WO1999022982A1 - Voilier de course ou de croisiere a mat implante - Google Patents

Voilier de course ou de croisiere a mat implante Download PDF

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Gilbert Leblanc
Halvard Mabire
Franck De Rivoyre
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    • B63B2015/0058—Masts characterized by mast configuration or construction with means for varying mast position or orientation with respect to the hull comprising active mast inclination means

Definitions

  • the present invention relates to a racing or cruising sailboat comprising a hull closed by a bridge and in which is installed the lower end of a mast carrying the wing.
  • the rigging of these sailboats usually consists of a mast and shrouds whose role is to maintain and consolidate it.
  • the object of the present invention is to propose a racing or cruising sailboat with an implanted mast of the aforementioned type capable of meeting these requirements.
  • Such a sailboat is characterized in that the mast is a tilting mast free of guying mounted pivotally mounted in particular on bearings around at least one essentially horizontal axis, this axis coinciding with the longitudinal axis of the hull; as a result of this port-starboard tilting ability, whatever the atmospheric conditions, the mast center of gravity can be placed in the wind, at the center of rotation of the sailboat, and the sail plane perpendicular to the air streams.
  • the mast is a rotating and tilting mast mounted pivoting about three axes, perpendicular to each other, namely a vertical axis, the port-starboard tilting axis and an essentially horizontal axis perpendicular to this tilt axis and can therefore be oriented in all directions.
  • a mast can advantageously be mounted on a ball-type bearing fixed at the deck of the sailboat; at the same time, its base can slide on a rail, preferably made of carbon, inserted at the bottom of the hull.
  • This configuration makes it possible to increase, on the one hand, the righting moment of the sailboat, following the displacement of the center of gravity of the mast in the wind thereof and, on the other hand, the aerodynamic propelling force since the mast can be oriented perpendicular to the air streams, and even develop a slight lift effect. At the same time, a reduction in drag is obtained taking into account the absence of shrouds.
  • the mast cooperates, by its lower end, with operating elements making it possible to orient and block it in a determined position.
  • Such an adjustment can be carried out manually by means of control levers made available to the coxswain. It is also possible to envisage providing an automatic control of the orientation of the mast from members for detecting the position of the sailboat cooperating with an electronic control system known in itself. It should be noted that during navigation, the forces exerted on the mast are taken up by the spherical bearing and by the operating members.
  • the mast can respectively tilt by an angle of ⁇ 45 ° around an essentially horizontal axis coinciding with the longitudinal axis of the hull and, if necessary, around an axis also essentially horizontal and perpendicular to this longitudinal axis.
  • the mast can tilt by an angle which can exceed ⁇ 90 ° around an essentially vertical axis perpendicular to the longitudinal axis of the hull.
  • the mast has a wing-shaped section; such a configuration is particularly advantageous on an aerodynamic level since it results in a significant reduction in drag or resistance to advancement, and in parallel on the structural level at the level of the rigidity of the mast: in fact, the canvas of the mainsail is then mounted so as to urge the mast according to its greatest inertia.
  • the lateral rigidity of the mast is ensured exclusively by the latter, in particular in the case of a wing profile.
  • FIG. 1 is a schematic view of a sailboat according to the invention
  • FIGS. 2a, 2b and 2c are diagrams showing the different pivot axes of the mast, - Figures 3a and 3b respectively represent a classic sailboat and a sailboat according to the invention during navigation.
  • the sailboat according to the invention essentially consists of a hull 1 which is closed by a bridge 2 at its upper part and is extended downwards by a keel 3, so as to ensure the flotation as well as a mast 4 installed in the hull 1 and carrying the wing not shown.
  • the mast 4 is mounted on a ball-type bearing 5 fixed at the level of the deck 2 and slides, by its lower end 6 on a carbon rail 7 inserted at the bottom of the hull; operating members not shown make it possible to orient the mast 4 and to block it in different angular positions from the cockpit.
  • the mast 4 can respectively tilt by an angle ⁇ around an axis perpendicular to the longitudinal axis xx 'of the shell 1 (Figure 2a), by an angle ⁇ around an axis coinciding with this longitudinal axis xx '( Figure 2b) or an angle ⁇ around an essentially vertical axis perpendicular to these two pivot axes ( Figure 2c).
  • the maximum tilt angles ⁇ , ⁇ are both 45 ° in one direction or another while the maximum angle ⁇ can possibly even exceed ⁇ 90 °.
  • the mast 4 has a section in the shape of a wing which makes it possible to guarantee maximum lateral rigidity taking into account the fact that the mainsail V shown diagrammatically urges the latter according to its greatest inertia.
  • the invention makes it possible to eliminate this drawback thanks to the windward orientation of the mast 4 which allows the displacement of the center of gravity G at the center of rotation of the boat thanks to the pivoting of this mast and thus to present the whole of the sail surface as a surface projected on a vertical plane and an orientation of the air streams at 90 ° to the sail.

