FR3073817A1 - Voilure en forme d'aile, son procede de fabrication et dispositif associe, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins a propulsion velique ou sustentation velique - Google Patents
Voilure en forme d'aile, son procede de fabrication et dispositif associe, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins a propulsion velique ou sustentation velique Download PDFInfo
- Publication number
- FR3073817A1 FR3073817A1 FR1761087A FR1761087A FR3073817A1 FR 3073817 A1 FR3073817 A1 FR 3073817A1 FR 1761087 A FR1761087 A FR 1761087A FR 1761087 A FR1761087 A FR 1761087A FR 3073817 A1 FR3073817 A1 FR 3073817A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- envelope
- wires
- side wall
- wing
- rows
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 8
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- UJCHIZDEQZMODR-BYPYZUCNSA-N (2r)-2-acetamido-3-sulfanylpropanamide Chemical compound CC(=O)N[C@@H](CS)C(N)=O UJCHIZDEQZMODR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 241001669680 Dormitator maculatus Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
- B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
- B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
- B63H9/061—Rigid sails; Aerofoil sails
- B63H9/0615—Inflatable aerofoil sails
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Voilure en forme d'aile, à profil aérodynamique, formée d'au moins une enveloppe souple fermée, comportant entre l'avant (côté bord d'attaque) et l'arrière (côté bord de fuite) deux parois latérales écartées l'une de l'autre et ménageant entre elles un espace intérieur apte à être gonflé pour former un profil rigide, caractérisée en ce que ledit espace intérieur est équipé de rangées de fils (4), s'étendant de l'avant à l'arrière de l'enveloppe et maintenus par collage ou soudage alternativement sur la face intérieure de chacune des parois latérales (5a, 5b) de l'enveloppe, selon un agencement crénelé, lesdits fils collés ou soudés assurant l'écartement maximal entre les deux parois latérales (5a, 5b) à l'état gonflé de l'enveloppe. Utilisation pour engins à propulsion vélique tels que des navires ou pour les ailes de sustentation telles que les ailes de parapente ou de kite surf, ou encore pour la réalisation de pales d'éoliennes.
Description
La présente invention concerne le domaine des voilures en forme d’aile, notamment pour engin à propulsion vélique ou sustentation vélique, présentant un profil aérodynamique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine de la navigation à voile, la propulsion du navire est assurée par une ou plusieurs voiles simples réalisées en toile tendue.
Plus récemment ont été étudiées des voiles à profil épais dont les performances sont supérieures aux voiles simples. 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 45 et AC 72 de l'América's Cup. Ce sont des ensembles mécaniques extrêmement complexes dont le coût de fabrication limite leur 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. Il s’agit d’une toile double, hissée sur un espar et tendue par des éléments rigides (lattes ou cambers) pour le maintien d'un profil épais. Ce type d'aile présente l’inconvénient majeur de déformations du profil entre les éléments rigides. De plus les inconvénients 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 aérodynamique 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 entrées d'air alternativement fermées et ouvertes sur chaque face de l'aile. Ces dispositifs qui ont fait l'objet de demandes de brevet notamment DE 202012001514 et WO 9826982, 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 d’une aile sur une voile classique n'est vraie que si 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.
Plus récemment, pour pallier les inconvénients ci-dessus, a été proposée, dans le brevet FR 3 008 382 B1, une voilure en forme d’aile disposée verticalement et composée d’une partie avant incluant le bord d’attaque et d’une partie arrière incluant le bord de fuite chaque partie étant constituée d’une pièce de textile double paroi dont les fils de chaîne du tissu sont liés aux fils de trame se faisant face. En faisant varier la longueur de ces fils de liaison lors du tissage, l’écartement entre les deux parois permet de créer un profil de voilure défini. Ces pièces de textile double paroi sont 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 est assuré par le gonflage de la voilure, cette mise en pression d'air étant indépendante de la pression statique ou dynamique de l'air circulant autour de ce profil.
La voilure ainsi réalisée selon le brevet français FR 3 008 382 B1 vise à obtenir les performances d'une aile rigide, tout en étant constituée d’une voile souple de faible poids et à 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.
Cependant une telle voilure présente plusieurs inconvénients :
Tout d’abord la fabrication de telles pièces de textile double avec fils de chaîne coopérant avec les fils de trame des deux parois se faisant face est complexe, notamment lorsque ces fils de liaison ont des longueurs variables selon la forme du profil aérodynamique requis (les deux parois présentant des faces non parallèles). Un tel tissage en trois dimensions nécessite des adaptations importantes et coûteuses des machines de tissage actuelles.
