FR2696150A3 - Sail board or small yacht - has winged hull with tip ailerons and floats out of water when sailing and mast inclined rearwards in pivoted tubes - Google Patents

Abstract

The aerodynamic hull (1) has twin wings and a deeper centre section, like a sail board, arrow shaped (6), with the rear cut square. The mast (3) is inclined towards the rear and overall weight is not over 30 kg. The rear outer hull wings (4) may end as ailerons or elevators, inclined upwards, with float (5) sections inboard. The floats may be above the floatation line, with hull horizontal, above water under sail. The sail may be slatted, its mast inclined back 10 to 45 degrees, held in two tubes (7) pivoting on the mast (8) and hull. ADVANTAGE - The hull aerodynamic form induces planing continuously, at lower speeds and winds than heavier craft.

Description

Yole à voile
L'invention concerne une yole à voile dont la coque est aérodynamiquement active.Sailing yacht
The invention relates to a sailing yacht, the hull of which is aerodynamically active.

Il existe de nombreuses propositions pour augmenter la vitesse des yoles à voile légère. Comme la résistance à l'avancement dans l'eau augmente plus rapidement que la vitesse, tous les essais se heurtent à une limite physique naturelle; celle-ci ne peut être franchie qu'en atteignant la phase de planage, pendant laquelle 50 à 90 % du poids total de la yole à voile et du barreur sont portés par des forces hydrodynamiques. Les yoles à voiles traditionnelles ne peuvent atteindre une phase de planage durable, en raison de leur poids propre élevé. There are many proposals to increase the speed of light sailing skiffs. As resistance to moving through water increases more quickly than speed, all tests come up against a natural physical limit; this can only be crossed when reaching the leveling phase, during which 50 to 90% of the total weight of the sailing yacht and the coxswain are carried by hydrodynamic forces. Traditional sails cannot reach a sustainable leveling phase, due to their high self-weight.

Une "yole-planeur" de 4 mètres de long doit atteindre une vitesse de 40 km/h pour commencer à planer. Ceci suppose des vents d'une telle force que la yole serait alors incontrôlable. A 4 meter long "glider-glider" must reach a speed of 40 km / h to start gliding. This assumes winds of such strength that the skiff would then be out of control.

Les planches à voile sont pour l'instant les seules embarcations à voile pouvant atteindre une phase de planage, par des vents de force 4 à 5 Beaufort, parce que leur surface mouillée est petite et qu'il est possible de positionner la voile, de sorte à obtenir une poussée aérodynamique qui, associée au faible poids, suffit apparemment à placer la planche sur sa propre vague d'étrave, c'est-à-dire d'atteindre la phase de planage. Windsurfing is currently the only sailing boat that can reach a leveling phase, with winds of force 4 to 5 Beaufort, because their wet surface is small and it is possible to position the sail, so as to obtain an aerodynamic thrust which, associated with the low weight, apparently suffices to place the board on its own bow wave, that is to say to reach the leveling phase.

Dahs le brevet d'invention allemand nO 39 04 540 C2, il est proposé de transformer une planche à voile en bateau à voile à laide d'un tapis gonflable en forme d'aile delta. le tapis en forme d'aile delta doit provoquer une poussée aérodynamique verticale permettant d'atteindre une vitesse plus élevée et, éventuellement, la phase de planage. In German patent No. 39 04 540 C2, it is proposed to transform a windsurfing board into a sailing boat using an inflatable carpet in the shape of a delta wing. the delta-wing shaped carpet must cause a vertical aerodynamic thrust to reach a higher speed and, possibly, the leveling phase.

Le tapis gonflable en forme d'aile delta est certes léger et présente des avantages de transport, mais son efficacité aérodynamique est faible en raison de son bord d'attaque arrondi, et les bourrelets latéraux gros et ronds entraînent une forte résistance à l'avancement au contact de l'eau. The delta-shaped inflatable mat is certainly light and has transport advantages, but its aerodynamic efficiency is low due to its rounded leading edge, and the large and round side beads cause high resistance to advancement in contact with water.

