FR3051766A1

FR3051766A1 - NEGATIVE DIEDER WING FOR TRACTION OF A LOAD

Info

Publication number: FR3051766A1
Application number: FR1670273A
Authority: FR
Inventors: Bruno Legaignoux
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-12-01

Abstract

Aile souple (10) à dièdre négatif, comportant une voilure (12), des suspentes (36) aptes à contrôler la forme de l'aile (10) en vol, une structure (24) et des moyens de fixation de la voilure à cette structure. La structure (24) comprend, sur son pourtour, un ensemble d'au moins un élément gonflable souple et dimensionnellement stable, dont au moins un premier longeron (30) s'étend au moins le long du bord d'attaque (20). Chaque élément gonflable (30, 32, 34) est propre à se rigidifier lorsqu'il est rempli de gaz sous pression et comprend des moyens pour maintenir le gaz confiné dans l'élément gonflable. Chaque élément gonflable (30, 32, 34) est dimensionnellement et mécaniquement homogène, a un diamètre inférieur à 5% de la corde du profil central de l'aile (10), et est rempli de gaz à haute pression, le produit de la pression au sein de l'élément gonflable et de la racine carrée de la surface totale de la voilure étant supérieur à 100 m*PSI. Chaque longeron (30, 32) présente une souplesse longitudinale suffisante pour être propre à se conformer à une forme souhaitée de l'aile en vol.Flexible wing (10) with negative dihedron, comprising a wing (12), lines (36) able to control the shape of the wing (10) in flight, a structure (24) and means for attaching the wing to this structure. The structure (24) comprises, on its periphery, an assembly of at least one flexible and dimensionally stable inflatable element, of which at least one first spar (30) extends at least along the leading edge (20). Each inflatable member (30, 32, 34) is adapted to stiffen when filled with pressurized gas and includes means for maintaining the contained gas in the inflatable member. Each inflatable element (30, 32, 34) is dimensionally and mechanically homogeneous, has a diameter less than 5% of the chord of the central profile of the wing (10), and is filled with high pressure gas, the product of the pressure within the inflatable element and the square root of the total surface of the wing being greater than 100 m * PSI. Each spar (30, 32) has sufficient longitudinal flexibility to be able to conform to a desired shape of the wing in flight.

Description

Aile à dièdre négatif de traction d’une chargeNegative dihedral wing pulling a load

La présente invention concerne une aile souple à dièdre négatif, comportant une voilure définie par un pourtour, comprenant un bord d’attaque, un bord de fuite et deux extrémités latérales, l’aile comportant des organes de contrôle, tels que des suspentes, aptes à contrôler la forme de l’aile en vol, l’aile comprenant une structure et des moyens de fixation de la voilure à cette structure, la structure comprenant, sur son pourtour, un ensemble d’au moins un élément gonflable souple et dimensionnellement stable, dont au moins un premier longeron s’étend au moins le long du bord d’attaque, chaque élément gonflable étant propre à se rigidifier lorsqu’il est rempli de gaz sous pression et comprenant des moyens pour maintenir le gaz confiné dans l’élément gonflable.The present invention relates to a negative dihedral flexible wing, comprising a wing defined by a periphery, comprising a leading edge, a trailing edge and two lateral ends, the wing comprising control members, such as lines, capable controlling the shape of the wing in flight, the wing comprising a structure and means for fastening the wing to this structure, the structure comprising, on its periphery, a set of at least one flexible and dimensionally stable inflatable element , at least one first spar extending at least along the leading edge, each inflatable element being adapted to stiffen when it is filled with pressurized gas and comprising means for maintaining the gas confined in the element inflatable.

Il est connu d’utiliser des ailes courbes à dièdre négatif pour la traction ou la sustentation d’une charge.It is known to use curved wings with negative dihedral for the traction or lift of a load.

De telles ailes sont utilisées dans certains sports de glisse, notamment des sports aquatiques. Tel est le cas, par exemple, du sport désigné par le terme anglais « kite boarding », où un utilisateur a les pieds reliés à une planche lui permettant de glisser à la surface de l’eau, alors que le corps de l’utilisateur est relié à une aile par l’intermédiaire de lignes, lui permettant de se déplacer.Such wings are used in some sports, including water sports. Such is the case, for example, of the sport referred to as "kite boarding", where a user has his feet connected to a board allowing him to slide on the surface of the water, while the body of the user is connected to a wing via lines, allowing it to move.

De telles ailes sont également utilisables afin de produire de l’électricité, en combinaison avec un générateur adapté ou pour le vol libre.Such wings are also usable to produce electricity, in combination with a suitable generator or for free flight.

On connaît déjà, dans l’état de la technique, notamment d’après EP 1 574 241 B1, une aile propulsive comprenant une voilure et une structure gonflable fixée à la voilure. La structure gonflable est gonflée avant utilisation de l’aile. La structure comporte un longeron agencé le long du bord d’attaque de l’aile et des nervures qui, une fois gonflées, aident à maintenir l’aile dans la forme souhaitée. Ces longerons et nervures sont faits de nombreux panneaux de tissu assemblés par couture qui leur donnent une forme prédéterminée complexe.Already known in the state of the art, in particular from EP 1 574 241 B1, a propulsive wing comprising a wing and an inflatable structure attached to the wing. The inflatable structure is inflated before use of the wing. The structure includes a spar arranged along the leading edge of the wing and ribs which, when inflated, help maintain the wing in the desired shape. These spars and ribs are made of numerous fabric panels assembled by stitching that give them a complex predetermined shape.