De plus une tension trop importante d’un des fils peut conduire à l’arrachement d’un fil de trame en créant un orifice ou une déchirure dans l’une des parois, affectant l’étanchéité de la voilure et par suite sa rigidité et donc ses performances aérodynamiques.
Un autre aspect important à prendre en compte est l’impossibilité, avec ce type de tissage en trois dimensions, de pouvoir réduire la corde de la voilure à son sommet (de type à « pans coupés », vue de côté).
BUTS DE L’INVENTION
En conséquence, un premier but de l’invention est de simplifier la structure et donc la réalisation d’une telle voilure souple à double paroi.
Un autre but de l’invention est de proposer une voilure souple à double paroi, gonflable, sans augmenter le poids de cette voilure et en empêchant ou limitant les risques de déchirure ou de perforations des fils de trame, tout en conservant des parois en matériau textile.
Un autre but de l’invention est de ne pas réduire les performances d’une telle voilure par rapport à la voilure décrite dans le brevet FR 3 008 382 B1.
DESCRIPTION DE L’INVENTION
A cet effet la voilure en forme d’aile selon la présente invention est une voilure à profil aérodynamique comprenant, entre son bord d’attaque et son bord de fuite, au moins une enveloppe souple fermée, comportant entre son extrémité avant côté bord d’attaque et son extrémité arrière côté bord de fuite une première paroi latérale et une seconde paroi latérale, lesdites parois latérales étant écartées l’une de l’autre de part et d’autre de la corde dudit profil et ménageant entre elles un espace intérieur apte à être gonflé pour former un profil rigide. Cette voilure est caractérisée en ce que l’espace intérieur de l'enveloppe est équipé de rangées de fils, s’étendant de son extrémité avant côté bord d’attaque à son extrémité arrière côté bord de fuite et maintenus alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale et la face intérieure de la seconde paroi latérale de l’enveloppe par des moyens de fixation par collage ou soudage, lesdits fils collés ou soudés assurant l’écartement maximal entre les deux parois latérales à l’état gonflé de l'enveloppe.
Une telle voilure en forme d’aile présente ainsi, à l’état gonflé, un profil rigide indéformable. Lesdits fils de liaison sont indépendants des fils de chaîne et des fils de trame du matériau textile pouvant former les parois d'enveloppe de la voilure. Ces fils de liaison ne sont donc plus tissés avec les fils de trame de la paroi textile. En ne coopérant ni aux fils de chaîne, ni aux fils de trame de la paroi textile, ils ne risquent donc pas de provoquer de perforation ou de déchirure de ladite paroi.
Cette voilure est ainsi notamment appropriée tant pour des engins à propulsion vélique que des engins à sustentation vélique dont des exemples seront mentionnés plus loin.
De manière avantageuse, chaque rangée de fils est disposée suivant un agencement crénelé, en forme de créneaux dont les sommets correspondent aux zones de collage ou de soudage sur les faces intérieures des parois latérales de l’enveloppe, de préférence en formant un plan sensiblement parallèle à la corde dudit profil aérodynamique. Ces fils dits de liaison sont disposés sensiblement perpendiculairement aux deux parois de l’enveloppe. Lesdites parois de l’enveloppe se faisant face ne sont pas parallèles en se rapprochant l’une de l’autre à leurs extrémités (par exemple de l’extrémité avant jusqu’au bord de fuite comme schématisé plus loin sur la figure 2).
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de collage ou de soudage des fils sur les faces intérieures de la première paroi latérale et de la seconde paroi latérale de l’enveloppe sont des bandes de maintien, collées ou soudées transversalement auxdits fils sur les faces intérieures desdites parois latérales, assurant le maintien de segments de fils et définissant un agencement « crénelé » de chaque rangée de fil. Ainsi le contact de chaque fil de liaison avec les parois latérales est plus large qu’un contact par « point ».
Plus particulièrement, au contact de chacune des faces intérieures des parois latérales de l’enveloppe, chaque bande de maintien plaque un segment de fil avantageusement entre ladite bande et la face intérieure de ladite paroi latérale.Et de manière préférée, au contact de la face intérieure d’une paroi latérale de l’enveloppe, chaque bande de maintien plaque un segment de fil d’une série de rangées de fils, ou de chaque rangée de fils, entre ladite bande et la face intérieure de ladite paroi latérale.
