"Voilure rigide"
La présente invention se rapporte à une voilure rigide destinée à assurer la propulsion par le vent d'un véhicule aquatique ou terrestre.
Il est connu d'utiliser des voilures rigides en lieu et place de voilures souples en raison des avantages que de telles voilures rigides présentent relativement aux voilures souples et termes d'efficacité de propulsion du véhicule muni de telles voilures. En particulier, des voilures rigides permettent au véhicule de remonter le vent suivant un angle plus aigu que les voilures souples, permettent au véhicule d'évoluer en marche arrière et surtout provoquent une traînée de la voilure inférieure de l'ordre de 30% à celle d'une voilure souple.
La possibilité de remonter le vent est liée à la qualité aérodynamique de la voilure rigide utilisée. Celle-ci doit comprendre un bord d'attaque destiné à être orienté face au vent et un bord de fuite effilé opposé au bord d'attaque. L'efficacité de propulsion d'un véhicule par une voilure dépend elle-même du type de profil de cette dernière. Ainsi un profil asymétrique, à l'instar de celui d'une aile d'avion, offre une efficacité optimale en terme de propulsion, en raison de la portance plus importante permise par un tel profil relativement à une voilure à profil symétrique. Cette portance est due en majeure partie à la dépression et donc l'aspiration qui apparaît à l'extrados de la voilure lorsque celui-ci est orienté dans le sens du vent et en partie mineure par la poussée du vent à l'intrados de la voilure, orienté dans le sens inverse de celui du vent.
Il est capital dans ce contexte que l'extrados de la voilure présente une courbure aussi continue que possible car toute discontinuité est de nature à provoquer un décollement des filets d'air de la face d'extrados de la voilure, décollement synonyme de perte de portance de cette dernière.
Un profil de voilure asymétrique est adapté aux vents orientés dans un sens tel que l'extrados de la voilure soit sous le vent. Lorsque le sens du vent change de sorte à ce que l'extrados soit au vent , l'asymétrie de la voilure devrait être inversée pour qu'elle conserve son efficacité de propulsion du véhicule qui en est équipé. Une telle inversion n'est bien évidemment pas possible dans le cas d'une voilure asymétrique monolithique puisqu'une voilure de ce type présente un profil fixe. Par conséquent, les voilures rigides asymétriques monolithiques ne sont pas utilisées en pratique en raison de leur absence d'efficacité lorsque le sens du vent n'est pas adapté à leur profil.
Il a dès lors été proposé de réaliser des voilures rigides comprenant au moins un premier module présentant un bord d'attaque et un bord de fuite, chaque premier module comprenant une pluralité de sections successives à profil aérodynamique symétrique dont la première comprend le bord d'attaque de la voilure et la dernière son bord de fuite, deux sections successives étant interconnectées au moyen d'une articulation agencée pour pouvoir conférer à la voilure un profil général asymétrique dont l'extrados soit positionné sous le vent et présente une courbure sensiblement continue.
Une telle voilure est décrite par la demande de brevet internationale WO 01/89923.
Les articulations de la voilure décrite par ce document sont constituées de roues dentées activées par un dispositif électrique ou hydraulique permettant de modifier pas à pas l'orientation relative de deux sections horizontales successives. De telles articulations posent
problème en ce qu'elles sont complexes et donc coûteuses à réaliser, qu'elles nécessitent le recours à des dispositifs d'activation électriques ou hydrauliques également complexes pour les manoeuvrer et qu'elles sont peu fiables car des éléments parasites même de très petites tailles peuvent venir se glisser entre les dentures desdites roues dentées et dès lors en perturber le mouvement. D'autre part, il n'existe pour une voilure asymétrique composée de sections horizontales successives que deux positions extrêmes de ces sections pour lesquelles la voilure présente un profil général asymétrique dont l'extrados soit orienté sous le vent et décrive une courbure continue. Toutes les autres positions desdites sections donnent lieu à un extrados décrivant une courbure non continue, ce qui, comme il a été indiqué plus haut, est défavorable à la portance de la voilure.
