FR2770823A1 - Aile d'engin, engin s'y rattachant, et procede mettant en oeuvre une telle aile - Google Patents
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Abstract
L'aile (7) destinée à la sustentation ou à la propulsion d'un engin dans un fluide est reliée à un corps (3) dudit engin et présente une envergure (V) s'étendant entre une base (13) de l'aile située près du corps (3) de l'engin et une extrémité libre de l'aile.Elle comprend deux parois fluidiquement actives (17) définissant un nez (33) et une queue (35) de l'aile, qui sont flexibles sur une partie au moins de leur étendue, et des moyens d'actionnement pour déformer sélectivement, par flexion, le profil de l'une au moins des parois.Utilisation pour les voiles de bateau ou les ailes d'avion.
Description
" AILE D'ENGIN, ENGIN S'Y RATTACHANT, ET PROCEDE
METTANT EN OUVRE UNE TELLE AILE
DESCRIPTION
La présente invention se rapporte au domaine technique des ailes d'engin, destinées à maintenir ou à déplacer ledit engin sous l'effet d'un écoulement de fluide, et plus particulièrement aux voiles de bateaux et aux ailes d'avion.
METTANT EN OUVRE UNE TELLE AILE
DESCRIPTION
La présente invention se rapporte au domaine technique des ailes d'engin, destinées à maintenir ou à déplacer ledit engin sous l'effet d'un écoulement de fluide, et plus particulièrement aux voiles de bateaux et aux ailes d'avion.
Elle vise également un engin équipé d'une telle aile, ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre de l'aile pour déplacer l'engin.
Dans le domaine nautique, on connaît depuis l'antiquité des voiles de bateau constituées d'une toile tendue le long d'un mât , qui permettent de propulser le bateau sous l'action du vent. Mais l'efficacité de telles voiles est médiocre pour diverses raisons
- la voile doit être montée derrière un mât derrière lequel l'écoulement est tellement perturbé qu'une surface considérable de la voile est inefficace pour la propulsion, derrière le mat;
- la résultante des forces aérodynamiques s'exerçant sur la voile est totalement excentrée par rapport au plan médian du bateau; le moment qui en résulte doit être compensé par le gouvernail et la quille du bateau, ce qui engendre des pertes hydrodynamiques;
- les forces de traînée hydrodynamique du vent sur la voile sont presque toujours orientées en totalité vers l'arrière et ont donc une composante qui se soustrait à la résultante utile, orientée vers l'avant, des forces de portance;
- le vent arrière n'est pas utilisable efficacement, ce qui est un paradoxe évidemment très regrettable.
- la voile doit être montée derrière un mât derrière lequel l'écoulement est tellement perturbé qu'une surface considérable de la voile est inefficace pour la propulsion, derrière le mat;
- la résultante des forces aérodynamiques s'exerçant sur la voile est totalement excentrée par rapport au plan médian du bateau; le moment qui en résulte doit être compensé par le gouvernail et la quille du bateau, ce qui engendre des pertes hydrodynamiques;
- les forces de traînée hydrodynamique du vent sur la voile sont presque toujours orientées en totalité vers l'arrière et ont donc une composante qui se soustrait à la résultante utile, orientée vers l'avant, des forces de portance;
- le vent arrière n'est pas utilisable efficacement, ce qui est un paradoxe évidemment très regrettable.
Toujours dans le domaine nautique, on connaît également des ailes rigides qui ont une portance importante et favorisent des pointes de vitesse élevées au cours de compétitions sur de courtes distances, lorsque la direction du vent est sensiblement constante sur toute la trajectoire de l'engin. Mais ces ailes sont difficilement maniables, du fait de leur rigidité, et peu adaptées à des croisières ou courses de longue durée.
Dans le domaine aéronautique, on connaît les ailes d'avion à géométrie variable, constituées d'une partie principale fixe, et de multiples volets articulés entre eux et avec la partie principale, qui se déploient et se rétractent, notamment au moment du décollage et de l'atterrissage, pour modifier la portance de l'avion.
Mais de telles structures sont complexes, fragiles et nécessitent une maintenance coûteuse. Quand les volets sont déployés, les profils obtenus sont loin d'être idéaux sur le plan aérodynamique.