Les rangées de fils mentionnés ici peuvent être des fils individuels, des groupements de plusieurs fils ou encore des assemblages de fils tels que des filets. Ils permettent le passage de l’air de gonflage dans la totalité de l’espace intérieur de l’enveloppe, sans alourdir l’ensemble de la voilure.
Plusieurs variantes peuvent être envisagées pour l’enveloppe de cette voilure double paroi :
Selon une première variante, ladite enveloppe est formée d’une pièce unique, en matériau souple, telle qu’une toile repliée et fermée, en particulier à ses extrémités appliquées l’une contre l’autre le long du bord de fuite ou le long du bord d’attaque.
Selon une deuxième variante, ladite enveloppe comprend au moins deux pièces en matériau souple, telles que des toiles, chacune constituant une paroi latérale de l’enveloppe, et dont les extrémités appliquées l’une contre l’autre ferment ladite enveloppe d’une part côté bord de fuite et d’autre part côté bord d’attaque.
La toile constituant l'enveloppe est avantageusement réalisée en matériau textile imprégné ou recouvert de polymère sur une ou ses deux faces (correspondant ensuite aux faces externe et/ou interne de l’enveloppe) pour lui conférer une étanchéité à l'air, en vue de sa mise sous pression par gonflage. A cet effet, chaque enveloppe, ou tronçon d’enveloppe, est équipée d’embouts de gonflage et de dégonflage.
Le matériau constituant les parois de l’enveloppe peut aussi être un film (monocouche ou multicouche) en polymère (PVC par exemple) ou résine pouvant être renforcé(e) de fibres non tissées.
L’avantage principal d’une face interne en matériau pouvant être soudé : polymère (tel que du PVC) ou résine est de permettre par exemple l’application d’une bande de même nature, le soudage sur ladite face interne pouvant avoir lieu par fusion mutuelle des deux couches de polymère ou de résine. Il est à noter que, de par sa structure tissée en 3D, la face interne de la toile de la voilure selon FR 3 008 382 B1 ne pouvait pas être revêtue de polymère ou de résine.
La présence de bandes de maintien des rangées de fils contribue également au renforcement des parois de l’enveloppe.
La présente invention concerne également le procédé de fabrication de la voilure en forme d’aile décrite ci-dessus. Ce procédé comprend les étapes successives suivantes :
- positionnement d’un matériau souple, tel qu’une toile, d’enveloppe de voilure selon deux parois latérales disposées en vis-à-vis,
- placement entre les faces intérieures desdites parois latérales, de rangées de fils tendus,
- collage ou soudure de segments de fils de chaque rangée de fils, alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale et la face intérieure de la seconde paroi latérale,
- solidarisation des extrémités des parois d’enveloppe pour former une enveloppe fermée pouvant être gonflée,
- et gonflage de ladite enveloppe pour former un profil aérodynamique rigide.
Le procédé selon l’invention peut comprendre le collage direct ou le soudage (si la nature des fils le permet ; fils en matériau polymère par exemple) direct de segments de fils sur les faces intérieures des parois d’enveloppe.
Cependant selon un mode de réalisation préféré qui assure un meilleur maintien des fils, l’étape de collage ou soudure est effectuée par application de bandes de maintien collées ou soudées transversalement aux dites rangées de fils alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale d’enveloppe et sur la face intérieure de la seconde paroi latérale, chaque bande collée ou soudée plaquant avantageusement un segment de fil entre ladite bande et la face intérieure de la paroi latérale correspondante.
La présente invention concerne aussi le dispositif pour la mise en œuvre du procédé de fabrication de la voilure selon l’invention. Ce dispositif comprend, en combinaison :
-des rangées parallèles de fils tendus entre d’une part une zone de fixation d’une extrémité desdits fils et d’autre part des bobines de dévidement des fils à l’autre extrémité des fils,
-des postes d’amenée du matériau de la première paroi latérale d’enveloppe et des postes d’amenée du matériau de la seconde paroi latérale d’enveloppe comportant des rails de guidage, lesdits postes étant disposés de part et d’autre des rangées de fils, lesdits postes étant mobiles en translation par rapprochement ou écartement relatifs l'un par rapport à l'autre,
-des pieds presseurs disposés de part et d’autre des rangées de fils, chaque pied presseur étant mobile en translation en direction des rangées de fils et configuré pour appliquer par collage ou soudage des segments desdits fils sur la face intérieure de la paroi latérale d’enveloppe disposée du côté opposé de la rangée de fils,
-et des moyens d’avancement de l’ensemble « postes d’amenée de parois d’enveloppe-pieds presseurs » le long des rangées de fils au fur et à mesure de la fixation des fils sur les faces intérieures des parois d’enveloppe.