L'invention résout les problèmes soulevés par les articulations selon WO 01/89923 en proposant une voilure rigide caractérisée en ce que chaque articulation comprend une charnière agencée pour permettre un déplacement relatif libre et continu de deux sections successives d'un premier module entre deux positions extrêmes correspondant chacune à un extrados à courbure sensiblement continue de la voilure.
Une telle charnière élimine par définition les roues dentées présente dans une articulation selon WO 01/89923 et dès lors pallie les inconvénients susmentionnés de telles roues dentées. Elle est en particulier d'une construction simple et donc peu onéreuse tout en étant fiable puisque ne comportant pas les aspérités constituées par des dentures de roues dentées entre lesquelles des éléments parasites peuvent aisément se glisser. Le déplacement libre relatif de deux sections successives d'un premier module assuré par les articulations selon l'invention permet également un déplacement relatif plus aisé de ces sections, qui ne nécessite pas l'intervention de dispositifs d'activation électriques ou hydrauliques.
Des formes de réalisation préférées de l'invention apparaissent dans les revendications dépendantes.
L'invention va à présent être décrite plus en détails en référence aux figures annexées qui ne sont pas limitatives de la portée de l'invention et ne font qu'en illustrer un exemple de réalisation, dans lesquelles :
La figure 1a représente une coupe transversale d'un premier module d'une voilure selon l'invention.
Les figures 1b et 1c représentent respectivement une des deux sections successives du premier module représenté à la figure 1a.
La figure 1d représente une vue de profil d'un premier module d'une voilure selon l'invention.
La figure 3a représente une vue de profil en coupe partielle d'une partie d'une voilure selon l'invention, composée d'éléments télescopiques.
Les figures 3b et 3c représentent des vues en coupe longitudinale d'une voilure telle que représentée à la figure 3a, dans lesquelles un élément télescopique supérieur est respectivement disposé en position extérieure en en position intérieure à un élément télescopique inférieur de ladite voilure.
La figure 3d représente une vue en coupe transversale d'un élément télescopique d'une voilure selon l'invention.
Dans chaque figure, les mêmes numéros de référence désignent des mêmes éléments de la voilure selon l'invention. La figure 1a illustre un premier module 1 d'une voilure selon l'invention comprenant une première section 2 à profil aérodynamique symétrique comprenant le bord d'attaque de la voilure et une seconde section 3 à profil aérodynamique symétrique comprenant le bord de fuite de la voilure. Ces deux sections sont articulées par une charnière comprenant une portion mâle 5 de la première section et une portion femelle 6 de la seconde section. Un mât 4 traverse la première section et
est disposé à l'avant du centre de poussée (non représenté) du premier module 1. Les portions mâles 5 et femelles 6 sont symétriques relativement à au plan de symétrie respectivement des sections 2 et 3. Ces portions mâle et femelle sont agencées pour permettre un déplacement libre relatif des deux sections par pivotement autour d'un axe de rotation 11 commun auxdites portions mâle et femelle, entre deux positions extrêmes des sections 2 et 3, dont l'une est illustrée par la figure, correspondant chacune à un extrados à courbure sensiblement continue de la voilure. Ces positions extrêmes peuvent être obtenues simplement en configurant la voilure au moyen par exemple d'un wishbone ou d'une écoute. Les sections 2 et 3 peuvent être réalisées en tout matériau rigide, dont, au moins en partie dans un matériau caoutchouteux, qui tout en assurant une rigidité suffisante de la section, l'empêchant de se déformer sous l'effet du vent ou de contraintes mécaniques peu importantes, permet en particulier à une section comprenant le bord de fuite de la voilure, de rendre cette section inoffensive en cas de choc avec un passager du véhicule muni de la voilure en question, par exemple lorsque ce véhicule est une planche à voile. Les figures 1b et 1c illustrent respectivement la première section 2 et la seconde section 3 du premier module 1 représenté à la figure 1a. Les portions mâle 5 et femelle 6 comprennent chacune, deux paires de butées, respectivement 7a, 7b ; 8a, 8b et 9a, 9b ; 10a 10b. Les deux paires de butées d'une portion mâle ou femelle sont disposées de part et d'autre de l'axe de rotation 11 et les butées de chaque paire sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie de la section qui les comprend, plan de symétrie comprenant l'axe 11. Les butées sont agencées pour définir chacune des deux positions extrêmes des sections 2 et 3, correspondant à un extrados à courbure continue de la voilure, lorsqu'une butée de la portion mâle 5 entre en contact avec une butée de la portion femelle 6. Eventuellement, les butées disposées à l'arrière de
l'axe de rotation 11 par rapport au bord d'attaque de la voilure peuvent être omises.