L'invention a pour but de transformer une yole à voile du type indiqué au début de telle sorte qu'elle soit en mesure d'atteindre une phase de planage durable grâce à l'association de la forme de la coque, du positionnement de la voile et du poids. The object of the invention is to transform a sailing yacht of the type indicated at the start so that it is able to reach a sustainable leveling phase thanks to the association of the shape of the hull, of the positioning of the sail and weight.

Selon la présente invention , ce problème est résolu, comme il est exposé dans les caractéristiques de la revendication 1. According to the present invention, this problem is solved, as set out in the features of claim 1.

Une yole à voile construite de cette façon est en mesure de planer par vent moyen. Par sa conception même, la coque en forme d'aile porteuse, formée de deux ailes en ogive placées l'une derrière l'autre et mordant l'une sur l'autre dans un même plan, participe à la poussée aérodynamique à partir d'environ 25 km/h. Les arêtes vives à l'avant de la double aile en ogive créent des tourbillons sous le bord d'attaque qui augmentent la poussé verticale. Cette forme a l'autre avantage d'augmenter considérablement la poussée verticale lorsque l'angle d'incidence est élevé, sans que l'écoulement soit perturbé. Les bords arrières en forme de flèche évitent le contact avec l'eau de la partie arrière du bateau lorsque l'angle d'incidence est élevé. La partie inférieure de l'aile en ogive à la forme d'une planche à voile, ce qui réduit la surface mouillée.L'inclinaison du mât vers l'arrière, associée à la simple ouverture de la voile, permet d'obtenir une poussée aérodynamique. Comme le poids total de la yole à voile ne dépasse pas 30 kg, la poussée verticale obtenue selon la présente invention suffit pour atteindre la phase de planage par vent de force 4 à 5 Beaufort. A sailing yacht built this way is able to glide in medium wind. By its very design, the hull in the shape of a supporting wing, formed by two ogive wings placed one behind the other and biting one on the other in the same plane, participates in the aerodynamic thrust from '' about 25 km / h. The sharp edges at the front of the double warped wing create swirls under the leading edge which increase the vertical thrust. This form has the other advantage of considerably increasing the vertical thrust when the angle of incidence is high, without the flow being disturbed. The arrow-shaped rear edges prevent contact with water from the rear of the boat when the angle of incidence is high. The lower part of the warped wing has the shape of a windsurfing board, which reduces the wet surface.The tilting of the mast backwards, associated with the simple opening of the sail, allows to obtain a aerodynamic thrust. As the total weight of the sailing yacht does not exceed 30 kg, the vertical thrust obtained according to the present invention is sufficient to reach the planing phase by wind of force 4 to 5 Beaufort.

Les équipements avantageux sont énumérés dans les revendications ci-jointes. Advantageous equipment is listed in the appended claims.

Il est surtout prévu que l'aile arrière en forme d'ogive se termine par un aileron latéral incliné vers le haut. Les ailerons latéraux ont l'avantage d'augmenter la poussée aérodynamique verticale et de stabiliser la direction, de former un dossier pour le barreur et, en cas de gîte, de créer une poussée aérodynamique verticale dans l'eau. Il est avantageux de donner un volume supplémentaire aux ailerons latéraux pour un épaississement de leur partie inférieure de façon à ce qu'ils agissent comme des flotteurs en cas de gîte. It is especially planned that the rear wing in the shape of a warhead ends in a lateral wing inclined upwards. The side fins have the advantage of increasing the vertical aerodynamic thrust and stabilizing the direction, of forming a backrest for the coxswain and, in the event of heeling, of creating a vertical aerodynamic thrust in the water. It is advantageous to give additional volume to the side fins for thickening of their lower part so that they act as floats in the event of heeling.