Les rangées de fils sont de préférence immobiles, seuls les postes d’amenée des parois latérales d’enveloppe et les pieds presseurs étant animés de mouvements de translation en direction des dites rangées de fils.
L’écartement maximal entre ces postes d’amenée des parois d’enveloppe correspond avantageusement à l’écartement entre les deux parois, à l’état gonflé de l'enveloppe.
Les pieds presseurs peuvent notamment supporter des buses de collage ou des moyens de soudure, et d’éventuelles bandes de maintien à coller ou souder, selon le mode de réalisation choisi. Les moyens de soudure peuvent être des émetteurs haute fréquence (HF), des émetteurs à ultra-sons, des émetteurs infra-rouges ou des émetteurs laser.
Selon un mode de réalisation avantageux, les postes d’amenée des matériaux des parois latérales d’enveloppe de la voilure peuvent être équipés d’un système d’aspiration d’air configuré pour plaquer et assurer le maintien d’une rangée de fils déjà soudés ou collés et de la bande de maintien correspondante contre une paroi latérale pendant le soudage ou collage des fils sur la paroi latérale opposée. Ceci permet en particulier de ne pas décoller ou rompre la soudure des fils venant d’être appliqués sur l’une des parois, pendant que le pied presseur vient plaquer la suite desdites rangées de fils en direction de la paroi opposée.
La voilure en forme d’aile selon la présente invention peut trouver des applications intéressantes dans différents domaines. La présente invention concerne par exemple l’utilisation de la voilure pour la réalisation d’ailes à profil aérodynamique pour des engins à propulsion vélique tels que des navires ou pour des ailes de sustentation et/ou propulsion telles que les ailes de parapente ou de kite surf, ou encore pour la réalisation de pales d’éoliennes.
Dans le cas des navires un mât est incorporé à ladite voilure en forme d’aile, qui peut se présenter en plusieurs parties, l'une de ces parties intégrant le mât du voilier.
Dans le domaine du parapente, les ailes classiques, constituées de deux toiles superposées liées entre elles par des cloisons présentant un profil formé d’une succession d’alvéoles ou caissons donnant un aspect matelassé qui réduit considérablement les performances aérodynamiques, peuvent être avantageusement remplacées par une voilure en forme d’aile selon la présente invention. Un espacement réduit entre les rangées de fils et les bandes transversales de maintien de ces fils évite un tel aspect matelassé, sans alourdir la voilure.
De même, les ailes de kite surf, constituées généralement d’un boudin gonflable formant le bord d’attaque de l’aile et de boudins secondaires placés perpendiculairement à l’arrière du bord d’attaque assurant la mise en forme de la toile de l’aile, peuvent être avantageusement remplacées par une voilure en forme d’aile selon la présente invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L’invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d’exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue générale d’une voilure selon la présente invention, montée sur un mât,
- la figure 2 est une vue en coupe de la voilure de la figure 1, avec orientation de la partie avant d’un angle a par rapport à la corde,
- les figures 3 à 7 schématisent différentes étapes du procédé de fabrication d’une voilure en forme d’aile selon l’invention, notamment les étapes de collage de rangées de fils de liaison sur les faces intérieures des parois latérales.
EXEMPLE DE REALISATION
En se référant aux figures 1 et 2, un exemple de voilure en forme d’aile selon l’invention à profil aérodynamique adapté pour un navire, comprend deux parties : une partie arrière 1 dont l'extrémité arrière forme le bord de fuite 21 et une partie avant 2 dont l'extrémité avant forme le bord d’attaque 22 de la voilure. La partie avant 2 est solidaire en rotation du mat 3, la partie arrière 1 étant reliée à l’ensemble de la partie avant 2 et du mât 3 par des coulisseaux. Une jupe 7 (visible sur la figure 2), solidaire de la partie avant 2 permet de couvrir l’espace ménagé entre les parties arrière et avant, évitant ainsi une rupture dans le profil aérodynamique. Cet espace est nécessaire pour permettre l’orientation, selon un angle a, de la partie avant par rapport à la corde 15 de la partie arrière.