La figure 1d illustre de manière schématique un navire 25 muni d'une voilure rigide selon l'invention comprenant un premier module 1 constitué de deux sections successives 2 et 3, la section comprenant le bord d'attaque de la voilure étant traversée d'un mât 4 disposé à l'avant du centre de poussée du premier module 1. Ce mât 4 est fixé de manière pivotante au navire 25 de sorte à ce que la voilure lorsqu'elle est laissée libre se mette seule dans le lit du vent, les sections 2, 3 du module 1 étant alors alignées. Alternativement, le mât 4 pourrait être fixe relativement audit véhicule et les sections des premiers modules traversées par ce mât pourraient pivoter autour de lui pour permettre à la voilure laissée libre de se mettre seule dans le lit du vent. Le mât 4 pourrait également être basculé sur le pont du navire 25 et être lui-même constitué de sections télescopiques.
La voilure représentée à la figure 3a comprend deux éléments télescopiques inférieur 23 et supérieur 24, l'élément télescopique supérieur 24 étant agencé pour coulisser dans l'élément télescopique inférieur 23 autour du mât 4 entre une position interne à cet élément, illustrée par la figure 2c et une position externe à cet élément, illustrée par la figure 2b. L'élément inférieur 23 comprend une pluralité de premiers modules 1 , l' comprenant respectivement deux sections 2, 3 et 2', 3'. Ces modules verticaux 1 , l' sont agencés pour qu'en position externe de l'élément supérieur 24, ils soient disposés les uns au dessus des autres de manière espacée et constituent ainsi une armature d'une enveloppe rigide constituée de parties successives distinctes 13a et 13b enveloppant respectivement l'une les sections 2, 2' et l'autre les sections 3, 3'. Les premiers modules 1 , 1 ' sont munis d'ergots périphériques, respectivement 15 et 15' agencés pour coulisser dans des gorges de guidage (non représentées) disposées dans l'enveloppe rigide 13a, 13b, lors du déplacement de l'élément télescopique supérieur 24 entre sa
position interne et sa position externe à l'élément inférieur 23. Ce déplacement peut notamment être effectué au moyen de câbles (non représentés) attachés à l'élément télescopique supérieur 24 et aux modules verticaux 1 , l'. La figure 2b montre l'élément télescopique supérieur 24 en position extérieure à l'élément télescopique 23 et les premiers modules 1 , l' de ce dernier disposés les uns au dessus des autres de manière espacée et dont les ergots respectivement 15 et 15' sont agencés pour coulisser autour du mât 4 dans les gorges de guidage 16 de l'enveloppe rigide 13a, 13b (partie non représentée). L'élément télescopique supérieur 24 peut être muni, ainsi que l'illustrent la figure, d'ergots 15" disposés à la périphérie de sa base et agencés pour pouvoir coulisser dans les gorges de guidage 16 de l'enveloppe 13a, 13b de l'élément télescopique inférieur 23. La figure 2c montre l'élément télescopique supérieur 24 en position intérieure à l'élément télescopique inférieur 23 , position dans laquelle les premiers modules 1 , 1 ' dudit élément télescopique inférieur sont empilés dans son enveloppe 13a, 13b.
La figure 2d premier module 1 comprenant les deux sections successives 2, 3 et servant d'élément d'armature de l'enveloppe rigide 13a, 13b. Ainsi que l'illustre la figure, les extrémités 17, 18 de deux parties successives 13a, 13b de l'enveloppe rigide de l'élément télescopique inférieur 23 sont agencées pour permettre le déplacement relatif des sections successives 2, 3 entre leurs deux positions extrêmes, tout en assurant que dans ces positions, l'extrados de la voilure, comprenant une surface extérieure 22 de l'enveloppe 13a, 13b, conserve une courbure continue, lesdites extrémités 17, 18 étant alors comprises dans ladite surface 22 et étant dans cette position contiguës.