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FR2613685A1 - System for monitoring and controlling the lift elements of a hydropter - Google Patents

System for monitoring and controlling the lift elements of a hydropter Download PDF

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FR2613685A1
FR2613685A1 FR8705244A FR8705244A FR2613685A1 FR 2613685 A1 FR2613685 A1 FR 2613685A1 FR 8705244 A FR8705244 A FR 8705244A FR 8705244 A FR8705244 A FR 8705244A FR 2613685 A1 FR2613685 A1 FR 2613685A1
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    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/28Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils
    • B63B1/285Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils changing the angle of attack or the lift of the foil

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Abstract

The invention provides a system for automatically controlling the lift elements of a hydropter. It consists of three submerged fins, independent of one another, widely spaced at the front and automatically controlled, which move at a chosen depth under the surface of the water. Observation by an analysis system of the behaviour of these three fins makes it possible: - to recognise the anomalies and dangers in the distribution of the external forces applied to the boat, - to remedy them totally or partially, a) by seeking a better distribution of the loads on the boat, b) by seeking the optimum inclination of the mast and of the sails which will make it possible to receive wind, the minimum capsising torque, the best aerodynamic lift and the best thrust, - to correct the attitude of the boat if it is on an air cushion.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne un système de contrôle et de commande des éléments sustentateurs d'un hydroptère.
DESCRIPTION
The present invention relates to a system for controlling and controlling the lift elements of a hydrofoil.

Quelques types d'embarcations présentent quelquefois des éléments sustentateurs réglables : ailes immergées, voiles, bien sûr, inclinaison variable du mât, déplacement des charges sur le bateau. Some types of boats sometimes have adjustable lift elements: submerged wings, sails, of course, variable inclination of the mast, displacement of loads on the boat.

Cependant, ces réglages se font souvent a quai, car ils sont laborieux et dangereux en navigation. Le bateau conserve donc, en mer, l'essentiel de ses caractéristiques, quels que soient : le temps et l'allure, attendant toujours les conditions optimales pour "décoller" enfin.However, these settings are often docked because they are laborious and dangerous in navigation. The boat keeps, at sea, most of its characteristics, whatever: time and pace, always waiting for optimal conditions to "take off" finally.

Le système, selon l'invention
10 CONTROLE et COMMANDE trois ailes immergées qui, travaillant indépendamment l'une de l'autre, a une profondeur constante, sustentent le bateau
20 ANALYSE le comportement des trois ailes immergées, qui témoigne de la qualité du réglage des forces extérieures appliquées au bateau ; -
30 CORRIGE le réglage de ces forces extérieures appliquées au bateau, en commandant
a) à une meilleure répartition des charges sur le bateau,
b) a une correction de l'assiette du bateau, si sa super
structure présente une forme d'aile horizontale,
c) à l'inclinaison du mât, s'il s'agit d'un bateau a voile.
The system according to the invention
10 CONTROL and CONTROL three immersed wings which, working independently of each other, have a constant depth, support the boat
20 ANALYSIS the behavior of the three submerged wings, which testifies to the quality of the adjustment of the external forces applied to the boat; -
30 CORRECTS the adjustment of these external forces applied to the boat, by commanding
a) a better distribution of loads on the boat,
b) has a correction of the trim of the boat, if its super
structure has a horizontal wing shape,
(c) the inclination of the mast, if it is a sailing boat.

Le contrôle est permanent, et en marche automatique, la correction aussi ; elle se fait jusqu'a l'obtention du réglage optisisal, sur l'élément choisi. The control is permanent, and in automatic operation, the correction too; it is done until the optisisal setting is obtained, on the chosen element.

Eviter l'enfournement ou le décollage d'une coque, ou le chavirage, retarder et atténuer les conditions de navigation dures et heurtées, rechercher la vitesse, le confort et la sécurité, par la recherche du meilleur équilibre, du moindre poids sur l'eau : le bateau stable porté et poussé par le vent... Harmonie entre les réactions intelligentes d'un bateau "vivant" et les éléments, sont les objectifs du système automatisé proposé. Avoid loading or unloading a hull, or capsizing, delaying and mitigating harsh and rough sailing conditions, seeking speed, comfort and safety, by seeking the best balance, the least weight on the hull. water: the stable boat carried and pushed by the wind ... Harmony between the intelligent reactions of a "living" boat and the elements, are the objectives of the proposed automated system.

Selon une forme de réalisation préférentielle visant ici a l'asservissement des éléments sustentateurs d'un petit bateau (destiné peut-être à la promenade familiale côtière ),une version est présentée avec voile, l'autre à moteur, et ne sont données qu'à titre d'exemples non limitatifs, en tant que supports du sys tême d'asservissement), les choix technologiques sont essentiellement hydrauliques. Mais ce choix n'est pas limitatif. According to a preferred embodiment aimed here at servoing the lift elements of a small boat (intended perhaps for the coastal family walk), one version is presented with sail, the other motor, and are given only As non-limiting examples, as supports for the servo system), the technological choices are essentially hydraulic. But this choice is not limiting.