Le but de l'invention est de proposer une aile d'engin peu coûteuse, fiable, d'usage simple, qui permette d'améliorer les performances en vitesse de l'engin.
Suivant l'invention, l'aile d'engin destinée à la sustentation ou à la propulsion dudit engin dans un fluide, ladite aile étant reliée à un corps dudit engin et présentant une envergure s'étendant entre une base de l'aile située près du corps de l'engin et une extrémité libre de l'aile, cette aile comprenant deux parois fluidiquement actives définissant un nez et une queue de l'aile, est caractérisée en ce que lesdites parois sont flexibles sur une partie au moins de leur étendue, et en ce que ladite aile comprend des moyens d'actionnement pour déformer sélectivement son profil par flexion de l'une au moins des parois.
L'aile selon l'invention présente de nombreux avantages. Elle élimine la nécessité d'un mât extérieur à son profil. Les deux parois définissent un profil d'aile offrant à l'écoulement de fluide une prise bien plus efficace que les voiles de l'art antérieur pratiquement sans épaisseur. Ce profil est réglable par déformation, donc de manière simple et sans qu'il en résulte de ruptures du profil aérodynamique.
Suivant un aspect de l'invention, les moyens d'actionnement comprennent des premiers moyens d'orientation pour orienter le nez de l'aile par rapport au corps de l'engin, des seconds moyens d'orientation pour orienter la queue de l'aile par rapport au nez de l'aile, et des moyens de réglage pour régler l'épaisseur de l'aile. Grâce aux seconds moyens d'orientation, on peut faire jouer à chaque paroi le rôle d'intrados ou d'extrados, selon le côté dont arrive le vent, pour la propulsion éolienne.
I1 est possible de monter l'aile de part et d'autre du mât ou autre axe vertical du navire, et de la configurer grâce aux moyens d'actionnement de façon à sensiblement équilibrer les forces aérodynamiques de façon que la résultante aérodynamique coupe cet axe et/ou soit parallèle à l'axe longitudinal du navire. On supprime ainsi le moment d'excentration des forces aérodynamiques et/ou les composantes transversales néfastes.
Selon un second aspect de l'invention, l'engin est caractérisé en ce qu'il comprend une aile selon le premier aspect.
Pour la propulsion, l'aile est montée avec la direction de son envergure orientée sensiblement verticalement.
Pour la sustentation, l'envergure est orientée sensiblement horizontalement.
Selon un troisième aspect de l'invention, le procédé pour mettre en oeuvre une aile est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une des étapes suivantes
- on exerce sur le nez de l'aile une rotation autour d'un axe dirigé suivant la direction de l'envergure de l'aile,
- on déforme les parois de l'aile pour provoquer une déviation du bord de fuite de l'aile par rapport à au nez de l'aile,
- on déforme au moins une paroi de l'aile pour faire varier l'épaisseur de l'aile.
- on exerce sur le nez de l'aile une rotation autour d'un axe dirigé suivant la direction de l'envergure de l'aile,
- on déforme les parois de l'aile pour provoquer une déviation du bord de fuite de l'aile par rapport à au nez de l'aile,
- on déforme au moins une paroi de l'aile pour faire varier l'épaisseur de l'aile.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après de deux exemples donnés à titre non limitatif. Aux dessins annexés:
- la figure 1 est un schéma de principe en perspective de l'aile selon l'invention;
- les figures 2 et 3 représentent respectivement en configuration de repos et en configuration d'utilisation un profil de l'aile;
- les figures 4 à 6 illustrent les opérations élémentaires exercées sur l'aile;
- la figure 7 montre en vue de dessus un exemple de mise en oeuvre de l'aile;
- les figures 8 et 9 représentent l'aile respectivement en vue latérale et en perspective;
- la figure 10 illustre en perspective une utilisation préférée de l'aile dans le domaine nautique;
- la figure 11, montre, à échelle agrandie, un détail de la figure 10, vu sous un autre angle;
- la figure 12 représente l'aile en vue de dessus;
- la figure 13 illustre une autre utilisation préférée de l'aile dans le domaine aéronautique.