La voilure peut présenter, vue de côté, une forme générale rectangulaire ou présenter des pans coupés 18,19 à son sommet. Chaque partie est ici réalisée d’une seule pièce, mais peut en variante (non représentée) être constituée de haut en bas, de plusieurs tronçons assemblés, ou indépendants.
Chacune de ces parties est formée d'une enveloppe fermée composée d'un matériau souple, tel qu'un textile enduit de polymère, sur une ou ses deux faces, comprenant des parois latérales 5a et 5b en vis-à-vis écartées l'une de l'autre en ménageant un espace intérieur apte à être gonflé. Des embouts de gonflage et de dégonflage (non représentés) sont prévus dans chaque enveloppe, ou tronçon d’enveloppe.
Ces parois latérales 5a et 5b sont reliées l'une à l'autre par des rangées de fils (schématisés sur la figure 2 et les figures 3 à 7 en lignes discontinues), les fils s'étendant, selon la corde 15, entre l'extrémité avant à l'extrémité arrière d'une enveloppe (pour l'enveloppe de la partie arrière 1 de la voilure : schématisée sur la figure 2 de l'extrémité avant fermée 16 à l'extrémité arrière fermée par rapprochement des parois 5a et 5b l'une de l'autre le long du bord de fuite 21).
Chaque rangée de fil 4 est appliquée alternativement sur la face interne de la première paroi latérale 5a et de la seconde paroi latérale 5b selon un agencement crénelé, et les sommets de ces créneaux étant maintenus en place contre chacune desdites faces internes au moyen, dans l'exemple présenté, d'une bande 6 qui peut être une bande textile. Cette bande peut être appliquée par collage ou soudage sur lesdites faces internes des parois 5a, 5b.
La largeur des bandes 6, disposées ici perpendiculairement à plusieurs rangées de fils 4, définit la surface de contact entre chaque fil 4 et la face interne des parois latérales 5a, 5b de l'enveloppe. Cette largeur peut être de quelques millimètres. L'écartement entre deux bandes 6 adjacentes est voisin de la largeur de chacune desdites bandes. On obtient ainsi un ensemble maintenu par collage ou soudage sur une surface totale importante avec une résistance à l'arrachement très supérieure aux efforts subis par l'aile en condition de fonctionnement sur un voilier.
Deux maquettes d'aile conforme à l'exemple des figures 1 et 2 et d'une hauteur d'un mètre pour une corde de 30 cm ont été réalisées. De nombreux tests de mise en pression et de comportement de l'aile dans une veine d'air, ont permis de valider la conception d'une aile souple, gonflable telle que décrite ci-dessus et le procédé de fabrication proposé ci-après et schématisé sur les figures 3 à
7. Ces tests ont permis d’observer qu’une pression interne aussi faible que 0,1 bar environ est suffisante pour obtenir une structure d’aile aérodynamique non déformable.
Des rangées parallèles de fils 4 sont tendues par fixation de leurs extrémités, d'une part, à une zone de fixation 11 à une extrémité du fil et d'autre part, à des bobines 12 de dévidement des fils 4 à l'autre extrémité de ces fils. Un peigne 17 sépare et maintient écartées les unes des autres les différentes rangées de fils 4.
De part et d'autre de ces rangées de fils, sont prévus des postes 24a et 24b d'amenée de matériau, d'une part, de la première paroi latérale 5a d'enveloppe de la voilure, et, d'autre part, d'amenée du matériau de la seconde paroi latérale 5b d'enveloppe.
Ces postes 24a et 24b comportent des rails de guidage respectivement 8a et 8b permettant le déplacement en translation de rouleaux 25a et 25b d’alimentation des deux matériaux de par rapprochement ou écartement relatif des dits postes 24a et 24b l'un par rapport à l'autre, de part et d'autre des rangées de fils 4.
L’extrémité libre de chaque matériau d’enveloppe est maintenue au moyen des éléments de maintien 9a, 9b, ici en forme de rouleaux fendus.
Des pieds 10a et 10b presseurs sont également disposés de part de d'autre des rangées de fils 4. Ces pieds sont ici également des supports de moyens de soudage ou de bandes 6 de collage aptes à venir plaquer alternativement les rangées de fils respectivement contre la face intérieure de la paroi 5a et la face intérieure du matériau de la paroi 5b, c'est-à-dire que lorsqu'un pied presseur 10a ou 10b est en action l'autre est dégagé pour ne pas gêner l'action en cours.
