FR2645111A1 - Equilibrage d'un voilier - Google Patents

Abstract

Voilier trimaran à coques planantes et à centrage très arrière, doté d'un système de voilure qui permet de l'équilibrer fonction des allures de navigation, sans mouvement du navigateur situé au centre de gravité, en 3, poste de pilotage à commande centralisée, voilier dont le volume V arrière hors surface mouillée en navigation, lui assure son équilibre à l'arrêt.

Description

La présente invention concerne notamment la pratique d'un sport nautique,c'est une nouvelle conception d'équilibrage et de fonctionnement d'un voilier de sport.C'est un voilier qui de façon classique se propulse par l'action du vent sur le gréement qui en réaction à son plan antidérive fait se déplacer le bateau sur l'avant.

La pratique de ce sport nautique a connu un développement très important au cours de ces dernières années.Ces voiliers sont constitués d'une ou plusieurs coques archimèdiennes ou planantes ou les deux à la fois, rendues solidaires par une structure dimensionnée à cet effet.Ltéquilibrage de ce voilier se fait généralement par le déplacement et position nement des navigateurs de façon à céer un couple de rappel par rapport à l'action du vent dans les voiles, couple variable suivant les allures de navigation.Cet équilibrage est rendu nécessaire à cause du rendement hydraudynamique médiocre ainsi qu' un plan antidérive surdimensionné qui augmententia résistance à l'avancement et engendrent un couple de gite important.

Le plan de voilure et le plan antidérive très au centre font que ces voiliers ont une forte tendance à enfourner aux allures portantes.llespace nécessaire au passage des navigateurs entre le pont et le bas du gréement réhausse le plan de voilure, ce qui augmente le couple de gite ou de renversement.Le safran situé généralement sur le plat bord arrière ne permet pas le phénomène d'augmentation de pression de portance entre la carène et le plan antidérive, ainsi ces voiliers.s'enfoncent davantage dans l'eau et par conséquent ils arrivent très rapidement au maximum de leur performance.

La présente invention concerne un voilier dont elle nous permet de surbaisser le centre de gravité par le positionnement de la masse du navigateur dans la coque au niveau du centre de gravité générale. La configuration du trimaran est la seule qui nous permette de positionner un habitacle à commande centralisée à l'arrière et au dessous du pont d'une coque suffisamment fine et profilée.Cette configuration permet de surbaisser le rond de chute infèrieur du gréement qui peut ainsi étancher le passage de l'air entre le bas de la voile et le pont, d'ou un meilleur rendement de la propultion. Cette position permet aussi de descendre le centre de poussée vélique donc de diminuer le couple de gite.

Le plan antidérive est déterminé en surface et proportion par rapport à ces nouvelles caractèristiques, positionnées très à l'arrière.Le plan antidérive principal ou "dérive" est positionné juste avant les sorties d'eau de la carène1 il a aussi la fonction de safran ou gouverne de direction,3race à un aileron, ou petite surface antidérive située suffisamment en avant. La double fonction de dérive et de safran nécessite une articulation et une commande à cette épreuve.

Les coques latérales ,ou appuis latéraux sont à une distance suffisante de la coque centrale pour offrir une résistance équivalente au couple de chavirage engendré par le gréement et ceci sans risque d'enfournement grace à l'utilisation de carènes planantes. Le positionnement du bras de liaison et des coques est lui aussi très en arrière en regard du centrage de la coque principale.

Le centrage très arrière et très bas de la coque nous définit un plan de voilure à faible allongement. La forte inclinaison du mât sur l'arrière, descend le centre de poussée de la voile , déja très bas.

Le centrage de tous ces éléments autour du poste de pilotage nous permet de définir les moyens d'équilibrage de ce bateau par rapport à son centre de gravité. Le couple de rappel du centre de voilure par rapport au centre de gravité ou centre de poussée de la coque est variable. En effet grace.à deux commandes distinctes, on peut déplacer la base du mat et dugréement,dans un plan défini par les dimensions de deux rails orthogonaux à la surface du pont de la coque principale, ceci de manière à régler l'assiette axiale et latérale du voilier fonction des allures de navigation.Une écoute de grand voile, dimensionnée à cet effet nous permet de la régler en fonction de ces différentes positions.La base de ce gréement se déplace par rapport à une articulation située suffisamment haut sur le mât proprement dit ,au sommet de deux haubans rigides et solidaires de part et d' autre du bras de liaison des trois coques.

