FR2555957A1 - Profiled and orientable sails, similar to a homogeneous wing - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une voilure profilée et orientable obtenue par un ensemble d'éléments, comprenant principalement, un mât, une voile, un dispositif d'orientation situé à la base du mât, destinée à tout engin mt par effet du vent sur une voilure et en tout premier lieu aux bateaux de plaisance, monocoque ou multicoque. Mai on peut citer aussi t, les planches a voile, U.L.M, Deltaplane, char à voile, maquettes, engins de plage. The present invention relates to a profiled and orientable wing obtained by a set of elements, mainly comprising a mast, a sail, an orientation device located at the base of the mast, intended for any mt machine by effect of the wind on a wing. and in the first place to pleasure boats, monohull or multihull. May also include t, windsurfing boards, U.L.M, hang gliding, sand yachting, models, beach gear.
Jusqu'à présent 4 types de voilure équipent les bateaux de plaisance. Up to now 4 types of sails equip pleasure boats.
10) Les voilures dites de la Aère génération, comprenant simplement un mat fixe ou pivotant, supportant une voile dont l'épaisseur est limitée à l'épaisseur des tissus la composant. 10) The so-called generation airfoils, simply comprising a fixed or pivoting mast, supporting a sail whose thickness is limited to the thickness of the fabrics composing it.
Leur rendement vélique est moyen compte-tenu des perturbations au niveau de l'écoulement de l'air, engendrées principalement par le ât. Par contre, ces voilures sont économiques et équipent la quasi totalité des voiliers actuels. De plus, leur maniement et réduction de surface sont aisés et ne posent aucun problème.Their vélique yield is average taking into account the disturbances on the level of the flow of the air, mainly caused by the land. On the other hand, these sails are economical and equip almost all current sailboats. In addition, their handling and reduction of surface are easy and pose no problem.
20) Les voilures dites de la 2ème génération, composées d'un msst fixe ou pivotant et d'une voile à profil épais parti culièrement élaborée et très compliquée quant à sa fabrication
Le rendement vélique de l'ensemble est supérieur à celui de la voilure précédente. Par contre, le coft d'une telle voilure est élevé et reste réservée à quelques prototypes.De plus, des problèmes de réduction de surface et de poids de la voile sont de sérieux handicaps
30) Les voilures dites de la 3ème génération, composées d'une part, d'un must aile fixe ou pivotant au profil particu lièremexlt élaboré (profils N.A.C.Â.) et de surface nettement supérieure aux mats classiques, apportant d'ailleurs son propre rendement vélique, et d'autre part, d'une voile dont l'épaisseur reste limitée à l'épaisseur des tissus la compose sont, Le rendement vélique de l'ensemble est supérieur à ceux des voilures précédentes, compte-tenu de la diminution des perturbations de l'écoulement de l'air engendré par le nouveau profil de mat.Par contre, le court d'un tel ensemble est très élevé du fait de la com.plerito de fabrication du msst-aile et reste réservé aux grands voiliers de course les plus élaborés (ELF AQUITAINE II). De plus, la réduction de surface pose problème du fait de la surface du mât non modifiable.20) The so-called 2nd generation sails, composed of a fixed or pivoting msst and a thick profile sail, particularly elaborate and very complicated in terms of its manufacture.
The overall sailing performance is higher than that of the previous wing. On the other hand, the cost of such a sail is high and remains reserved for a few prototypes. In addition, problems of reduction of surface and weight of the sail are serious handicaps.
30) The so-called 3rd generation canopies, composed on the one hand, of a fixed or pivoting must wing with a particularly detailed profile (NACÂ profiles) and a surface area clearly superior to conventional masts, bringing its own performance and, on the other hand, a sail whose thickness remains limited to the thickness of the fabrics composing it are, The overall sailing performance is higher than that of the previous wings, taking into account the decrease in disturbances in the air flow generated by the new mast profile. However, the short of such an assembly is very high due to the manufacturing com.plerito of the msst-wing and remains reserved for tall ships of most elaborate race (ELF AQUITAINE II). In addition, the reduction in surface area poses a problem because of the surface of the non-modifiable mast.