La bande 6 peut éventuellement être placée sur ces pieds presseurs avant qu'ils ne se mettent en mouvement. Une fois les rangées de fils 4 amenées en position contre la face intérieure du matériau de la paroi latérale d’enveloppe, l'encollage ou le soudage soit des fils 4 soit de la bande 6 (qui peut être une bande de toile, adhésive ou revêtue de polymère thermoplastique) et les fils 4 est réalisé. Le rail 8a ou 8b associé à un galet presseur apporte le matériau respectivement de la première paroi 5a ou de la seconde paroi 5b et la presse contre les rangées de fils 4 et/ou la bande 6 pendant la durée de l'assemblage. Le pied support correspondant 10a ou 10b se retire alors, et se place à l'extérieur de la zone d'action. L'autre pied 10b ou 10a support se met alors en mouvement et répète l'opération sur la seconde face de la paroi de l'enveloppe.
Le maintien des rangées de fils 4 et de l'éventuelle bande 6 collées ou soudées durant la phase précédente peut être assuré par aspiration, le rail 8a ou 8b pouvant être équipé d'un système d'aspiration d'air (non représenté sur les figures). Un tel système d'aspiration permet de plaquer et d'assurer le maintien d'une rangée de fils 4 déjà soudée ou collée et éventuellement de la bande 6 de maintien correspondante contre les parois pendant le soudage ou le collage des fils 4 sur la paroi latérale opposée. Par exemple, comme schématisé à la figure 6, le maintien contre le galet presseur 13b du matériau de la paroi 5b et de la bande 6 est ainsi assuré pendant que le pied presseur 10b vient plaquer la rangée de fils 4 contre le galet presseur 13a (voir figure 6).
Le dispositif selon l'invention permet de moduler l'écartement e entre les postes 24a et 24b et donc entre les matériaux des parois 5a et 5b d’enveloppe et ainsi réaliser des enveloppes avec des profils aérodynamiques définis.
Claims (14)
1. Voilure en forme d’aile, à profil aérodynamique comprenant, entre son bord d’attaque et son bord de fuite, au moins une enveloppe souple fermée, comportant entre son extrémité avant côté bord d’attaque et son extrémité arrière côté bord de fuite une première paroi latérale (5a) et une seconde paroi latérale (5b), lesdites parois latérales étant écartées l’une de l’autre de part et d’autre de la corde (15) dudit profil et ménageant entre elles un espace intérieur apte à être gonflé pour former un profil rigide, caractérisée en ce que l’espace intérieur de l'enveloppe est équipé de rangées de fils (4), s’étendant de son extrémité avant côté bord d’attaque à son extrémité arrière côté bord de fuite et maintenus alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale (5a) et la face intérieure de la seconde paroi latérale (5b) de l’enveloppe par des moyens de fixation par collage ou soudage, lesdits fils collés ou soudés assurant l’écartement maximal entre les deux parois latérales à l’état gonflé de l'enveloppe.
2. Voilure selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque rangée de fils (4) est disposée suivant un agencement crénelé, en forme de créneaux dont les sommets correspondent aux zones de collage ou de soudage sur les faces intérieures des parois latérales (5a, 5b) de l’enveloppe, de préférence en formant un plan sensiblement parallèle à la corde dudit profil aérodynamique.
3. Voilure selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de collage ou de soudage des fils sur les faces intérieures de la première paroi latérale (5a) et de la seconde paroi latérale (5b) de l’enveloppe sont des bandes (6) de maintien disposées transversalement auxdits fils sur les faces intérieures desdites parois latérales, assurant le maintien de segments de fils et définissant un agencement « crénelé » de chaque rangée de fil 4.
4. Voilure selon la revendication 3, caractérisée en ce que, au contact de chacune des faces intérieures des parois latérales (5a, 5b) de l’enveloppe, chaque bande (6) de maintien plaque un segment de fil entre ladite bande et la face intérieure de ladite paroi latérale.
5. Voilure selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que, au contact de la face intérieure d’une paroi latérale de l’enveloppe, chaque bande (6) de maintien plaque un segment de fil d’une série de rangées de fils (4), ou de chaque rangée de fils, entre ladite bande 6 et la face intérieure de ladite paroi latérale.
6. Voilure selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite enveloppe est formée d’une pièce unique, en matériau souple, telle qu’une toile, repliée et fermée.
