FR2678892A1 - Aerodynamic device with sail for propulsion using the wind - Google Patents

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Abstract

Aerodynamic device integrating a system for controlling the boundary flow by means of natural bleed-off. It is made up of a sail (1) some of the parts (11) of which can move in order to allow the passage of the air.

Description

La présente invention concerne un dispositif aérodynamique à voile a concavité résersible, à surface réductible, affalable, à grande portance réglable, pour la propulsion par le vent. The present invention relates to an aerodynamic sail device with a resorbable concavity, with a reducible, collapsible surface, with large adjustable lift, for wind propulsion.

Destiné à tout engin mu partiellement ou entièrement par le vent dont les bateaux, chars à voiles, planches à voiles, maquettes, engins de plage. Intended for all gear moved partially or entirely by the wind including boats, sailboats, sailboards, models, beach gear.

Actuellement les dispositifs de propulsion par le vent, affalable, à concavité réversible, tel que les voiles classiques, ne peuvent être creusées : plus cambrées pour engendrer une portance supérieure, donc une force de propulsion de l'engin supérieure, sans provoquer des décollements de la couche limite sur l'extrados des voiles, ce qui entraîne finalement des effets inverses à ceux recherchés. Currently, wind propulsion devices, collapsible, with reversible concavity, such as conventional sails, cannot be dug: more arched to generate a higher lift, therefore a higher propulsion force of the machine, without causing detachments of the boundary layer on the upper surface of the sails, which ultimately leads to effects opposite to those sought.

La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. Le dispositif à voile, objet de l'invention est à concavité résersible, affalable, à surface réductible, vrillable, et à grande portance réglable. I1 se présente ainsi:
Le dispositif aérodynamique est composé d'une voile souple qui peut se substituer à toute voile existante: grand voile, foc, gênois, trinquette, yankee, spi ou autre et se manoeuvre d'une manière semblable. Sa forme est adaptée au gréement qu'elle équipe.The object of the present invention is to remedy this drawback. The sail device which is the subject of the invention has a reversible, collapsible concavity, a reducible, twistable surface and a large adjustable lift. It looks like this:
The aerodynamic device is made up of a flexible sail which can replace any existing sail: mainsail, jib, genoa, staysail, yankee, spinnaker or other and is operated in a similar manner. Its shape is adapted to the rigging it equips.

L'orientation, la position de la voile par rapport à l'engin et au vent est assurée par un système espaceur des différents points de tire de la voile : points d'amure, de drisse, d'écoute et autres points. Les différents mâts, bômes, tangons, wishbones, balestrons, rails d'écoute, palans, manoeuvres courantes ou autres dispositifs font, ou non, parti du système espaceur du dispositif aérodynamique.The orientation, the position of the sail relative to the craft and to the wind is ensured by a spacer system of the different points of pull of the sail: tack, halyard, sheet and other points. The different masts, booms, outriggers, wishbones, balestrons, sheet rails, tackles, current maneuvers or other devices are, or are not, part of the spacer system of the aerodynamic device.

Le dispositif aérodynamique possède au moins un système qui règle l'intensité et la forme de la cambrure ainsi que le vrillage de la voile.The aerodynamic device has at least one system that regulates the intensity and shape of the camber as well as the twist of the sail.

L'intensité de la cambrure et du vrillage de la voile est fixée en réglant la distance entre les différents points de tire de la voile : points d'amure de drisse, d'écoute ou autres points. La forme de la cambrure est ou non donnée par au moins un système réglable. Un système possible répartit une cambrure variable aux différents points de la voile, suivant l'intensité de la cambrure générale.The intensity of the camber and the twist of the sail is fixed by adjusting the distance between the different points of pull of the sail: halyard tack, sheet or other points. The shape of the camber is or is not given by at least one adjustable system. A possible system distributes a variable camber at the different points of the sail, according to the intensity of the general camber.

La voile du dispositif aérodynamique présente, ou non, au moins une zone épaisse, et au moins une partie mobile.The sail of the aerodynamic device has, or not, at least one thick zone, and at least one movable part.

Au moins une partie mobile peut présenter l'aspect de trappe.At least one movable part can have the hatch appearance.

Quand une partie mobile engendre le passage à travers la voile de l'air, celui-ci passe de l'intrados à I'extrados en un écoulement dont les lignes de courant sont parallèles à l'extrados, à l'endroit du passage, et à l'écoulement général sur la voile.When a moving part generates the passage through the air veil, this passes from the lower surface to the upper surface in a flow whose streamlines are parallel to the upper surface, at the point of passage, and general flow on the sail.

La/les parties mobiles sont positionnées de telle sorte qu'elles permettent facilement le passage de l'air, dans la même direction et sens que celui de l'écoulement général autour de la voile, aux endroits où des décollements de l'écoulement général de l'air peuvent se produire. The movable part (s) are positioned in such a way that they easily allow the passage of air, in the same direction and direction as that of the general flow around the sail, at the places where separations from the general flow air may occur.

La voile présente, ou non, au moins une zone élastique pour compenser des déformations et/ou servir de rappel.The sail has, or not, at least one elastic zone to compensate for deformations and / or serve as a reminder.