Sur ce type d’alle, le diamètre du longeron de bord d’attaque est généralement compris entre 8% et 11% de la corde du profil en tout point de l’aile, ce qui entraine une traînée aérodynamique importante.On this type of alle, the diameter of the leading edge spar is generally between 8% and 11% of the chord of the profile at any point of the wing, which causes a significant aerodynamic drag.

Le produit de la pression au sein du longeron et de la racine carrée de la surface totale de la voilure est généralement compris entre 200 et 300 m*kPa. Il est techniquement difficile de mettre plus de pression dans ces éléments souples car leurs coutures longitudinales forment des zones de faiblesse qui ont tendance à se rompre.The product of the pressure within the spar and the square root of the total surface of the wing is generally between 200 and 300 m * kPa. It is technically difficult to put more pressure in these flexible elements because their longitudinal seams form areas of weakness that tend to break.

Il est à noter que la structure gonflable a une masse importante, qui doit être supportée par l’aile. Cela réduit également ses performances.It should be noted that the inflatable structure has a large mass, which must be supported by the wing. This also reduces its performance.

De plus, le centre de gravité d’une telle aile est situé devant son centre de poussée, à cause de la masse importante du longeron de bord d’attaque, si bien que la stabilité directionnelle de l’aile est réduite, et notamment ne peut pas être maintenue lorsqu’un utilisateur lâche les organes de contrôle. D’autres ailes courbes à dièdre négatif connues présentent une voilure supérieure, une voilure inférieure et des parois longitudinales s’étendant entre les voilures supérieure et inférieure, et définissant des cellules avec ces voilures. L’air s’engouffre dans les cellules par une ouverture pratiquée sur le bord d’attaque, si bien qu’une pression interne s’y installe. Ces ailes n’ont donc pas besoin de structure, qu’elle soit rigide ou gonflable.In addition, the center of gravity of such a wing is located in front of its center of thrust, because of the large mass of the leading edge spar, so that the directional stability of the wing is reduced, and especially not can not be maintained when a user looses control organs. Other known negative dihedral curved wings have an upper wing, a lower wing and longitudinal walls extending between the upper and lower wings, and defining cells with these wings. The air rushes into the cells through an opening on the leading edge, so that an internal pressure is installed. These wings do not need a structure, whether rigid or inflatable.

Cependant, ces ailes comprennent beaucoup de tissu, de coutures et de brides. Par conséquent, elles sont relativement lourdes et onéreuses. L’invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une aile légère, performante et moins onéreuse. A cet effet, l’invention a pour objet une aile courbe à dièdre négatif du type précité, dans laquelle : - chaque élément gonflable (30, 32, 34) est dimensionnellement et mécaniquement homogène, - chaque élément gonflable (30, 32, 34) a un diamètre inférieur à 5% de la corde du profil central de l’aile (10), - chaque longeron (30, 32) présente une souplesse longitudinale suffisante pour être propre à se conformer à une forme souhaitée de l’aile en vol, et - chaque élément gonflable (30, 32, 34) est rempli de gaz à haute pression, le produit de la pression au sein de l’élément gonflable et de la racine carrée de la surface totale de la voilure étant supérieur à 700 m*kPa (mètre kilopascal).However, these wings include a lot of fabric, seams and bridles. Therefore, they are relatively heavy and expensive. The invention is intended to overcome these disadvantages by proposing a lightweight wing, powerful and less expensive. To this end, the subject of the invention is a curved wing with negative dihedral of the aforementioned type, in which: each inflatable element (30, 32, 34) is dimensionally and mechanically homogeneous, each inflatable element (30, 32, 34 ) has a diameter less than 5% of the chord of the central profile of the wing (10), - each spar (30, 32) has sufficient longitudinal flexibility to be able to conform to a desired shape of the wing. flight, and - each inflatable element (30, 32, 34) is filled with gas at high pressure, the product of the pressure within the inflatable element and the square root of the total surface of the wing being greater than 700 m * kPa (kilopascal meter).

