FR2956088A1

FR2956088A1 - HYDROFOIL VEHICLE.

Info

Publication number: FR2956088A1
Application number: FR1050846A
Authority: FR
Inventors: Philippe Perrier; Andre Sournat
Original assignee: HYDROPTERE
Current assignee: HYDROPTERE
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2011-08-12
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: FR2956088B1; EP2353991A3; EP2353991A2

Abstract

Véhicule comprenant un hydrofoil mobile (6) relié à une structure porteuse (2) par un dispositif limiteur d'effort (8) adapté pour appliquer une précontrainte permanente à l'hydrofoil pour le maintenir en position nominale tant qu'il ne subit pas un effort supérieur à une limite prédéterminée non nulle supérieure à un effort de sustentation moyen nécessaire pour sustenter la structure porteuse, et permettre à l'hydrofoil de se déplacer vers une position effacée lorsqu'il subit un effort supérieur à cette limite prédéterminée, tout en sollicitant l'hydrofoil vers sa position nominale avec une force comprise entre 1 et 2 fois la limite prédéterminée.Vehicle comprising a mobile hydrofoil (6) connected to a supporting structure (2) by a force-limiting device (8) adapted to apply a permanent prestress to the hydrofoil to maintain it in nominal position as long as it does not undergo a force greater than a predetermined non-zero limit greater than an average buoyancy force necessary to sustain the bearing structure, and allow the hydrofoil to move to an erased position when it experiences a force greater than this predetermined limit, while requesting the hydrofoil to its nominal position with a force between 1 and 2 times the predetermined limit.

Description

Véhicule à hydrofoil. Hydrofoil vehicle.

La présente invention est relative aux véhicules à hydrofoils. The present invention relates to hydrofoil vehicles.

Plus particulièrement, l'invention concerne un véhicule à hydrofoil adapté pour naviguer à la surface de l'eau et comprenant au moins : - une structure porteuse, - au moins un hydrofoil disposé sous la structure porteuse et adapté pour prendre appui sur l'eau de façon à sustenter ladite structure porteuse lorsque le véhicule se déplace sur l'eau, l'hydrofoil étant monté mobile sur la structure porteuse entre d'une part, une position nominale où ledit hydrofoil est abaissé au maximum et d'autre part, une position relevée où ledit hydrofoil est plus proche de la structure porteuse, et ledit hydrofoil étant sollicité vers sa position nominale. Le document FR-A-2 652 056 décrit un véhicule de ce type, dans lequel les hydrofoils sont montés sur la structure porteuse au moyen d'amortisseurs qui permettent des mouvements permanents des hydrofoils. De tels amortisseurs permettent de filtrer les mouvements verticaux appliqués à la structure porteuse, mais non les efforts verticaux appliqués à cette structure. L'amortissement produit par de tels amortisseurs entraîne l'application d'une force réactive très importante lorsque l'hydrofoil se déplace vers le haut sous l'effet d'un pic d'effort vertical, de sorte que la structure porteuse d'un véhicule à hydrofoils doté de tels amortisseurs doit être dimensionnée de la même façon que s'il n'y avait pas d'amortisseurs, en fonction des pics d'efforts verticaux subis par les hydrofoils. Il en résulte une structure porteuse nécessairement très renforcée et très lourde par rapport aux efforts moyens que subissent les hydrofoils. More particularly, the invention relates to a hydrofoil vehicle adapted to navigate on the surface of the water and comprising at least: - a supporting structure, - at least one hydrofoil disposed under the carrying structure and adapted to bear on the water so as to sustenter said carrier structure when the vehicle moves on the water, the hydrofoil being mounted movably on the carrier structure between on the one hand, a nominal position where said hydrofoil is lowered to the maximum and on the other hand, a raised position where said hydrofoil is closer to the carrier structure, and said hydrofoil being biased towards its nominal position. The document FR-A-2 652 056 describes a vehicle of this type, in which the hydrofoils are mounted on the support structure by means of dampers which allow permanent movements of the hydrofoils. Such dampers make it possible to filter the vertical movements applied to the supporting structure, but not the vertical forces applied to this structure. The damping produced by such dampers causes the application of a very large reactive force when the hydrofoil moves upwards under the effect of a peak of vertical force, so that the structure carrying a Hydrofoils equipped with such dampers must be dimensioned in the same way as if there were no dampers, according to the peaks of vertical forces experienced by the hydrofoils. This results in a carrier structure necessarily very reinforced and very heavy compared to the average forces experienced by hydrofoils.