7. Voilure selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite enveloppe comprend au moins deux pièces en matériau souple, telles que des toiles, chacune constituant une paroi latérale de l’enveloppe, et dont les extrémités appliquées l’une contre l’autre, ferment ladite enveloppe d’une part côté bord de fuite et d’autre part côté bord d’attaque.
8. Procédé de fabrication de la voilure selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes successives suivantes :
- positionnement d’un matériau souple, tel qu’une toile, d’enveloppe de voilure selon deux parois latérales disposées en vis-à-vis,
- placement, entre les faces intérieures desdites parois latérales (5a,5b), de rangées de fils (4) tendus,
- collage ou soudure de segments de fils de chaque rangée de fils (4), alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale (5a) et la face intérieure de la seconde paroi latérale (5b),
- solidarisation des extrémités des parois d’enveloppe pour former une enveloppe fermée pouvant être gonflée,
- et gonflage de ladite enveloppe pour former un profil aérodynamique rigide.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’étape de collage ou de soudage est effectuée par application de bandes (6) de maintien collées ou soudées transversalement aux dites rangées de fils (4) alternativement sur la face intérieure de la première paroi latérale (5a) d’enveloppe et sur la face intérieure de la seconde paroi latérale (5b), chaque bande (6) de maintien plaquant un segment de fil entre ladite bande et la face intérieure de la paroi latérale correspondante.
10. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 8 ou 9 pour la fabrication de voilure selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu’il comprend, en combinaison :
-des rangées parallèles de fils tendus entre d’une part une zone de fixation (11) d’une extrémité desdits fils et d’autre part des bobines (12) de dévidement des fils à l’autre extrémité des fils.
-des postes (24a) d’amenée du matériau de la première paroi latérale d’enveloppe de la voilure et des postes (24b) d’amenée du matériau de la seconde paroi latérale d’enveloppe, comportant des rails de guidage (8a,8b) et étant disposés de part et d’autre des rangées de fils (4), lesdits postes étant mobiles en translation par rapprochement ou écartement relatifs l'un par rapport à l'autre,
-des pieds (10a, 10b) presseurs disposés de part et d’autre des rangées de fils (4), chaque pied presseur étant mobile en translation en direction des rangées de fils (4) et configuré pour appliquer par collage ou soudage des segments desdits fils sur la face intérieure de la paroi latérale d’enveloppe disposée du côté opposé de la rangée de fils.
-et des moyens d’avancement de l’ensemble « postes d’amenée de parois d’enveloppe-pieds presseurs » le long des rangées de fils au fur et à mesure de la fixation des fils sur les faces intérieures des parois d’enveloppe.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pieds (10a, 10b) presseurs supportent des buses de collage ou des moyens de soudure, et d’éventuelles bandes de maintien.
12. Dispositif selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les postes (24a, 24b) d’amenée des matériaux des parois latérales (5a, 5b) d’enveloppe de la voilure sont équipés d’un système d’aspiration d’air configuré pour plaquer et assurer le maintien d’une rangée de fils (4) déjà soudés ou collés sur une paroi latérale, et de la bande de maintien correspondante éventuelle, pendant le soudage ou le collage des fils sur la paroi latérale opposée.
13. Utilisation de la voilure selon l’une des revendications 1 à 7 pour la réalisation d’ailes à profil aérodynamique pour des engins à propulsion vélique tels que des navires ou des ailes de sustentation et/ou propulsion telles que les ailes de parapente ou de kite surf.