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Abstract

Voilier de course ou de croisière comportant une coque (1) fermée par un pont (2), et dans laquelle est implantée l'extrémité inférieure d'un mât (4) portant la voilure, caractérisé en ce que le mât (4) est un mât basculant exempt de haubanage latéral, monté pivotant notamment sur paliers autour d'au moins un axe essentiellement horizontal, cet axe coïncidant avec l'axe longitudinal (x-x') de la coque (1) de sorte que, quelles que soient les conditions atmosphériques, son centre de gravité (G) puisse être placé au vent, au centre de rotation du voilier, et le plan de la voilure perpendiculaire aux filets d'air.

Description

« Voilier de course ou de croisière à mât implanté »
La présente invention a pour objet un voilier de course ou de croisière comportant une coque fermée par un pont et dans laquelle est implantée l'extrémité inférieure d'un mât portant la voilure.
On a pu observer, ces dernières années, un développement considérable de la navigation de plaisance et nombreux sont les particuliers qui ont déjà acquis ou envisagent d'acquérir un voilier. La flotte de plaisance actuelle est principalement constituée, en particulier dans le domaine des embarcations de taille moyenne, de voiliers habitables monocoques relativement peu onéreux et largement satisfaisants du point de vue du confort et des possibilités d'aménagement inté- rieur.
Le gréement de ces voiliers est habituellement constitué d' un mât et de haubans dont le rôle est de le maintenir et de le consolider.
L' apparition de voiliers dont la coque est non plus en bois mais dans des matériaux dits composites, en particulier des stratifiés (carbone époxy) a conduit à proposer au public des voiliers dans lesquels le mât est directement implanté dans la coque, ce qui permet de supprimer les haubans latéraux et donc de simplifier notablement la structure du bateau.
Une telle conception a, cependant, pour corollaire une augmentation importante du poids du gréement, vu que le mât doit ainsi être sensiblement plus lourd avec un centre de gravité situé très haut ; ceci est pénalisant et nuit dans une large mesure à la vitesse du bateau, en particulier lorsque le vent devient important.
Cette situation est d' autant plus désavantageuse que, notamment sous l'influence des grandes courses transocéaniques, de plus en plus de plaisanciers recherchent la performance sportive et souhaitent donc acquérir un voilier qui soit le plus rapide possible. La présente invention a pour objet de proposer un voilier de course ou de croisière à mât implanté du type susmentionné de nature à satisfaire à ces exigences.
Un tel voilier est caractérisé en ce que le mât est un mât basculant exempt de haubanage latéral monté pivotant notamment sur paliers autour d'au moins un axe essentiellement horizontal, cet axe coïncidant avec l'axe longitudinal de la coque ; par suite de cette faculté de basculement babord-tribord, quelles que soient les conditions atmosphériques, le centre de gravité du mât peut être placé au vent, au centre de rotation du voilier, et le plan de voilure perpendiculaire aux filets d'air.
Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le mât est un mât tournant et basculant monté pivotant autour de trois axes, perpendiculaires entre eux, à savoir un axe vertical, l'axe de basculement babord-tribord et un axe essentiellement horizontal perpendiculaire à cet axe de basculement et peut donc être orienté dans toutes les directions . Conformément à l'invention, un tel mât peut, avantageusement, être monté sur un palier de type rotule fixé au niveau du pont du voilier ; parallèlement, son pied peut coulisser sur un rail de préférence en carbone inséré en fond de coque . Cette configuration permet d'augmenter, d'une part, le couple de redressement du voilier, suite au déplacement du centre de gravité du mât au vent de celui-ci et, d'autre part, la force propulsive aérodynamique vu que le mât peut être orienté perpendiculairement aux filets d'air, et même développer un léger effet de portance . On obtient, parallèlement, une diminution de la traînée compte tenu de 1 ' absence de haubans .
Selon une autre caractéristique de l'invention, le mât coopère, par son extrémité inférieure, avec des orga- nés de manoeuvre permettant de l'orienter et de le bloquer dans une position déterminée.
Un tel réglage peut être effectué manuellement au moyen de leviers de commande mis à la disposition du barreur. On peut, également, envisager de prévoir une commande automatique de l'orientation du mât à partir d'organes de détection de la position du voilier coopérant avec un système d'asservissement électronique connu en lui-même. II est à noter qu'en cours de navigation, les efforts exercés sur le mât sont repris par le palier à rotule et par les organes de manoeuvre.
Selon une caractéristique non limitative de l'invention, le mât peut respectivement basculer d'un angle de ± 45° autour d'un axe essentiellement horizontal coïncidant avec l'axe longitudinal de la coque et, le cas échéant, autour d'un axe lui aussi essentiellement horizontal et perpendiculaire à cet axe longitudinal .
Selon une autre caractéristique non limitative de l'invention, le mât peut basculer d'un angle pouvant dépasser ± 90° autour d'un axe essentiellement vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal de la coque.
On a en effet pu établir qu'une telle faculté de basculement du mât autour de chacun de ses trois axes de pi- votement est suffisante pour s'adapter à toutes les conditions de navigation (gîte, tangage ou roulis) .