- la figure 1 est un schéma de principe en perspective de l'aile selon l'invention;
- les figures 2 et 3 représentent respectivement en configuration de repos et en configuration d'utilisation un profil de l'aile;
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- la figure 7 montre en vue de dessus un exemple de mise en oeuvre de l'aile;
- les figures 8 et 9 représentent l'aile respectivement en vue latérale et en perspective;
- la figure 10 illustre en perspective une utilisation préférée de l'aile dans le domaine nautique;
- la figure 11, montre, à échelle agrandie, un détail de la figure 10, vu sous un autre angle;
- la figure 12 représente l'aile en vue de dessus;
- la figure 13 illustre une autre utilisation préférée de l'aile dans le domaine aéronautique.
Sur la figure 1 est représentée une partie 1 du corps 3 de l'engin, à partir de laquelle s'étend une aile 7 selon l'invention.
Une structure support 9 de l'aile 7, qui peut être par exemple une barre ou un système de barres, est fixée au corps 3 et dirigée suivant une direction axiale 11 qu'on appellera ci-après direction de l'envergure de l'aile 7. Cette direction est sensiblement perpendiculaire aux lignes d'écoulement ainsi qu'à une direction de l'épaisseur de l'aile. La barre traverse une base 13 de l'aile 7 située près du corps 3 et va au moins jusqu'à une extrémité libre 15 de l'aile 7 située à une distance V de la base 13, la distance V définissant l'envergure de l'aile 7.
L'aile 7 comprend deux parois 17 s'étendant l'une à côté de l'autre en étant écartées l'une de l'autre, sur lesquelles agit l'écoulement de fluide nécessaire à la sustentation ou à la propulsion de l'engin.
La structure support 9 occupe une zone support 19 de l'aile 7 entre les deux parois 17. Dans chaque plan perpendiculaire à l'axe 11, les deux parois 17 définissent le profil aérodynamique, ou plus généralement, fluidiquement actif, de l'aile dans ce plan.
Suivant l'invention, les parois 17 sont flexibles sur au moins une partie de leur étendue, et susceptibles d'être déformées de manière sélective, par exemple comme représenté, pour modifier le profil fluidiquement actif de l'aile 7, sous l'action de moyens et d'efforts qui seront décrits dans la suite de la description.
Les figures 2 et 3 représentent un profil de l'aile respectivement en configuration de repos et dans une configuration déformée, qui peut être la même que celle de la figure 1.
Dans cet exemple, en configuration de repos, les deux parois 17 sont symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian 21 contenant l'axe géométrique 11.
Les bords avant des deux parois 17 se rejoignent le long d'un bord d'attaque 29 de l'aile 7. A partir de ce bord, les parois 17 forment un nez 33 de l'aile 7, sensiblement en forme de "C" aplati 33, s'étendant du bord d'attaque 29 et sensiblement jusqu'à un plan transverse 27 qui coupe perpendiculairement le plan médian 21 le long de l'axe 11. Typiquement, la distance séparant les deux parois 17 est maximale le long du plan transverse 27. On appellera épaisseur E de l'aile 7 cette distance maximale.
Entre le plan transverse 27 et un bord de fuite 31 du profil, les parois 17 forment une queue 35 de l'aile 7.
Suivant une première variante de l'invention, les bords arrière des parois 17 se rejoignent, l'aile 7 présentant un profil extérieur à contour fermé (figure 2).
Suivant une seconde variante de l'invention, les bords arrière 37 restent séparés et appuyés au moins indirectement l'un sur l'autre de manière glissante (figures 1 et 3). Dans ce cas, les deux parois 17 ont initialement une longueur égale mais la paroi se trouvant en situation d'intrados s'étend plus loin vers l'arrière et définit le bord de fuite 31.
L'aile selon l'invention comprend divers moyens d'actionnement, qui produisent chacun un déplacement ou une déformation élémentaire du profil de l'aile 7. La combinaison de ces déformations élémentaires conduit en service à diverses configurations d'utilisation déformées du profil d'aile 7, telles que celle illustrée aux figures 1 et 3.