La/les parties mobiles sont, ou non, reliées à la voile par une liaison élastique et/ou non élastique pour limiter et/ou freiner leur ébattement.The movable part (s) are, or are not, connected to the sail by an elastic and / or non-elastic connection to limit and / or brake their deflection.

La manoeuvre de chaque partie mobile est ou non automatique sous l'effet des pressions et dépressions engendrées par l'écoulement de l'air et/ou asservie ou non par un système de commande. Un système possible est à base de filins et poulies de renvois rapprochant et/ou éloignant de la voile le bord de fuite de la partie mobile considérée.The operation of each mobile part is automatic or not under the effect of pressures and depressions generated by the flow of air and / or controlled or not by a control system. A possible system is based on ropes and pulleys of returns bringing the sail edge of the moving part closer and / or away from the sail.

Un système de réglable possible qui induit une courbure aux différents points de la voile est constitué partiellement ou totalement de latte à section constante et/ou de latte dont certaines de leurs sections droites présentent un produit : moment d'inertie par rapport à un axe passant par le centre de gravité de la section multiplié par le module d'élasticité pondéré dans le cas de latte en plusieurs matériaux, différents. Ce produit, variable dans la longueur de la latte, peut être obtenu par une section variable, et si la section est rectangulaire, à hauteur et/ou épaisseur variable de la latte.A possible adjustable system which induces a curvature at the different points of the sail consists partially or totally of batten with constant section and / or batten of which some of their straight sections present a product: moment of inertia with respect to a passing axis by the center of gravity of the section multiplied by the modulus of elasticity weighted in the case of slats made of several different materials. This product, variable in the length of the slat, can be obtained by a variable section, and if the section is rectangular, with variable height and / or thickness of the slat.

Pour obtenir un module d'élasticité variable dans la longueur d'une latte, une solution consiste à rendre solidaire parallèlement au moins deux lattes à sections variables individuellement, faites de matériaux à module d'élasticité différent.To obtain a variable modulus of elasticity in the length of a slat, one solution consists in making integral at least two slats with variable sections individually parallel, made of materials with different elastic modulus.

Les avantages tirés d'une voile qui se substitue aux voiles classiques existantes et que l'on peut plus cambrer tout en maintenant l'écoulement de l'air collé à la voile, entraînant une plus grande portance et donc une force de propulsion supérieure aux voiles classiques, permettent un gain de vitesse pour tous les engins à voile. The advantages derived from a sail which replaces existing conventional sails and which can be more arched while maintaining the flow of air glued to the sail, resulting in greater lift and therefore a propelling force greater than classic sails, allow a gain of speed for all sailing machines.

Selon un mode de réalisation, la voile (1) équipe un bateau (2) muni d'un mât (3) non haubané et d'une bôme (4). L'écoute (5) de la voile (1) est reliée à un chariot (6) coulissant d'une manière réglable sur un rail (7) fixé à la bôme (4) de manière à régler la distance entre les points d'amure et d'écoute et de fixer l'intensité du cambrage général de la voile (1). Des lattes (8) sont à section variable: la hauteur des lattes varie dans la longueur, et l'épaisseur reste constante. Cela permet d'induire à différents endroits (9) de la voile (1) une courbure locale plus importante. D'autres lattes (10) maintiennent une certaine rigidité dans les parties mobiles (11) de la voile (1). La latte (12) en tête de la voile est à section constante. La flexibilité des lattes (8-10-12) permet la réversibilité de la concavité et les changements de bord. According to one embodiment, the sail (1) equips a boat (2) provided with a mast (3) not guyed and a boom (4). The sheet (5) of the sail (1) is connected to a carriage (6) sliding in an adjustable manner on a rail (7) fixed to the boom (4) so as to adjust the distance between the points of tack and listening and fix the intensity of the general arching of the sail (1). Slats (8) are of variable section: the height of the slats varies in length, and the thickness remains constant. This allows to induce at different locations (9) of the sail (1) a greater local curvature. Other slats (10) maintain a certain rigidity in the mobile parts (11) of the sail (1). The batten (12) at the head of the sail is of constant section. The flexibility of the slats (8-10-12) allows the reversibility of the concavity and the edge changes.

La bôme (4) est orientée par rapport à l'engin (2) et au vent par le palan et rail d'écoute (13).The boom (4) is oriented relative to the machine (2) and to the wind by the tackle and sheet rail (13).

Les lattes (8-10-12) sont logées dans des fourreaux aménagés dans la voile (1). La voile est équipée d'un système de réduction de voilure par prise de ris (14).The slats (8-10-12) are housed in sleeves fitted in the sail (1). The sail is equipped with a sail reduction system by reefing (14).

Suivant un mode de réalisation particulier les bords de fuite des parties mobiles (11) sont reliés à la voile (1) par un filin (15) qui limite l'ébattement de la partie mobile (11). According to a particular embodiment, the trailing edges of the mobile parts (11) are connected to the sail (1) by a rope (15) which limits the clearance of the mobile part (11).