40) Les voilures dites de la Xeme génération comprenant une aile homogène composée de plusieurs profils complets (2 ou 3) : un mât ; un profil milieu pour répartir les pressions et dépressions le long de aile, et d'une voile épaisse. Ces profils sont semi-rigides, indépendants et réglables séparément. Ils constituent une aile homogène d'un rendement vélique très performant, par contre le coût d'un tel ensémble est très trss élevé du fait de la complexité de fabrication des différents profils. Une telle voilure reste donc réservée aux voiliers de course les plus sophistiqués (les classes C). De plus, leur réduction de surface est impossible, ce qui en fait leur principal handicap en plus du poids de l'ensemble relativement important. 40) The so-called 10th generation sails comprising a homogeneous wing made up of several complete profiles (2 or 3): a mast; a middle profile to distribute the pressures and depressions along the wing, and a thick sail. These profiles are semi-rigid, independent and separately adjustable. They constitute a homogeneous wing with a very high-performance sailing performance, on the other hand the cost of such a set is very high due to the complexity of manufacturing the different profiles. Such a sail therefore remains reserved for the most sophisticated racing sailboats (the C classes). In addition, their surface reduction is impossible, which makes them their main handicap in addition to the relatively large weight of the assembly.
Nous pouvons donc constater que les plans de voilure actuels sont, soit
- simples de mise en oeuvre, entrainant un cott de fabrication réduit, mais d'un rendement vélique moyen ;
- plus élaborés et entrainant un coût de fabrication élevé pour un rendement vélique plus performant ;
- très sophistiqués et entrainant un cobt de fabrication très élevé pour un rendement vélique très performant
- toutefois, les voilures dites de la 2ème, 3ème et 4ème générations posent des problèmes fondamentaux de réduction de surface et de poids supplémentaires particulièrement mal placés sur un bateau, car très haut. We can therefore see that the current sail plans are either
- simple to implement, resulting in a reduced manufacturing cost, but of an average sailing yield;
- more elaborate and resulting in a high manufacturing cost for a more efficient sailing performance;
- very sophisticated and resulting in a very high manufacturing cost for a very efficient sailing performance
- however, the so-called 2nd, 3rd and 4th generation sails pose fundamental problems of surface reduction and additional weight which are particularly badly placed on a boat because it is very high.
Le dispositif selon l'nvention permet de résoudre ces problèmes posées, de rendement vélique, de cotit de fabrication, de facilité d'emploi et de poids modéré, par un ensemble de voilure profilée et orientable assimilable à une aile homogène à profil variable, comprenant intrados et extrados. The device according to the invention makes it possible to solve these problems posed, of sailing performance, of cost of manufacture, of ease of use and of moderate weight, by a set of profiled and adjustable wing comparable to a homogeneous wing with variable profile, comprising lower and upper surfaces.
- Voir planche 2 - fig. 3 - coue horizontale
Cette aile homogène est constituée
- d'une part, d'un mat (13 profilé, à double gorge de ralingue (2). Le profil se prolonge sur l'arrière par 2 volets extérieurs (3) dont le r81e est d'assurer une meilleure intégration du mat et de la voile, afin de limiter les perturbations de l'écoulement de l'air. Ils forment, associés aux 2 volets intérieurs (4) deux gorges () sur toute la longueur du mat dont le rble est de guider et de maintenir l'extrémité de lattes flexibles (9) nécessaires à la forme et à la tenue de la double peau (6).- See plate 2 - fig. 3 - horizontal layer
This homogeneous wing is made up
- on the one hand, of a mast (13 profiled, with double luff groove (2). The profile is extended on the back by 2 external flaps (3) whose r81e is to ensure better integration of the mast and of the sail, in order to limit the disturbances of the air flow. They form, associated with the 2 interior shutters (4) two grooves () over the entire length of the mast whose rble is to guide and maintain the end of flexible slats (9) necessary for the shape and the holding of the double skin (6).