Une aile selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables : - l’aile comprend une voilure simple, - l’ensemble d’au moins un élément gonflable s’étend sur tout le pourtour de la voilure, - la structure comprend au moins une nervure s’étendant entre le bord d’attaque et le bord de fuite, - au moins une nervure est fixée à la voilure par l’intermédiaire d’une paroi s’étendant parallèlement à cette nervure et présentant un bord supérieur fixé à la voilure au niveau de l’intrados de l’aile et un bord inférieur portant une gaine ou des anneaux dans lesquels est insérée ladite nervure. - la structure comporte sur son pourtour un second longeron s’étendant le long du bord de fuite ou à une distance du bord de fuite inférieure à 30% de la corde du profil, - chaque élément gonflable est inséré dans une gaine respective ou une pluralité d’anneaux inextensibles ayant un diamètre supérieur ou égal à celui de l’élément gonflable correspondant, - chaque élément gonflable est inséré dans une gaine extensible ou une pluralité d’anneaux extensibles ayant un diamètre inférieur à celui de l’élément gonflable correspondant, - au moins un anneau ou un segment de tube, inextensible et de diamètre inférieur à celui de l’élément gonflable correspondant (30, 32, 34), réduit localement le diamètre de celui-ci, et - l’aile comprend au moins une corde s’étendant entre ses extrémités latérales pour contraindre la structure gonflable à l’envergure souhaitée. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, sur lesquelles : - la figure 1 est une vue de face d’une aile selon un exemple de mode de réalisation de l’invention, représentée en vol, - la figure 2 est une vue en perspective de l’aile de la figure 1 représentée en vol, - la figure 3 est une vue de dessus en vol de l’aile de la figure 1, et - la figure 4 est un agrandissement de la plage de gouverne 18B de la figure 2. L’aile 10 représentée sur les figures 1 à 3 est destinée, par exemple, à tracter une charge, telle qu’un sportif dont les pieds sont solidarisés sur une planche, un véhicule tel qu’un bateau ou à mettre en mouvement une génératrice permettant de produire de l’électricité. L’aile 10 comprend une voilure souple 12 s’étendant transversalement entre deux extrémités latérales 14A, 14B, et longitudinalement, soit d’avant en arrière, entre un bord d’attaque 20 et un bord de fuite 22, notamment représentés sur la figure 2. Ainsi, le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22 s’étendent chacun depuis l’une des extrémités latérales 14A jusqu’à l’autre 14B.A wing according to the invention may further comprise one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination: the wing comprises a single wing, the assembly of at least one inflatable element extends over the entire periphery of the wing, - the structure comprises at least one rib extending between the leading edge and the trailing edge, - at least one rib is fixed to the wing by means of a wall extending parallel to this rib and having an upper edge fixed to the wing at the lower surface of the wing and a lower edge carrying a sheath or rings into which said rib is inserted. the structure comprises on its periphery a second spar extending along the trailing edge or at a distance from the trailing edge of less than 30% of the chord of the profile, each inflatable element being inserted into a respective sheath or a plurality of inextensible rings having a diameter greater than or equal to that of the corresponding inflatable element, each inflatable element is inserted into an expandable sheath or a plurality of extensible rings having a diameter smaller than that of the corresponding inflatable element; at least one annulus or segment of tube, inextensible and of a diameter smaller than that of the corresponding inflatable element (30, 32, 34), locally reduces the diameter thereof, and - the wing comprises at least one rope extending between its lateral ends to constrain the inflatable structure to the desired span. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 is a front view of a wing according to a embodiment of the invention, shown in flight, - Figure 2 is a perspective view of the wing of Figure 1 shown in flight, - Figure 3 is a top view in flight of the wing. FIG. 4 is an enlargement of the steering range 18B of FIG. 2. The wing 10 shown in FIGS. 1 to 3 is intended, for example, to tow a load, such as a sportsman whose feet are secured on a board, a vehicle such as a boat or to set in motion a generator to produce electricity. The wing 10 comprises a flexible wing 12 extending transversely between two lateral ends 14A, 14B, and longitudinally, or from front to rear, between a leading edge 20 and a trailing edge 22, in particular represented in FIG. 2. Thus, the leading edge 20 and the trailing edge 22 each extend from one of the lateral ends 14A to the other 14B.

Avantageusement, la voilure 12 est simple, non-doublée, également appelée « mono-peau » dans le domaine technique.Advantageously, the wing 12 is simple, un-doubled, also called "mono-skin" in the technical field.

La voilure 12 est réalisée généralement en tissu polyester ayant une masse de 30 g à 50 g par mètre carré de voilure. En variante, la voilure est réalisée avec d’autres matériaux flexibles, légers et stables dimensionnellement comme un film en polytéréphtalate d’éthylène (PET) commercialisé par exemple sous le nom Mylar (marque déposée), un tissu en fibre polyéthylène haut module commercialisé, par exemple, sous les noms Dyneema et Spectra (marques déposées) ou des matériaux composites avec fibres orientées dans l’axe des efforts, notamment selon les technologies 3Di et 3DI (marques déposées)The wing 12 is generally made of polyester fabric having a mass of 30 g to 50 g per square meter of wing. In a variant, the wing is made of other flexible, light and dimensionally stable materials, such as a film made of polyethylene terephthalate (PET) marketed for example under the name Mylar (registered trademark), a high modulus polyethylene fiber fabric marketed, for example, under the names Dyneema and Spectra (registered trademarks) or composite materials with oriented fibers in the axis of efforts, in particular according to the technologies 3Di and 3DI (registered trademarks)

La voilure 12 est symétrique par rapport à un plan médian P, et elle présente, entre ses deux extrémités latérales 14A, 14B, une plage médiane 16 propulsive bordée de part et d’autre par deux plages de gouverne 18A ,18B. L’aile 10 est à dièdre négatif, c’est-à-dire qu’elle présente, vue de face, une forme arquée dont la concavité est tournée vers la charge suspendue.The wing 12 is symmetrical with respect to a median plane P, and it has, between its two lateral ends 14A, 14B, a propulsive central range 16 bordered on both sides by two control surfaces 18A, 18B. The wing 10 is negative dihedron, that is to say that it has, seen from the front, an arched shape whose concavity is turned towards the suspended load.