Suivant une réalisation particulière chaque partie mobile (11) posséde un système de manoeuvre. Celui-ci est composé de filins (16) fixés à chaque extrémité du bord de fuite de la partie mobile (11) est renvoyé au pied du mât (3) en passant par des guides (17) qui sont des anneaux fixés aux fourreaux des lattes (8).According to a particular embodiment each movable part (11) has an operating system. This consists of cables (16) fixed to each end of the trailing edge of the mobile part (11) is returned to the foot of the mast (3) through guides (17) which are rings fixed to the sleeves of the slats (8).

Suivant une réalisation particulière, chaque partie mobile (11) est équipée d'une seule latte (10), qui occupe toute la hauteur de la partie mobile. Dans ce cas la hauteur de chaque partie mobile est dimensionnée pour permettre le pliage de la voile (1).According to a particular embodiment, each mobile part (11) is equipped with a single slat (10), which occupies the entire height of the mobile part. In this case the height of each movable part is dimensioned to allow the folding of the sail (1).

Le dispositif selon l'invention est destiné à tous les engins à voile voulant augmenter leur possibilité de vitesse. The device according to the invention is intended for all sailing machines wishing to increase their speed possibility.

Chaque figure dont la description suit représente un des modes de réalisation. Each figure, the description of which follows, represents one of the embodiments.

La figure 1 est une vue en élèvation du dispositif aérodynamique équipant un bateau.Figure 1 is an elevational view of the aerodynamic device fitted to a boat.

La figure 2 est une section de la vue en élèvation de la figure 1. La flèche indique le sens d'écoulement de l'air entre une partie mobile et la voile.Figure 2 is a section of the elevational view of Figure 1. The arrow indicates the direction of air flow between a movable part and the sail.

La figure 3 est une vue partielle en perspective de la voile qui montre la disposition d'un système de commande de partie mobile. Figure 3 is a partial perspective view of the sail which shows the arrangement of a mobile part control system.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1) Dispositif aérodynamique pour la propulsion par l'effet du vent aractérisé en ce qu'il est1) Aerodynamic device for propulsion by the effect of the aractérisé wind in that it is composé d'une voile (1) présentant au moins une partie mobile (11) et d'un système, es composed of a sail (1) having at least one movable part (11) and a system, es paceur des différents points de tire de la voile : points d'amure, de drisse, d'écoute et au peace of the different points of sailing: tack, halyard, listening and tres points, et d'orientation de la voile (3, 4, 5, 6, 7, 13), en ce que, quand une partie mo very points, and orientation of the sail (3, 4, 5, 6, 7, 13), in that, when a part mo bile (11) engendre le passage de l'air à travers la voile, l'air passe de l'intrados à l'extra bile (11) generates the passage of air through the sail, the air passes from the lower surface to the extra dos en un écoulement dont les lignes de courant sont parallèles à l'extrados, à l'endroit back in a flow whose current lines are parallel to the upper surface, at the place du passage, et à l'écoulement général sur la voile. of the passage, and to the general flow on the sail. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il possède au moins un système2) Device according to claim 1 characterized in that it has at least one system qui règle l'intensité et la forme de la cambrure de la voile ainsi que son vrillage (5, 6, 7, 8, 12, 13).  which regulates the intensity and the shape of the camber of the sail as well as its twist (5, 6, 7, 8, 12, 13). 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il possède un système de3) Device according to claim 1 or 2 characterized in that it has a system of manoeuvre (15, 16) de partie (s) mobile (s) (11). maneuver (15, 16) of movable part (s) (11). 4) Dispositif suivant l'un quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'au4) Device according to any one of claims 1, 2 or 3 characterized in that at moins une partie mobile (11) présente l'aspect d'une trappe. at least one movable part (11) has the appearance of a hatch. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce qu'il5) Device according to any one of claims 1, 2, 3 or 4 characterized in that it possède au moins une latte (10, 12). has at least one slat (10, 12). 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2, 3,4 ou 5 caractérisé en ce qu'il6) Device according to any one of claims 2, 3,4 or 5 characterized in that it possède au moins une latte (8) dont certaines sections droites présentent un produit : mo has at least one batten (8) of which certain straight sections present a product: mo dule d'élasticité pondéré dans le cas de latte en plusieurs matériaux, multiplié par mo weighted elasticity dule in the case of a slat made of several materials, multiplied by mo ment d'inertie par rapport à un axe passant par le centre de gravité de la section, diffé inertia with respect to an axis passing through the center of gravity of the section, different rent. rent. 7) Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que au moins une latte (8) présente7) Device according to claim 6 characterized in that at least one slat (8) has des sections de hauteur différentes. different height sections. 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que8) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that la voile (1) présente au moins une zone épaisse. the sail (1) has at least one thick zone. 9) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que9) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that la voile (1) présente au moins une zone élastique. the sail (1) has at least one elastic zone. 10) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que10) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that au moins une partie mobile (11) est reliée à la voile (1) par au moins une liaison élasti at least one movable part (11) is connected to the sail (1) by at least one elastic connection que than 11) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que11) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that au moins une partie mobile (11) est reliée à la voile (1) par au moins une liaison non at least one mobile part (11) is connected to the sail (1) by at least one non-connecting élastique (15).  elastic (15).
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