FIGURES ET PLANCHES ILLUSTRANT L'INVENTION fig. 1. Principe de fonctionnement de l'aile immergée. FIGURES AND BOARDS ILLUSTRATING THE INVENTION FIG. 1. Principle of operation of the submerged wing.

fig. 2. Asservissement hydraulique de l'aile immergée.Fig. 2. Hydraulic control of the submerged wing.

fig. 3. Principe du système analysant l'équilibre du bateau sur ses trois ailes.Fig. 3. Principle of the system analyzing the balance of the boat on its three wings.

fig. 4. Utilisation pour la commande des actionneurs du système analysant l'équilibre du bateau sur ses trois ailes immergées.Fig. 4. Use to control the actuators of the system analyzing the balance of the boat on its three submerged wings.

pl. 5. schéma hydraulique d'asservissement des ailes immergées et du mât.pl. 5. Hydraulic servo diagram of the submerged wings and the mast.

pl. 6. schéma de principe du haubannage compensé. Epures.pl. 6. schematic diagram of compensated guying. Sketching.

pl. 7. L lre application possible
- hydroptère à ailes immergées asservies pl. 8. aapplication possible
- hydroptère à ailes immergées et à mât asservis.
pl. 7. Possible application
- hydrofoil with submerged wings pl. 8. Possible application
- hydrofoil with submerged wings and with slave mast.

La figure 1 donne le principe de fonctionnement de l'aile immergée. Devant l'aile, fixé à la coque, un capteur repère le niveau de la surface de l'eau, sous lui, à une distance "1" devant l'aile immergée. L'aile s'oriente vers un point A, situé à une distance prédéterminée sous le point de surface, ou l'élément de surface repéré par le capteur sous lui.Figure 1 gives the principle of operation of the submerged wing. In front of the wing, fixed to the hull, a sensor locates the level of the surface of the water, under it, at a distance "1" in front of the immersed wing. The wing is oriented towards a point A, located at a predetermined distance below the surface point, or the surface element identified by the sensor beneath it.

La figure 2 donne une forme de réalisation possible. Le palpeur est un genre de baguette dont l'axe d'articulation, A la partie supérieure, est fixé A une longueur "1" devant l'aile, au-dessus de l'eau. La partie inférieure du palpeur est en contact avec la surface. Son inclinaison varie avec la variation du niveau de l'eau.Figure 2 gives a possible embodiment. The probe is a kind of rod whose hinge axis, at the top, is fixed to a length "1" in front of the wing, above the water. The lower part of the probe is in contact with the surface. Its inclination varies with the variation of the water level.

Le mouvement oscillatoire du palpeur vient piloter un distributeur hydraulique. 4 orifices, 3 positions, centre fermé, cylindre fermé, alimenté conformément au schéma hydraulique pl. 5.The oscillatory movement of the probe comes to pilot a hydraulic distributor. 4 holes, 3 positions, center closed, cylinder closed, supplied according to the hydraulic diagram pl. 5.

On notera que - l'anticipation de l'aile immergée sur le mouvement de la surface de l'eau est réglée par l'intervention sur la cote "1".It should be noted that - the anticipation of the immersed wing on the movement of the surface of the water is regulated by the intervention on the dimension "1".

- la vigueur de la réaction de l'aile immergée est réglée par mo
vl dification du rapport des cotes V2 - la profondeur choisie pour l'aile immergée peut être réglée par intervention sur la cote "p" et par conséquent, - augmenter "p" & l'avant et le réduire a l'arrière, revient & cabrer le bateau et inversement.
- the vigor of the reaction of the submerged wing is regulated by mo
V2 rating ratio - the depth chosen for the submerged wing can be adjusted by intervention on the dimension "p" and therefore, - increase "p" to the front and reduce it to the rear, returns to rearrange the boat and vice versa.

- chaque aile a un mouvement indépendant de celui des deux autres ailes et choisi l'incidence qui convient A chaque instant, pour maintenir constante la cote "C ".- Each wing has a movement independent of that of the other two wings and chose the appropriate incidence at any time, to maintain constant the rating "C".

La figure 3 donne le principe de construction du système analysant la qualité de l'équilibre du bateau sur ses trois ailes immergées.Figure 3 gives the construction principle of the system analyzing the quality of the balance of the boat on its three submerged wings.