14. Utilisation de la voilure selon l’une des revendications 1 à 7 pour la réalisation de pales d’éoliennes.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1761087A FR3073817A1 (fr) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Voilure en forme d'aile, son procede de fabrication et dispositif associe, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins a propulsion velique ou sustentation velique |
| PCT/FR2018/052791 WO2019102097A1 (fr) | 2017-11-23 | 2018-11-09 | Voilure en forme d'aile, procédé de fabrication et dispositif associés, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins à propulsion vélique ou sustentation vélique |
| EP18827151.4A EP3713842B1 (fr) | 2017-11-23 | 2018-11-09 | Voilure en forme d'aile, procédé de fabrication et dispositif associés, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins à propulsion vélique ou sustentation vélique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1761087 | 2017-11-23 | ||
| FR1761087A FR3073817A1 (fr) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Voilure en forme d'aile, son procede de fabrication et dispositif associe, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins a propulsion velique ou sustentation velique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3073817A1 true FR3073817A1 (fr) | 2019-05-24 |
Family
ID=60955290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1761087A Pending FR3073817A1 (fr) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | Voilure en forme d'aile, son procede de fabrication et dispositif associe, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins a propulsion velique ou sustentation velique |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3713842B1 (fr) |
| FR (1) | FR3073817A1 (fr) |
| WO (1) | WO2019102097A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE319138C (de) * | 1917-06-14 | 1920-03-01 | Anthony H G Fokker | Neuerung an Segelfahrzeugen |
| GB2151199A (en) * | 1983-12-12 | 1985-07-17 | Zodiac | Inflatable sail or sail portion |
| FR3008381A1 (fr) * | 2013-07-12 | 2015-01-16 | Jean Luc Hauser | Profil aerodynamique gonflable, pour tout dispositif a portance ou propulsion velique |
-
2017
- 2017-11-23 FR FR1761087A patent/FR3073817A1/fr active Pending
-
2018
- 2018-11-09 EP EP18827151.4A patent/EP3713842B1/fr active Active
- 2018-11-09 WO PCT/FR2018/052791 patent/WO2019102097A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE319138C (de) * | 1917-06-14 | 1920-03-01 | Anthony H G Fokker | Neuerung an Segelfahrzeugen |
| GB2151199A (en) * | 1983-12-12 | 1985-07-17 | Zodiac | Inflatable sail or sail portion |
| FR3008381A1 (fr) * | 2013-07-12 | 2015-01-16 | Jean Luc Hauser | Profil aerodynamique gonflable, pour tout dispositif a portance ou propulsion velique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3713842B1 (fr) | 2021-08-18 |
| EP3713842A1 (fr) | 2020-09-30 |
| WO2019102097A1 (fr) | 2019-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0202271B1 (fr) | Aile propulsive a armature gonflable | |
| CA2933347C (fr) | Voilure gonflable deployable | |
| FR2461644A1 (fr) | Structure de voilure | |
| EP3221138B1 (fr) | Structure gonflable avec peau etanche multicouche et procédés de réalisation de celle-ci | |
| EP2257665B1 (fr) | Structure tissée et panneau ou récipient comportant une telle structure | |
| EP0171325B1 (fr) | Dispositif de fabrication par bobinage filamentaire d'une enveloppe creuse et enveloppe obtenue à l'aide du dispositif | |
| EP3117034B1 (fr) | Préforme tissée pour réaliser un renfort circonférentiel ou torique à section en omega | |
| EP2260133B1 (fr) | Procédé de tissage et métier à tisser pour la mise en oeuvre de ce procédé | |
| JP2009287514A (ja) | 風車翼及び風車翼の製造方法 | |
| EP3713842B1 (fr) | Voilure en forme d'aile, procédé de fabrication et dispositif associés, ainsi que ses utilisations, notamment pour les engins à propulsion vélique ou sustentation vélique | |
| EP3768590B1 (fr) | Aile souple comportant une entrée d'air active et une entrée d'air passive | |
| WO2012080668A1 (fr) | Dispositif de rangement de grand-voile comprenant un sac de rangement de grand-voile se fixant a la bome d'un voilier | |
| FR3008382A1 (fr) | Voilure en forme d'aile d'avion pour engin a propulsion velique | |
| EP3718751A1 (fr) | Procédé defabrication d'une structure gonflable | |
| EP2572874B1 (fr) | Composites, leur procédé de préparation et les voiles de vol les comprenant | |
| EP0151591B1 (fr) | Greement, notamment pour planche a voile | |
| FR2950083A1 (fr) | Coupon de tissu et utilisation d'un tel coupon pour constituer une laize d'une structure gonflable, notamment d'un spinnaker | |
| EP3170650B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une bande composite et installation de production correspondante pour la production d'une voile de bateau | |
| FR3051766A1 (fr) | Aile a diedre negatif de traction d’une charge | |
| WO1988000152A1 (fr) | Aile pliable, notamment pour le vol de pente | |
| FR3123308A1 (fr) | Elément de propulsion vélique, Véhicule à propulsion vélique | |
| EP3019395B1 (fr) | Voile de propulsion a profil en aile d'avion | |
| BE459199A (fr) | ||
| FR2747991A1 (fr) | Voile perfectionnee | |
| FR2504489A1 (fr) | Parachute a voilure planante perfectionne |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190524 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |