La présente invention concerne un profil aérodynamique en forme d'aile d'avion pour tout engin à propulsion vélique. Dans le domaine de la navigation, cette propulsion est assurée par une ou plusieurs voiles 5 faites de toile tendue. Plus récemment fut étudiée la voile dite épaisse du type aile d'avion dont les performances sont supérieures à la voile simple. Ces recherches ont fait l'objet de nombreuses réalisations que l'on peut regrouper en deux catégories : Ailes rigides telles que celles équipant les multicoques AC 45et AC 72 de l'América's Cup. Ce sont des ensembles mécaniques extrêmement complexes et d'un coût 10 de fabrication limitant l'usage à la haute compétition De plus ce type d'aile ne permet pas la réduction de la surface de voilure impérative pour les navires de croisière. Ailes souples. Toile double, hissée sur un espar et tendue par des lattes ou cambers maintenant la forme d'un profil épais. Ce type d'aile présente l'inconvénient majeur des déformations du profil entre les éléments rigides (cannbers) . De plus les inconvénients 15 d'efforts de tension de la voile classique persistent. Il faut en effet tendre fortement la toile de haut en bas pour conserver au mieux le profil choisi. Une autre technologie consiste en une toile double hissée sur un espar, gonflée par la pression d'arrêt du vent et dont le profil asymétrique est généré par déformation en tendant l'une des faces du profil (intrados) ou détendant l'autre face (extrados) mécaniquement ou grâce à des 20 entrées d'air alternativement fermées et ouvertes sur chaque face de l'aile. Il est connu de l'état de la technique des dispositifs ayant fait l'objet de demandes de brevet DE 202012001514 et WO 9826982. Ces dispositifs ont pour principaux inconvénients de générer des profils d'aile dont la géométrie est difficilement contrôlable et différente des profils aérodynamiques porteurs issus de la recherche tels que les profils NACA ou CLARK. En effet, la supériorité de l'aile sur la voile 25 classique n'est vraie que si les performances du profil aérodynamique choisi sont avérées et que le contrôle de ce profil est assuré sur toute la surface de l'aile. De plus, la mise en forme de tels dispositifs dépend de la pression de l'air circulant autour du profil pour se maintenir à l'état gonflé. 30 Le dispositif selon l'invention vise à pallier ces inconvénients. Ce dispositif, permet de réaliser une voilure en forme d'aile d'avion placée verticalement, auto-portée et orientable à 360 °. Il se compose de deux parties principales : une partie avant dite bord d'attaque et une partie arrière dite bord de fuite de l'aile. Chacun de ces deux éléments a la forme d'un tronçon d'un profil aérodynamique prédéfini, l'ensemble générant une aile complète. Le profil d'aile ainsi créé pourra être rendu asymétrique par une liaison libre en rotation selon un axe vertical entre les deux éléments bord d'attaque et bord de fuite précités. Le profil asymétrique ainsi créé est réversible d'une face sur l'autre. Un support utilisé à la fois comme porteur de l'ensemble de l'aile et axe vertical de rotation, pourra, selon deux configurations différentes, être intégré dans l'un ou l'autre de ces deux éléments. Ce support sera réalisé dans le cas général en matériaux composites type résine de synthèse et fibres. La plus grande part de la voilure, liée à ce support sera souple, totalement étanche et mise en forme par gonflage d'air à l'aide d'un moyen quelconque de gonflage en fonction des dimensions de la voilure tel que pompe à air manuelle, compresseur d'air, bouteille d'air comprimée ou autre. L'obtention d'un profil précis sur toute sa surface est rendue possible par l' utilisation de textile dit double paroi pour la réalisation des parties gonflables de cette voilure. Cette technique de tissage lie les fils de chaîne du tissu simultanément sur les deux trames se faisant face. En faisant varier la longueur de ces fils de liaison lors du tissage par la variation de la distance entre les deux parois sur une machine adaptée à cet effet, il est possible de générer ainsi un profil défini. Ces pièces de textile double paroi seront fermées par un tissu collé et cousu en haut et bas du profil généré, le tout rendu étanche à l'air par enduction d'une résine élastomère, le maintien du profil ainsi obtenu étant assuré par la mise en pression de ces éléments ou parties d'éléments par un quelconque moyen connu de mise sous pression d'air, indépendamment de la pression statique ou dynamique de l'air circulant autour de ce profil. Dans les pièces de tissu hautes et basses seront implantés des embouts de gonflage, soupapes de surpression et valves de dégonflage. La voilure réalisée selon l'invention vise à obtenir les performances d'une aile rigide, tout en étant un plan de voilure souple de faible poids et à la surface réductible. En effet, les éléments ou parties d'éléments gonflables ainsi conçus se comportent après mise en pression, comme des éléments à structure rigide. Ils rendent indéformable le profil de la voilure soumise à la pression exercée par le vent. Dans une première configuration, la partie avant dite bord d'attaque de l'aile sera rigide et réalisée en