A l'avant du bateau un palpeur hydraulique "mesure" l'incidence de chaque aile. Ces deux "mesures" (amplifiées ou non, mais traitées de façon homogene) attaquent les deux extrémités d'un palonnier, en 30 et 32. Le palonnier, témoin par construction de l'équilibre latéral, est articulé en son centre 31 sur un --arbre lisse guidé en translation par deux paliers G1 et G2, de manière & pouvoir couvrir le segment Al C1 et les angles i, & la demande des deux ailes immergées avant.La position du palonnier dans le rectangle AO,CO,C2,A2, indiquera - l'incidence de chaque aile avant (cabré dans la moitié arrière du rectangle ; piqué dans la moitié avant), - la comparaison entre les deux incidences par l'angle d.  At the front of the boat a hydraulic sensor "measures" the incidence of each wing. These two "measurements" (amplified or not, but treated in a homogeneous manner) attack the two ends of a rudder, at 30 and 32. The rudder, witness by construction of the lateral balance, is articulated in its center 31 on a smooth shaft guided in translation by two bearings G1 and G2, so as to be able to cover the segment A1 C1 and the angles i, & the request of the two front immersed wings. The position of the spreader in the rectangle AO, CO, C2, A2, will indicate - the incidence of each front wing (pitched in the rear half of the rectangle, stitched in the front half), - the comparison between the two bearings by the angle d.

A l'arrière du bateau, un palpeur hydraulique "mesure" l'incidence de l'aile arrière. Cette mesure (amplifiée ou non mais traitée en rapport avec le traitement effectué aux mesures faites sur les ailes avant) attaque l'extrémité d'un deuxième palonnier en D2. At the rear of the boat, a hydraulic sensor "measures" the incidence of the rear wing. This measurement (amplified or not but treated in connection with the processing performed on the measurements made on the front fenders) attacks the end of a second lifter in D2.

L'autre extrémité de ce deuxième palonnier traverse le premier palonnier en B1, en glissant au travers d'une liaison rotule. Lorsque l'incidence des trois ailes immergées est nulle, les deux palonniers sont perpendiculaires. Le deuxième palonnier, témoin par construction de l'équilibre longitudinalest articulé en son centre D2 sur un arbre lisse guidé en translation par deux paliers G2 et G3 de manière A pouvoir couvrir le segment D1 D3, et les angles ss, à la demande de l'aile immergée arrière et de celle des deux ailes immergées avant.La position du deuxième palonnier dans le rectangle A4C4E3,Elyindiquera :
- l'incidence de l'aile arrière et l'incidence moyenne des deux
ailes avant : cabré dans A1,B1,D2,E1, piqué daniBi, Cl, E3,E2,
- la comparaison entre ces deux incidences par langle ss.
The other end of this second spreader crosses the first spreader B1, sliding through a ball joint. When the incidence of the three immersed wings is zero, the two pedals are perpendicular. The second lifter, witness by construction of the longitudinal balance is articulated in its center D2 on a smooth shaft guided in translation by two bearings G2 and G3 so as to cover the segment D1 D3, and the angles ss, at the request of the submerged wing rear and that of the two wings immersed front.The position of the second spreader in the rectangle A4C4E3, Elyindiquera:
- the incidence of the rear wing and the average incidence of both
front fenders: pitch up in A1, B1, D2, E1, dive daniBi, Cl, E3, E2,
- the comparison between these two incidences by langle ss.

NOTA : les paliers G1,G21G3tG4sont parallèles. NOTE: Bearings G1, G21G3tG4 are parallel.

REMARQUES
Par un réglage fait sur une incidence nulle des trois ailes
immergées on placera les palonniers dans la position qu'ils occupent sur le schéma. Par la suite, en navigation, toute modification d'icidence des ailes se traduira par les déplacements linéaires ou angulaires, dans le système d'analyse, dans des secteurs ou on lira - la nature du déséquilibre, - la (ou les) cause. (s) de laquelle on déduira - les remèdes à apporter.
NOTES
By a setting made on zero incidence of the three wings
immersed the pedals will be placed in the position they occupy on the diagram. Subsequently, in navigation, any modification of the icicle of the wings will result in linear or angular displacements, in the system of analysis, in sectors where one will read - the nature of the imbalance, - the (or) cause. (s) from which we will deduce - the remedies to bring.

La figure 4 donne la mise en oeuvre du principe énoncé par la figure 3.Figure 4 gives the implementation of the principle stated in Figure 3.

Les angles a et # sont "lus" par des distributeurs : 4 orifices 3 positions, centre fermé, cylindre fermé, dont les corps matérialisent les palonniers, et les manettes les arbres lisses guidés par les paliers Gl,G2,G3,et G4. The angles a and # are "read" by distributors: 4 orifices 3 positions, closed center, closed cylinder, whose bodies materialize the pedals, and joysticks smooth shafts guided by the bearings Gl, G2, G3, and G4.

- Le premier distributeur cité, témoin du déséquilibre latéral par l'anglei commandera - soit le déplacement des charges sur le bateau (latéralement), - soit l'inclinaison voulue du mât, latéralement (voir pl. 5.).- The first mentioned distributor, witnessing the lateral imbalance by the anglei will control - either the displacement of the loads on the boat (laterally), - or the desired inclination of the mast, laterally (see Plate 5.).

Par essais et expériences on pourra noter le déséquilibre maxi acceptable avant chavirage du bateau, et repérer l'anglei maxi acceptable, sur lequel on placera des capteurs de sécurité qui, actionnés, provoqueront la libération des écoutes des voiles concernées.By tests and experiments it will be possible to note the maximum imbalance acceptable before capsize of the boat, and to mark the maximum angle acceptable, on which one will place security sensors which, actuated, will cause the release of the plays of the sails concerned.