On notera par ailleurs que l'ajout de tels 1 amortisseurs présente peu d'intérêt, l'eau sur laquelle s'appuie l'hydrofoil constituant déjà un très bon amortisseur. La présente invention a notamment pour but de 5 pallier cet inconvénient. A cet effet, selon l'invention, un véhicule du genre en question est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif limiteur d'effort adapté pour : - appliquer une précontrainte permanente à 10 l'hydrofoil pour maintenir ledit hydrofoil en position nominale tant qu'il ne subit pas un effort supérieur à une limite prédéterminée non nulle, - et permettre à l'hydrofoil de se déplacer vers la position effacée lorsqu'il subit un effort supérieur à 15 ladite limite prédéterminée, tout en sollicitant ledit hydrofoil vers la position nominale avec une force au moins égale à ladite limite prédéterminée mais inférieure à deux fois ladite limite prédéterminée. Grâce à ces dispositions, l'hydrofoil remplit au 20 mieux sa fonction de sustentation du véhicule, du fait qu'il est maintenu dans sa position nominale tant qu'il ne subit pas un effort vers le haut supérieur à ladite limite prédéterminée. De plus, lorsque l'hydrofoil subit ponctuellement un effort très important, par exemple du 25 fait d'une vague plus forte que la moyenne, le dispositif limiteur d'effort permet à l'hydrofoil de remonter, éventuellement jusqu'à la position effacée. Au cours de ce mouvement de montée de l'hydrofoil, l'angle d'incidence apparent de l'hydrofoil par rapport à l'eau diminue du fait 30 de la vitesse de remontée de l'hydrofoil, ce qui limite efficacement l'effort subi par l'hydrofoil, de sorte que la force de réaction transmise à la structure porteuse est limitée. On écrête ainsi les efforts transmis à la structure porteuse au cours de la navigation du véhicule. 35 Par conséquent, la structure porteuse peut être largement sous-dimensionnée par rapport aux structures porteuses de l'art antérieur, sans pour autant risquer un endommagement de ladite structure porteuse. Dans des modes de réalisation préférés du véhicule selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'hydrofoil est adapté pour appliquer à ladite structure porteuse un effort vers le haut supérieur à un effort de sustentation moyen nécessaire pour sustenter la structure porteuse lorsque le véhicule se déplace sur l'eau, et ladite limite prédéterminée est supérieure à cet effort de sustentation moyen ; - le dispositif limiteur d'effort est adapté pour solliciter l'hydrofoil vers la position nominale avec une force comprise entre 100 % et 150 % de ladite limite prédéterminée lorsqu'il permet à l'hydrofoil de se déplacer vers la position effacée ; - l'hydrofoil est articulé à la structure porteuse autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à une direction de déplacement du véhicule, et le dispositif limiteur d'effort relie l'hydrofoil à la structure porteuse selon une direction d'application d'effort sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation ; - le dispositif limiteur d'effort comporte un vérin comprenant des première et deuxième parties coulissantes l'une par rapport à l'autre selon ladite direction d'application d'effort et articulées respectivement à l'hydrofoil et à la structure porteuse, lesdites première et deuxième parties du vérin étant sollicitées élastiquement à l'écartement mutuel vers une position d'écartement maximum correspondant à la position nominale de l'hydrofoil ; - le vérin comporte un piston et un cylindre, solidaires, l'un de la première partie du vérin et l'autre 35 de la deuxième partie du vérin, le piston coulissant dans le cylindre en délimitant avec celui-ci une chambre pneumatique remplie d'un gaz sous pression qui exerce sur le piston un effort permanent dans le sens d'un écartement mutuel des première et deuxième parties du vérin, ledit effort permanent étant dimensionné pour équilibrer un effort subi par l'hydrofoil et correspondant à ladite limite prédéterminée lorsque l'hydrofoil est en position nominale ; - la chambre pneumatique communique en permanence 10 avec au moins un réservoir externe rempli de gaz à même pression que la chambre pneumatique ; - ledit réservoir externe est solidaire de la structure porteuse ; - le véhicule comporte en outre un dispositif 15 amortisseur adapté pour ne pas interférer sensiblement avec un mouvement de l'hydrofoil vers la position effacée et pour ralentir un mouvement de l'hydrofoil vers la position nominale, au moins lorsque ledit hydrofoil est proche de la position nominale ; 20 - le dispositif amortisseur comporte des première et deuxième chambres hydrauliques remplies de liquide et communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un clapet, les première et deuxième chambres hydrauliques étant disposées pour qu'un déplacement de l'hydrofoil vers la 25 position effacée entraîne un écoulement de liquide de la première chambre hydraulique vers la deuxième chambre hydraulique et pour qu'un déplacement de l'hydrofoil vers la position nominale entraîne un écoulement de liquide de la deuxième chambre hydraulique vers la première chambre 30 hydraulique, le clapet étant adapté pour s'ouvrir lorsque le liquide s'écoule de la première chambre hydraulique vers la deuxième chambre hydraulique et pour se fermer lorsque le liquide s'écoule de la deuxième chambre hydraulique vers la première chambre hydraulique, ledit clapet laissant au 35 liquide une première section de passage lorsqu'il est ouvert et une deuxième section de passage lorsqu'il est fermé, ladite deuxième section de passage étant inférieure à la première section de passage ; - le dispositif amortisseur comporte en outre un obturateur qui est disposé pour obturer progressivement ladite deuxième section de passage lorsque l'hydrofoil arrive en position nominale, de façon à freiner progressivement l'hydrofoil lorsque ledit hydrofoil revient en position nominale ; - la première chambre hydraulique est solidaire du piston et la deuxième chambre hydraulique est partiellement délimitée par le piston, à l'opposé de la chambre pneumatique, de façon qu'une compression de la chambre pneumatique se traduise par une augmentation de volume de la deuxième chambre hydraulique ; - le piston est solidaire de deux garnitures étanches annulaires qui sont séparées par un espace intermédiaire et qui sont en contact l'une, avec la chambre pneumatique et l'autre, avec la deuxième chambre hydraulique, et le vérin comporte en outre une chambre hydraulique auxiliaire remplie de liquide à une pression supérieure à la pression du gaz, ladite chambre hydraulique auxiliaire communiquant avec ledit espace intermédiaire ; - la chambre hydraulique auxiliaire est mise en pression par un piston auxiliaire différentiel soumis à la pression de la chambre pneumatique ; - le vérin comporte un ressort mécanique sollicitant les première et deuxième parties de vérin à l'écartement mutuel ; - le dispositif limiteur d'effort comprend une contrefiche s'étendant entre une première extrémité articulée à l'hydrofoil et une deuxième extrémité articulée à un support monté coulissant sur la structure porteuse selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'hydrofoil, ledit support étant sollicité élastiquement vers l'axe de rotation de l'hydrofoil en sollicitant l'hydrofoil vers la position nominale ; - le dispositif limiteur d'effort comprend une contrefiche s'étendant entre deux extrémités solidaires respectivement de l'hydrofoil et de la structure porteuse, ladite contrefiche ayant une limite de flambage en compression correspondant à un effort égal à ladite limite prédéterminée appliqué audit hydrofoil, et ladite contrefiche ayant une limite élastique permettant un rapprochement maximum souhaité desdites extrémités ; - le dispositif limiteur d'effort comprend une contrefiche s'étendant entre deux extrémités articulées respectivement à l'hydrofoil et à la structure porteuse, ladite contrefiche comportant en outre une articulation intermédiaire permettant de relever volontairement l'hydrofoil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, données à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue en perspective montrant un exemple de véhicule selon une forme de réalisation de 25 l'invention, - la figure 2 est une de détail du véhicule de la figure 1, montrant un hydrofoil appartenant à ce véhicule relié à la structure porteuse dudit véhicule par un dispositif limiteur d'efforts, 30 - la figure 3 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du limiteur d'effort de la figure 2, - la figure 4 est un graphe illustrant une variation typique, en fonction du temps t, de l'effort de compression F subi par la contrefiche d'un hydrofoil 35 lorsque l'hydrofoil est relié rigidement à la structure porteuse sans dispositif limiteur d'effort, l'effort F étant ici représenté en pourcentage d'un effort maximum ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du limiteur d'effort de la figure 2, la coupe étant prise selon la ligne V-V de la figure 7, - la figure 6 est une vue agrandie du détail VI de la figure 5, la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure V, montrant le dispositif limiteur 10 d'effort pendant que l'hydrofoil est en train de se relever, - la figure 8 est une vue agrandie montrant le détail VIII de la figure 7, - la figure 9 est une vue similaire à la figure 8, 15 montrant la position d'un clapet appartenant au dispositif limiteur d'effort pendant que l'hydrofoil est en train de redescendre vers sa position nominale, - les figures 10 à 12 sont des vues schématiques similaires à la figure 3, montrant des dispositifs 20 limiteurs d'effort respectivement selon des deuxième, troisième et quatrième formes de réalisation de l'invention, et la figure 13 est un graphe illustrant un exemple de variation au cours du temps : de l'effort transmis à la structure porteuse du véhicule en l'absence de dispositif limiteur (en trait plein), de l'effort transmis à la structure porteuse du véhicule avec le dispositif limiteur (en trait mixte), et du rapprochement des extrémités du dispositif limiteur (en pointillés). Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 montre un véhicule selon une première 35 forme de réalisation de l'invention, en l'occurrence un 25 30 hydroptère 1 qui se présente sous la forme d'un trimaran à voile. L'invention n'est bien entendu pas limitée à cet exemple particulier et inclut notamment des véhicules à moteur et des véhicules à voile ne se présentant pas sous la forme de trimarans. Le véhicule 1 comporte ici une structure porteuse 2 qui inclut notamment : une coque principale 3, une poutre transversale 4 solidarisée avec la 10 coque principale et s'étendant entre deux extrémités, - des flotteurs 5 fixés aux extrémités de la poutre transversale 4, - et des hydrofoils 6 également fixés aux extrémités de la partie transversale 4. 15 Comme représenté plus en détail sur les figures 2 et 3, les hydrofoils 6 s'étendent chacun, en biais vers le bas et vers la coque principale 3, depuis une extrémité supérieure 6a jusqu'à une extrémité inférieure 6b. L'extrémité supérieure 6a est montée pivotante à une 20 extrémité de la poutre transversale 4 autour d'un axe de rotation longitudinal X, sensiblement parallèle à la direction de déplacement de l'hydroptère 1. L'extrémité inférieure 6b est adaptée pour pénétrer dans l'eau 7, l'hydrofoil 6 étant incliné de façon que son extrémité 25 inférieure 6b prenne appui sur l'eau en générant un effort F1 orienté sensiblement perpendiculairement au plan de l'hydrofoil et vers le haut. Cet effort F1 permet la sustentation de la structure porteuse 2 au dessus du niveau de l'eau 7lorsque l'hydroptère 1 se déplace avec une 30 vitesse suffisante. Chaque hydrofoil 6 est en outre relié à la structure porteuse 4 par un limiteur d'effort 8 qui est adapté pour maintenir normalement l'hydrofoil 6 dans une position nominale basse, reprenant un effort de compression 35 F selon une direction d'application d'effort Y sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation X susmentionné. Le limiteur d'effort 8 forme ici une contrefiche et est fixé à l'hydrofoil 6 en un premier point de fixation 9 et à la poutre transversale 4 en un deuxième point de fixation 10, ces deux points de fixation pouvant par exemple consister en des articulations ayant des axes de rotation parallèles à l'axe X susmentionné. Le premier point de fixation 9 peut éventuellement être séparé de la première extrémité 6a de l'hydrofoil par une première distance L1 et de l'extrémité inférieure 6b de l'hydrofoil par une deuxième distance L2 sensiblement égale à la première distance, l'écart entre lesdites distances L1 et L2 étant par exemple inférieur à 25% de la première distance L1. Note also that the addition of such 1 dampers is of little interest, the water on which the hydrofoil is already a very good damper. The present invention is intended to overcome this disadvantage. For this purpose, according to the invention, a vehicle of the type in question is characterized in that it comprises a force limiter device adapted to: - apply a permanent preload to the hydrofoil to maintain said hydrofoil in nominal position as that it does not undergo a force greater than a predetermined non-zero limit, and allow the hydrofoil to move towards the erased position when it undergoes a force greater than said predetermined limit, while requesting said hydrofoil towards the nominal position with a force at least equal to said predetermined limit but less than twice said predetermined limit. With these features, the hydrofoil at best fulfills its vehicle lift function, because it is maintained in its nominal position as long as it does not experience an upward force above said predetermined limit. In addition, when the hydrofoil punctually undergoes a very large effort, for example due to a wave stronger than the average, the force limiter device allows the hydrofoil to go up, possibly to the erased position. . During this upward movement of the hydrofoil, the apparent incidence angle of the hydrofoil relative to the water decreases due to the rate of rise of the hydrofoil, which effectively limits the effort suffered by the hydrofoil, so that the reaction force transmitted to the carrier structure is limited. This closes the forces transmitted to the carrier structure during the navigation of the vehicle. Therefore, the carrier structure can be significantly undersized with respect to the carrier structures of the prior art, without risking damage to said carrier structure. In preferred embodiments of the vehicle according to the invention, one or more of the following provisions may also be used: the hydrofoil is adapted to apply to said carrier structure a force towards the top greater than an average buoyancy force necessary to sustain the load-bearing structure when the vehicle is moving on the water, and said predetermined limit is greater than this average buoyancy effort; - The force limiter device is adapted to urge the hydrofoil to the nominal position with a force between 100% and 150% of said predetermined limit when it allows the hydrofoil to move to the erased position; the hydrofoil is articulated to the carrier structure about an axis of rotation substantially parallel to a direction of movement of the vehicle, and the force limiter device connects the hydrofoil to the carrier structure in a direction of application of force substantially perpendicular to the axis of rotation; the force limiter device comprises a jack comprising first and second sliding parts relative to one another in the said force application direction and articulated respectively to the hydrofoil and the supporting structure, said first and second parts of the jack being biased resiliently to the mutual spacing to a maximum spacing position corresponding to the nominal position of the hydrofoil; - The cylinder comprises a piston and a cylinder, integral, one of the first part of the cylinder and the other 35 of the second part of the cylinder, the piston sliding in the cylinder delimiting therewith a pneumatic chamber filled with a pressurized gas which exerts on the piston a permanent force in the direction of a mutual spacing of the first and second parts of the cylinder, said permanent force being dimensioned to balance a force experienced by the hydrofoil and corresponding to said predetermined limit when the hydrofoil is in nominal position; the pneumatic chamber communicates permanently with at least one external tank filled with gas at the same pressure as the pneumatic chamber; said external reservoir is integral with the supporting structure; - The vehicle further comprises a damping device 15 adapted to not substantially interfere with a movement of the hydrofoil to the erased position and to slow down a movement of the hydrofoil to the nominal position, at least when said hydrofoil is close to the nominal position; The damping device comprises first and second hydraulic chambers filled with liquid and communicating with each other via a valve, the first and second hydraulic chambers being arranged so that a displacement of the hydrofoil towards the erased position causes a flow of liquid from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber and for a displacement of the hydrofoil to the nominal position causes a flow of liquid from the second hydraulic chamber to the first hydraulic chamber 30, the valve being adapted to open when the liquid flows from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber and to close when the liquid flows from the second hydraulic chamber to the first hydraulic chamber, said valve leaving the liquid a first section of passage when it is open and a second section of passage when it is t closed, said second passage section being smaller than the first passage section; - The damping device further comprises a shutter which is arranged to gradually close said second passage section when the hydrofoil arrives in the nominal position, so as to gradually brake the hydrofoil when said hydrofoil returns to nominal position; the first hydraulic chamber is integral with the piston and the second hydraulic chamber is partially delimited by the piston, opposite the pneumatic chamber, so that a compression of the pneumatic chamber results in an increase in volume of the second. hydraulic chamber; - The piston is integral with two annular sealings which are separated by an intermediate space and which are in contact one with the pneumatic chamber and the other with the second hydraulic chamber, and the cylinder further comprises a hydraulic chamber auxiliary fluid filled with a pressure greater than the pressure of the gas, said auxiliary hydraulic chamber communicating with said intermediate space; the auxiliary hydraulic chamber is pressurized by a differential auxiliary piston subjected to the pressure of the pneumatic chamber; the jack comprises a mechanical spring biasing the first and second parts of jack to the mutual spacing; - The force limiter device comprises a strut extending between a first end hinged to the hydrofoil and a second end articulated to a support slidably mounted on the carrier structure in a direction substantially perpendicular to the axis of rotation of the hydrofoil, said support being biased elastically towards the axis of rotation of the hydrofoil by biasing the hydrofoil to the nominal position; - The force limiter device comprises a strut extending between two ends respectively integral with the hydrofoil and the carrier structure, said strut having a compressive buckling limit corresponding to a force equal to said predetermined limit applied to said hydrofoil, and said strut having an elastic limit allowing a desired maximum approximation of said ends; - The force limiter device comprises a strut extending between two ends articulated respectively to the hydrofoil and the carrier structure, said strut further comprising an intermediate hinge to voluntarily raise the hydrofoil. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of several of its embodiments, given by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings. In the drawings: FIG. 1 is a perspective view showing an exemplary vehicle according to one embodiment of the invention, FIG. 2 is a detail of the vehicle of FIG. 1, showing a hydrofoil belonging to this vehicle connected to the carrying structure of said vehicle by a force-limiting device, - Figure 3 is a schematic view illustrating the operation of the force limiter of Figure 2, - Figure 4 is a graph illustrating a typical variation, as a function of the time t, of the compression force F undergone by the strut of a hydrofoil 35 when the hydrofoil is rigidly connected to the bearing structure without a force-limiting device, the force F being represented here as a percentage of 'maximum effort; FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the force limiter of FIG. 2, the section taken along line VV of FIG. 7; FIG. 6 is an enlarged view of detail VI of FIG. FIG. 7 is a sectional view along line VII-VII of FIG. V, showing the force limiting device 10 while the hydrofoil is being raised, FIG. 8 is an enlarged view showing detail VIII FIG. 9 is a view similar to FIG. 8, showing the position of a valve belonging to the force limiter device while the hydrofoil is descending to its nominal position, FIGS. 10 to 12 are schematic views similar to FIG. 3, showing force limiting devices respectively according to second, third and fourth embodiments of the invention, and FIG. 13 is a graph illustrating an example of variation. over time: from the effort transmitted to the carrier structure of the vehicle in the absence of limiter device (solid line), the force transmitted to the carrier structure of the vehicle with the limiter device (in phantom), and the approximation of the ends of the limiter device (dashed) . In the different figures, the same references designate identical or similar elements. Figure 1 shows a vehicle according to a first embodiment of the invention, in this case a hydrofoil 1 which is in the form of a sail trimaran. The invention is of course not limited to this particular example and includes in particular motor vehicles and sailing vehicles not in the form of trimarans. The vehicle 1 here comprises a carrier structure 2 which includes in particular: a main hull 3, a transverse beam 4 secured to the main hull and extending between two ends, - floats 5 fixed to the ends of the transverse beam 4, - and hydrofoils 6 also attached to the ends of the transverse portion 4. As shown in more detail in FIGS. 2 and 3, the hydrofoils 6 each extend downwardly towards the main shell 3 from one end. upper 6a to a lower end 6b. The upper end 6a is pivotally mounted at one end of the transverse beam 4 about a longitudinal axis of rotation X, substantially parallel to the direction of movement of the hydrofoil 1. The lower end 6b is adapted to penetrate the the water 7, the hydrofoil 6 being inclined so that its lower end 6b bears on the water by generating a force F1 oriented substantially perpendicularly to the hydrofoil plane and upwards. This force F1 allows lift of the carrier structure 2 above the water level 7 when the hydrofoil 1 moves with sufficient speed. Each hydrofoil 6 is further connected to the carrier structure 4 by a force limiter 8 which is adapted to normally hold the hydrofoil 6 in a low nominal position, taking up a compressive load 35 F in a direction of application of Y force substantially perpendicular to the axis of rotation X mentioned above. The force limiter 8 here forms a strut and is fixed to the hydrofoil 6 at a first attachment point 9 and at the transverse beam 4 at a second attachment point 10, these two attachment points being able to consist, for example, of joints having axes of rotation parallel to the aforementioned X axis. The first attachment point 9 may optionally be separated from the first end 6a of the hydrofoil by a first distance L1 and the lower end 6b of the hydrofoil by a second distance L2 substantially equal to the first distance, the distance between said distances L1 and L2 being for example less than 25% of the first distance L1.

