WO1994029168A1 - Greement comportant une voilure non supportee par un mat et hydroptere pourvu d'un tel greement - Google Patents

Greement comportant une voilure non supportee par un mat et hydroptere pourvu d'un tel greement Download PDF

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Louis Rivieccio
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Louis Rivieccio
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • 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
    • B63H9/069—Kite-sails for vessels

Definitions

  • Rigging comprising a wing not supported by a mast and ydroptère provided with such a rigging.
  • the present invention relates to a qréement supported by a structure, such as a hull or chassis, and comprising a blade whose lower edge is stretched along a horizontal rudder mounted to pivot relative to said structure.
  • a qréement is suitable for enqins moving on water or on land, such as various boats, sand yachts, etc.
  • the invention also relates more specifically to the application of the proposed rigging to a hydrofoil.
  • the airfoil 3 (FIG. 2) comprises a frame (2) formed by a vertical mast and a horizontal crosspiece (page 1, line 21), without rigid mooring of the resulting structure (page 1, lines 17-18) on the vehicle fitted with it.
  • the present invention provides a different qréement of this known rigging in the sense that it does not have a mast for the wing support and in that the lifter is rigidly moored on the structure supporting the rigging.
  • the rigid mooring of the spreader in the structure supporting the qrement allows the wing to be curved, which it is not possible to do in the case of FR-A-2,569,159.
  • the lifter of the rigging according to the invention is adapted to pivot substantially over 360 ° around a pivot which is central to it, its position relative to the structure supporting the qrement can thus be such that the wing is oriented to the right, to the left, or in the axis of said structure.
  • the airfoil has pulling points to which tension sheets are fixed and, preferably, the mutual spacing between said sheets is maintained by means offered by said lifter.
  • the lifter is hollow and the means which it offers, to said tension sheets, for maintaining their mutual spacing, are accesses distributed over its lengthwise, which accesses make it possible to group inside said lifter towards a common exit, the ends of the sheets opposite their point of pull on the wing.
  • the upper part of said wing is associated with one or more chambers comprising means for admitting a gas lighter than air and means for exhausting said gas.
  • the gas used can for example be helium.
  • the said chamber or chambers when they are in service, that is to say inflated, pull the whole of the airfoil upwards and this arrangement guarantees that the airfoil always remains above the hull or the water, when the equipped vehicle is a boat, or always remains above the chassis or the ground, when the equipped vehicle is a land vehicle.
  • the said chamber or chambers form an integral part of the airfoil.
  • the said chamber or chambers can be attached to the wing.
  • the invention is particularly applicable to boats of the hydrofoil type, in particular to those having a hull carried, at the front, by a rostrum and at the rear by two lateral fins.
  • the pivot of the lifter is advantageously located substantially in the axis of said ailerons, although other positions can be studied.
  • hydrofoil is a boat capable, from a certain speed, of navigating in the planed position.
  • the hydrofoil according to the invention uses propulsion turbines only for navigation in shallow waters.
  • the hydrofoil according to the invention has the originality of being powered by wind. Details on the two modes of propulsion will be given later.
  • the hydrofoil consists of a hull 1 supported at the front by a rostrum 2 and, at the rear, by two lateral fins 3a, b.
  • the free end of the rostrum 2 and the fins 3a, b is provided with a rocket 4 equipped, on the trailing edge side, with a hydrojet 5, laterally with two depth control fins 6a, b and axially with a fin. 25 forming qouvernail.
  • the fins 6a, b are used to correct the attitude of the hydrofoil, in heeling correction, or to regulate the overflight of the hydrofoil above the surface of the water relative to the state of the sea. rostrum 2 and the fins 3a, b are orientable so as to have the minimum draft for maneuvers in shallow water.
  • a cockpit 7 is provided in the cogue 1.
  • the shape of the shell 1 is chosen according to the use. It can be very tapered for models speed or competition onoplaces. It can alternatively be fitted out for yachting or for crews of several members, with cabin or not.