- Le deuxième distributeur cité, témoin du déséquilibre longitudinal par l'anglet commandera - soit le déplacement des charges sur le bateau ( - soit l'inclinaison voulue du mât, longitudinalement (voir pl. 5.).- The second mentioned distributor, witness of the longitudinal imbalance by the tab will control - either the displacement of the loads on the boat (- or the desired inclination of the mast, longitudinally (see Plate 5.).

REMARQUES
Le système d'analyse fonctionne en permanence , mais ne commande aux actionneurs (vérins et moteurs) qu'à l'appel de l'opérateur.
NOTES
The analysis system runs continuously, but only commands the actuators (cylinders and motors) when the operator calls.

La figure 5 donne le schéma hydraulique de la partie commande du système automatisé. Figure 5 shows the hydraulic diagram of the control part of the automated system.

DIAGRAMME FONCTIONNEL

Figure img00050001
FUNCTIONAL DIAGRAM
Figure img00050001

<tb> <SEP> système <SEP> au <SEP> repos,
<tb> navigation <SEP> sous <SEP> voiles <SEP> établies,
<tb> <SEP> cap <SEP> choisi.
<tb>
<tb><SEP> system <SEP> at <SEP> rest,
<tb> navigation <SEP> under <SEP> sails <SEP> established,
<tb><SEP> cap <SEP> chosen.
<Tb>

<SEP> un <SEP> réglage <SEP> du <SEP> mât <SEP> et <SEP> des <SEP> voiles <SEP> s'avérant <SEP> nécessaire,
<tb> <SEP> les <SEP> écoutes <SEP> sont <SEP> ôtées <SEP> de <SEP> leurs <SEP> taquets.
<tb>
<SEP> a <SEP> setting <SEP> of the <SEP><SEP> mast and <SEP> of the <SEP> sails <SEP> proving <SEP> necessary,
<tb><SEP> The <SEP> plays <SEP> are <SEP> removed <SEP> from <SEP> their <SEP> stops.
<Tb>

<SEP> actionner <SEP> les <SEP> poulies <SEP> enrouleuses <SEP> d'écoutes
<tb> F <SEP> 1
<tb> <SEP> libérer <SEP> les <SEP> blocages <SEP> sur <SEP> étai <SEP> et <SEP> haubans.
<tb>
<SEP> activate <SEP> the <SEP> pulleys <SEP> winders <SEP> listening
<tb> F <SEP> 1
<tb><SEP> release <SEP> the <SEP> hangs <SEP> on <SEP> support <SEP> and <SEP> stay cables.
<Tb>

<SEP> les <SEP> voiles <SEP> sont <SEP> bordées <SEP> par <SEP> tension <SEP> manuelle <SEP> des <SEP> écou
<tb> <SEP> tes <SEP> sur <SEP> leurs <SEP> poulies <SEP> enrouleuses,
<tb> <SEP> Iordre <SEP> de <SEP> réglage <SEP> du <SEP> mât <SEP> est <SEP> donné <SEP> : <SEP> en <SEP> saauel <SEP> ou
<tb> <SEP> en <SEP> automatique'
<tb> rl <SEP> L
<tb> <SEP> le <SEP> mât <SEP> slest <SEP> stabilisé, <SEP> ltopérateur <SEP> ayant <SEP> trouvé <SEP> la
<tb> <SEP> tension <SEP> correcte <SEP> des <SEP> écoutes <SEP> de <SEP> voiles, <SEP> les <SEP> taquets
<tb> <SEP> coinceurs <SEP> sont <SEP> placés.
<tb>
<SEP> the <SEP> sails <SEP> are <SEP> lined <SEP> by <SEP> tension <SEP> manual <SEP> of <SEP>
<tb><SEP><SEP> on <SEP> their <SEP>SEP> rollers,
<tb><SEP> I <SEP> order of <SEP><SEP><SEP><SEP> mast setting is <SEP> given <SEP>: <SEP> in <SEP> saab <SEP> or
<tb><SEP> in <SEP> automatic '
<tb> rl <SEP> L
<tb><SEP> the <SEP> mast <SEP> slest <SEP> stabilized, <SEP> lteroperator <SEP> having <SEP> found <SEP>
<tb><SEP> correct <SEP><SEP><SEP><SEP><SEP><sP> SEP
<tb><SEP><SEP> clocks are <SEP> placed.
<Tb>

<SEP> 5 <SEP> n <SEP> arrêter <SEP> la <SEP> rotation <SEP> des <SEP> poulies <SEP> d'écoutes,
<tb> couper <SEP> l'alimentation <SEP> de <SEP> moteurs <SEP> de <SEP> mât.
<tb>
<SEP> 5 <SEP> n <SEP> stop <SEP> the <SEP> rotation <SEP> of <SEP><SEP> sheaves,
<tb> cut <SEP> the <SEP> power of <SEP><SEP>SEP> Mast engines.
<Tb>

La planche VI présente les inclinaisons extrêmes du mât, le tableau de transformations de l'étai et des haubans ainsi que le calcul du compensateur flottant. Plate VI shows the extreme inclinations of the mast, the forestay and guying transformation chart and the calculation of the floating compensator.

