ne sont pas représentés sur les figures.

La seule adresse nécessaire au maniement du dispositif de sustentation est relative à la commande de l'aile (1), aucun équilibre sur une planche n'est nécessaire.

Le dispositif de sustentation a de nombreuses applications possibles. Les plus évidentes concernent les loisirs sportifs nautique et aérien et le franchissement d'obstacles au sol après largage de l'amarre.

Claims (14)

-6 REVENDICATIONS

1) Dispositif de sustentation caractérisé en ce qu'il comporte une nacelle rigide (3) qui absorbe la force de traction (RI) d'une aile de cerf-volant (1) reliée par des lignes (2) à l'avant de la nacelle et la force de réaction R2 d'une ancre mobile (9) reliée par une amarre (8) à l'arrière de la nacelle (3), l'utilisateur prenant place à l'intérieur de la nacelle, soutenu par un harnais (6).

2) Dispositif de sustentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la nacelle (3) ceinture l'utilisateur sans avoir de contact avec celui-ci.

3) Dispositif de sustentation selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la nacelle (3) est constituée d'un anneau très résistant réalisé à partir d'un tube.

4) Dispositif de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le harnais (6) est positionné en dessous de la nacelle (3) à une distance suffisante pour permettre l'équilibre de l'utilisateur en position verticale, le centre de gravité de l'utilisateur étant placé plusieurs centimètres en dessous de l'axe passant par les points de fixation du harnais (6) à la nacelle (3).

5) Dispositif de sustentation selon la revendication 4 caractérisé en ce que le harnais (6) est relié à la nacelle (3) par une paire de sangles (7) fixées au niveau de l'axe de la nacelle de plus grand diamètre perpendiculaire à l'axe passant par les lignes (2) et l'amarre (8), l'utilisateur restant en position verticale, quelque soient les circonstances.

6) Dispositif de sustentation selon la revendication 5 caractérisé en ce que les sangles (7) sont réglables en hauteur.

7) Dispositif de sustentation selon les revendications 1 ou 3 caractérisé en ce que la nacelle (3) comprend un dispositif de largage de l'amarre (8) au niveau du crochet (5).

8) Dispositif de sustentation selon les revendications 1 ou 3 caractérisé en ce que la nacelle (3) comprend un dispositif de largage de l'amarre (8) au niveau de l'ancre mobile (9) avec commande transmise à la nacelle par une ligne supplémentaire.

9) Dispositif de sustentation selon les revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que les dispositifs de largage sont actionnés par une poignée située au niveau de la nacelle (3) et accessible par l'utilisateur.

10) Dispositif de sustentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ancre mobile (9) prend la forme d'une sphère grâce à des lattes gonflables (10).

11) Dispositif de sustentation selon les revendications 1 ou 10 caractérisé en ce que l'ancre mobile (9) est soutenue par des sangles (13) fixées à l'enveloppe (11) et qui la ceinturent sur toute sa circonférence en se croisant au point le plus bas.

12) Dispositif de sustentation selon les revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que l'ancre mobile (9) comporte un orifice de vidange (12) en partie basse et un orifice de mise à l'air (14) en partie haute.

13) Dispositif de sustentation selon les revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que les sangles (13) de l'ancre mobile (9) sont fixées en partie haute sur les côtés de la base d'une pyramide ajourée (15) comportant un anneau en son sommet pour la fixation de l'amarre (8).

14) Dispositif de sustentation selon la revendication 13 caractérisé en ce que la pyramide (15) est réalisée à partir d'une barre de métal pliée et soudée.