  • the shell 1 offers, in the axis of the ailerons 3a, b, a pivot point 8 to a base 9 secured to a cross-bar 10 horizontal. This base is received in a well provided in the shell and a physical connection exists between said base 9 and said well.
  • the lifter 10 does not pivot freely: its rotation is ensured by a rack, itself actuated by an electric motor. It is thus oriented, and maintained in the desired orientation, by the pilot by means of a remote control.
  • the lifter 10 is hollow and it offers access passages 11 to 15 to tension sheets fixed to pulling points provided on a wing 16. More specifically, the passage 11 receives three sheets 17a, 17c, 17b fixed to pull points provided on the lateral edge of the blade, respectively at 27 on its lower edge 18, at 28 on its upper edge 19 and at an intermediate level at 20. Similarly, the passage 12 receives three sheets 21a, 21c, 21b fixed to pulling points provided on a line parallel to the lateral edge of the blade, respectively at 22 on its lower edge 18, at 23 on its upper edge 19 and at an intermediate level at 24. The same applies to other passages 13 to 15. The ends of sheets 17a-c, 21a-c, etc. emerge from the lifter 10 towards the cockpit 7.
  • the sheets 17a-c, 21a-c, etc. are tensioned on pulleys to ensure the highest maneuverability. Chague listening is connected to an electrical winch. All winches are remotely controlled from the cockpit.
  • the remote control takes the form of movable joysticks whose relative position visually determines a curve, which curve directly reflects the corresponding curvature of the wing.
  • the pilot can act instantly and easily on the main curvature that he wants to give to his wing, then perfect the joystick by joystick adjustment, if necessary, to obtain the greatest propulsion efficiency.
  • the servo-control for the rotation of the lifter 10 is remote-controlled from the cockpit. It is directly related to the direction of the wind and the course followed by the boat, since according to the position of the spreader will be defined the curvature of the wing, which must correspond to the pace.
  • the wing 16 comprises chambers 24a-d provided with intake and exhaust means for a gas lighter than air controlled from the cockpit.
  • the chambers 24a-c are of course connected, for admission, to a reserve of gas contained in the hull and the exhaust takes place in the atmosphere.
  • the inclination that is to say the angle formed by sheets 17a-c, 21a-c, etc. with the deck 26 of the boat, is a function of the force of the wind, compensated by the more or less intense inflation of the chambers 24a-d.
  • the airfoil 16 shown is rectangular, but this shape is not imperative. It is possible to consider other shapes, such as triangular or square, or even in a spinnaker.
  • the sail can be fitted with stiffening slats.
  • the turbines of hydrojets 5 allow the propulsion of the boat and the energy is supplied by a generator located in the extreme rear part of the hull.
  • the turbines operate as generators and are used to charge accumulator batteries which provide the energy necessary for the operation of the winches and, in a way general, to all remote controls.
  • rocket, turbine, generator, elevator, and vertical control servos are remotely controlled from the cockpit by joysticks or by the helm, for rudders.

Abstract

Le gréement qui est supporté par une structure (coque (1) ou châssis), comporte une voilure (16) dont le bord inférieur (18) est tendu le long d'un palonnier horizontal (10) monté pivotant par rapport à ladite structure. Le gréement est dépourvu de mât pour le support de la voilure et le palonnier (10) est amarré rigidement sur ladite structure (1). La partie supérieure de la voilure (16) est associée à une ou plusieurs chambres (24a-d) comportant des moyens d'admission d'un gaz plus léger que l'air et des moyens d'échappement dudit gaz. Le gréement convient aussi bien aux engins se déplaçant sur l'eau que sur terre.

Description

Gréement comportant une voilure non supportée par un mât et ydroptère pourvu d'un tel gréement.
La présente invention concerne un qréement supporté par une structure, telle que coque ou châssis, et comportant une voilure dont le bord inférieur est tendu le lonq d'un palonnier horizontal monté pivotant par rapport à ladite structure. Un tel qréement convient aux enqins se déplaçant sur eau ou sur terre, tels qu'embarcations diverses, chars à voile, etc.. L'invention concerne également plus spécifiquement l'application du gréement proposé à un hydroptère.