matériaux composites, cet élément étant alors porteur de l'ensemble de la voilure. À la base de cet élément est fixée une pièce cylindrique servant d'axe de rotation à l'ensemble de la voilure. La partie arrière dite bord de fuite sera gonflable fermée, étanche à l'air et réalisée en tissu dit double paroi tel que décrit précédemment. L'articulation entre les deux éléments (1) et (2) permet de générer un profil asymétrique précis en contrôlant l'angle ainsi formé. La liaison entre les deux éléments pourra être composée d'une toile qui enserre la partie avant rigide constituant le bord d'attaque et fixée sur la partie gonflable sur toute sa hauteur. Cette toile pourra être détachable sur un des côtés de la partie gonflable afin de faciliter la mise en place de cette dernière. Sur le même mode cette toile peut être remplacée par des sangles réparties sur la hauteur de la partie gonflable. Selon une autre technique, cette liaison pourra être réalisée par un système rail et coulisseaux, le rail fixé à l'arrière du bord d'attaque et les coulisseaux sur l'avant de la partie gonflable. Enfin l'angle généré entre les deux éléments de l'aile sera contrôlé par des systèmes simples de cordages ou palans bien connus de l'homme de métier fixés dans la partie basse de l'aile entre les deux éléments. Un simple cordage appelé écoute fixé en bas et à l'arrière du bord de fuite assurera le positionnement de la voilure par rapport au vent. Dans une deuxième configuration, la structure rigide en matériaux composites servant de mât porteur (3 bis figure 3) sera intégrée dans l'élément (2) et composera ainsi l'avant du bord de fuite. La partie arrière de cet élément (2) ainsi que la totalité de l'élément (1) dit bord d'attaque seront du type gonflable comme décrit ci-dessus dans la première configuration. La partie gonflable de l'élément (2) pourra être hissée sur le mât porteur sur un double rail avec coulisseaux (8) et (9) sur l'arrière du profil porteur afin de maintenir correctement cette partie en toile gonflable sur les deux côté du profil. L'élément (1) pourra être hissé sur le mât porteur par rail et coulisseaux et orienté par rapport à l'élément (2) comme dans la première configuration. Dans cette configuration, l'augmentation de la surface de voilure en avant du point de rotation de l'aile compense partiellement l'effort à exercer sur le cordage d'écoute. Dans une adaptation de cette voilure aux très petites unités de la voile légère du type dériveur ou catamaran de sport, les deux éléments de l'aile seront entièrement gonflables. Un des deux éléments dont le tissage aura été renforcé en conséquence, sera gonflé à une pression plus importante de manière à apporter la rigidité nécessaire à la tenue de l'aile. Cet élément sera alors I' élément porteur de l'ensemble de la voilure. Il sera muni d'une pièce cylindrique en matériau rigide à sa base, afin d'assurer la liaison en rotation avec la structure du navire.The present invention relates to an aerodynamic airfoil-shaped aircraft for any craft propulsion vane. In the field of navigation, this propulsion is provided by one or more sails 5 made of stretched canvas. More recently, the so-called thick wing of the airplane wing type has been studied, which performs better than the single sail. This research has been the subject of many achievements that can be grouped into two categories: Rigid wings such as those fitted to the AC 45 and AC 72 multihulls of the America's Cup. These are extremely complex mechanical assemblies and a manufacturing cost limiting the use of high competition In addition this type of wing does not allow the reduction of the imperial sail area for cruise ships. Soft wings. Canvas double, hoisted on a spar and stretched by slats or cambers now shaped like a thick profile. This type of wing has the major disadvantage of the deformations of the profile between the rigid elements (cannbers). In addition, the drawbacks of tension forces of the conventional sail persist. It is indeed necessary to strongly stretch the canvas from top to bottom to keep the best chosen profile. Another technology consists of a double fabric hoisted on a spar, inflated by the wind stop pressure and whose asymmetric profile is generated by deformation by stretching one face of the profile (intrados) or relaxing the other face ( extrados) mechanically or through air inlets alternately closed and open on each side of the wing. It is known from the prior art devices that have been the subject of patent applications DE 202012001514 and WO 9826982. These devices have the main disadvantages of generating wing profiles whose geometry is difficult to control and different profiles aerodynamic carriers derived from research such as NACA or CLARK profiles. Indeed, the superiority of the wing on the classic sail is only true if the performance of the chosen airfoil is proven and the control of this profile is ensured over the entire surface of the wing. In addition, the shaping of such devices depends on the pressure of the air flowing around the profile to remain in the inflated state. The device according to the invention aims to overcome these disadvantages. This device makes it possible to produce an aircraft wing wing placed vertically, self-supporting and 360 ° orientable. It consists of two main parts: a front part called the leading edge and a rear part called the trailing edge of the wing. Each of these two elements has the shape of a section of a predefined aerodynamic profile, the assembly generating a complete wing. The wing profile thus created can be made asymmetrical by a free connection in rotation along a vertical axis between the two elements leading edge and trailing edge mentioned above. The asymmetrical profile thus created is reversible from one face to the other. A support used both as carrier of the entire wing and vertical axis of rotation, may, in two different configurations, be integrated in one or the other of these two elements. This support will be realized in the general case in composite materials type synthetic resin and fibers. The greater part of the wing, linked to this support will be flexible, completely sealed and shaped by air inflation using any means of inflation depending on the dimensions of the wing such as manual air pump , air compressor, compressed air cylinder or other. Obtaining a precise profile over its entire surface is made possible by the use of so-called double-wall textile for the production of the inflatable parts of this wing. This weaving technique binds the warp threads of the fabric simultaneously on the two frames facing each other. By varying the length of these connecting son during weaving by varying the distance between the two walls on a machine adapted for this purpose, it is possible to generate a defined profile. These double-walled textile pieces will be closed by a fabric glued and sewn up and down the generated profile, all made airtight by coating with an elastomeric resin, the maintenance of the profile thus obtained being ensured by the implementation pressing these elements or parts of elements by any known means of pressurizing air, regardless of the static or dynamic pressure of the air circulating around this profile. In the high and low fabric parts, inflation nozzles, pressure relief valves and deflation valves will be installed. The wing made according to the invention aims to obtain the performance of a rigid wing, while being a flexible wing plan of low weight and reducible surface. In fact, the elements or parts of inflatable elements thus designed behave after being pressurized, as elements with a rigid structure. They make the profile of the wing subjected to the pressure exerted by the wind indeformable. In a first configuration, the front portion said leading edge of the wing will be rigid and made of composite materials, this element then carrying the entire wing. At the base of this element is fixed a cylindrical piece serving as an axis of rotation to the entire wing. The rear part said trailing edge will be closed inflatable, airtight and made of said double wall fabric as described above. The articulation between the two elements (1) and (2) makes it possible to generate an accurate asymmetrical profile by controlling the angle thus formed. The connection between the two elements may be composed of a fabric that encloses the rigid front portion constituting the leading edge and fixed on the inflatable portion over its entire height. This canvas can be detachable on one side of the inflatable part to facilitate the establishment of the latter. In the same mode, this fabric can be replaced by straps distributed over the height of the inflatable part. According to another technique, this connection can be achieved by a rail and slider system, the rail attached to the rear of the leading edge and the sliders on the front of the inflatable part. Finally, the angle generated between the two elements of the wing will be controlled by simple systems of ropes or hoists well known to those skilled in the art fixed in the lower part of the wing between the two elements. A simple string called a listener set down and behind the trailing edge will ensure the positioning of the sail in relation to the wind. In a second configuration, the rigid composite material structure serving as a support mast (3 bis 3) will be integrated into the element (2) and will thus compose the front of the trailing edge. The rear part of this element (2) as well as the whole of the element (1) said leading edge will be of the inflatable type as described above in the first configuration. The inflatable part of the element (2) can be hoisted on the support mast on a double rail with slides (8) and (9) on the back of the carrier profile to properly maintain this inflatable canvas part on both sides profile. The element (1) can be hoisted on the support mast by rail and slides and oriented relative to the element (2) as in the first configuration. In this configuration, the increase in the wing area ahead of the point of rotation of the wing partially compensates for the effort to be exerted on the string. In an adaptation of this wing to the very small units of the sailing dinghy or sport catamaran, the two elements of the wing will be fully inflatable. One of the two elements whose weaving has been reinforced accordingly, will be inflated to a greater pressure so as to provide the rigidity necessary for the holding of the wing. This element will then be the carrier element of the entire wing. It will be provided with a cylindrical piece of rigid material at its base, to ensure the connection in rotation with the ship structure.