Plus précisément, les deux plages de gouverne 18A, 18B sont situées à un niveau inférieur à celui de la plage propulsive 16, c’est-à-dire plus proche du point de convergence des lignes ou de la charge à tracter. L’aile présente un intrados I, correspondant à la partie de l’aile faisant face à la charge, et un extrados E opposé à l’intrados I. L’aile 10 est représentée de dessus sur la figure 3. La vue de dessus d’une aile en vol est définie par la direction générale des suspentes, cette direction générale passant par le point d’attache à la charge et le point culminant de la voilure.More specifically, the two steering ranges 18A, 18B are located at a level lower than that of the propulsive range 16, that is to say closer to the convergence point of the lines or the load to be towed. The wing has a lower surface I, corresponding to the portion of the wing facing the load, and an extrados E opposite the lower surface I. The wing 10 is shown from above in FIG. 3. The view from above of a wing in flight is defined by the general direction of the lines, this general direction passing through the point of attachment to the load and the highest point of the wing.

Comme illustré sur cette figure 3, la largeur de la voilure 12, mesurée longitudinalement entre le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22, décroît de manière symétrique depuis la plage médiane 16 de l’aile jusqu’aux extrémités latérales 14A, 14B.As illustrated in this FIG. 3, the width of the wing 12, measured longitudinally between the leading edge 20 and the trailing edge 22, decreases symmetrically from the median range 16 of the wing to the lateral ends 14A. 14B.

La voilure présente, dans des plans de coupe longitudinaux, des profils longitudinaux, c’est-à-dire des sections longitudinales reliant le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22 de la voilure 12. Les profils longitudinaux peuvent avoir toute forme aérodynamique connue. Ils ne nécessitent pas une forme aérodynamique particulière pour que l’aile fonctionne selon l’invention. Ils sont avantageusement concaves, c’est-à-dire que leur courbure ne comporte pas de point d’inflexion, la courbure étant toujours orientée dans le même sens.The wing has, in longitudinal sectional planes, longitudinal profiles, that is to say longitudinal sections connecting the leading edge 20 and the trailing edge 22 of the wing 12. The longitudinal profiles can have any shape known aerodynamics. They do not require a particular aerodynamic shape for the wing to operate according to the invention. They are advantageously concave, that is to say that their curvature has no point of inflection, the curvature is always oriented in the same direction.

La voilure présente, dans des plans de coupe transversaux, des profils transversaux, c’est-à-dire des sections transversales reliant les deux extrémités latérales 14A, 14B de la voilure 12. Les profils transversaux peuvent avoir toute forme connue dans le domaine des ailes souples. Ils ne nécessitent pas une forme particulière pour que l’aile fonctionne selon l’invention. Ils sont avantageusement concaves, c’est-à-dire que leur courbure ne comporte pas de point d’inflexion, la courbure étant toujours orientée dans le même sens. Ils ont avantageusement la forme d’un arc elliptique. L’aile 10 comprend, en outre, une structure 24 supportant la voilure 12.The wing has, in transverse sectional planes, transverse profiles, that is to say transverse sections connecting the two lateral ends 14A, 14B of the wing 12. The transverse profiles can have any shape known in the field of soft wings. They do not require a particular form for the wing to function according to the invention. They are advantageously concave, that is to say that their curvature has no point of inflection, the curvature is always oriented in the same direction. They advantageously have the shape of an elliptical arc. The wing 10 further comprises a structure 24 supporting the wing 12.

La structure 24 comprend au moins un élément gonflable, et de préférence une pluralité d’éléments gonflables 30, 32, 34, chacun étant fixé à la voilure 12.The structure 24 comprises at least one inflatable element, and preferably a plurality of inflatable elements 30, 32, 34, each being attached to the wing 12.

Plus particulièrement, dans le mode de réalisation représenté, la structure 24 comprend un premier longeron 30 s’étendant le long du bord d’attaque 20 et des extrémités latérales 14A, 14B, un second longeron 32 s’étendant le long du bord de fuite 22 ou à proximité du bord de fuite 22, et au moins une nervure 34 s’étendant entre le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22.More particularly, in the embodiment shown, the structure 24 comprises a first spar 30 extending along the leading edge 20 and lateral ends 14A, 14B, a second spar 32 extending along the trailing edge. 22 or near the trailing edge 22, and at least one rib 34 extending between the leading edge 20 and the trailing edge 22.

Le second longeron 32 s’étend à une distance du bord de fuite inférieure à 30% de la corde du profil.The second spar 32 extends at a distance from the trailing edge of less than 30% of the chord of the profile.

Le second longeron 32 a un diamètre inférieur ou égal au diamètre du premier longeron 30. Le diamètre de chaque nervure 34 est inférieur, égal ou supérieur au diamètre des longerons 30, 32.The second spar 32 has a diameter less than or equal to the diameter of the first spar 30. The diameter of each rib 34 is smaller than, equal to or greater than the diameter of the spars 30, 32.

Chaque élément gonflable 30, 32, 34 est par exemple inséré dans une gaine 28 respective. Chaque gaine 28 a un diamètre supérieur à celui de l’élément gonflable 30, 32, 34 correspondant et est réalisée en matériau stable dimensionnellement. Alternativement, chaque gaine a un diamètre inférieur et est réalisée dans un matériau élastique.Each inflatable element 30, 32, 34 is for example inserted in a respective sheath 28. Each sheath 28 has a diameter greater than that of the inflatable element 30, 32, 34 corresponding and is made of dimensionally stable material. Alternatively, each sheath has a smaller diameter and is made of an elastic material.