Comme représenté sur la figure 4, si l'hydrofoil 6 était fixé sans possibilité de mouvement à la poutre transversale 4, au moyen d'une contrefiche rigide remplaçant le dispositif limiteur d'effort 8, la valeur de l'effort de compression F subi par cette contrefiche rigide présenterait des pics de valeur très importants (plus de cinq fois supérieurs à la valeur moyenne de l'effort F) mais de très courte durée, correspondant par exemple à des vagues plus hautes que la moyenne ou à des vagues rencontrées par l'hydrofoil dans une configuration particulièrement défavorable. Ces pics de valeur de l'effort F impliqueraient normalement de dimensionner la structure porteuse 2 de l'hydroptère pour pouvoir y résister, ce qui serait particulièrement pénalisant en terme de masse totale de l'hydroptère, d'autant qu'il est nécessaire de prendre des marges de sécurité importantes compte tenu du caractère aléatoire de ces pics d'effort. Selon l'invention, ces pics sont écrêtés grâce à la présence des dispositifs limiteur d'effort 8, qui sont adaptés pour : - appliquer une précontrainte permanente à l'hydrofoil 6 pour le maintenir dans une position nominale basse tant que ledit hydrofoil ne subit pas un effort vers le haut supérieur à une valeur limite prédéterminée, correspondant à une valeur seuil FO de l'effort de compression F appliqué au dispositif limiteur d'effort 8, et permettre à l'hydrofoil de se déplacer vers sa position effacée tout en sollicitant ledit hydrofoil, vers la position nominale avec une force au moins égale à ladite limite prédéterminée correspondant au seuil F0, lorsque l'effort subi par l'hydrofoil est supérieur à cette limite prédéterminée. Ainsi, lorsque l'hydrofoil 6 subit un pic d'effort, ce pic est écrêté par le fait que cette remontée diminue l'angle d'incidence apparent de l'hydrofoil par rapport à l'eau, en raison de la vitesse de remontée de l'hydrofoil. L'effort de compression F appliqué au dispositif limiteur d'effort 8 et transmis par ce dispositif limiteur d'effort à la poutre transversale 4, est ainsi limité à la valeur de la force exercée par le dispositif limiteur d'effort sur l'hydrofoil pendant ce mouvement. Lorsque le dispositif limiteur d'effort 8 autorise un mouvement de l'hydrofoil 6 vers le haut, celui-ci peut remonter au maximum jusqu'à une certaine position effacée représentée en pointillés sur la figure 3. De plus, du fait que le dispositif limiteur d'effort 8 exerce sur l'hydrofoil 6 une force de rappel, cet hydrofoil revient à sa position nominale dès que le pic d'effort est passé. L'hydrofoil 6 se trouve donc la majeure partie du temps dans sa position nominale, ce qui garantit une efficacité maximale de cet hydrofoil. La limite prédéterminée de l'effort subi par l'hydrofoil pour que le dispositif limiteur d'effort 8 autorise un déplacement de l'hydrofoil (correspondant au seuil FO d'effort de compression du dispositif limiteur), est généralement supérieure à l'effort de sustentation moyen nécessaire pour sustenter la structure porteuse 2 pendant que l'hydroptère 1 se déplace sur l'eau. Comme représenté plus en détail sur la figure 5, le dispositif limiteur d'effort 8 peut comporter un vérin comprenant des première et deuxième parties de vérin 12, 13 montées coulissantes l'une par rapport à l'autre dans la direction d'application d'effort Y susmentionnée et articulées respectivement aux points de fixation susmentionnés 9, 10. De plus, comme représenté sur les figures 2 et 3, la première partie de vérin 12 peut le cas échéant être articulée à un bras intermédiaire 11 rigide, relié à l'hydrofoil 6 par l'articulation 9 susmentionnée. La première partie de vérin 12 est reliée au bras intermédiaire 11 par une articulation 11a qui peut être sélectivement : - bloquée en rendant la première partie de vérin 12 solidaire du bras intermédiaire 11, notamment pendant l'utilisation du véhicule 1, - débloquée en permettant une rotation relative entre la première partie de vérin 12 et le bras intermédiaire 11 autour d'un axe parallèle à l'axe X susmentionné, de façon à permettre de relever volontairement l'hydrofoil 6, soit lorsque le véhicule 1 n'est pas en cours d'utilisation, soit lorsque le véhicule 1 est en cours d'utilisation (par exemple si l'on souhaite diminuer volontairement la surface mouillée d'un ou plusieurs hydrofoils, notamment par petit temps). L'articulation 11a peut être sélectivement bloquée ou débloquée par tout moyen connu. As shown in FIG. 4, if the hydrofoil 6 was fixed without the possibility of movement to the transverse beam 4, by means of a rigid strut replacing the force-limiting device 8, the value of the compression force F undergone this rigid strut would have very large value peaks (more than five times the average value of the effort F) but of very short duration, corresponding for example to waves higher than the average or to waves encountered by the hydrofoil in a particularly unfavorable configuration. These peaks of value of the effort F would normally involve dimensioning the carrier structure 2 of the hydrofoil to be able to resist, which would be particularly penalizing in terms of the total mass of the hydrofoil, especially since it is necessary to take significant safety margins given the random nature of these peaks of effort. According to the invention, these peaks are clipped thanks to the presence of the force limiter devices 8, which are adapted to: - apply a permanent pre-stress to the hydrofoil 6 to keep it in a low nominal position as long as said hydrofoil does not undergo not an upward effort greater than a predetermined limit value, corresponding to a threshold value FO of the compression force F applied to the force-limiting device 8, and allow the hydrofoil to move towards its erased position while urging said hydrofoil towards the nominal position with a force at least equal to said predetermined limit corresponding to the threshold F0, when the force experienced by the hydrofoil is greater than this predetermined limit. Thus, when the hydrofoil 6 undergoes a peak effort, this peak is clipped by the fact that this rise reduces the apparent angle of incidence of the hydrofoil relative to water, because of the speed of ascent hydrofoil. The compression force F applied to the force-limiting device 8 and transmitted by this force-limiting device to the transverse beam 4, is thus limited to the value of the force exerted by the force-limiting device on the hydrofoil. during this movement. When the force-limiting device 8 allows a movement of the hydrofoil 6 upwards, it can go up to a maximum of a certain erased position shown in dashed lines in FIG. 3. In addition, because the device stress limiter 8 exerts on the hydrofoil 6 a restoring force, this hydrofoil returns to its nominal position as soon as the peak force is passed. The hydrofoil 6 is therefore most of the time in its nominal position, which ensures maximum efficiency of this hydrofoil. The predetermined limit of the force experienced by the hydrofoil for the force-limiting device 8 to allow the hydrofoil (corresponding to the compression force threshold FO of the limiter device) to move is generally greater than the force medium lift required to support the carrier structure 2 while the hydrofoil 1 moves on the water. As shown in greater detail in FIG. 5, the force-limiting device 8 may comprise a jack comprising first and second cylinder parts 12, 13 mounted sliding relative to one another in the direction of application of the cylinder. Y force mentioned above and articulated respectively to the aforementioned fixing points 9, 10. In addition, as shown in Figures 2 and 3, the first cylinder portion 12 may optionally be articulated to a rigid intermediate arm 11, connected to the hydrofoil 6 by the aforementioned articulation 9. The first cylinder part 12 is connected to the intermediate arm 11 by a hinge 11a which can be selectively: - blocked by making the first cylinder part 12 integral with the intermediate arm 11, in particular during the use of the vehicle 1, - unlocked allowing a relative rotation between the first cylinder portion 12 and the intermediate arm 11 about an axis parallel to the aforementioned X axis, so as to voluntarily raise the hydrofoil 6, or when the vehicle 1 is not in during use, ie when the vehicle 1 is in use (for example if it is desired to voluntarily reduce the wetted surface of one or more hydrofoils, especially in a short time). The hinge 11a can be selectively blocked or unlocked by any known means.