- d'autre'part, d'une voile reliée au mat par une double ralingue (8) et constituée dans sa partie avant d'une double peau (6) et dans sa partie arrière d'une simple peau (7). Cette voile est munie au niveau de la double peau (6) de lattes flexibles articulées (9 et I0) nécessaires à la forme et à la tension de cette zone. Des lattes flexibles (il) équipent aussi l'arrière de la simple peau pour garantir la forme et la tenue de la chute de la voile. - on the other hand, a sail connected to the mast by a double rope (8) and constituted in its front part by a double skin (6) and in its rear part by a single skin (7). This sail is provided at the double skin (6) with flexible articulated slats (9 and I0) necessary for the shape and the tension of this area. Flexible battens (it) also equip the back of the single skin to guarantee the shape and the resistance of the fall of the sail.
- et enfin d'un système connu de type Axe, crapaudine ou rotule (21) placé à la base du mât et permettant une orientation de 900 maximum de part et d'autre de l'axe du bateau. - And finally of a known system of type Axis, crapaudine or ball joint (21) placed at the base of the mast and allowing an orientation of 900 maximum on either side of the axis of the boat.
- Voir planche 3 - fig. 4 - coupe horizontale A.A.
La solution technique apportée selon l'invention se caractérise par le fait que le bord d'attaque (L) et l'épaisseur (B) du profil de l'aile sont obtenus par le mat (1), que la partie milieu de l'aile (C) est obtenue par la double peau (6) de la voile et qu'enfin la partie arrière (D) et le bord de fuite (E) de l'aile sont obtenus par la simple peau (7) de la voile. La longueur de la partie milieu (C) pouvant varier de 10 /ó à 100 ,h de la corde du profil considéré. - See plate 3 - fig. 4 - horizontal section AA
The technical solution provided according to the invention is characterized by the fact that the leading edge (L) and the thickness (B) of the profile of the wing are obtained by the mast (1), that the middle part of the wing (C) is obtained by the double skin (6) of the sail and finally the rear part (D) and the trailing edge (E) of the wing are obtained by the single skin (7) of the sail. The length of the middle part (C) can vary from 10 / ó to 100, h of the chord of the profile considered.
L'intrados (G) et l'extrados (H) sont obtenus par déformation du profil de l'aile. Déformation engendrée par le vent lui-même en frappant l'aile soit d'un côté, soit de l'autre. La dissymétrie du profit entrainant des modifications sensibles de longueurs au niveau de la double peau (l'extrados plus long que 1 t intrados) des lattes articulées (9 et 10) réalisent une tension constante de la face intérieure, plus courte et de la face extérieure, plus longue. The lower surface (G) and the upper surface (H) are obtained by deformation of the wing profile. Deformation caused by the wind itself by hitting the wing either on one side or the other. The asymmetry of the profit causing appreciable modifications of lengths at the level of the double skin (the upper surface longer than 1 t intrados) of the articulated slats (9 and 10) realize a constant tension of the inner face, shorter and of the face exterior, longer.
Alors que jusqu'à présent les profils épais des voiles sont constitués d'une double peau profilée, tendue sur des renforts intérieurs rigides, collés puis cousus, donc très ouvragés. Le mât n'entre jamais dans la structure du profil et ne possède sur sa face arrière qu'une seule gorge de ralingue. Whereas, until now, the thick profiles of the sails are made up of a profiled double skin, stretched over rigid internal reinforcements, glued and then sewn, therefore very worked. The mast never enters the structure of the profile and has on its rear face only one luff groove.
Le dispositif selon l'invention présente donc l'avantage d'hêtre comparable à la fois
- à une voilure dite de la 1ère génération quant à sa simplicité de mise en oeuvre, de cout de fabrication, de poids modéré.The device according to the invention therefore has the advantage of beech comparable to both
- to a so-called 1st generation wing as regards its simplicity of implementation, manufacturing cost, moderate weight.