La position de ce pilote dans sa coque nous définit un équilibre et des proportions , qui ne sont possibles que sur une carène planante ou semi planante qui déjauge plus ou moins fonction de sa vitesse et de son incidence d' évolution, donc de son centrage arrière favorable à la vitesse
L'équilibre hydraustatique à l'arrêt d'un tel voilier nécessite 1' utilisation d' un volume arrière exédentaire n'intervenant pas dans son évolution ce qui évite au pilier de s' enfoncer par 1 'arrière.

Le pilote assis à l'arrière dirige son voilier par une commande au pied , ce qui libère ses mains pour manoeuvrer la voile.Une platine située devant lui centralise toutes les écoutes et les drisses, maintenues par des taquets coinçeurs.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, et les avantages qu'elle est-susceutible de procurer.

FIC.1 est une vue en trois dimensions de l'ensemble du voilier et
de ses commandes mettant en évidence les perfectionnements
suivant l'invention.

FIG.2 est une vue de profil du voilier.

FIG.3 est une vue de dessus du voilier mettant en évidence le
plan de déplacement de la base de la voile.

FIG.4 est une vue de face de la coque principale.isee:i évidence
de ces formes en dépou~~e ce part et d'autre du plan de
joint A'
FIG.S est une vue de dessus du poste de pilotage 3, sans le siège,
mise en évidence de la commande de direction 14.

FIG.6 est une vue en perspective de l'assemblage flotteur,bras de
liaison, coque principale.

Conformément à l'invention le navigateur en 3 n'a-pas besoin de s'éloigner du plan de voilure(K)pour équilibrer le bateau, c'est la voilure ou gréement{Kjqui se déplace à sa base d'avant en arrière et de droite à gauche ,suffisamment en jouant sur l'orientation et la longueur du couple de rappel , du centre de gravité en(3au centre de poussée de la voile(CV)FIG.3.

Un système de double baume (y > , articulée devant le mât, nous permet de faire descendre le rond de chute(K2)de la voile (K) à ras le pont partie hachurée FIG.2 sans gêne pour le confort du navigateur, en dessous du niveau du pont. Ce système nous permet 'due descendre le centre de poussée vélique(CvXce qui augmente la stabilité du bateau . I1 nous permet aussi d'étancher le passage de l'air ,entre le pont et la voile d'ou un gain d' énergie important.La forte inclinaison sur l'arrière du gréement(K)tend & descendre encore le centre de poussée de la voile et à le reculer de manière à faire talonner la coque aux allures portantes, attitude favorable à la vitesse.

Deux haubans lF)et(G)rigides latéraux, travaillant en traction comme en compression, permettent le maintien de l'édifice en laissant les degrés de liberté au plan de voilure, par les articulations dimensionnées àcet effet. Ces haubans(F)ettG} transmettent l'essentiel du couple de gite aux flotteurs latéraux ,ce qui nous permet de diminuer la section du bras de jonctionff).

Ce bras de jonctiontI)FIG.5 peut ainsi travailler en torsion, il permet par sa souplesse ,une certaine variation d' incidence des flotteurs latéraux, fonction du plan d'eau.

Des câbles ,tendeurs ,(El;(E2),solidaires de l'avant de la coque d' une part , des extrèmités du bras de jonction (I) de l'autre ,contiennent les chocs frontaux subis par les flotteurs.

Ces flotteurs (B) et < C)dotés d' une carène planante, sont de courte dimension. La sensibilité aux variations d' incidence est augmentée par un bras(I)fixé solidement ,très en arrière sur la coque,créant un bras de levier avant (B2) plus important que la partie(Bl)située en arriére. Ainsi leur évolution dite de surface est rendue possible,un seul dl entre eux touchant l'eau.