On connaît, d'après FR-A- 2 569 159 un dispositif de propulsion éolienne dans lequel la voilure 3 (figure 2) comporte une armature (2) formée d'un mât vertical et d'une traverse horizontale (page 1, ligne 21) , sans amarrage rigide de la structure résultante (page 1, liqnes 17-18) sur l'engin qui en est équipé.
La présente invention apporte un qréement différent de ce gréement connu en ce sens qu'il est dépourvu de mât pour le support de voilure et en ce sens que le palonnier est amarré rigidement sur la structure supportant le gréement.
Il a certes été proposé antérieurement à l'invention de munir un engin d'une voile non supportée par un mât, mais il s'agit d'une sorte de voile de parachute et dont le bord inférieur est resserré sur une largeur relativement faible. Les essais n'ont pas été concluants, une telle voile en raison de sa configuration n'ayant d'effet utile que dans des conditions particulières de vent relatif.
L'amarrage riqide du palonnier dans la structure supportant le qréement permet de galber la voilure, ce qu'il n'est pas possible de faire dans le cas de FR-A-2 569 159.
Le palonnier du gréement selon l'invention est adapté à pivoter sensiblement sur 360° autour d'un pivot qui lui est central, sa position par rapport à la structure supportant le qréement pouvant ainsi être telle que la voilure soit orientée à droite, à gauche, ou dans l'axe de ladite structure.
De cette manière, il est possible d'orienter la voilure en fonction des besoins, ladite voilure étant efficace dans toutes les allures où la route remonte le vent, depuis le "plus près bon plein" jusqu'"au plus près serré".
La voilure présente des points de tire auxquels sont fixées des écoutes de tension et, de préférence, l'écartement mutuel entre lesdites écoutes est maintenu par des moyens offerts par ledit palonnier.
Dans la pratique, le palonnier est creux et les moyens qu'il offre, auxdites écoutes de tension, pour le maintien de leur écartement mutuel, sont des accès répartis sur sa lonqueur, lesquels accès permettent de regrouper à l'intérieur dudit palonnier vers une sortie commune, les extrémités des écoutes opposées à leur point de tire sur la voilure.
Dans une forme d'exécution préférée, la partie supérieure de ladite voilure est associée à une ou plusieurs chambres comportant des moyens d'admission d'un gaz plus léger que l'air et des moyens d'échappement dudit gaz.
Le gaz utilisé peut être par exemple de l'hélium.
Ces chambres, lorsqu'elles sont en service, c'est-à-dire qonflées, tirent l'ensemble de la voilure vers le haut et cette disposition garantit que la voilure reste toujours au-dessus de la coque ou de l'eau, lorsque l'engin équipé est une embarcation, ou reste toujours au-dessus du châssis ou du sol, lorsque l'engin équipé est un engin terrestre. Dans une forme de réalisation possible, la ou lesdites chambres font partie intégrante de la voilure. En variante, la ou lesdites chambres peuvent être rapportées sur la voilure.
L'invention est particulièrement applicable aux embarcations du type hydroptère, en particulier à celles ayant une coque portée, à l'avant, par un rostre et à l'arrière par deux ailerons latéraux. Dans ce cas, le pivot du palonnier est avantaqeusement situé sensiblement dans l'axe desdits ailerons, bien que d'autres positions puissent être étudiées.
L'invention est décrite ci-après par référence à la planche unique du dessin annexé qui montre, en perspective, un hydroptère équipé du gréement selon l'invention.
On sait qu'un hydroptère est une embarcation capable, à partir d'une certaine vitesse, de naviguer en position déjaugée.
A la différence des hydroptères connus, cependant, qui sont uniquement propulsés à l'aide de turbines, l'hydroptère selon l'invention n'utilise les turbines en propulsion que pour la navigation en eaux peu profondes. Autrement dit, 1'hydroptère selon l'invention a l'originalité d'être à propulsion éolienne. Des détails sur les deux modes de propulsion seront donnés plus loin.