Chaque gaine 28 est par exemple formée par un tissu ou un voilage à mailles (couramment appelé « mesh » en anglais) cousu à la voilure 12.Each sheath 28 is for example formed by a fabric or mesh veil (commonly called "mesh" in English) sewn to the wing 12.

Alternativement, chaque élément gonflable 30, 32, 34 est inséré dans des anneaux espacés fixés à la voilure 12. Les anneaux sont réalisés en tissu ou sangle et sont extensibles ou inextensibles. Chaque anneau a un diamètre supérieur à celui de l’élément gonflable correspondant s’il est réalisé en matériau inextensible.Alternatively, each inflatable member 30, 32, 34 is inserted into spaced rings attached to the wing 12. The rings are made of fabric or strap and are extensible or inextensible. Each ring has a diameter greater than that of the corresponding inflatable element if it is made of inextensible material.

Additionnellement, dans les deux cas, des anneaux inextensibles 26 ayant un diamètre inférieur à celui de l’élément gonflable forment des points de pliage permettant de délimiter plusieurs portions du même élément gonflable tout en préservant la continuité fluidique de l’élément gonflable.Additionally, in both cases, inextensible rings 26 having a diameter smaller than that of the inflatable element form fold points for delimiting several portions of the same inflatable element while preserving the fluidic continuity of the inflatable element.

Si une portion de l’élément gonflable présente un rayon de courbure plus faible que le reste de l’élément gonflable, par exemple aux extrémités latérales, alors ladite portion de l’élément gonflable est, par exemple, insérée dans un segment de tube souple de plus faible diamètre 46. Cela permet notamment d’éviter que l’élément gonflable plie au niveau de ladite portion au lieu de présenter la courbe souhaitée.If a portion of the inflatable member has a smaller radius of curvature than the remainder of the inflatable member, for example at the lateral ends, then said portion of the inflatable member is, for example, inserted into a flexible tube segment. of smaller diameter 46. This allows in particular to prevent the inflatable element bends at said portion instead of having the desired curve.

Alternativement, au moins une nervure 34 n’est pas fixée directement à la voilure 12, mais par l’intermédiaire d’une paroi 29, notamment en tissu, s’étendant parallèlement à cette nervure, et présentant un bord supérieur fixé à la voilure 12 au niveau de l’intrados I de l’aile 10 et un bord inférieur fixé à cette nervure 34.Alternatively, at least one rib 34 is not fixed directly to the wing 12, but via a wall 29, in particular fabric, extending parallel to this rib, and having an upper edge fixed to the wing 12 at the intrados I of the wing 10 and a lower edge fixed to this rib 34.

Chaque élément gonflable comporte une enveloppe dimensionnellement et mécaniquement homogène, c’est-à-dire qu’elle présente les mêmes propriétés en tout I point selon ces directions. Ainsi_chaque élément gonflable présente un diamètre constant, sauf s’il est contraint par un anneau ou segment de tube de diamètre inférieur. Chaque enveloppe est réalisée automatiquement par une machine, sans couture, collage ou soudure, de sorte que l’enveloppe est conformée pour résister à la pression interne élevée.Each inflatable element comprises a dimensionally and mechanically homogeneous envelope, that is to say that it has the same properties in all I point along these directions. Thus, each inflatable element has a constant diameter, unless it is constrained by a smaller diameter ring or tube segment. Each envelope is automatically made by a machine, seamless, glued or welded, so that the envelope is shaped to withstand the high internal pressure.

Chaque élément gonflable 30, 32, 34 est propre à se rigidifler lorsqu’il est rempli d’un gaz sous haute pression, généralement de l’air. En variante, le gaz est un gaz plus léger que l’air tel que l’hélium ou l’hydrogèneEach inflatable member 30, 32, 34 is adapted to rigidify when filled with a gas under high pressure, usually air. Alternatively, the gas is a lighter gas than air such as helium or hydrogen

Chaque élément gonflable 30, 32, 34 comprend des moyens pour maintenir le gaz sous haute pression dans son enveloppe.Each inflatable element 30, 32, 34 comprises means for maintaining the gas under high pressure in its envelope.

Chaque enveloppe est préférablement d’un seul tenant, sans assemblage. Ainsi, elle ne présente pas de zones de faiblesse.Each envelope is preferably in one piece, without assembly. Thus, it does not present areas of weakness.

Dans un mode de réalisation, l’élément gonflable comprend une enveloppe en fibres textile tissées, par exemple en polypropylène, en polyester ou en fibre polyéthylène haut module commercialisé, par exemple, sous le nom Dyneema (marque déposée). L’enveloppe reçoit une chambre à air en caoutchouc naturel ou en matériau synthétique tel que le polyuréthane. Cette chambre présente un diamètre légèrement supérieur, égal ou inférieur au diamètre de l’enveloppe, par exemple jusqu’à quatre fois inférieur si l’élasticité du matériau le permet.In one embodiment, the inflatable member comprises a woven textile fiber envelope, for example polypropylene, polyester or high modulus polyethylene fiber marketed, for example, under the name Dyneema (trademark). The envelope receives a tube made of natural rubber or synthetic material such as polyurethane. This chamber has a diameter slightly greater, equal to or less than the diameter of the envelope, for example up to four times lower if the elasticity of the material allows it.

