FR3113646A3

FR3113646A3 - Cerf-volant de traction

Info

Publication number: FR3113646A3
Application number: FR2008933A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2022-03-04

Abstract

Dispositif de traction par le vent comportant à la fois une voilure assurant sa sustentation dans l’air et une voilure tournante comme une hélice. Les pales de l’hélice, lorsqu’elles tournent autour de leur axe de rotation, ont une vitesse relative par rapport au vent qui est plus importante que la vitesse du vent, et provoquent donc une force de traction supérieure. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 ]

Description

Cerf-volant de traction

Le domaine est celui de la traction des véhicules, en particulier des navires, par le vent.

On connait un dispositif souvent dénommé « kite surf » composé d’une planche à voile reliée à un cerf-volant par des lignes de traction. Pour augmenter la traction d’une telle voilure, il est connu de provoquer - par tractions successives sur ses lignes de traction – son déplacement latéral alternativement plus verticalement et plus horizontalement, afin que la vitesse de son déplacement par rapport à l’air augmente. La force générée par le vent sur une voile étant proportionnelle au carré de sa vitesse, on augmente ainsi la force propulsive de l’engin.

Certains auteurs expliquent l’augmentation de la force propulsive par le fait que l’aile, en se déplaçant ainsi, couvre une plus grande surface que sa surface propre, ce qui revient à peu près au même.

Le pilote d’une planche à voile tractée passe son temps à tirer alternativement sur deux lignes de traction de sa voilure. Pour adapter ce système à la propulsion des cargos et autres bateaux, il est connu de faire appel à l’intelligence artificielle afin de générer ces tractions successives en tenant compte de la position du cerf-volant, afin d’éviter qu’il ne tombe à l’eau.

Problème technique

L’objectif de la présente invention est de se passer de manipulations par un pilote ou par un mécanisme géré par intelligence artificielle pour obtenir l’augmentation de force propulsive provoquée par le déplacement latéral d’une voilure dans l‘air.

L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 3 qui représentent toutes des dispositifs selon l’invention.

est une vue en perspective d’un dispositif comprenant une voilure de sustentation 1 et une voilure tournante 2 tournant librement autour d’un axe 3.

est une vue en perspective d’un bateau 5 relié par un ensemble de lignes de traction 4 à un dispositif selon l’invention, similaire à celui de la figure 1 mais muni d’une seconde voilure tournante 2B qui tourne dans le sens opposé à la première voilure tournante 2.

est une vue en perspective d’un bateau 5 relié par un ensemble de lignes de traction 4 à un dispositif selon l’invention composé d’une voilure de sustentation1 qui est une aile, munie de deux hélices 2 et 2A situées aux extrémités de la voilure de sustentation. Les lignes de traction sont reliées au sommet d’un mât pivotant 6 qui peut s’aligner sensiblement avec elles sous la force de traction exercée par le dispositif selon l’invention.

La présente invention est un dispositif de traction par le vent caractérisé en ce qu’il comporte une voilure dite voilure de sustentation (1) fournissant une portance verticale assurant sa sustentation dans l’air et une voilure tournante (2) dite voilure de puissance comme une hélice pouvant tourner autour de son axe (3).

Description détaillée de l’invention

Le principe de la présente invention consiste à munir le dispositif de traction d’une voilure dont la vitesse de déplacement par rapport à l’air soit plus grande que celle du dispositif de traction lui-même.

Un simple cerf-volant, non directionnel, jour le rôle de voilure de sustentation, et s’élève verticalement sous le vent de son point de liaison au sol (qui peut être un utilisateur),

En munissant cette voilure de sustentation 1 d’une hélice 2 dont l’axe de rotation peut être orienté sensiblement dans le lit du vent, et en laissant cette hélice tourner librement, les pales de l’hélice acquièrent une vitesse plus importante par rapport à l’air, et leur portance devient supérieure à celle de pales fixes de mêmes caractéristiques géométriques et en particulier de même surface. La tension sur la ou les lignes de traction 4 est augmentée, et la vitesse d’un véhicule tracté par le dispositif est par conséquence également augmentée.

Une telle disposition fonctionne au vent arrière ainsi qu’aux allures portantes, mais ne permet pas de remonter au vent car à ces allures, la ou les lignes de traction 4 tireraient le véhicule 5 en marche arrière. Il faut donc déplacer le dispositif de traction vers l’avant du véhicule pour qu’il le tire vers l’avant. Cela peut être réalisé en le munissant d’une voilure dite voilure de direction fournissant une portance non verticale, par exemple sensiblement horizontale.

De très nombreuses architectures peuvent être conçues par l’homme de l’art, tant pour le choix de la voilure de portance, que pour la voilure d’orientation et pour la voilure de puissance, ainsi que pour la façon de les combiner entre elles. La voilure de sustentation et/ou ladite voilure de direction et/ou ladite voilure de puissance peuvent évidemment former une voilure unique.

Il est avantageux de faire tourner la voilure de puissance le plus rapidement possible, pour augmenter sa vitesse relative par rapport au vent, mais rien ne s’oppose à ce qu’elle soit munie d’un moyen de production d’énergie, par exemple électrique comme un alternateur. Un tel moyen ralentit la rotation de l’hélice, ce qui peut s’avérer utile lorsque la vitesse de cette rotation est supérieure à celle pouvant être supportée par la voilure de puissance en raison d’un vent trop fort, et aussi lorsque l’on souhaite produire de l’électricité, en particulier lorsque le véhicule est à l’arrêt.

Lorsque le dispositif selon l’invention comporte deux voilures tournantes, celles-ci tournent avantageusement dans des directions opposées.