Comme on le voit, l'hydroptère est constitué d'une coque 1 supportée à l'avant par un rostre 2 et, à l'arrière, par deux ailerons latéraux 3a,b. L'extrémité libre du rostre 2 et des ailerons 3a,b est pourvue d'une fusée 4 équipée, côté bord de fuite, d'un hydrojet 5, latéralement de deux ailettes de commande de profondeur 6a,b et axialement d'une dérive 25 formant qouvernail.
Les ailettes 6a,b servent à corriger l'assiette de 1 'hydroptère, en correction de gîte, ou pour régler le survol de 1*hydroptère au dessus de la surface de l'eau par rapport à l'état de la mer. Le rostre 2 et les ailerons 3a,b sont orientables de façon à avoir le minimum de tirant d'eau pour les manoeuvres en eaux peu profondes.
Un poste de pilotage 7 est ménagé dans la cogue 1.
La forme de la coque 1 est choisie en fonction de l'usage. Elle peut être très effilée pour les modèles onoplaces de vitesse ou de compétition. Elle peut en variante être aménaqée pour la plaisance ou pour des équipages de plusieurs membres, avec cabine ou non. La structure décrite jusqu'ici est connue. Selon l'invention, la coque 1 offre, dans l'axe des ailerons 3a,b, un point de pivot 8 à un socle 9 solidarisé à un palonnier 10 horizontal. Ce socle est reçu dans un puits prévu dans la coque et une liaison matérielle existe entre ledit socle 9 et ledit puits. Le palonnier 10 ne pivote pas librement : sa rotation est assurée par une crémaillère, elle-même actionnée par un moteur électrique. Il est ainsi orienté, et maintenu dans l'orientation voulue, par le pilote au moyen d'une télécommande.
Le palonnier 10 est creux et il offre des passages d'accès 11 à 15 à des écoutes de tension fixées à des points de tire prévus sur une voilure 16. Plus précisément, le passage 11 reçoit trois écoutes 17a, 17c, 17b fixées à des points de tire prévus sur la bordure latérale de la voilure, respectivement en 27 sur son bord inférieur 18, en 28 sur son bord supérieur 19 et à un niveau intermédiaire en 20. De façon similaire, le passage 12 reçoit trois écoutes 21a, 21c, 21b fixées à des points de tire prévus sur une ligne parallèle à la bordure latérale de la voilure, respectivement en 22 sur son bord inférieur 18, en 23 sur son bord supérieur 19 et à un niveau intermédiaire en 24. Il en va de même des autres passages 13 à 15. Les extrémités des écoutes 17a-c, 21a-c, etc. émergent du palonnier 10 vers le poste de pilotage 7.
A l'intérieur du palonnier 10, les écoutes 17a-c, 21a-c, etc. sont tendues sur des poulies afin d'assurer la manoeuvrabilité la plus élevée. Chague écoute est reliée à un winch électrigue. Tous les winchs sont télécommandés depuis le poste de pilotage. De préférence, la télécommande revêt la forme de manettes déplaçables dont la position relative détermine visuellement une courbe, laquelle courbe reflète directement la courbure correspondante de la voilure. Ainsi, en déplaçant les manettes, le pilote peut agir instantanément et facilement sur la courbure principale qu'il veut donner à sa voilure, puis parfaire le réglage manette par manette, si besoin est, pour obtenir la plus grande efficacité de propulsion.
La servocommande de rotation du palonnier 10 est télécommandée depuis le poste de pilotage. Elle est directement liée à la direction du vent et à la route suivie par l'embarcation, puisqu'en fonction de la position du palonnier sera définie la courbure de la voilure, qui doit correspondre à l'allure.
A sa partie supérieure, la voilure 16 comporte des chambres 24a-d munies de moyens d'admission et d'échappement pour un gaz plus léger que l'air commandés depuis le poste de pilotage. Les chambres 24a-c sont bien entendu reliées, pour l'admission, à une réserve de gaz contenue dans la coque et l'échappement se fait à l'atmosphère.
L'inclinaison, c'est-à-dire 1 'anqle formé par les écoutes 17a-c, 21a-c, etc. avec le pont 26 de l'embarcation, est fonction de la force du vent, compensée par le gonflage plus ou moins intense des chambres 24a-d.