Une autre solution consiste à rendre étanche à l’air une enveloppe en fibres textile tissées en imprégnant ou collant sur sa face interne un matériau étanche à l’air.Another solution is to make airtight envelope woven textile fibers by impregnating or sticking on its inner face an airtight material.

Dans un autre mode de réalisation, l’élément gonflable est fait d’un matériau étanche et suffisamment résistant mécaniquement tel qu’un film plastique monocouche ou multicouche. Dans le cas d’un film multicouche, chaque couche a des qualités mécaniques et physiques propres. Le film comprend, par exemple, une première couche résistante à la traction, une deuxième couche résistante à la déchirure, et une troisième couche résistante au pliage pour être durablement étanche. Chaque élément gonflable est, par exemple, réalisé par extrusion.In another embodiment, the inflatable element is made of a waterproof material and sufficiently strong mechanically such as a monolayer or multilayer plastic film. In the case of a multilayer film, each layer has its own mechanical and physical qualities. The film includes, for example, a first tensile-resistant layer, a second tear-resistant layer, and a third folding-resistant layer for durably sealing. Each inflatable element is, for example, made by extrusion.

La pression est telle que le produit R, égal à la pression du gaz multipliée par la racine carrée de l’aire de la voilure, est strictement supérieur à 690 m*kPa (mètre kilopascal), et préférentiellement supérieur à 1380 m’^kPa (mètre kilopascal). Chaque élément gonflable est dimensionnellement stable, c’est-à-dire que ses dimensions varient peu, notamment lors de son remplissage par du gaz sous pression. De préférence, chaque élément gonflable présente une élasticité inférieure à 5% radialement et 1% longitudinalement. La dimension radiale de l’élément gonflable évolue ainsi entre 100%, lorsqu’il est dégonflé, et 105% lorsqu’il est gonflé. La dimension longitudinale de l’élément gonflable évolue entre 100%, lorsqu’il est dégonflé, et 101%, lorsqu’il est gonflé.The pressure is such that the product R, equal to the pressure of the gas multiplied by the square root of the area of the wing, is strictly greater than 690 m * kPa (kilopascal meter), and preferably greater than 1380 m ^ kPa (kilopascal meter). Each inflatable element is dimensionally stable, that is to say that its dimensions vary little, especially when it is filled with gas under pressure. Preferably, each inflatable element has an elasticity of less than 5% radially and 1% longitudinally. The radial dimension of the inflatable element thus varies between 100%, when deflated, and 105% when inflated. The longitudinal dimension of the inflatable element ranges between 100%, when deflated, and 101%, when inflated.

Chaque longeron 30, 32 est suffisamment flexible pour s’adapter à la forme de la voilure 12 en vol. Le longeron présente généralement une forme droite lorsqu’il n’est pas contraint par les forces aérodynamiques ou par une cordelette 48, appelée corde de contrainte.Each spar 30, 32 is flexible enough to adapt to the shape of the wing 12 in flight. The spar generally has a straight shape when it is not constrained by the aerodynamic forces or by a cord 48, called strain rope.

La voile comprend avantageusement au moins une corde de contrainte 48, s’étendant entre les extrémités latérales de l’aile pour contraindre la structure gonflable à l’envergure souhaitée, l’envergure étant la distance entre les extrémités latérales 14A, 14B de l’aile en vol. L’élément gonflable est cylindrique et présente un diamètre inférieur à 5% de la corde du profil central, et préférentiellement inférieur à 4% de la corde du profil central, c’est-à-dire de la distance entre le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22 au centre de l’aile.The sail advantageously comprises at least one restraint rope 48, extending between the lateral ends of the wing to constrain the inflatable structure to the desired span, the span being the distance between the lateral ends 14A, 14B of the wing in flight. The inflatable element is cylindrical and has a diameter less than 5% of the chord of the central profile, and preferably less than 4% of the chord of the central profile, that is to say the distance between the leading edge 20 and the trailing edge 22 in the center of the wing.

Avantageusement, le premier longeron 30 et chaque nervure 34 sont positionnés en intrados I de l’aile 10.Advantageously, the first spar 30 and each rib 34 are positioned in intrados I of the flange 10.

Le deuxième longeron 32 est quant à lui, par exemple, positionné en extrados E de l’aile 10. Cela permet notamment de diminuer la traînée aérodynamique par rapport au cas où il serait positionné en intrados, car le flux est turbulent en extrados près du bord de fuite alors qu’il est relativement laminaire en intrados.The second beam 32 is for its part, for example, positioned in extrados E of the wing 10. This allows in particular to reduce the aerodynamic drag compared to the case where it would be positioned in intrados, because the flow is turbulent in extrados near the trailing edge whereas it is relatively laminar in intrados.

Les éléments gonflables peuvent être indépendants, chacun disposant de sa propre valve de gonflage, ou reliés entre eux par des connecteurs. Une seule valve de gonflage sera nécessaire dans ce cas.The inflatable elements can be independent, each having its own inflation valve, or interconnected by connectors. Only one inflation valve will be needed in this case.

Par exemple, chaque connecteur présente une forme générale en T, comprenant une branche centrale et deux branches secondaires, la branche centrale et les branches secondaires étant en communication fluidique.For example, each connector has a general T-shape, comprising a central branch and two secondary branches, the central branch and the secondary branches being in fluid communication.