- à une voilure dite de la 4ème génération pour ce qui est de son assimilation à une aile homogène à profil épais et à l'efficacité de son rendement vélique. - to a so-called 4th generation wing in terms of its assimilation to a homogeneous wing with thick profile and to the efficiency of its sailing performance.
Les conséquences engendrées serviront directement l'ensemble des plaisanciers en leur apportant un surcroit de performance, d'agréement d'utilisation, de sécurité pour un cosst de fabrication voisin de celui d'une voilure classique. En effet, le dispositif selon l'invention en offrant un rendement vélique supérieur, se traduit, à performances égales, par une diminution de surface. Cette diminution de surface entraine directement une meilleure stabilité du navire, donc un facteur de sécurité plus grand (souci principal sur un bateau de plaisance). Cette diminution de surface entraine aussi une réduction de la longueur du m t (élément lourd) et une minoration de son poids (très mal placé puisque très haut) améliorant une nouvelle fois la stabilité du bateau donc le facteur sécurité.Autre conséquence de cette réduction de surface, la modération du coft de fabrication de l'ensemble. The consequences generated will directly serve all boaters by providing them with increased performance, pleasure in use, and safety for a manufacturing cosst similar to that of a conventional wing. Indeed, the device according to the invention, by offering a higher speed output, results, for equal performance, in a reduction in surface area. This reduction in surface area directly leads to better stability of the ship, therefore a greater safety factor (main concern on a pleasure boat). This reduction in surface area also leads to a reduction in the length of the mast (heavy element) and a reduction in its weight (very badly placed since it is very high) once again improving the stability of the boat, therefore the safety factor. Another consequence of this reduction in surface, moderation of the overall manufacturing cost.
Pour ce qui est de la facilité d'emploi, comparative ment à une voilure dite de la 1ère génération, ce type de voilure "bat" moins lors des empannages (voile épaisse). In terms of ease of use, compared to a so-called 1st generation wing, this type of wing "beats" less during gybes (thick sail).
Quant à la réduction de surface, elle s'obtient par des solutions identiques à celles utilisées sur des voilures classiques. Enfin la possibilité d'orienter l'ensemble permet des régalages plus efficaces en offrant de meilleures incidences du vent sur le bord d'attaque de l'aile. Seule l'opération de hissage de la voile, par l'intermédiaire d'une drisse unique reliant la double peau par un étrier sera légèrement plus délicate compte-tenu des deux ralingues à guider simultanément.As for the reduction of surface, it is obtained by solutions identical to those used on conventional airfoils. Finally, the possibility of orienting the assembly allows for more effective adjustments by offering better incidences of the wind on the leading edge of the wing. Only the hoisting operation of the sail, via a single halyard connecting the double skin by a stirrup, will be slightly more delicate taking into account the two ropes to be guided simultaneously.
- Voir lanche 4 - fig. et fig. 7
- Selon une forme de réalisation - fig. 6 - le profil de mât est composé d'un seul élément (1), pour des questions de coût de fabrication modéré.- See section 4 - fig. and fig. 7
- According to one embodiment - fig. 6 - the mast profile is composed of a single element (1), for reasons of moderate manufacturing cost.
- Selon une variante de réalisation - fig. 7 - le profil de mSt est compose de plusieurs éléments (la) et (lb) dans des matériaux différents, dans le but d'obtenir un profil (lbç plus effilé sur l'avant) ou de réduire sensiblement le poids de l'ensemble (la partie lb, étant alors traitée comme un corde nage et réalisée dans un matériau particulièrement léger). - According to an alternative embodiment - fig. 7 - the profile of mSt is composed of several elements (la) and (lb) in different materials, in order to obtain a profile (lbç more tapered on the front) or to significantly reduce the weight of the whole (part 1b, then being treated like a swimming rope and made of a particularly light material).