La voilure 16 représentée est rectangulaire, mais cette forme n'est pas impérative. Il est possible d'envisager d'autres formes, telles que triangulaires ou carrées, voire même en spinnaker. La voile peut être équipée de lattes de rigidification.
En navigation en eaux peu profondes, les turbines des hydrojets 5 permettent la propulsion de l'embarcation et l'énergie est fournie par un groupe électrogène situé dans la partie arrière extrême de la coque.
En navigation à propulsion éolienne, les turbines fonctionnent en générateurs et servent à charger des batteries d'accumulateurs qui fournissent l'énergie nécessaire à la manoeuvre des winchs et, d'une manière générale, à toutes les télécommandes.
Toutes les servocommandes des fusées, turbines, générateurs, ailettes de profondeur et gouvernes verticales, ainsi que le gonflage des chambres de la voilure, sont télécommandés depuis le poste de pilotage par des manettes ou par la barre, pour les gouvernails.
Enfin, la presque totalité des servocommandes peut être automatisée et intégrée dans une centrale de coordination qui, à partir d'une simple modification de la route par la barre, va, en fonction de la direction du vent, puis de la gîte, enqendrer toutes les autres manoeuvres y compris la hauteur de survol.
Bien que l'invention ait été décrite en détail en se référant à un hydroptère, l'invention peut recevoir d'autres applications :
- sur chars à voile, se déplaçant sur trois roues, sur le sol ;
- sur enqins de plages, tels gue planches à voile ;
- sur tous les bateaux de plaisance à propulsion éolienne ;
- sur les grands coursiers bâtis pour les grandes épreuves de voile, et tout spécialement pour les multicogues ;
- sur les grands paquebots et jusqu'aux grands tankers et autres pétroliers géants : contrairement aux tentatives décevantes qui ont été faites de pourvoir de tels bâtiments de qrée ents classiques, le gréement selon l'invention est très prometteur dans cette application, par son rendement considérablement accru du fait de l'absence de mât et des possibilités d'atteindre des superficies de voilure jamais égalées. Cette application serait surtout appréciée sur les plan des économies d'énergies et sur le plan de sa nature non polluante.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Gréement supporté par une structure (1) et comportant une voilure (16) dont le bord inférieur (18) est tendu le long d'un palonnier horizontal (10) monté pivotant par rapport à ladite structure, caractérisé en ce que le gréement est dépourvu de mât pour le support de la voilure et en ce que le palonnier (10) est amarré rigidement sur ladite structure (1) .
2 - Gréement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palonnier est adapté à pivoter sensiblement sur
360° autour d'un pivot qui lui est central (9).
3 - Gréement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la voilure (16) présente des points de tire (27,20,28 ; 22,24,23) auxquels sont fixées des écoutes de tension (17a-c, 21a-c) dont l'écartement mutuel est maintenu par des moyens (11-15) offerts par ledit palonnier (10) .
4 - Gréement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit palonnier (10) est creux et en ce qu'il offre, auxdites écoutes de tension (17a-c, 21a-c) , des accès (11-15) répartis sur sa longueur, lesquels accès permettent de regrouper à l'intérieur dudit palonnier vers une sortie commune, les extrémités des écoutes opposées à leur point de tire sur la voilure.
5 - Gréement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie supérieure de ladite voilure (16) est associée à une ou plusieurs chambres (24a-d) comportant des moyens d'admission d'un gaz plus léger que l'air et des moyens d'échappement dudit gaz.
6 - Gréement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la ou lesdites chambres (24a-d) font partie intégrante de la voilure.
7 - Gréement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la ou lesdites chambres sont rapportées sur la voilure. 8 - Hydroptère équipé du gréement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9 - Hydroptère selon la revendication 8, ayant une coque (1) portée, à l'avant, par un rostre (2) et à l'arrière par deux ailerons latéraux (3a,b) , caractérisé en ce que le pivot (8) du palonnier (10) est sensiblement dans l'axe desdits ailerons.
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