Plus généralement, dans les différentes formes de réalisation envisagées ici, le dispositif limiteur d'effort 8 peut comprendre une contrefiche s'étendant entre deux extrémités articulées respectivement à l'hydrofoil 6 et à la structure porteuse 2, ladite contrefiche comportant en outre une articulation intermédiaire 11a pouvant être soit bloquée, soit débloquée pour permettre de relever l'hydrofoil 6 lorsqu'il ne sert pas. Comme représenté sur la figure 5, la première partie 12 du vérin comporte une tige de piston 14 métallique rigide qui s'étend selon la direction Y depuis le premier point de fixation 9 et qui porte un piston 15. La deuxième partie 13 du vérin, quand à elle, comporte un cylindre 16 qui s'étend selon la direction Y entre une extrémité ouverte et un fond 18 solidaire du deuxième point de fixation susmentionné 10. Le piston 15 coulisse avec étanchéité dans le cylindre 16 selon la direction Y. Le piston 15 et le cylindre 16 délimitent ensemble, du côté du fond 18, une chambre pneumatique P qui, dans l'exemple considéré ici, communique en permanence, par une conduite 19 (voir la figure 7) avec un réservoir extérieur R qui peut être fixé par exemple à l'intérieur de la structure porteuse 2. More generally, in the various embodiments envisaged here, the force-limiting device 8 may comprise a strut extending between two ends articulated respectively to the hydrofoil 6 and to the supporting structure 2, said strut further including an articulation. intermediate 11a can be either blocked or unlocked to raise the hydrofoil 6 when not in use. As shown in FIG. 5, the first portion 12 of the jack comprises a rigid metal rod 14 which extends in the direction Y from the first attachment point 9 and carries a piston 15. The second portion 13 of the jack, when it comprises a cylinder 16 which extends in the direction Y between an open end and a bottom 18 secured to the aforementioned second fixing point 10. The piston 15 slides with sealing in the cylinder 16 in the direction Y. The piston 15 and the cylinder 16 together define, on the side of the bottom 18, a pneumatic chamber P which, in the example considered here, communicates permanently, by a pipe 19 (see Figure 7) with an outer tank R which can be fixed for example inside the supporting structure 2.

La chambre pneumatique P et le réservoir extérieur R sont remplis de gaz sous pression, par exemple de l'air ou de l'azote, à une pression qui peut notamment être de l'ordre de 5 bars ou plus. Ce gaz sous pression exerce sur le piston 15 un effort permanent dans le sens d'un écartement mutuel des première et deuxième parties 12, 13 du vérin, correspondant à une précontrainte de valeur F0. La chambre pneumatique P et le réservoir R peuvent être avantageusement dimensionnés pour que le gaz subisse une diminution de volume de moins de 25% lorsque l'hydrofoil 6 se déplace de la position nominale à la position effacée, de sorte que la force F exercée par le piston 15 sur l'hydrofoil et par le cylindre 16 sur la structure porteuse 2, ne dépasse pas sensiblement 133% de la valeur de précontrainte F0. The pneumatic chamber P and the outer tank R are filled with pressurized gas, for example air or nitrogen, at a pressure which may in particular be of the order of 5 bars or more. This pressurized gas exerts on the piston 15 a permanent force in the direction of mutual spacing of the first and second parts 12, 13 of the cylinder, corresponding to a preload of value F0. The pneumatic chamber P and the reservoir R may advantageously be sized so that the gas undergoes a decrease in volume of less than 25% when the hydrofoil 6 moves from the nominal position to the erased position, so that the force F exerted by the piston 15 on the hydrofoil and the cylinder 16 on the supporting structure 2, does not exceed substantially 133% of the prestress value F0.