Les deux éléments (la) et (lb) étant assemblés par collage puis rivés ou vissés dans des réservations (12) prévues à-cet effet. Le volume (13) pouvant servir de réserve de flottabilité en étant remplie soit de polystirène expansé ou de tout autre corps adéquat.The two elements (la) and (lb) being assembled by gluing and then riveted or screwed into reservations (12) provided for this purpose. The volume (13) which can serve as a buoyancy reserve by being filled either with expanded polystirene or with any other suitable body.
- Voir planche 5 - fig. 8
- Selon une variante de réalisation du mât, visant à parfaire l'intégration de l'ensemble mât/aile, les volets (3) sont prolongés par des profilés souples (14). Ces profi- lés souples (14) sont rapportés, collés puis rivés ou vissés dans des réservations (15) prévues à cet effet et courent tout au long du mat. La souplesse du matériau les composant leur confère la possibilité d'épouser progressivement le dénivelé tnåt/voile et rend de ce fait leur jonction parfaite. - See plate 5 - fig. 8
- According to an alternative embodiment of the mast, aimed at perfecting the integration of the mast / wing assembly, the flaps (3) are extended by flexible sections (14). These flexible profiles (14) are attached, glued and then riveted or screwed into reservations (15) provided for this purpose and run throughout the mast. The flexibility of the material composing them gives them the possibility of gradually marrying the elevation tnåt / veil and thus makes their junction perfect.
- Voir planche 6 - fig. 9 et fig. 10
Selon une forme de réalisation -fig. 9- la voile est composée simplement dune double peau (6) dans sa partie avant se raccordant sur une simple peau (7) dans sa partie arrière.- See plate 6 - fig. 9 and fig. 10
According to an embodiment -fig. 9- the sail is simply made up of a double skin (6) in its front part connecting to a single skin (7) in its rear part.
Des lattes horizontales articulées (9 et 10) assurent la cambrure du profil, d'autres (11) assurent la forme et la tenue de la chute de la voile.Hinged horizontal slats (9 and 10) ensure the camber of the profile, others (11) ensure the shape and resistance of the fall of the sail.
Selon une variante de réalisation de la voile -fig. 10visant à optimiser l'efficacité de l1ensemble, des ouvertures verticales (22) sont pratiquées en arrière de la jonction de la double peau. Ces ouvertures sont destinées à provoquer un effet de fente pour recoller les filets d'air perturbés (J) sur l'extrados de l'aile, afin d'en améliorer le rendement vélique. Des lattes verticales (1S) disposées dans des goussets rigidifient le nouveau bord d'attaque engendré par les ouvertures. According to an alternative embodiment of the sail -fig. 10 aimed at optimizing the efficiency of the assembly, vertical openings (22) are made behind the junction of the double skin. These openings are intended to cause a slitting effect to re-stick the disturbed air streams (J) on the upper surface of the wing, in order to improve the sailing performance. Vertical slats (1S) arranged in gussets stiffen the new leading edge generated by the openings.
- Voir planche 7 - fig. 11. fig. 12 et fig. 13
Selon une forme de réalisation de la voile (figure 11) des lattes flexibles (9 et 10) composées de 3 éléments articulés entre eux assurent la forme et la tension des deux faces de la double peau (6), Les 3 éléments composant ces lattes flexibles sont articulés entre eux par l'intermédiaire de
- soit d'un corps simple (17) (tissus de voile ou profilé en polypropylène) collé à la latte (fig. 12) et faisant office de charnière.- See plate 7 - fig. 11. fig. 12 and fig. 13
According to one embodiment of the sail (FIG. 11) flexible slats (9 and 10) composed of 3 elements hinged together ensure the shape and the tension of the two faces of the double skin (6), the 3 elements making up these slats hoses are hinged together through
- either a simple body (17) (sail fabrics or polypropylene profile) glued to the batten (fig. 12) and acting as a hinge.