L'épure montre, a l'échelle choisie, lorsque le mât passe de la position O à la position 2 10 un raccourcissement global des haubans de 53,5 (&alpha;10) (53.5) 6 32 20 un allongement de l'étai de 32. The outline shows, at the scale chosen, when the mast passes from the position O to the position 2 10 an overall shortening of the stays of 53.5 (&alpha; 10) (53.5) 6 32 20 an extension of the stay of 32.

Si le raccourcissement des haubans est absorbé par l'allongement des 10 brins tendus par le compensateur, le déplacement du com pensateur sera : 5305= 5,35. Le mou obtenu l'étai est alors 10 5,35 x 6 =31,90. Or, selon l'épure, l'allongement théorique demandé à l'étai est de 32. Le complément sera obtenu par l'allongement du ressort "r". Il sera ici de 0,1.If the shrinkage of the shrouds is absorbed by the lengthening of the strands stretched by the compensator, the displacement of the com pensator will be: 5305 = 5.35. The slack obtained from the strut is then 5.35 x 6 = 31.90. However, according to the outline, the theoretical extension required at the forestay is 32. The complement will be obtained by the extension of the spring "r". It will be here 0.1.

Si le bateau représenté ici est large de 3 m, ech. 40/1000 l'allongement du ressort sera dans ce cas 1000 x 0,1 = 2,5 mm. If the boat shown here is 3 m wide, ech. 40/1000 the elongation of the spring will be in this case 1000 x 0.1 = 2.5 mm.

REMARQUES : 40 - la deuxième fonction du ressort consiste & maintenir le haubannage tendu, en toutes circonstances - si l'on négligle le poids du gréement et des voiles, et la variation de tension du ressort "r" et l'effet du vent, on peut affirmer que le déplacement du mât dans la zone utile 2. 3.4.5.NOTES: 40 - the second function of the mainspring is to keep the guying taut under all circumstances - if we neglect the weight of the rigging and the sails, and the spring tension variation "r" and the effect of the wind, it can be said that the displacement of the mast in the useful zone 2. 3.4.5.

se fait sans modification sensible des tensions dans les haubans et dans l'étai - si'l'oscillation du compensateur absorbe le + 3 sur les haubans, elle peut aussi autoriser une oscillation latérale plus ample du mât. Ce phénomène indésirable sera éliminé par un amortisseur sur l'oscillation du compensateur soit par blocage de poulies en bl et b2,par exemple..without any significant change in the tensions in the stays and in the stay, the oscillation of the compensator absorbs + 3 on the stays, it can also allow a wider lateral oscillation of the mast. This undesirable phenomenon will be eliminated by a damper on the oscillation of the compensator either by locking pulleys in bl and b2, for example.

La planche VII représente une application possible de la première partie du système d'asservissement, selon l'invention. The plate VII represents a possible application of the first part of the servo system, according to the invention.

L'hydroptère est propulsé par un moteur. Le contrôle qu'il a de ses ailes immergée6 lui permet de trouver le meilleur équilibre sur l'eau, par une bonne répartition des charges, puis, par une modification des cotes p (voir fig. 2), de rechercher, en fonction de sa vitesse, la meilleure incidence de sa coque en forme d'aile qui lui permettra d'utiliser au mieux l'effet de sol. Un coussin d'air se trouve latéralement enfermé sous sa coque, entre deux formes de lames parallèles qui prolongent ses flotteurs. The hydrofoil is powered by an engine. The control he has of his wings immersed6 allows him to find the best balance on the water, by a good distribution of the loads, then, by a modification of the dimensions p (see figure 2), to seek, according to its speed, the best impact of its wing-shaped hull that will allow it to make the best use of the ground effect. An air cushion is located laterally enclosed under its hull, between two forms of parallel blades that extend its floats.

SON BUT : utiliser au mieux la sustentation aérodynamique par le contrôle de la sustentation hydrodynamique qui doit tendre vers zéro mais rester positive.ITS PURPOSE: to make the best use of aerodynamic lift by controlling the hydrodynamic lift which must tend towards zero but remain positive.

SES AVANTAGES : confort rapidité, sécurité, polyvalence.ITS ADVANTAGES: comfort speed, security, versatility.

SES APPLICATIONS : pêche, promenade, surveillance côtière, interventions rapides, surveillance sous-marine, recherche d'objets, de fonds sous-marins, pour plongée, de noyés, transport rapide, transport de blessés, transport militaire ; difficilement repérable, peut assez facilement être rendu submersible.ITS APPLICATIONS: fishing, boardwalk, coastal surveillance, rapid interventions, underwater surveillance, search for objects, submarine funds, for diving, drowning, rapid transport, transport of wounded, military transport; difficult to locate, can easily be made submersible.