Par ailleurs, dans tous les modes de réalisation envisagés, le dispositif limiteur d'effort 8 peut être doté d'un dispositif amortisseur adapté pour ne pas interférer sensiblement avec un mouvement de l'hydrofoil 6 de sa position nominale vers sa position effacée, et pour ralentir un mouvement de l'hydrofoil 6 de sa position effacée vers sa position nominale, de façon que ce mouvement de retour de l'hydrofoil ne se produise pas trop brutalement, ce qui risquerait d'endommager la structure porteuse 2 lorsque l'hydrofoil 6 arrive en buté dans sa position nominale. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, le dispositif amortisseur 20 comporte des première et deuxième chambres hydrauliques H1, H2 communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un clapet 20. Les première et deuxième chambres hydrauliques sont remplies de liquide, par exemple de l'huile, et sont disposées pour qu'un rapprochement mutuel des première et deuxième parties de vérin 12, 13 entraine un écoulement de liquide de la première chambre hydraulique H1 vers la deuxième chambre hydraulique H2 et pour qu'un écartement mutuel des première et deuxième parties de vérin 12,13 entraîne un écoulement de liquide de la deuxième chambre hydraulique H2 vers la première chambre hydraulique H1. Furthermore, in all the embodiments envisaged, the force-limiting device 8 may be provided with a damping device adapted to not substantially interfere with a movement of the hydrofoil 6 from its nominal position towards its erased position, and to slow down a movement of the hydrofoil 6 from its erased position to its nominal position, so that this return movement of the hydrofoil does not occur too abruptly, which could damage the bearing structure 2 when the hydrofoil 6 reaches its abutment in its nominal position. In the embodiment shown in FIG. 5, the damping device 20 comprises first and second hydraulic chambers H1, H2 communicating with one another via a valve 20. The first and second hydraulic chambers are filled with liquid, by example of the oil, and are arranged so that a mutual approximation of the first and second cylinder parts 12, 13 causes a flow of liquid from the first hydraulic chamber H1 to the second hydraulic chamber H2 and that a mutual separation of first and second cylinder parts 12,13 causes a flow of liquid from the second hydraulic chamber H2 to the first hydraulic chamber H1.

Le clapet 20 est adapté pour s'ouvrir lorsque le liquide s'écoule de la première chambre hydraulique H1 vers la deuxième chambre H2 et pour se fermer lorsque le liquide s'écoule de la deuxième chambre hydraulique H2 vers la première chambre hydraulique H1. Lorsque le clapet 20 est ouvert, il laisse au liquide une première section de passage et lorsqu'il est fermé il laisse au liquide une deuxième section de passage inférieure à la première section de passage. Ainsi, lorsque le vérin revient à sa position de 35 repos sous l'effet de la pression du gaz dans la chambre pneumatique P, ce mouvement de retour est freiné par l'étranglement procuré par le clapet 20 entre les chambres hydrauliques H1, H2. Dans l'exemple considéré ici, la première chambre hydraulique H1 est solidaire du piston 15, et peut par exemple être formée dans une cavité cylindrique ménagée à l'intérieur de la tige 14 de piston. Dans cet exemple, la première chambre hydraulique H1 est déformable et est partiellement délimitée par un piston secondaire 21 monté librement coulissant à l'intérieur de la tige de piston selon la direction Y. Avantageusement, la tige de piston 14 délimite également une chambre pneumatique secondaire 22 étanche qui est séparée de la première chambre hydraulique H1 par le piston secondaire 21 et qui peut par exemple être remplie de gaz sous pression, par exemple à une pression voisine de la pression du gaz contenu dans la chambre pneumatique P susmentionnée. Par ailleurs, la deuxième chambre hydraulique H2 est ici une chambre annulaire délimitée entre la tige de piston 14 et un manchon métallique rigide 16a de forme cylindrique, qui est solidarisé à l'extrémité ouverte 17 du cylindre 16. Le manchon 16a peut être solidaire d'une garniture 16b dans laquelle la tige de piston 14 coulisse avec étanchéité selon la direction Y. The valve 20 is adapted to open when the liquid flows from the first hydraulic chamber H1 to the second chamber H2 and to close when the liquid flows from the second hydraulic chamber H2 to the first hydraulic chamber H1. When the valve 20 is open, it leaves the liquid a first passage section and when closed it leaves the liquid a second passage section lower than the first passage section. Thus, when the cylinder returns to its rest position under the effect of the pressure of the gas in the pneumatic chamber P, this return movement is slowed by the constriction provided by the valve 20 between the hydraulic chambers H1, H2. In the example considered here, the first hydraulic chamber H1 is integral with the piston 15, and may for example be formed in a cylindrical cavity formed inside the piston rod 14. In this example, the first hydraulic chamber H1 is deformable and is partially delimited by a secondary piston 21 mounted freely sliding inside the piston rod in the direction Y. Advantageously, the piston rod 14 also defines a secondary pneumatic chamber 22 which is separated from the first hydraulic chamber H1 by the secondary piston 21 and which can for example be filled with gas under pressure, for example at a pressure close to the pressure of the gas contained in the aforementioned pneumatic chamber P. Furthermore, the second hydraulic chamber H2 is here an annular chamber defined between the piston rod 14 and a cylindrical rigid metal sleeve 16a, which is secured to the open end 17 of the cylinder 16. The sleeve 16a can be secured to a lining 16b in which the piston rod 14 slides with sealing in the direction Y.

Dans l'exemple représenté sur les figures 5 et 6, le clapet 20 comporte un organe de clapet annulaire 23 qui est monté coulissant selon la direction Y à l'extérieur de la tige de piston 14. Dans la position nominale de l'hydrofoil et du dispositif limiteur d'effort, cet organe de clapet 23 est entouré par une virole 24 qui, elle-même, coulisse à mouvement perdu à l'extérieur de la tige de piston 14. Un ressort 25 est interposé axialement, selon la direction Y, entre un épaulement intérieur 26 de la virole 24 et l'organe de clapet 23 de façon à solliciter l'organe de clapet 23 vers une position fermée où ledit organe de clapet vient obturer un passage annulaire 26 ménagé entre le piston 15 et la tige de piston 14, ce passage annulaire 26 communiquant avec la première chambre hydraulique H1 par des trous axiaux 28 ménagés dans la paroi d'extrémité 29 de la tige de piston qui délimite la première chambre hydraulique H1 vers le piston 15. L'organe de clapet 23, même en position fermé, n'interrompt pas totalement à lui seul la communication entre les première et deuxième chambres hydrauliques H1, H2, puisque ledit organe de clapet comporte un ou plusieurs passages étranglés 30 qui débouchent radialement vers l'extérieur et qui communiquent avec le passage annulaire 27 susmentionné. Dans la position nominale de l'hydrofoil et du dispositif limiteur d'effort, ces passages étranglés 30 sont toutefois recouverts radialement vers l'extérieur, par la virole 24, de sorte que la communication entre les chambres hydrauliques H1, H2 est alors interrompue. Dans cette position nominale, on notera que l'extrémité de la virole 24 qui est éloignée de l'organe de clapet 23, prend appui axialement contre la garniture intérieure 16b du manchon 16a, ce qui maintient en position la virole 24 contre la sollicitation élastique du ressort 25. Dans l'exemple représenté sur les dessins la virole 24 est elle-même entourée par une virole additionnelle extérieure 31 contre laquelle le piston 15 prend appui axialement et qui vient en appui contre la garniture 16b susmentionnée en comprimant une butée annulaire élastique 32, réalisée en caoutchouc ou autre élastomère. In the example shown in Figures 5 and 6, the valve 20 comprises an annular valve member 23 which is slidably mounted in the Y direction outside the piston rod 14. In the nominal position of the hydrofoil and of the force limiter device, this valve member 23 is surrounded by a ferrule 24 which, itself, slides with lost motion outside the piston rod 14. A spring 25 is interposed axially in the direction Y between an inner shoulder 26 of the ferrule 24 and the valve member 23 so as to urge the valve member 23 to a closed position where said valve member closes an annular passage 26 formed between the piston 15 and the stem piston 14, this annular passage 26 communicating with the first hydraulic chamber H1 through axial holes 28 formed in the end wall 29 of the piston rod which defines the first hydraulic chamber H1 to the piston 15. The valve member 23, m In closed position, it does not completely interrupt the communication between the first and second hydraulic chambers H1, H2 alone, since said valve member has one or more constricted passages which open radially outwards and which communicate with the aforementioned annular passage 27. In the nominal position of the hydrofoil and the force limiter device, these throttled passages 30 are, however, covered radially outwards by the shell 24, so that the communication between the hydraulic chambers H1, H2 is then interrupted. In this nominal position, it will be noted that the end of the collar 24 which is remote from the valve member 23, bears axially against the lining 16b of the sleeve 16a, which keeps the ferrule 24 in position against the elastic biasing of the spring 25. In the example shown in the drawings, the collar 24 is itself surrounded by an outer additional ring 31 against which the piston 15 bears axially and which abuts against the aforementioned lining 16b by compressing an elastic annular abutment 32, made of rubber or other elastomer.