Un effet aèrodynamique tend à coucher sur l'eau le flotteur au vent ce qui allège ainsi l'autre en fonction
Les francs bords extèrieurs sont couchés à < 450)déterminant en réaction au vent une résultante (R) vers le bas ce qui tend à diminuer le couple de gite du bateau. L'ensemble du bras de liaison(I)et de ces flotteurs(Biet?est en arrière conformément au centrage de la coque principale.

Le centrage très arrière d'un tel ensemble n'est possible que grace à un volume (V) situé à l'arrière de la coque principale < A > .

(voir les hachures) Les surfaces infèrieuressont réhausseesgrâce à undécalage des sorties d'eau ,elles ne sont pas en contact avec le fluide quand le voilier évolue. Sans ce volume, vu le centrage de cette coque celle ci s' enfoncerait dangereusement par l'arrière à 1' arrêt ou au virement de bord. Les forces de portance dûes à la vitesse ne sont plus suffisantes, la poussée d'Archimède redevient prépondérante, ce volume exédentaire rend alors cette coque plus sure sans toute fois la pénaliser.

Le plan antidérive est situé sur la coque principale,lui aussi très à l'arrière au point de vue répartition des surfaces.

Le plan antidérive principal (N) est à la fois une dérive et un safran. Dans le souci de la performance, sa surface est réduite & son minimum, et fait appel à un système anticavitation pour en assurer son efficacité face au phénomène de ventilation des carènes planantes. Sa fonction de direction n'est possible que grace à un aileron (Ml) qui fait office de pivot par rapport à (M et fixé dans l'axe de la carène, suffisamment en avant, juste derrière le front des lignes de rentrused'eau de la carène.

Il est lui aussi , traité en anti cavitation.

Le plan anti dérive principal , qui fait office de direction est implanté perpendiculairement dans l'axe de la coque FIG.4 I1 est ajusté à la carène, de façon à ce que la résultante(R) des forces de portance de la coque(Fpc) + les forces de portance antidérivetpaJ soit la plus importante possible et tend ainsi à sustanter la coque au maximum.

L'importance des efforts perçus par le safran suspendu,étant donné sa double fonction nécessite une forte démultiplication pour sa commande et une articulation dimen5ionnée à cet effet
FIG.5 On utilise une commande parcable ,démultipliée par un jeux de poulies (20) et (21)à double réa, solidaire de la coque d'un coté, du levier de commande (25) de l'axe du safran de 1' autre.

Les extrèmités du câble(23)et(24)sont solidaires du palonnier 22 ou commande au pied , situé au fond du poste de pilotage.

Cette commande de direction au pied permet toutes les libertés auxmains du pilote nécessaires à la commande d'équilibrage du voilier
L' embase de la voilure est solidaire d'une articulation(H) qui lui permet tous les degrés de liberté dûs à son déplacement sur deux rails orthogonaux.Un rail(Rl)dans l'axe de roulisest fixé à la coque,sur ce rail se déplace perpendiculairement guide et maintenu en son centre un rail(R2)dans l'axe-de tangage commandé par deux jeux de poulies(D3)et(D4)à plusieurs réas, dont luxtrèmité des brins libres aboutissent en(3). Une écoute (05)réglable, elle aussi démultipliée par un jeu de poulies, solidaire à une extrèmité du chariot(R1)sert à retenir le chariot de(R2)sur lequel se trouve l'articulation du pied de mSt(9)
L'extrèmité de l'écoute(D5)est ramenée elle aussi en(3), deux glissières(R1') assurent le guidage de(R2)pour qu'il soit dans le plan quelque soit sa position .Le dimensionnement des rails (Ri) et (R2) nous définit un déplacement dans un plan de l'embase articulée (H) du mat sur le pont voir FIG.4.Ce déplacement n'est possible que grace à l'articulation (L) située au sommet des deux haubans rigides(F) ett)faisant un triangle indéformable avec le bras de jonction(If Cette articulationsuit aux variations angulaires près , le mouvement de la base du mât .Cet édifice pyramidal solide ,transmet la poussée vélique, par empilement.