Lorsque ces flotteurs sont situés au dessus de la ligne de flottaison, on a l'avantage d'une surface mouillée réduite associée à la stabilité d'un trimaran. Si la pointe avant de la première aile en ogive épouse la courbure de la planche à voile, il se forme, même quand la vitesse du contre-courant est faible, un système tourbillonaire sur l'avant, et l'on obtient un effet d'aile de canard pour la stabilisation aérodynamique.When these floats are located above the waterline, there is the advantage of a reduced wetted area associated with the stability of a trimaran. If the front point of the first rib-shaped wing follows the curvature of the windsurf board, it forms, even when the speed of the counter-current is low, a vortex system on the front, and an effect is obtained. duck wing for aerodynamic stabilization.

Ensuite, il est avantageux d'utiliser une voile de planche à voile dont les lattes améliorent l'efficacité aérodynamique, en plaçant le pied du mât vers l'avant du bateau. Ceci permet, associé à une forte inclinaison du mât, de placer des surfaces de voile à peu près égales en avant et en arrière du centre de dérive. Une inclinaison du mât de 10 à 45 degrés permet de donner à la voile une position intermédiaire entre le plan de portée horizontale et le plan de poussée verticale, dès qu'elle est ouverte. Then, it is advantageous to use a windsurfing sail, the slats of which improve aerodynamic efficiency, by placing the foot of the mast towards the front of the boat. This allows, associated with a strong inclination of the mast, to place roughly equal sail surfaces in front and behind the center of drift. An inclination of the mast from 10 to 45 degrees makes it possible to give the sail an intermediate position between the horizontal bearing plane and the vertical thrust plane, as soon as it is open.

L'extrême inclinaison du mât permet aussi d'éviter d'utiliser une dérive, puisque le centre de voilure peut être placé au dessus du gouvernail. L'absence de dérive simplifie la construction et diminue la résistance à l'avancement. Il est également avantageux d'équiper la planche à voile d'arêtes vives pour obtenir une surface latérale supplémentaire. The extreme inclination of the mast also makes it possible to avoid using a fin, since the center of the sail can be placed above the rudder. The absence of drift simplifies construction and reduces resistance to travel. It is also advantageous to equip the windsurf board with sharp edges to obtain an additional lateral surface.

Si le mât est maintenu latéralement par deux tubes qui le soutiennent par l'intermédiaire d'un manchon axial coulissant, il peut tourner librement avec la voile. If the mast is held laterally by two tubes which support it by means of a sliding axial sleeve, it can turn freely with the sail.

En déplaçant le manchon par un système câble-poulie, on peut régler l'inclinaison du mât. Si le système de maintien du mât et de fixation du manchon sur le mât peuvent être facilement démontés, la yole à voile peut être utilisée comme planche à voile, par exemple pour exécuter des sauts, en profitant de ses caractéristiques aérodynamiques. Pour faciliter le transport, il est préférable de construire une coque démontable. By moving the sleeve by a cable-pulley system, you can adjust the tilt of the mast. If the mast holding system and the sleeve fastening on the mast can be easily disassembled, the sail skiff can be used as a windsurf board, for example to perform jumps, taking advantage of its aerodynamic characteristics. To facilitate transport, it is preferable to build a removable shell.

L'invention et ses perfectionnements sont décrits ci-après à l'aide de dessins schématiques
la figure 1 montre la vue de dessous, en perspective, d'une yole à voile selon l'invention avec une coque constituée par une double aile en ogive associée à une planche à voile;
la figure 2 montre la yole à voile selon la figure 1, vue de côté;
la figure 3 montre la yole à voile selon la figure 1, vue d'en haut et;
la figure 4 montre la yole à voile selon la figure 1, vue de face.The invention and its improvements are described below using schematic drawings
Figure 1 shows the bottom view, in perspective, of a sail skiff according to the invention with a hull constituted by a double ogive wing associated with a windsurfing board;
Figure 2 shows the sailing yacht according to Figure 1, side view;
Figure 3 shows the sailing yacht according to Figure 1, seen from above and;
Figure 4 shows the sailing yacht according to Figure 1, front view.