Le même principe d'analyse peut être appliqué pour les efforts latéraux exercés sur les dérives et les safrans. The same principle of analysis can be applied for the lateral forces exerted on the drifts and the rudders.

Claims (1)

REVENDICATIONS I - Système de contrôle et de commande des éléments sus tentateurs d'un hydroptère, caractérisé en ce qu'il gère, d'une part l'incidence et donc la portance de trois ailes immergées, indépendantes, 2 à l'avant, largement espacées, l'autre à l'arrière, de telle manière qu'en anticipant aux mouvements de la surface observée devant elles, elles se maintiennent toujours à la profondeur voulue, quels que soient - la forme de la surface, - l'intensité et le sens des charges appliquées à chaque moment sur chaque aile (voir fig. 1 et 2). II - Système selon la revendication I, caractérisé en ce que, après avoir observé et analysé le comportement des ailes immergées, et déduit de ces observations les corrections à apporter concernant les forces extérieures appliquées au bateau, il gère, d'autre part a) la commande (éventuellement) d'une meilleure-répartitiandes charges sur le pont (Avant-Arrière, ou babord-tribord), b) la commande de l'inclinaison optimale du mât et des voiles, (fig. III et IV). III - Système selon la revendication I, caractérisé en ce que l'anticipation de l'aile immergée peut être réglée par intervention sur la longueur "1" du bras porte capteur (fig. I) : la vigueur de la réaction de l'aile immergée, par intervention sur les cotes Vl et V2 (fig. 2) ; et enfin, la profondeur choisie pour l'aile peut être réglée par intervention sur la cote "p" (fig. 2). IV - Système selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le comportement des ailes immergées, lorsque celles-ci auront reçu les réglages appropriés, témoignera de la qualité du réglage des forces extérieures appliquées au bateau. V - Système selon la revendication II caractérisé en ce que la mesure du mouvement observé de l'aile immergée peut, au besoin, être amplifiée ou réduite, par un système classique de copiage par exemple, selon (par exemple), la taille choisie par le système d'analyse (pl. 4). VI - Système selon la revendication II caractérisé en ce que le système d'analyse 1 rend compte à l'opérateur à chaque instant (pl. 3) a) de l'incidence de chaque aile immergée, b) du déséquilibre entre les deux ailes avant,CLAIMS I - Control and control system of the sus tent elements of a hydrofoil, characterized in that it manages, on the one hand the incidence and therefore the lift of three wings immersed, independent, 2 at the front, widely spaced, the other at the back, so that in anticipation of the movements of the surface observed in front of them, they always remain at the desired depth, whatever the shape of the surface, the intensity and the direction of the charges applied at each moment on each wing (see Fig. 1 and 2). II - System according to claim 1, characterized in that, after having observed and analyzed the behavior of the immersed wings, and deduced from these observations the corrections to be made concerning the external forces applied to the boat, it manages, on the other hand a) the control (possibly) of a better-distributed loads on the deck (Front-Rear, or port-starboard), b) the control of the optimal inclination of the mast and the sails, (figs III and IV). III - System according to claim 1, characterized in that the anticipation of the submerged wing can be adjusted by intervention on the length "1" of the sensor arm (Fig. I): the vigor of the reaction of the wing immersed, by intervention on the sides Vl and V2 (Fig. 2); and finally, the depth chosen for the wing can be adjusted by intervention on the dimension "p" (Fig. 2). IV - System according to the preceding claims, characterized in that the behavior of the immersed wings, when they have received the appropriate settings, will testify to the quality of the adjustment of the external forces applied to the boat. V - System according to claim 11, characterized in that the measurement of the observed movement of the submerged wing can, if necessary, be amplified or reduced, for example by a conventional copying system, depending on (for example) the size chosen by the analysis system (pl.4). VI - System according to claim 11 characterized in that the analysis system 1 reports to the operator at each moment (pl.3) a) the incidence of each wing submerged, b) the imbalance between the two wings before, c) du déséquilibre entre les deux ailes avant, et l'aile arrière, (c) the imbalance between the two front wings and the rear wing, d) du caractère équitable de la répartition des charges sur les trois ailes, (d) the fairness of the distribution of charges on the three wings, e) de la situation idéale pour laquelle la charge sur chaque aile est nulle. e) the ideal situation for which the load on each wing is zero. 20 Peut, "en mode automatique" commander (pl. 4 et 5)20 Can, "in automatic mode" order (pl.4 and 5) a) éventuellement, à une meilleure répartition des charges sur le bateau, a) possibly, to a better distribution of the loads on the boat, b) aux moteurs inclinant le mât d'AV en AR et inversementoet latéralement. b) engines tilting the AV mast in AR and vice versa and laterally. 