Dans les deux premières configurations, la ou les parties gonflables pourront être divisées en au moins deux poches superposées dans la hauteur et misent sous pression indépendamment afin de permettre la réduction de la surface de voilure.In the first two configurations, the inflatable portion or portions may be divided into at least two superimposed pockets in the height and pressurized independently to allow the reduction of the sail area.
Lors d'une étude faite sur la base de ce dispositif les profils aérodynamiques ont été choisis comme suit : Elément (1) 18 % de la corde du profil NACA 0012 à partir du bord d'attaque. Cet élément étant conçu sur le modèle de la première configuration (bord d'attaque rigide) Elément (2) les 82 % de la corde du profil NACA 0012 jusqu'au bord de fuite (bord de 5 fuite entièrement gonflable.) Un angle de 6° donné entre les deux éléments (1) et (2) permet d'obtenir un profil très proche du profil asymétrique NACA 23012. Les performances aérodynamiques de cette solution ont montré des résultats très satisfaisants en simulation numérique sur un logiciel de mécanique des fluides. Une étude complémentaire a permis de dimensionner le mât porteur pour une 10 fabrication en composite fibre de carbone-résine époxy et pour une surface de voilure totale de 22 m2. Les dessins en annexe illustrent l'invention, figures 1, 2 et 3. La figure 1 illustre la composition de l'aile selon l'invention et met en évidence la simplicité 15 de la conception. L'aile se compose des éléments (1) et (2), la pièce cylindrique (6) assurant la liaison en rotation avec la structure du navire est ici fixée sous l'élément (1). La figure 2 illustre en coupe vue de dessus la première configuration décrite ci-dessus. L'élément (1) composé d'un tronçon de profil aérodynamique (3) ayant la fonction de mât porteur de l'ensemble de l'aile et de la toile (5) qui assure la liaison avec l'élément gonflable(2). On voit ici 20 la forme asymétrique de l'aile avec un angle de 6° entre les éléments (1) et (2). La figure 3 illustre en coupe vue de dessus un montage selon la deuxième configuration décrite ci-dessus. L'élément gonflable (1) est relié par un système rail-coulisseaux (7) au mât porteur (3 bis) intégré dans l'élément (2) de la voilure. Le système double rail-coulisseaux (8) (9) assure la liaison entre le 25 mât porteur (3 bis) et la partie arrière gonflable de l'élément (2). La présente invention est principalement destinée à la propulsion vélique d'une embarcation. Ces caractéristiques de simplicité et d'efficacité pourraient intéresser aussi bien la navigation de plaisance que des navires de fort tonnage en complément de leur propulsion à moteur. 1In a study made on the basis of this device the aerodynamic profiles were chosen as follows: Element (1) 18% of the NACA 0012 profile rope from the leading edge. This element is designed on the model of the first configuration (rigid leading edge) Element (2) the 82% of the NACA 0012 profile rope to the trailing edge (fully inflatable leak edge.) An angle of 6 ° given between the two elements (1) and (2) makes it possible to obtain a profile very close to the asymmetrical profile NACA 23012. The aerodynamic performances of this solution have shown very satisfactory results in numerical simulation on a fluid mechanics software . A further study made it possible to size the carrier mast for a carbon fiber-epoxy composite fabrication and for a total sail area of 22 m2. The drawings in the appendix illustrate the invention, FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 1 illustrates the composition of the wing according to the invention and demonstrates the simplicity of the design. The wing consists of elements (1) and (2), the cylindrical piece (6) ensuring the rotational connection with the ship structure is here fixed under the element (1). Figure 2 illustrates in section view from above the first configuration described above. The element (1) consisting of a section of aerodynamic profile (3) having the function of mast carrying the entire wing and the fabric (5) which provides the connection with the inflatable element (2) . Here we see the asymmetrical shape of the wing with an angle of 6 ° between the elements (1) and (2). Figure 3 illustrates in section view from above an assembly according to the second configuration described above. The inflatable element (1) is connected by a rail-slider system (7) to the support mast (3a) integrated in the element (2) of the wing. The double rail-slide system (8) (9) provides the connection between the carrier mast (3a) and the inflatable rear part of the element (2). The present invention is primarily intended for the propulsion of a sailing vessel. These characteristics of simplicity and efficiency could interest both pleasure boating and large vessels in addition to their motor propulsion. 1