Comme le montrent les figures 1 et 3, la coque a la forme d'une aile en ogive, étroite à l'avant, mordant sur une aile en ogive large à l'arrière, et elle a la forme d'une planche à voile (2) sur le dessous. La coque (1) mesure environ 3 mètres de long, environ 2 mètres de large et pèse moins de 30 kg. Sur le dessus de la coque, on a fixé une voile de planche à voile, avec un mât (3) fortement incliné vers l'arrière. Les parties latérales des ailes arrières en ogive sont inclinées vers le haut, formant des ailerons (4) en forme de "V", ce qui améliore considérablement aussi bien la stabilité directionnelle que l'efficacité de la poussée verticale de l'ensemble ainsi formé. As shown in Figures 1 and 3, the hull has the shape of a pointed warhead wing, narrow at the front, biting on a wide warhead wing at the rear, and it has the shape of a windsurf board (2) on the underside. The hull (1) is approximately 3 meters long, approximately 2 meters wide and weighs less than 30 kg. On the top of the hull, a windsurfing sail was fixed, with a mast (3) inclined sharply towards the rear. The lateral parts of the rear wings in an ogive shape are inclined upwards, forming ailerons (4) in the shape of a "V", which considerably improves both the directional stability and the efficiency of the vertical thrust of the assembly thus formed. .

Lorsque la yole à voile s'incline sur le côté, l'un des ailerons latéraux est immergé et engendre par sa forme une poussée hydrodynamique verticale. Le côté inférieur des ailerons (4) a été épaissi, de façon à créer des flotteurs (5) dont la bordure inférieure se situe au dessus du niveau de l'eau lorsque la yole à voile se trouve en position horizontale.When the sail skiff tilts to the side, one of the side fins is submerged and generates, by its shape, a vertical hydrodynamic thrust. The lower side of the fins (4) has been thickened, so as to create floats (5), the lower edge of which is situated above the water level when the sailing yacht is in a horizontal position.

La figure 2 montre une légère courbure (6) de l'extrémité "antérieure" de l'aile avant, ce qui permet la formation rapide de tourbillons sous le bord d'attaque. Figure 2 shows a slight curvature (6) of the "front" end of the front wing, which allows rapid formation of vortices under the leading edge.

Les figures 2, 3 et 4 montrent également comment le mât (3) incliné vers l'arrière est soutenu latéralement par deux tubes (7) rigides reliés par des articulations d'une part à un manchon (8) coulissant sur le mât et d'autre part à la coque du bateau (1). En tirant sur un câble (9) qui relie le manchon (8) à l'avant de la coque du bateau (1), celui-ci glisse vers le bas du mât (3). Ainsi, les tubes (7) s'inclinent vers l'avant et le mât (3) se redresse en conséquence. Figures 2, 3 and 4 also show how the mast (3) inclined backwards is supported laterally by two rigid tubes (7) connected by joints on the one hand to a sleeve (8) sliding on the mast and d on the other hand to the hull of the boat (1). By pulling on a cable (9) which connects the sleeve (8) to the front of the boat hull (1), it slides down the mast (3). Thus, the tubes (7) tilt forward and the mast (3) straightens accordingly.

En relâchant ou en libérant complètement le câble (9), le mât (3) s'incline de nouveau vers l'arrière grâce à son propre poids et à celui de la voile. En même temps, les tubes (7) poussent le manchon (8) vers le haut du mât (3). On peut rajouter un deuxième câble pour tirer le manchon (8) vers le haut en passant par une deuxième poulie fixée sur le mât (3). By releasing or completely releasing the cable (9), the mast (3) tilts back again thanks to its own weight and that of the sail. At the same time, the tubes (7) push the sleeve (8) towards the top of the mast (3). You can add a second cable to pull the sleeve (8) up through a second pulley fixed on the mast (3).

De cette façon, il sera possible par l'inclinaison du mât (3), de déplacer le centre de voilure par rapport au centre de dérive.In this way, it will be possible, by tilting the mast (3), to move the center of the wing relative to the center of the fin.

La figure 3 montre aussi comment la voile inclinée vers l'arrière se comporte comme une aile porteuse, lorsqu'elle est ouverte. Figure 3 also shows how the sail tilted backwards behaves like a load-bearing wing when it is open.