du mat et de ces rails réglables, et par ces haubans latéraux 3 lacoqueDeux haubans flottants(Jl)e2)permettent de raidir le haut du mât ,par un renvoi réglable sur l'avant(4)du voilier, aboutissant en (3). Le réglage-propulsif de la voile se fait avec une écoute classique(l),dimensionnée àcet effet,ramenée en(3)au poste de pilotage. Tout ce voilier est conçu autour de son poste de pilotage(3),commande centralisée, ce qui conditionne ces proportions,très basses et très arrière ainsi que son équilibrage,
Cette conception lui confère une homogénéité , lui permettant une évolution avec le moins de surface mouillée possible ,d'ot des performances accrues.

L'assemblage de ce voilier est rapide. Les haubans sont dotés à leurs extrèmités, d'attaches rapides, les flotteurs sont maintenus aux bras par des goupilXes(X). Le bras de jonction(I) est solidaire de la coque(A)par un emboitement en dépouille (I') maintenu par des praquettes(I") démontables.le mat et sa voile sont montésde façon classique.

L'aileron est monté sur glissière.La gouverne de direction est démontable de l'intérieur. La mise à l'eau fait appel à une remorque que l'on trouve,modulable ,dans le commerce.

La coque de ce voilier trimaran,semi planante,voir FIG.4, est constituée de deux formes en dépouille, la carène d'une part, le pont de l'autre qui se rejoignent au niveau du plan de joint (A') de manière à rendre la dite coque réalisable par technique de moulage.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention permettent donc la réalisation industrielle de l'ensemble. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents,en particulier, toutes autres formes de voilier tel qu'un catamaran à deux coques équivalentesà(A) doté du même système de voilure(K) mobile à sa base dans un plan , peuvent être envisagées, sans sortir du cadre de l'invention, à condition qu'elles présentent la meme fonction.

Claims (4)

1. REVENDICATION:

   l.Voilier tel qu'un trimaran à trois coques planantes,caractèrisé en ce que le centrage trés arrière de ce voilier ,c'est à dire,de son plan antidérive(M), de son plan de voiluretR), et du centre de gravité de ses coques(A,B,C) détermine un emplacement(3) du navigateur à l'arrière dans la coque principale (A) òu toutes les commandes classiques sont accessibles ainsi que celles de l'qui librage axial et latéral du voilier, équilibrage qui s'effectue en déplaçant la base de la voilure ou du gréement(K) dans un plan sur le pont de la coque(A), déplacement contrôlé par deux rails ortogonaux (R1) et(R2) ayant pour but de jouer sur la longueur et l'orientation du couple de rappel entre le centre de gravité(3 et le centre de poussée de la voilure(CV), déplacement de voilure ou de la voile(K) possible grace à deux haubans rigides(F) et (G) aux extrèmités articulées, haubans qui assurent le maintien et les degrés de liberté de l'édifice sur l'arrière du voilier, cet équilibrage arrière nécessitant un volume(v) arrière hors surface mouillée assurant lui meme l'équilibre hydraustatique à l'arrêt de l'ensemble sans pénaliser son évolution sur l'arrière, cette attitude permettant la diminution de la surface mouillée sur l'avant, d'ou les performances accrues d'un tel voilier.
2. 2. voilier suivant la revendication(l) caractèrisé en ce que le centrage arrière du plan antidérive(N) fait que le plan antidérive(M) principal. est à la fois une dérive et un safran ou gouverne de direction suspendue, double fonction possible grâce à un aileron(Ml) situé suffisamment en avant et qui fait office de pivot.
3. 3.Voilier suivant la revendication(l) caractèrisé en ce que ces haubans(F)et(G) sont rigides et solidaires d'une extrèmité du bras de liaison (I) formant avec lui un triangle indéformable au sommet duquel une articulation (L) dimensionnnée à cet effet suit aux variations angulaires près le mouvement du mazot(3) dont elle est solidaire en son mi lieu.
4. 4. Voilier suivant la revendication (1) caractèrisé en ce que son système d'équilibrage par déplacement de la base du plan de voilure(K) dans un plan peut équiper un voilier catamaran à deux coques de même caractèristique que la coque(A).