- soit de l'élément milieu (10) réalisé en polypropylène ou en une autre matière adéquate et caractérisé par sa forme offrant 2 charnières (23) dans la masse obtenues par affaiblissement de sa section et la possibilité d'emboiter les deux éléments (9) à chacune de ses extrémités (fig. 133. - Either of the middle element (10) made of polypropylene or another suitable material and characterized by its shape offering 2 hinges (23) in the mass obtained by weakening its section and the possibility of fitting the two elements (9 ) at each of its ends (fig. 133.
Ces lattes flexibles se composent de deux éléments longs (9) et d'un élément court (10). La longueur des éléments longs (9) correspond au développé de la peau intérieure (6) et la longueur de l'élément court (fO) correspond à la différence de développé des peux extérieure et intérieure. Le fait de joindre ou non cet élément court (10) à l'un ou l'autre des éléments longs (9) crée le développé nécessaire à l'extrados ou à l'intrados permettant ainsi de resoudre le problème de tension de cette partie de l'aile. La simple peau (7) de la voile se rattache à la double peau (6) en une ligne passant dans l'axe de 11élén,ent court (10). Sous la pression du vent, la voile prend sa forme suivant sa coupe, puis a tendance à vouloir se déformer.La surface sous le vent de la double peau (6) associée à la simple peau (7) tendent à s'allonger. Ce processus entrainera l'élément court (10) à se joindre à lsélé- ment long (9) situé sous le vent, créant ainsi le développé nécessaire à L'extrados, un élément long (9) restant au vent déterminera le développé de l'intrados. These flexible slats consist of two long elements (9) and a short element (10). The length of the long elements (9) corresponds to the developed of the inner skin (6) and the length of the short element (fO) corresponds to the difference of developed of the outer and inner can. The fact of joining or not this short element (10) to one or the other of the long elements (9) creates the necessary development for the upper surface or the lower surface thus making it possible to solve the problem of tension of this part of the wing. The single skin (7) of the sail is attached to the double skin (6) in a line passing along the axis of 11élén, ent court (10). Under the pressure of the wind, the sail takes its shape according to its cut, then tends to want to deform. The leeward surface of the double skin (6) associated with the single skin (7) tend to lengthen. This process will cause the short element (10) to join the long element (9) located downwind, thus creating the necessary development for the upper surface, a long element (9) remaining in the wind will determine the developed of the '' lower surface.
Lors d'tua virement de bord, l'opération se déroulera dans l'autre sens créant ainsi un profil symétrique au précédent (fig. 11). During a tack, the operation will take place in the other direction, thus creating a profile symmetrical to the previous one (fig. 11).
- Voir planche 8 - fig. 14. fig. 15 et fig. 16
Selon des variantes de réalisation la structure inférieure de l'aile se compose dtéléments connus, tels que
- soit d'une bome (18) fig. 14
- soit d'un wishbone (19) fig. 15
- soit d'une latte flexible (20) fig 16 - Voir planche 9 - fig. 17 - fig. 18
Selon une forme de réalisation préférentielle le mit est orientable (fig. 1) par l'intermédiaire d'un système connu de type, axesscrapaudine ou rotule placé à sa base (21).- See plate 8 - fig. 14. fig. 15 and fig. 16
According to variant embodiments, the lower structure of the wing is made up of known elements, such as
- either of a boom (18) fig. 14
- or a wishbone (19) fig. 15
- either a flexible batten (20) fig 16 - See plate 9 - fig. 17 - fig. 18
According to a preferred embodiment the mit is orientable (fig. 1) by means of a known system of the axesscrapaudine or ball type placed at its base (21).
Selon des variantes de réalisation, le mât peut être soit fixe (fig. 17) soit inclinable au vent (fig. 18). According to alternative embodiments, the mast can be either fixed (fig. 17) or tiltable to the wind (fig. 18).
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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FR8319702A FR2555957A1 (en) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | Profiled and orientable sails, similar to a homogeneous wing |
Publications (1)
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FR2555957A1 true FR2555957A1 (en) | 1985-06-07 |
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Family Applications (1)
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