La figure 2 montre comment on peut, par l'inclinaison de la voile, placer des surfaces de voile égales en avant et en arrière du centre de dérive supposé au niveau du gouvernail.  Figure 2 shows how one can, by tilting the sail, place equal sail areas in front and back of the assumed center of drift at the rudder level.

Claims (10)

RevendicationsClaims 1. Yole à voile à grande vitesse avec une coque aérodynamiquement active, caractérisée par le fait que la coque (1) est conçue comme une double aile en ogive avec des arêtes vives à l'avant et une arête arrière en forme de flèche, que sa partie inférieure a la forme d'une planche à voile (2), que le mât (3) présente une très importante inclinaison vers l'arrière, et que le poids de ce voilier ne dépasse pas 30 kg. 1. High-speed sailing yacht with an aerodynamically active hull, characterized in that the hull (1) is designed as a double ogive wing with sharp edges at the front and a rear edge in the shape of an arrow, its lower part has the shape of a windsurfing board (2), that the mast (3) has a very large tilt backwards, and that the weight of this sailboat does not exceed 30 kg. 2. Yole à voile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'aile arrière en ogive se termine par des ailerons latéraux (4) inclinés vers le haut. 2. Sailing yacht according to claim 1, characterized in that the rear wing in a warhead ends with lateral fins (4) inclined upwards. 3. Yole à voile selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le bord inférieur des ailerons latéraux prend une forme de flotteurs (5). 3. Sailing yacht according to claim 2, characterized in that the lower edge of the lateral fins takes the form of floats (5). 4. Yole à voile selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les flotteurs (5) se trouvent au dessus de la ligne de flottaison, lorsque le coque (1) est en position horizontale, et qu'ils ne touchent l'eau que lorsque la yole à voile gît.  4. Sailing yacht according to claim 3, characterized in that the floats (5) are located above the waterline, when the hull (1) is in a horizontal position, and that they do not touch the water only when the sailing yacht is lying. 5. Yole à voile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la pointe (6) de l'aile en ogive "antérieure' épouse la courbure de la planche à voile. 5. Sailing sail according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tip (6) of the wing in an "anterior" ogive follows the curvature of the windsurfing board. 6. Yole à voile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle est équipée d'une voile de planche à voile avec des lattes, dont le pied de mât est fixé vers l'avant de la coque (1), et que le mât (3) présente une inclinaison de 10 à 45 degrés vers l'arrière. 6. Sailing yacht according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is equipped with a windsurfing sail with slats, the mast foot of which is fixed towards the front of the shell (1), and that the mast (3) has an inclination of 10 to 45 degrees towards the rear. 7. Yole à voile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le plan latéral de la coque (1) sans dérive est formé seulement par les arêtes latérales de la planche à voile et le gouvernail. 7. Sailing yacht according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the lateral plane of the hull (1) without drift is formed only by the lateral edges of the windsurfing board and the rudder. 8. Yole à voile selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le mât (3) est soutenu latéralement par deux tubes (7) qui sont reliés d'une part par des articulations à un manchon (8) coulissant sur le mât (3), et d'autre part à la coque du bateau (1). 8. Sailing yacht according to claim 7, characterized in that the mast (3) is supported laterally by two tubes (7) which are connected on the one hand by articulations to a sleeve (8) sliding on the mast ( 3), and on the other hand to the hull of the boat (1). 9. Yole à voile selon la revendication 8, caractérisée par le fait que l'inclinaison du mât peut être réglée, en déplaçant le manchon (8) sur le mât, à l'aide d'un système câble-poulie (9).  9. Sailing yacht according to claim 8, characterized in that the inclination of the mast can be adjusted, by moving the sleeve (8) on the mast, using a cable-pulley system (9). 10. Yole à voile selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le manchon (8) et le système de maintien du mât peuvent être enlevés afin d'utiliser la yole à voile comme une planche à voile avec une voile libre.  10. Sailing yacht according to claim 9, characterized in that the sleeve (8) and the mast holding system can be removed in order to use the sailing yacht as a windsurfing board with a free sail.