Les deux branches secondaires sont insérées dans le premier longeron 30 ou le second longeron 32 préalablement coupé en deux. La branche centrale est quant à elle insérée à l’extrémité de la nervure 34 proche de ladite ouverture.The two secondary branches are inserted into the first spar 30 or the second spar 32 previously cut in half. The central branch is in turn inserted at the end of the rib 34 close to said opening.

La fixation entre le connecteur et les éléments gonflables est, par exemple, réalisée par soudure, collage, serrage d’un collier ou toute méthode compatible avec les différents matériaux, et permettant une fermeture étanche de ladite ouverture. L’aile comprend, en outre, des suspentes 36 et des lignes de vol 42, 43 formées par des fils, de préférence à faible coefficient d’élasticité comme en polyéthylène haut module, commercialisé sous le nom Dyneema (marque déposée).Fixing between the connector and the inflatable elements is, for example, made by welding, gluing, clamping a collar or any method compatible with the different materials, and allowing a sealed closure of said opening. The wing further comprises suspension lines 36 and flight lines 42, 43 formed by yarns, preferably with a low coefficient of elasticity, such as high modulus polyethylene, sold under the name Dyneema (registered trademark).

Plus particulièrement, l’aile comporte de manière classique des suspentes supérieures 36, présentant chacune une première extrémité 38 fixée du côté de l’intrados I de l’aile 10, et une seconde extrémité 40 fixée à l’extrémité haute d’une ligne de vol 42, 43. Les premières extrémités 38 sont disposées régulièrement sur l’aile 10, et par exemple fixées sur les éléments gonflables 30, 32, 34 de la structure 24. L’aile 10 comporte généralement, comme représenté sur le côté A de l’aile des figures 1 et 2, quatre lignes de vol, deux lignes avant 42 servant à retenir l’aile et deux lignes arrière 43 servant au contrôle de l’aile.More particularly, the wing conventionally comprises upper lines 36, each having a first end 38 fixed on the side of the intrados I of the wing 10, and a second end 40 attached to the upper end of a line. 42, 43. The first ends 38 are arranged regularly on the wing 10, and for example fixed on the inflatable elements 30, 32, 34 of the structure 24. The wing 10 generally comprises, as shown on the side A of the wing of Figures 1 and 2, four flight lines, two front lines 42 for retaining the wing and two rear lines 43 for controlling the wing.

Chaque ligne avant 42 est reliée à au moins l’une des secondes extrémités 40 des suspentes supérieures 36 avant, c’est-à-dire proches du bord d’attaque, et centrales, directement ou par l’intermédiaire d’une suspente intermédiaire.Each front line 42 is connected to at least one of the second ends 40 of the upper lines 36 before, that is to say close to the leading edge, and central, directly or via an intermediate line .

Chaque ligne arrière 43 est reliée aux secondes extrémités des suspentes arrière, c’est-à-dire proches du bord de fuite, et est contrôlable par un opérateur en sa deuxième extrémité, par exemple, par l’utilisateur de l’aile 10 faisant office de charge suspendue.Each rear line 43 is connected to the second ends of the rear lines, that is to say close to the trailing edge, and is controllable by an operator at its second end, for example, by the user of the wing 10 making suspended charge office.

Cependant, dans un cas particulier, les lignes arrière 43 peuvent aboutir directement à la partie arrière des extrémités latérales 14A, 14B, comme représenté sur le côté B de l’aile des figures 1 et 2. Dans ce cas toutes les suspentes sont reprises sur les lignes avant 42.However, in a particular case, the rear lines 43 can lead directly to the rear part of the lateral ends 14A, 14B, as shown on the side B of the wing of FIGS. 1 and 2. In this case, all the lines are taken from the lines before 42.

De nombreuses autres configurations de bridage sont connues et utilisables sur l’aile selon l’invention.Many other clamping configurations are known and usable on the wing according to the invention.

Les suspentes 36, 42, 43 forment alors des organes de contrôle, aptes à contrôler la forme de l’aile 10 en vol, les longerons 30, 32 de la structure gonflable 24 étant suffisamment flexibles pour s’adapter à cette forme.The lines 36, 42, 43 then form control members, able to control the shape of the wing 10 in flight, the longitudinal members 30, 32 of the inflatable structure 24 being flexible enough to adapt to this shape.

Dans le mode de réalisation représenté, au moins une suspente supérieure 36 est fixée en sa première extrémité 38 à un élément intermédiaire 44 souple sensiblement triangulaire, par exemple en tissu.In the embodiment shown, at least one upper hanger 36 is fixed at its first end 38 to a substantially triangular flexible element 44, for example made of fabric.

Un côté de l’élément intermédiaire 44 est fixé à la voilure 12, la suspente supérieure 36 étant fixée à la pointe opposée à ce côté.One side of the intermediate member 44 is attached to the wing 12, the upper hanger 36 being attached to the opposite point on that side.

Une autre forme de réalisation consiste à insérer longitudinalement dans la voilure un jonc semi-rigide en polyamide ou en Nitinol, correspondant à un alliage titane-nickel. L’élément intermédiaire 44 ou le jonc permet de répartir les efforts dus à la bride sur une partie plus importante de la voilure 12.Another embodiment consists in inserting longitudinally in the wing a semi-rigid ring of polyamide or Nitinol, corresponding to a titanium-nickel alloy. The intermediate element 44 or the rod makes it possible to distribute the forces due to the flange on a larger part of the blade 12.