30 Peut, en "mode manuel" laisser à l'opérateur le soin de com- mander lui-même :30 In "manual mode" may allow the operator to control himself: a) à une meilleure répartion des charges sur le bateau, a) a better distribution of loads on the boat, b) aux moteurs inclinant le mât. b) engines inclining the mast. VII - Système selon les revendications II b) et VI (voir pl. 3 et 4) caractérisé en ce que les deux témoins d'équilibre peuvent être.VII - System according to claims II b) and VI (see pls 3 and 4) characterized in that the two equilibrium controls can be. les corps de distributeurs qui, inclinés sur leur "manette" par le déséquilibre des charges sur les ailes, actionnent directement (voir pl. 5) les vérins et les moteurs qui corrigeront le déséquili bre des charges sur les ailes du immergées, soit the distributor bodies which, inclined on their "lever" by the imbalance of the loads on the wings, actuate directly (see plate 5) the cylinders and the motors which will correct the imbalance of the loads on the wings of the submerged, either a) en déplaçant les charges du bateau, soit (a) by moving the loads of the boat, b) en inclinant le mât, ou les deux. b) tilting the mast, or both. VIII - Système selon les revendications Il et III caractérisé en ce que le haubannage compensé autorise l'inclinaison commandée du mat, autour de son pied, dans la plage utile à la navigation (voir pl. 6 et 7), (sans qu'une modification manuelle visant à régler la longueur des haubans ou de l'étai soit nécessaire), séparément ou simultanément dans le sens longitudinal et latéral.VIII - System according to claims II and III characterized in that the compensated stay allows the controlled inclination of the mat, around his foot, in the range useful for navigation (see pls 6 and 7), (without a manual modification to adjust the length of stay or stay is necessary), separately or simultaneously in the longitudinal and lateral direction. IX - Système selon la revendication VIII (voir pl. 5) caractérisé en ce que les haubans constituent une boucle fermée, fixée au mât l'endroit où sont habituellement fixés les haubans ; ladite boucle de haubans circule entre deux familles de poulies (l'une motrice, les autres folles). La première famille de poulies est fixée sur le bateau. La deuxième famille de poulies est fixée sur le corps du compensateur proprement dit. Entre les deux familles de poulies, un nombre déterminé de brins.IX - System according to claim VIII (see pl.5) characterized in that the shrouds constitute a closed loop, fixed to the mast where the guys are usually fixed; said ring of shrouds circulates between two families of pulleys (one driving, the other crazy). The first family of pulleys is attached to the boat. The second family of pulleys is fixed on the body of the compensator itself. Between the two families of pulleys, a determined number of strands. X - Dispositif selon la revendication VIII (voir pl. 6) caractérisé en ce que l'étai, fixé au mât, à l'endroit habituel où se trouvent fixés les étais, est repris comme les haubans, et circule entre deux familles de poulies (l'une motrice, les autres folles). La première famille de poulies est fixée sur le bateau, la deuxième famille de poulies est fixée sur le corps du compensateur.X - Device according to claim VIII (see pl.6) characterized in that the forestay, fixed to the mast, at the usual place where the struts are fixed, is taken as the shrouds, and flows between two families of pulleys (one driving, the other crazy). The first family of pulleys is fixed on the boat, the second family of pulleys is fixed on the body of the compensator. XI - Dispositif selon la revendication VIII (voir pl. 6) caractérisé en ce que le bateau étant vu de côté, la boucle formée par : la boucle des haubans, l'étai,et le corps du compensateur, est fermée et tendue par un ressort "r".XI - Device according to claim VIII (see pl.6) characterized in that the boat being seen from the side, the loop formed by: the buckle of the shrouds, the strut, and the body of the compensator, is closed and tensioned by a spring "r". XII - Dispositif selon la revendication VIII (voir pl. 6) caractérisé en ce que lors du basculement du mât en arrière par exemple, le déplacement induit du compensateur flottant, tendu entre la boucle des haubans et l'étai, "reprend" à la boucle des haubans et rend & à l'étai des longueurs respectivement égales à la longueur du déplacement induit du compensateur multiplié par le nombre de brins, sur l'étai ou sur les haubans. Le rapport du nombre de brins se calcule aisément (voir épure pl. 6). La différence entre le rapport théorique et le rapport du nombre des brins est absorbée par le ressort "r" dont la 2e fonction consiste à tenir le haubannage tendu, en toute circonstance.XII - Device according to claim VIII (see pl.6) characterized in that during the tilting of the mast back for example, the induced displacement of the floating compensator, stretched between the buckle of the stays and the strut, "resumes" at the loop of the shrouds and strut lengthwise respectively equal to the length of the induced displacement of the compensator multiplied by the number of strands, on the forestay or on the shrouds. The ratio of the number of strands can easily be calculated (see drawing 6). The difference between the theoretical ratio and the ratio of the number of strands is absorbed by the spring "r" whose second function is to keep the guying tight, under any circumstances. XIII - Dispositif selon la revendication VIII caractérisé en ce que par construction, la plage utilisée par le ressort "r", (pl. 6) étant faible, l'équilibre du compensateur entre les brins (que le ressort "r" sollicite de manière sensiblement constante) est très sensiblement le même, quelle que soit sa position. Le déplacement libre du compensateur autorisant donc l'inclinaison du mât, sans modificaiton sensible des tensions dans l'étai et les haubans. (On a fait abstraction ici du poids du gréement).XIII - Device according to claim VIII characterized in that by construction, the range used by the spring "r", (pl.6) being low, the balance of the compensator between the strands (that the spring "r" solicits substantially constant) is very substantially the same, regardless of its position. The free movement of the compensator thus authorizing the inclination of the mast, without any appreciable modification of the stresses in the forestay and the stays. (We have ignored here the weight of the rigging). XIV - Dispositif selon l'une quelconque des revendications VIII,XIV - Device according to any one of claims VIII, IX, X, XI, XII, XIII, caractérisé en ce que la possible oscillation du compensateur flottant qui permet un réglage latéral du mât dont l'étai est bloqué, implique un blocage sur les poulies B1 et B2 (par exemple) pour éviter l'oscillation latérale du mât après réglage.IX, X, XI, XII, XIII, characterized in that the possible oscillation of the floating compensator which allows a lateral adjustment of the mast whose forestay is blocked, involves a blockage on the pulleys B1 and B2 (for example) to avoid the lateral oscillation of the mast after adjustment. XV-Dispositif selon la revendication VIII caractérisé en ce que les différentes familles de poulies représentées ici à plat pour une meilleure compréhension (voir pl. 6) peuvent se présenter différemment pour des raisons d'encombrement, de fabrication ou d'équilibre. A titre d'exemple des deux familles de poulies sur l'étai seront avantageusement matérialisées par deux mouffles.XV-device according to claim VIII characterized in that the different families of pulleys shown here flat for better understanding (see pl.6) may be different for reasons of size, manufacture or balance. For example, the two families of pulleys on the forestay are advantageously materialized by two muffles. XVI - Système selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il peut être appliqué en partie ou en totalité sur des embarcations de types différents, (Les deux exemples présentés ici ne sont pas donnés à titre limitatif), a des fins différentes.XVI - System according to the preceding claims characterized in that it may be applied in part or in whole on different types of boats, (The two examples presented here are not given as a limitation), for different purposes. La planche 7 est le schéma d'un trimaran, ou catamaran selon l'allure. Le système asservi les ailes immergées et le mât; une hélice portée par l'aile arrière actionne une pompe hautepression (voir schéma hydraulique pl. 5).The board 7 is the diagram of a trimaran, or catamaran according to the pace. The system enslaved the submerged wings and the mast; a propeller carried by the rear wing operates a high-pressure pump (see hydraulic diagram on page 5). XVII-Systeme selon l'une quelconque des revendications I, III, XVII-System according to any one of claims I, III, IV VI, XVI, caractérisé en ce que, placé sur l'hydroptère motorisé, représenté pl. 8 à titre de schéma d'exemple, non limitatif (et dont la forme de coque à aile, se terminant sous les flotteurs par une sorte de lame, est destinée a utiliser au maximum l'effet de sol) il gère non seulement la portance des ailes immergées, mais aussi par contrôle et modification de la cote "p" (fig. 2) l'incidence et donc la portance aérodynamique de la coque sur son coussin d'air. (Si "p" augmente a l'avant, l'engin se cabre, donc en navigation rapide quand l'incidence des patins avant tend vers zéro, réduire "p" a l'avant (ou l'augmenter l'arrière) progressivement,permet de garder une sustentation hydrodynamique très faible, mais) O.IV VI, XVI, characterized in that, placed on the motorized hydrofoil, represented pl. 8 as a nonlimiting example (and whose winged hull shape, ending under the floats by a kind of blade, is intended to use the maximum ground effect) it not only manages the lift submerged wings, but also by control and modification of the dimension "p" (figure 2) the incidence and therefore the aerodynamic lift of the hull on its air cushion. (If "p" increases at the front, the craft is pitching up, so in fast navigation when the front glide angle tends to zero, reduce "p" at the front (or increase the rear) gradually , allows to keep a very low hydrodynamic levitation, but) O. XVIII - Système selon l'ensemble des revendications caractérisé en ce que les différentes fonctions décrites du système automatisé peuvent relever de technologies différentes.XVIII - System according to the set of claims characterized in that the various described functions of the automated system may be of different technologies. Par exemple, le capteur, placé devant l'aile immergée peut être un genre de petit radar capable de déterminer le niveau moyen d'une ligne de longueur définie, à la surface de l'eau ; ou bien, les informations circulant à l'intérieur du système automatisé peuvent être véhiculées de différentes manières, etc., sans que le principe ne puisse être remis en cause.For example, the sensor, placed in front of the submerged wing, may be a kind of small radar capable of determining the average level of a line of defined length on the surface of the water; or the information circulating inside the automated system can be conveyed in different ways, etc., without the principle can be questioned. Système selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il peut également analyser le travail latéral des dérives et des safrans, et commander par exemple à un meilleur centrage des efforts du vent sur la voile. System according to claim 11, characterized in that it can also analyze the lateral work of the fins and rudders, and control for example a better centering of the wind forces on the sail.
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