Selon une autre caractéristique de l'invention, le mât a une section en forme d'aile ; une telle configuration est particulièrement avantageuse sur un plan aérodynami- que vu qu'elle entraîne une diminution sensible de la traînée ou résistance à l'avancement, et parallèlement sur le plan structurel au niveau de la rigidité du mât : en effet, la toile de grand voile est alors montée de manière à solliciter le mât selon sa plus grande inertie. II est à noter que, conformément à l'invention, la rigidité latérale du mât est assurée exclusivement par celui-ci, en particulier dans le cas d'un profil en aile. La rigidité longitudinale peut, quant à elle, être « consolidée » par les drisses des voiles renvoyées vers l'arrière ou un hauban avant longitudinal à poste (étai) raidi par une bastaque si cet étai sert de support au guindant d'une voile d'avant par exemple. Les caractéristiques du voilier qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un voilier conforme à 1 ' invention,
- la figure la est une vue détaillée de la rotule et du pied du mât ,
- les figures 2a, 2b et 2c sont des schémas représentant les différents axes de pivotement du mât, - les figures 3a et 3b représentent respectivement un voilier classique et un voilier conforme à l'invention en cours de navigation.
Il est à noter que les figures représentent à titre d'exemple un mât basculant et tournant articulé sur ro- tule ; cette configuration bien que préférentielle ne doit bien entendu pas être considérée comme étant limitative de 1 ' invention.
Selon la figure 1, le voilier conforme à l'invention est essentiellement constitué d'une coque 1 qui est fermée par un pont 2 à sa partie supérieure et se prolonge vers le bas par une quille 3, de manière à assurer la flottaison ainsi que d'un mât 4 implanté dans la coque 1 et portant la voilure non représentée.
Plus précisément et selon la figure la, le mât 4 est monté sur un palier de type rotule 5 fixé au niveau du pont 2 et coulisse, par son extrémité inférieure 6 sur un rail en carbone 7 inséré en fond de coque ; des organes de manoeuvre non représentés permettent d'orienter le mât 4 et de le bloquer dans différentes positions angulaires à partir du cockpit .
Selon les figures 2a, 2b et 2c, le mât 4 peut respectivement basculer d'un angle α autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal x-x' de la coque 1 (figure 2a) , d'un angle β autour d'un axe coïncidant avec cet axe longitudinal x-x' (figure 2b) ou encore d'un angle γ autour d'un axe essentiellement vertical perpendiculaire à ces deux axes de pivotement (figure 2c) . Les angles de basculement α, β maxima sont tous deux de 45° dans un sens ou dans un autre tandis que l'angle γ maximum peut éventuellement même dépasser ± 90°.
Selon la figure 2c, le mât 4 a une section en forme d'aile ce qui permet de garantir une rigidité latérale maxima compte tenu du fait que la grand voile V représentée schématiquement sollicite celui-ci selon sa plus grande inertie .
Selon la figure 3a, en présence d'un vent dirigé selon la flèche A, le voilier s'incline latéralement (gîte) en entraînant, bien entendu, le mât 4 dans ce mouvement ; l'avancement du voilier est alors pénalisé par la gravité g du mât 4 qui s'exerce verticalement à partir du centre de gravité G de celui-ci par la diminution de la surface proje- tée de la voilure sur un plan vertical, par l'orientation des filets d'air qui font un angle de 70 à 75° avec la voilure.
Selon la figure 3b, l'invention permet de supprimer cet inconvénient grâce à l'orientation au vent du mât 4 qui permet le déplacement du centre de gravité G au centre de rotation du bateau grâce au pivotement de ce mât et ainsi de présenter la totalité de la surface de voilure en tant que surface projetée sur un plan vertical et une orientation des filets d'air à 90° de la voile.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S 1°) Voilier de course ou de croisière comportant une coque (1) fermée par un pont (2) et dans laquelle est implantée l'extrémité inférieure d'un mât (4) portant la voilure, caractérisé en ce que le mât (4) est un mât basculant exempt de haubanage latéral, monté pivotant notamment sur paliers autour d'au moins un axe essentiellement horizontal, cet axe coïncidant avec l'axe longitudinal (x-x' ) de la coque (1) de sorte que, quelles que soient les conditions atmosphériques, son centre de gravité (G) puisse être placé au vent, au centre de rotation du voilier, et le plan de la voilure perpendiculaire aux filets d' air.
2°) Voilier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mât (4) est un mât tournant et basculant monté pivotant autour de trois axes perpendiculaires entre eux.
3°) Voilier selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mât (4) est monté sur un palier de type rotule (5) fixé au niveau du pont (2) du voilier.
4°) Voilier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mât (4) coopère, par son extrémité inférieure (6) , avec des organes de manoeuvre (7) permettant de l'orienter et de le bloquer dans une position déterminée.
5°) Voilier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mât peut respectivement basculer d'un angle (α, β) de
± 45° autour d'un axe essentiellement horizontal coïncidant avec l'axe longitudinal (x-x') de la coque (1) et, le cas échéant, autour d'un axe lui aussi essentiellement horizontal et perpendiculaire à cet axe longitudinal (x-x' ) . 6°) Voilier selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le mât peut basculer d'un angle (γ) pouvant dépasser ± 90° autour d'un axe essentiellement vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal (x-x') de la coque (1) .
7°) Voilier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mât (4) a une section en forme d'aile.
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