Le ou les longerons le long du bord d’attaque 20 et/ou du bord de fuite 22 sont, par exemple, maintenus dans une forme donnée par au moins une corde de contrainte.The longitudinal member (s) along the leading edge 20 and / or the trailing edge 22 are, for example, maintained in a given shape by at least one constraint cord.

Ainsi, le longeron, et par là même la voilure 12, maintient sa forme, y compris sur l’eau ou au sol, ce qui aide notamment au décollage de l’aile 10.Thus, the spar, and thereby the wing 12, maintains its shape, including on the water or on the ground, which helps in particular to take off the wing 10.

Alternativement, au moins l’un parmi le premier longeron 30, le deuxième longeron 32 ou les nervures 34 est formé d’une pluralité d’éléments gonflables.Alternatively, at least one of the first spar 30, the second spar 32 or the ribs 34 is formed of a plurality of inflatable elements.

En variante, la structure 24 ne comprend pas de nervures 34 et/ou pas de deuxième longeron 32.In a variant, the structure 24 does not comprise ribs 34 and / or no second beam 32.

Alternativement, la structure comprend un élément gonflable principal formant un cadre s’étendant le long du bord d’attaque 20, du bord de fuite 22 et des extrémités latérales 14A, 14B. L’élément gonflable principal comporte éventuellement au moins une nervure s’étendant entre le bord d’attaque 20 et le bord de fuite 22.Alternatively, the structure comprises a main inflatable element forming a frame extending along the leading edge 20, the trailing edge 22 and the lateral ends 14A, 14B. The main inflatable element optionally comprises at least one rib extending between the leading edge 20 and the trailing edge 22.

Il apparaît clairement que la structure 24 est particulièrement simple à réaliser. L’aile 10 n’est donc pas trop onéreuse.It is clear that the structure 24 is particularly simple to achieve. The wing 10 is not too expensive.

De plus, la structure 24 est très fine et légère, notamment le longeron agencé le long du bord d’attaque 20, et lorsqu’un second longeron existe, le centre de masse de l’aile est situé derrière le centre de poussée de l’aile en vol, si bien que les performances et la stabilité de l’aile sont élevées.In addition, the structure 24 is very thin and light, including the spar arranged along the leading edge 20, and when a second spar exists, the center of mass of the wing is located behind the thrust center of the wing in flight, so that the performance and stability of the wing are high.

Claims

1. - Flexible wing (10) with negative dihedral, comprising a wing (12) defined by a periphery comprising a leading edge (20), a trailing edge (22) and two lateral ends (14A, 14B), wing (10) comprising lines (36) able to control the shape of the wing (10) in flight, the wing (10) comprising a structure (24) and means for attaching the wing to this structure, the structure (24) comprising, on its periphery, an assembly of at least one flexible and dimensionally stable inflatable element, of which at least one first spar (30) extends at least along the leading edge (20), each inflatable member (30, 32, 34) being adapted to stiffen when filled with pressurized gas and comprising means for maintaining the gas confined in the inflatable member, characterized in that: - each inflatable member (30 , 32, 34) is mechanically and dimensionally homogeneous, - each inflatable element (30, 32, 34) has a diameter being less than 5% of the chord of the central profile of the wing (10), - each spar (30, 32) has a longitudinal flexibility sufficient to be able to conform to a desired shape of the wing in flight, and each inflatable element (30, 32, 34) is filled with gas at high pressure, the product of the pressure within the inflatable element and the square root of the total surface of the wing being greater than 690 m * kPa (kilopascal meter).

2. - Wing (10) according to claim 1, characterized in that the wing comprises a single wing (12).

3. - flexible wing (10) according to claim 1 or 2, wherein the assembly of at least one inflatable element extends over the entire periphery of the wing.

4. - Wing according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the structure (24) comprises at least one rib (34) extending between the leading edge (20) and the trailing edge (22).

5. - Wing according to claim 4, characterized in that at least one rib (34) is fixed to the wing (12) via a wall (29) extending parallel to this rib (34) and having an upper edge fixed to the wing (12) at the intrados (I) of the wing (10) and a lower edge carrying a sheath in which is inserted said rib (34).

6. - Wing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the structure (24) comprises on its periphery a second spar (32) extending along the trailing edge or at a distance from the edge of leak less than 30% of the chord of the profile.

7. - Wing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each inflatable element (30, 32, 34) is inserted into a sheath (28) respectively inextensible or a plurality of inextensible rings having a larger diameter or equal to that of the corresponding inflatable element (30, 32, 34).

8. - Wing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each inflatable element (30, 32, 34) is inserted into a respective sheath (28) extensible or a plurality of extensible rings having a smaller diameter to that of the corresponding inflatable element (30, 32, 34).

9. - Wing according to claim 7, characterized in that a ring or a tube segment, inextensible and of a diameter smaller than that of the corresponding inflatable element (30, 32, 34), locally reduces the diameter of the latter. this.

10. - Wing according to any one of claims 1 to 9, comprising at least one rope (48) extending between the lateral ends of the wing to constrain the inflatable structure to the desired span.