Le dispositif selon l’invention peut être réalisé entièrement ou en partie par une ou plusieurs structures gonflables dont la rigidité augmente lorsqu’elles sont suffisamment gonflées. De telles structures gonflables peuvent aussi être utilisées pour épaissir le bord d’attaque de la voilure de sustentation et/ou de la voilure de direction.

Le dispositif est avantageusement flottant, et sa position lorsqu’il flotte sur l’eau est avantageusement telle que le vent provoque sa sustentation dans l’air à partir de cette position.

Pour éviter d’avoir à faire flotter le dispositif de traction sur l’eau ou à la déposer sur le sol avant qu’il ne prenne le vent et propulse le véhicule, il est avantageux de l’attacher à un mât 6, de telle sorte qu’il se situe toujours au dessus du véhicule, par exemple du pont du bateau.

Les lignes de traction passent par le sommet du mât, et avantageusement aussi par un point proche de sa fixation au véhicule, pour que le mât s’aligne avec elles lorsque la voile prend le vent. Ces lignes de traction peuvent coulisser à l’intérieur d’un point situé en haut du mât

Avantageusement, ce mât est fixé au véhicule par une rotule ou un dispositif mécanique équivalent, et un ou plusieurs rappels élastiques le maintiennent dans une position de repos. Ce ou ces rappels élastiques le maintiennent avantageusement dans une position dans laquelle son axe longitudinal fait un angle inférieur à 45° avec la verticale, ou même dans une position sensiblement verticale.

Il peut s’aligner avec l’ensemble des lignes de traction (4) sous la force exercée par le vent sur le dispositif de traction pour minimiser le couple de piqué ou de gite qu’il peut transmettre au véhicule, comme représenté à la figure 3.

Il est cependant avantageux de munir le dispositif d’un moyen permettant de limiter le débattement de la position du mât autour de son point de fixation au véhicule, pour stabiliser l’ensemble.

Dans une version perfectionnée le mât a une longueur variable. Il peut par exemple comporter une partie télescopique ou avoir une longueur élastiquement variable.

Sa longueur minimale est avantageusement telle que son extrémité opposée à son point de fixation au véhicule soit à l’intérieur de la surface supérieure du véhicule. Cela permet de fixer facilement le dispositif selon l’invention à ses lignes de traction.

Il est aussi avantageux que cette longueur minimale du mât soit telle qu’une extrémité du dispositif selon l’invention peut être déplacée pour se situer à l’intérieur de la surface supérieure du véhicule, car cela permet de le préparer et le cas échéant de le gonfler sans qu’il soit soumis à la saleté du sol ou aux vagues si le véhicule est un bateau.

Dans une version perfectionnée, non représentée, le mât est muni d’un moyen de rangement du dispositif de traction. Le mât peut par exemple être creux, servant de chaussette permettant de ranger tout ou partie du dispositif de traction, comme une chaussette à spi que connaissent bien les plaisanciers, lesquelles se présentent généralement sous la forme d’un tube souple ou rigide.

Le dispositif selon l’invention peut aussi comporter un moyen de déplacement du point d’attache au véhicule des lignes de traction, vers l’avant et/ou vers l’arrière du véhicule, afin de modifier l’emplacement du centre de voilure, longitudinalement par rapport au centre de dérive du véhicule (de la coque s’il s’agit d’un bateau).

En déplaçant ce point d’attache, on déplace aussi longitudinalement le point d’application de la force vélique sur le véhicule, ce qui permet de se passer de moyen de commande de direction comme un gouvernail, comme sur une planche à voile. Au vent arrière, on peut déplacer latéralement ce point d’attache, qui est le point d’application de la force vélique sur le véhicule, pour orienter le déplacement du véhicule.

Pour cela, on peut aussi bien déplacer directement le haut ou le bas du mât, que son orientation par rapport à son point de fixation au véhicule. On peut aussi provoquer une telle modification en déplaçant le point de tire des lignes de traction sur le véhicule.

L’invention est aussi un véhicule muni d’un ou plusieurs dispositifs de traction par le vent comme ceux décrits plus haut.

Elle est aussi le procédé de traction d’un véhicule par le vent qui consiste à tirer un véhicule avec l’un des dispositifs de traction par le vent décrits plus haut.

Claims

Dispositif de traction par le vent caractérisé en ce qu’il comporte une voilure dite voilure de sustentation (1) fournissant une portance verticale assurant sa sustentation dans l’air et une voilure tournante (2) dite voilure de puissance comme une hélice pouvant tourner autour de son axe (3).
Dispositif de traction par le vent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est également muni d’une voilure dite voilure de direction fournissant une portance non verticale.
Dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite voilure de sustentation et/ou ladite voilure de puissance et/ou ladite voilure de direction forment une voilure unique.
Dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est muni d’un moyen de production d’énergie comme un alternateur.
Dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte deux voilures tournantes tournant dans des directions opposées.
Dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications précédentes relié à un véhicule (5) par des lignes de traction (4), caractérisé en ce que lesdites lignes de traction sont fixées au sommet d’un mât (6) dont un point comme par exemple une extrémité est fixé sur ledit véhicule.
Dispositif de traction par le vent selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit mât est fixé audit véhicule par une rotule ou un dispositif mécanique équivalent.
Dispositif de traction par le vent selon la revendication 7 caractérisé en ce qu’un ou plusieurs rappels élastiques maintiennent ledit mât dans une position de repos et peut s’aligner avec l’ensemble des lignes de traction (4) sous la force exercée par le vent sur ledit dispositif de traction.
Véhicule (5) caractérisé en ce qu’il est muni d’un dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Procédé de traction d’un véhicule par le vent caractérisé en ce qu’il consiste à tirer un véhicule (5) avec un dispositif de traction par le vent selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.