Comme on peut le voir sur la figure 6, le piston 15 est solidaire de deux garnitures étanches annulaires 33, 34 qui sont séparées par un espace intermédiaire 35 et qui sont en contact, l'une avec la chambre pneumatique P et l'autre, avec la deuxième chambre hydraulique H2. Le piston 15 comporte en outre une chambre hydraulique auxiliaire H3 remplie de liquide, par exemple de l'huile, à une pression supérieure à la pression du gaz dans la chambre pneumatique P. Cette chambre hydraulique auxiliaire communique avec l'espace intermédiaire 35 susmentionné par l'intermédiaire d'un conduit 36. La chambre hydraulique auxiliaire H3 est délimitée par une cavité cylindrique 37 qui s'étend axialement selon la direction Y, depuis la paroi d'extrémité 29 de la tige de piston 14 jusqu'à une extrémité libre ouverte vers la chambre pneumatique P. Dans la cavité cylindrique 37 coulisse un piston différentiel 38 qui est en contact avec le gaz de la chambre pneumatique P sur une première section S1 correspondant à toute la section de la cavité cylindrique 37. Le piston différentiel 38 ferme la chambre hydraulique auxiliaire H3 et se prolonge, à l'intérieur de ladite chambre hydraulique auxiliaire, par une paroi annulaire 39 coulissant de façon étanche, dans la direction Y, sur une broche creuse 40 fixée à la paroi d'extrémité 29 de la tige de piston. La paroi annulaire 39 délimite, avec la broche 40, un espace intérieur qui est isolé de la chambre hydraulique H3 et qui est rempli par exemple d'air à pression atmosphérique. Le piston différentiel 38 agit donc sur le liquide contenu dans la chambre hydraulique auxiliaire H3 par une deuxième section annulaire S2, dont l'aire est inférieure à la première section S1 susmentionnée, de sorte que le liquide contenu dans la chambre hydraulique auxiliaire H3 est soumis par le piston différentiel 38 à une pression supérieure à la pression de gaz dans la chambre pneumatique P. Ces dispositions garantissent l'absence d'entrée de gaz sous pression dans les chambres hydrauliques principales H1, H2, puisque le liquide qui remplit l'espace intermédiaire 35 entre les garnitures étanches 33, 34, est à une pression supérieure à la pression du gaz et forme donc barrière contre toute pénétration du gaz. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Comme représenté sur les figures 7 et 8, lorsque l'hydrofoil 6 applique aux première et deuxième parties de vérin 12, 13, un effort de compression F supérieur au seuil FO susmentionné, le piston 15 se déplace vers l'intérieur de la chambre pneumatique P, dans le sens de la flèche 42. Par conséquent, le volume de la deuxième chambre hydraulique H2 augmente, de sorte qu'une dépression est crée dans cette deuxième chambre hydraulique, ce qui éloigne l'organe de clapet 23 du piston 15. Ledit organe de clapet 23 agit par l'intermédiaire du ressort 25 sur la virole 24 pour placer également cette virole dans une position de butée éloignée du piston 15. Ainsi, le passage annulaire 27 susmentionné est dégagé et une première section de passage relativement importante est offerte au liquide pour s'écouler de la première chambre hydraulique H1 vers la deuxième chambre hydraulique H2, sensiblement sans interférer avec le mouvement de coulissement du piston 15. L'écoulement de liquide depuis la première chambre hydraulique H1 vers la deuxième chambre hydraulique H2 est compensé par un coulissement du piston secondaire 21 dans le sens de la flèche 42 à l'intérieur de la tige de piston 14. Lorsque l'hydrofoil 6 cesse de subir un effort exceptionnellement élevé, le piston 15 cesse de se déplacer dans le sens de la flèche 42 et est rappelé en sens inverse par la pression du gaz contenu dans la chambre pneumatique P. Le piston 15 se déplace alors dans le sens de la flèche 44 visible sur la figure 9 pour ramener l'hydrofoil dans sa position nominale. Au cours de ce mouvement, la deuxième chambre hydraulique H2 est mise en compression, de sorte que l'organe de clapet 23 est ramené vers sa position de fermeture par le ressort 25. Le liquide s'écoule alors de la deuxième chambre hydraulique H2 vers la première chambre hydraulique H1 dans le sens de la flèche 44, au travers des passages étranglés 30, du passage annulaire 27 et des trous axiaux 28 susmentionnés. Le liquide transite ainsi par une deuxième section de passage, constituée par les passages étranglés 30, laquelle deuxième section de passage est nettement plus faible que la première section de passage susmentionnée. Le retour du piston 15 vers sa position de repos et de l'hydrofoil 6 vers sa position nominale s'en trouve ainsi freiné, ce qui évite un retour trop brutal en position de butée. Lorsque le piston retourne dans sa position initiale représentée sur la figure 5, la virole 24 reprend appui sur la garniture 16b et vient ainsi progressivement recouvrir les passages étranglés 30, puis le piston 15 prend lui-même appui contre la virole extérieure 31 en venant comprimer la butée élastique 32, ce qui assure une mise en butée progressive du piston en fin de course. La figure 13 montre l'effet du dispositif limiteur d'effort selon l'invention dans un exemple concret. Dans cet exemple particulier, le véhicule 1 rencontre une vague qui, en l'absence du dispositif limiteur d'effort 8, générerait sur la structure porteuse 2 un effort vers le haut culminant à 30 tonnes (courbe d'efforts en trait plein). Dans cet exemple, la valeur seuil FO de déclenchement du dispositif limiteur d'effort est égale à environ 15 tonnes, de sorte que lorsque l'effort appliqué par la vague atteint ce seuil, le dispositif limiteur d'effort permet à l'hydrofoil de remonter vers sa position effacée. Pendant le mouvement de remontée de l'hydrofoil, l'incidence apparente de l'hydrofoil 6 dans l'eau diminue du fait de la vitesse de remontée, comme expliqué ci-dessus, et l'effort transmis à la structure porteuse est imposé par le dispositif limiteur d'effort (voir la courbe en trait mixte). Dans l'exemple de la figure 13, où le dispositif limiteur d'effort comporte le vérin décrit ci-dessus, l'effort transmis à la structure porteuse 2 augmente légèrement au fur et à mesure que l'hydrofoil remonte (jusqu'à environ 20 tonnes dans cet exemple, pour une course de remontée de l'hydrofoil d'environ 30 cm, durant environ 0,4 s). L'effet du dispositif limiteur d'effort est similaire à celui visible sur la figure 13 dans toutes les formes de réalisation de l'invention. D'une façon générale, dans toutes les formes de réalisation de l'invention, la course permise entre la position nominale et la position effacée de l'hydrofoil 6 doit être suffisante pour absorber les pics d'efforts, dont la durée est typiquement de quelques dixièmes de secondes et généralement inférieure à 2 secondes. Cette course permise entre position nominale et position effacée peut typiquement être de quelques cm à quelques dizaines de cm, suivant les dimensions du véhicule et les conditions de navigation. Par exemple, pour un véhicule à voile de 20m d'envergure navigant en haute mer elle peut être comprise entre 10 et 50cm. Ces valeurs ne sont bien entendu pas limitatives et plus généralement, la course en question peut être dimensionnée par exemple en fonction de la durée de la sollicitation dépassant le seuil d'effort de déclenchement et de l'effet de la vitesse d'enfoncement sur l'effort, par l'intermédiaire de la variation d'incidence induite sur le foil. Par exemple, si on veut pouvoir limiter un effort qui, en l'absence de dispositif, dépasserait le seuil choisi de la quantité dF pendant une durée dt et que la vitesse d'enfoncement v permet d'induire une diminution d'incidence du foil qui diminue l'effort d'une quantité dF, alors il faudra que cette vitesse v puisse s'appliquer pendant toute la durée dt, ce qui correspond à un enfoncement dx = v . dt. Si le dépassement d'effort a un profil variable en fonction du temps, par exemple de type sinusoïdal, et que l'enfoncement du dispositif augmente l'effort appliqué, le même principe permet de calculer l'enfoncement correspondant à une sollicitation dimensionnante. On notera que, lorsque la vitesse du véhicule 1 augmente, la durée des sollicitations en efforts imposées par les vagues diminue mais leur intensité augmente de sorte que le produit dF.dt reste sensiblement constant, ce qui est un avantage important de la présente invention. Les lois de la mécanique des fluides font que, pour une même vitesse d'enfoncement, la variation d'effort induite sur le foil est proportionnelle à la vitesse V du véhicule 1. La vitesse v est donc de la forme v = k . dF / V. On peut donc en déduire dx = v . dt = k . (dF . dt) / V. Ceci illustre le fait que la course nécessaire est inversement proportionnelle à la vitesse du véhicule 1. Donc la vitesse du véhicule 1 n'est absolument pas limitée par le dispositif, ce ne serait pas le cas d'un amortisseur classique qui développe un effort croissant avec la vitesse d'enfoncement. As can be seen in FIG. 6, the piston 15 is integral with two annular sealings 33, 34 which are separated by an intermediate space 35 and which are in contact, one with the pneumatic chamber P and the other, with the second hydraulic chamber H2. The piston 15 further comprises an auxiliary hydraulic chamber H3 filled with liquid, for example oil, at a pressure greater than the pressure of the gas in the pneumatic chamber P. This auxiliary hydraulic chamber communicates with the aforementioned intermediate space 35 by via a duct 36. The auxiliary hydraulic chamber H3 is delimited by a cylindrical cavity 37 which extends axially in the Y direction, from the end wall 29 of the piston rod 14 to a free end open in the pneumatic chamber P. In the cylindrical cavity 37 slides a differential piston 38 which is in contact with the gas of the pneumatic chamber P on a first section S1 corresponding to the entire section of the cylindrical cavity 37. The differential piston 38 closes the auxiliary hydraulic chamber H3 and extends, inside said auxiliary hydraulic chamber, by an annular wall 39 sliding in a manner étanc he, in the Y direction, on a hollow spindle 40 attached to the end wall 29 of the piston rod. The annular wall 39 defines, with the pin 40, an interior space which is isolated from the hydraulic chamber H3 and which is filled for example with air at atmospheric pressure. The differential piston 38 thus acts on the liquid contained in the auxiliary hydraulic chamber H3 by a second annular section S2, whose area is smaller than the first section S1 mentioned above, so that the liquid contained in the auxiliary hydraulic chamber H3 is subjected by the differential piston 38 at a pressure greater than the gas pressure in the pneumatic chamber P. These provisions ensure the absence of gas inlet pressure in the main hydraulic chambers H1, H2, since the liquid that fills the space intermediate 35 between the seals 33, 34 is at a pressure greater than the pressure of the gas and thus forms a barrier against any penetration of the gas. The device that has just been described operates as follows. As shown in FIGS. 7 and 8, when the hydrofoil 6 applies to the first and second cylinder parts 12, 13 a compression force F greater than the aforementioned threshold FO, the piston 15 moves towards the inside of the pneumatic chamber P, in the direction of the arrow 42. Therefore, the volume of the second hydraulic chamber H2 increases, so that a depression is created in the second hydraulic chamber, which removes the valve member 23 of the piston 15. Said valve member 23 acts via the spring 25 on the ferrule 24 to also place this ferrule in an abutment position remote from the piston 15. Thus, the aforementioned annular passage 27 is disengaged and a relatively large first passage section is offered to the liquid to flow from the first hydraulic chamber H1 to the second hydraulic chamber H2, substantially without interfering with the sliding movement of the piston 15. The flow liquid flow from the first hydraulic chamber H1 to the second hydraulic chamber H2 is compensated by a sliding of the secondary piston 21 in the direction of the arrow 42 inside the piston rod 14. When the hydrofoil 6 stops undergoing an exceptionally high force, the piston 15 stops moving in the direction of the arrow 42 and is recalled in the opposite direction by the pressure of the gas contained in the pneumatic chamber P. The piston 15 then moves in the direction of the arrow 44 visible in Figure 9 to bring the hydrofoil back to its nominal position. During this movement, the second hydraulic chamber H2 is placed in compression, so that the valve member 23 is returned to its closed position by the spring 25. The liquid then flows from the second hydraulic chamber H2 to the first hydraulic chamber H1 in the direction of the arrow 44, through the constricted passages 30, the annular passage 27 and the axial holes 28 mentioned above. The liquid thus passes through a second passage section, constituted by the constricted passages 30, which second passage section is significantly smaller than the aforementioned first passage section. The return of the piston 15 to its rest position and the hydrofoil 6 to its nominal position is thereby braked, which avoids a too abrupt return to the stop position. When the piston returns to its initial position shown in FIG. 5, the ferrule 24 resumes bearing on the lining 16b and thus progressively covers the constricted passages 30, then the piston 15 itself bears against the outer shell 31 while coming to compress the elastic stop 32, which ensures a progressive abutment of the piston at the end of the race. FIG. 13 shows the effect of the force-limiting device according to the invention in a concrete example. In this particular example, the vehicle 1 encounters a wave which, in the absence of the force-limiting device 8, would generate on the supporting structure 2 an upward force culminating at 30 tons (stress curve in solid line). In this example, the threshold value FO triggering the force limiter device is equal to about 15 tons, so that when the force applied by the wave reaches this threshold, the force limiter device allows the hydrofoil to go back to its erased position. During the upwelling of the hydrofoil, the apparent incidence of the hydrofoil 6 in the water decreases due to the ascent rate, as explained above, and the force transmitted to the carrier structure is imposed by the force limiter device (see the dotted line curve). In the example of FIG. 13, where the force-limiting device comprises the jack described above, the force transmitted to the supporting structure 2 increases slightly as the hydrofoil rises (up to about 20 tons in this example, for a hydrofoil lift stroke of about 30 cm, for about 0.4 s). The effect of the force limiter device is similar to that shown in Figure 13 in all embodiments of the invention. In general, in all the embodiments of the invention, the allowed travel between the nominal position and the erased position of the hydrofoil 6 must be sufficient to absorb the peaks of forces, the duration of which is typically a few tenths of a second and usually less than 2 seconds. This allowed travel between nominal position and erased position can typically be a few cm to a few tens of cm, depending on the vehicle dimensions and navigation conditions. For example, for a sailing vehicle of 20m span sailing on the high seas it can be between 10 and 50cm. These values are of course not limiting and more generally, the race in question can be dimensioned for example according to the duration of the stress exceeding the trigger force threshold and the effect of the driving speed on the effort, via the induced incidence variation on the foil. For example, if we want to be able to limit an effort which, in the absence of a device, would exceed the chosen threshold of the quantity dF for a duration dt and that the driving speed v makes it possible to induce a decrease in the incidence of the foil. which reduces the effort of a quantity dF, then it will be necessary that this velocity v can be applied during all the duration dt, which corresponds to a depression dx = v. dt. If the overshoot has a variable profile as a function of time, for example of the sinusoidal type, and the depression of the device increases the applied force, the same principle makes it possible to calculate the depression corresponding to a sizing stress. It will be noted that, as the speed of the vehicle 1 increases, the duration of the stresses in forces imposed by the waves decreases but their intensity increases so that the dF.dt product remains substantially constant, which is an important advantage of the present invention. The laws of fluid mechanics mean that, for the same driving speed, the variation of force induced on the foil is proportional to the speed V of the vehicle 1. The speed v is therefore of the form v = k. dF / V. We can therefore deduce dx = v. dt = k. This illustrates the fact that the necessary travel is inversely proportional to the speed of the vehicle 1. Therefore, the speed of the vehicle 1 is absolutely not limited by the device, this would not be the case. a classic shock absorber that develops an increasing effort with the driving speed.

Sur la figure 13, le freinage progressif final du mouvement de retour de l'hydrofoil en position nominale est bien visible sur la courbe de déplacement des extrémités du dispositif limiteur (en pointillés), puisque la pente de cette courbe diminue lorsqu'elle revient vers sa valeur initiale. Dans la deuxième forme de réalisation de l'invention, représentée sur la figure 10, le dispositif limiteur d'effort 8 est encore constitué par un vérin comprenant des première et deuxième parties du vérin 12, 13 articulées respectivement sur l'hydrofoil et sur la poutre transversale 4 par les points de fixation 9, 10 susmentionnés, mais ces deux parties de vérin 12, 13 sont ici sollicités à l'écartement mutuel par un ressort mécanique 45 représenté de façon très schématique sur la figure 10, qui exerce une précontrainte d'écartement mutuel FO comme dans l'exemple décrit précédemment. Le principe de fonctionnement de cette deuxième forme de réalisation de l'invention est le même que le principe de fonctionnement de la première forme de réalisation décrite précédemment. In FIG. 13, the final progressive braking of the return movement of the hydrofoil in the nominal position is clearly visible on the displacement curve of the ends of the limiter device (in dotted lines), since the slope of this curve decreases when it returns towards its initial value. In the second embodiment of the invention, represented in FIG. 10, the force-limiting device 8 is further constituted by a jack comprising first and second parts of the jack 12, 13 articulated respectively on the hydrofoil and on the transverse beam 4 by the fixing points 9, 10 mentioned above, but these two cylinder parts 12, 13 are here urged to mutual separation by a mechanical spring 45 shown very schematically in Figure 10, which exerts a prestressing mutual spacing FO as in the example described above. The operating principle of this second embodiment of the invention is the same as the operating principle of the first embodiment described above.

Dans la troisième forme de réalisation de l'invention, le dispositif limiteur d'effort 8 comporte une contrefiche 46 rigide qui s'étend entre une première extrémité articulée à l'hydrofoil 6 par le point de fixation 9 susmentionné, et une deuxième extrémité articulée en un point de fixation 10 sur un support 47 monté coulissant sur la poutre transversale 4, dans une direction Y' perpendiculaire à l'axe de rotation X de l'hydrofoil et parallèle à ladite poutre transversale 4. Le support coulissant 47 est sollicité élastiquement vers l'axe de rotation X, contre une butée 47a, par des moyens élastiques tels qu'un ressort 48 ou autre. Dans cette troisième forme de réalisation de l'invention, les efforts de compression F subis par la contrefiche 46 se traduisent par des efforts de compression F' appliqués au ressort 48. In the third embodiment of the invention, the force limiter device 8 comprises a rigid strut 46 which extends between a first end articulated to the hydrofoil 6 by the above-mentioned attachment point 9, and a second articulated end at an attachment point 10 on a support 47 slidably mounted on the transverse beam 4, in a direction Y 'perpendicular to the axis of rotation X of the hydrofoil and parallel to said transverse beam 4. The sliding support 47 is biased elastically towards the axis of rotation X, against a stop 47a, by elastic means such as a spring 48 or other. In this third embodiment of the invention, the compression forces F undergone by the strut 46 result in compressive forces F 'applied to the spring 48.

Le ressort 48 applique en permanence au support 47, une précontrainte F'O qui est telle que le support 47 reste en position d'appui contre la butée 47a tant que l'effort de compression F appliqué à la contrefiche 46 ne dépasse pas le seuil FO susmentionné, correspondant à la précontrainte F'O du ressort 48. Lorsque l'effort F1 subi par l'hydrofoil 6 est tel que l'effort de compression F appliqué à la contrefiche 46 dépasse le seuil F0, alors le support 47 commence à coulisser en s'éloignant de l'axe de rotation X contre la sollicitation du ressort 48 ce qui permet à l'hydrofoil 6 de pivoter vers le haut en limitant l'effort transmis à la structure porteuse 2. Dans la quatrième forme de réalisation de l'invention, représentée sur la figure 12, le limiteur d'effort 8 comprend une contrefiche 49 rigide s'étendant entre deux extrémités solidaires respectivement de l'hydrofoil 6 et de la poutre transversale 4, lesdites extrémités de la contrefiche 49 pouvant par exemple être montées pivotantes au niveau des points de fixation 9, 10 susmentionnés. La contrefiche 49 présente une limite de flambage en compression qui est égale au seuil FO susmentionné de sorte que, lorsqu'un effort vers le haut F1 qui se traduit par un effort de compression F supérieur à FO sur la contrefiche 49, alors ladite contrefiche 49 commence à flamber. La partie médiane de la contrefiche 49 se déplace alors par exemple, dans le sens de la flèche 50 et au cours de ce flambage, la contrefiche 49 continue à exercer sur ses extrémités une réaction sensiblement égale à la limite de flambage F0. On permet ainsi à l'hydrofoil 6 de pivoter vers le haut en limitant les efforts transmis à la structure porteuse 2. The spring 48 permanently applies to the support 47, a preload F'O which is such that the support 47 remains in the bearing position against the stop 47a as the compression force F applied to the strut 46 does not exceed the threshold FO mentioned above, corresponding to the F'O preload of the spring 48. When the force F1 experienced by the hydrofoil 6 is such that the compression force F applied to the strut 46 exceeds the threshold F0, then the support 47 begins to slide away from the axis of rotation X against the bias of the spring 48 which allows the hydrofoil 6 to pivot upwards by limiting the force transmitted to the supporting structure 2. In the fourth embodiment of FIG. the invention, shown in Figure 12, the force limiter 8 comprises a rigid strut 49 extending between two ends respectively integral with the hydrofoil 6 and the transverse beam 4, said ends of the strut 49 may for example to be pivotally mounted at the aforementioned fixing points 9, 10. The strut 49 has a compression buckling limit which is equal to the aforementioned threshold FO so that, when an upward force F1 which results in a compression force F greater than FO on the strut 49, then said strut 49 begins to flare up. The middle part of the strut 49 then moves for example, in the direction of the arrow 50 and during this buckling, the strut 49 continues to exert on its ends a reaction substantially equal to the buckling limit F0. The hydrofoil 6 is thus allowed to pivot upwards by limiting the forces transmitted to the carrier structure 2.

Claims

REVENDICATIONS1. Hydrofoil vehicle adapted to navigate on the surface of the water and comprising at least: a carrier structure (2), at least one hydrofoil (6) disposed under the carrying structure (2) and adapted to bear on the water of in such a way as to support said carrier structure (2) when the vehicle moves on the water, the hydrofoil (6) being movably mounted on the carrier structure (2) between, on the one hand, a nominal position where said hydrofoil is lowered to maximum and on the other hand, a raised position where said hydrofoil is closer to the supporting structure, and said hydrofoil being biased towards its nominal position, characterized in that it comprises a force limiter device (8) adapted for: - apply a permanent pre-stress to the hydrofoil (6) to maintain the said hydrofoil in nominal position as long as it does not undergo a force greater than a predetermined non-zero limit, and allow the hydrofoil (6) to move towards the cleared position when it undergoes a force greater than said predetermined limit, while urging said hydrofoil to the nominal position with a force at least equal to said predetermined limit but less than twice said predetermined limit.

2. Vehicle according to claim 1, wherein the hydrofoil (6) is adapted to apply to said carrier structure an upward force greater than a medium lift required to sustain the support structure when the vehicle moves on the water, and said predetermined limit is greater than this average buoyancy effort.

3. Vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the force limiter device (8) is adapted to urge the hydrofoil (6) to the nominal position with a force between 100% and 150% of said predetermined limit when it allows the hydrofoil to move to the erased position.

4. Vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the hydrofoil (6) is articulated to the carrier structure (2) about an axis of rotation (X) substantially parallel to a direction of movement of the vehicle, and the force limiter device (8) connects the hydrofoil (6) to the carrier structure (2) in a direction of application of force (Y) substantially perpendicular to the axis of rotation (X).

5. Vehicle according to claim 4, wherein the force limiter device (8) comprises a jack comprising first and second parts (12, 13) sliding relative to each other in said direction of application of (Y) and articulated respectively to the hydrofoil (6) and the carrier structure (2), said first and second parts (12, 13) of the cylinder being resiliently biased to the mutual spacing towards a spacing position maximum corresponding to the nominal position of the hydrofoil (6).

6. Vehicle according to claim 5, wherein the cylinder comprises a piston (15) and a cylinder (16), integral with one of the first portion (12) of the cylinder and the other of the second portion (13) of the cylinder, the piston (15) sliding in the cylinder (16) delimiting therewith a pneumatic chamber (P) filled with a gas under pressure which exerts on the piston (15) a permanent force in the direction of a mutual spacing of the first and second parts (12, 13) of the cylinder, said permanent force being dimensioned to balance a force experienced by the hydrofoil (6) and corresponding to said predetermined limit when the hydrofoil is in the nominal position.

7. Vehicle according to claim 6, wherein the air chamber (P) permanently communicates with at least one external tank (R) filled with gas at the same pressure as the air chamber.

8. Vehicle according to claim 7, wherein said outer tank (R) is integral with the carrier structure (2).

9. Vehicle according to any one of the preceding claims, further comprising a damping device (H1, H2, 20) adapted to not substantially interfere with a movement of the hydrofoil (6) to the erased position and to slow a movement from the hydrofoil (6) to the nominal position, at least when said hydrofoil is near the nominal position.

10. Vehicle according to claim 9, wherein the damping device comprises first and second hydraulic chambers (H1, H2) filled with liquid and communicating with each other via a valve (20), the first and second hydraulic chambers. (H1, H2) being arranged so that a displacement of the hydrofoil (6) to the erased position causes a liquid flow from the first hydraulic chamber (H1) to the second hydraulic chamber (H2) and for a displacement from the hydrofoil to the nominal position causes a flow of liquid from the second hydraulic chamber (H2) to the first hydraulic chamber (H1), the valve (20) being adapted to open when the liquid flows from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber and to close when the liquid flows from the second hydraulic chamber to the first hydraulic chamber, said valve (20) leaving the liquid first passage section when open and a second passage section when closed, said second passage section being less than the first passage section.

11. Vehicle according to claim 10, wherein the damping device further comprises a shutter (24) which is arranged to progressively close said second passage section when the hydrofoil reaches the nominal position, so as to gradually brake the hydrofoil ( 6) when said hydrofoil returns to nominal position.

12. Vehicle according to claim 6 and claim 10, wherein the first hydraulic chamber (H1) is integral with the piston (15) and the second hydraulic chamber (H2) is partially defined by the piston, opposite the chamber pneumatic (P), so that a compression of the pneumatic chamber (P) results in an increase in volume of the second hydraulic chamber (H2).

13. Vehicle according to claim 12, wherein the piston (15) is integral with two annular sealings (33, 34) which are separated by an intermediate space (35) and which are in contact one with the pneumatic chamber. (P) and the other, with the second hydraulic chamber (H2), and the cylinder further comprises an auxiliary hydraulic chamber (H3) filled with liquid at a pressure greater than the pressure of the gas, said auxiliary hydraulic chamber (H3) communicating with said intermediate space (35).

14. Vehicle according to claim 13, wherein the auxiliary hydraulic chamber (H3) is pressurized by a differential auxiliary piston (38) subjected to the pressure of the pneumatic chamber (P).

15. Vehicle according to claim 5, wherein the jack comprises a mechanical spring (45) biasing the first and second parts (12, 13) of the cylinder at the mutual spacing.

16. Vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the force limiter device (8) comprises a strut (46) extending between a first end articulated to the hydrofoil (6) and a second articulated end a support (47) slidably mounted on the carrier structure (2) in a direction (Y ') substantially perpendicular to the axis of rotation (X) of the hydrofoil, said support (47) being elastically biased towards the axis rotating (X) the hydrofoil by biasing the hydrofoil (6) to the nominal position.

17. Vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the force limiter device (8) comprises a strut (49) extending between two ends respectively integral with the hydrofoil (6) and the structure. carrier (2), said strut (49) having a compression buckling limit corresponding to a force equal to said predetermined limit applied to said hydrofoil, and said strut having an elastic limit for a desired maximum approach of said ends.

18. Vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the force limiter device comprises a strut extending between two ends (9, 10) articulated respectively to the hydrofoil (6) and to the carrier structure (2). ), said strut further comprising an intermediate hinge (11b) for voluntarily raising the hydrofoil (6).