Les moyens d'actionnement comprennent des premiers moyens d'orientation pour orienter le nez 33 de l'aile 7 par rapport à la partie 1 du corps 3 de l'engin à laquelle est reliée ladite aile 7. Lesdits premiers moyens d'orientation conduisent en pratique à une rotation d'ensemble du nez 33 de l'aile 7 autour de l'axe 11, qui peut être quantifiée par un angle R formé entre la direction d'avancée 39 de l'engin et le plan médian 21 de l'aile 7, le nez 33 conservant une symétrie par rapport audit plan médian. Cette rotation élémentaire est illustrée de façon isolée à la figure 4.
Les premiers moyens d'actionnement consistent par exemple en des moyens pour faire pivoter la barre 9, autour de son axe géométrique 11. Dans ce cas, le nez 33 de l'aile 7 est rendu solidaire en rotation de la barre 9.
Les moyens d'actionnement comprennent des seconds moyens d'orientation pour orienter la queue 35 de l'aile 7 par rapport au nez 33, en faisant fléchir d'un même côté les deux parois 17 dans la zone de la queue 35 de l'aile 7. Le nez 33 conserve sa symétrie par rapport au plan médian 21. Cette déformation confère une courbure à ladite queue 35, qui caractérise la déviation du bord de fuite 31 et qui peut être quantifiée par un angle C formé entre le plan médian 21 et une tangente au bord de fuite 31 de l'aile 7. Cette déformation élémentaire des parois 17 est illustrée de façon isolée à la figure 5.
Elle fait jouer à l'une des parois 17 le rôle d'extrados, dont la face extérieure a une courbure convexe, et à l'autre paroi 17 le rôle d'intrados, dont la face extérieure a une courbure concave.
Pour la propulsion d'un navire, la déviation C peut s'effectuer dans un sens ou dans l'autre à partir de la configuration de repos, en fonction du côté d'où arrive le vent relatif. On appelle "vent relatif" la direction du vent par rapport à un mobile en mouvement. Pour une aile de sustentation, les deux sens de la déviation C sont également utilisés pour faire face aux différentes situations de vol d'atterrissage, de décollage, de vol acrobatique, ...
Les moyens d'actionnement comprennent encore des moyens de réglage pour régler l'épaisseur E de l'aile 7 en faisant varier l'écartement des branches du "C" sensiblement à la jonction entre le nez 33 et la queue 35 de l'aile 7. La variation de l'épaisseur E peut être quantifiée par un différentiel d'épaisseur dE. Cette déformation élémentaire des parois 17 est illustrée de façon isolée à la figure 6. Elle peut être obtenue par flexion simultanée des deux parois 17 (figure 3), ou bien par flexion de l'une des deux parois 17 indépendamment de l'autre (figure 6).
Pour que l'aile produise les efforts aérodynamiques souhaités, par exemple pour faire avancer l'engin dans la direction 39 souhaitée, on actionne les moyens d'actionnement de l'aile 7, pour déplacer et/ou déformer ses parois et modifier son profil, pour alternativement ou simultanément :
- exercer sur le nez de l'aile une rotation autour d'un axe dirigé suivant la direction de l'envergure de l'aile,
- déformer les parois de l'aile pour provoquer une déviation du bord de fuite de l'aile par rapport au plan médian 21 du nez 33 de l'aile 7,
- déformer au moins une paroi de l'aile pour faire varier l'épaisseur de l'aile.
- exercer sur le nez de l'aile une rotation autour d'un axe dirigé suivant la direction de l'envergure de l'aile,
- déformer les parois de l'aile pour provoquer une déviation du bord de fuite de l'aile par rapport au plan médian 21 du nez 33 de l'aile 7,
- déformer au moins une paroi de l'aile pour faire varier l'épaisseur de l'aile.
On va donner ci-après un exemple d'un tel réglage, en référence à la figure 7, pour un navire.
L'aile est positionnée sur un mât 9 monté entre les deux parois 17 de l'aile dans le plan longitudinal médian du bateau de façon qu'au moins une partie substantielle du nez 33 de l'aile soit d'un côté du mât 9 et une partie substantielle de la queue 35 de l'aile soit de l'autre côté du mât 9.
Le vent relatif W étant supposé transversal, on place le bord d'attaque 29 sensiblement face au vent W, les premiers moyens d'actionnement ayant donc fait pivoter le nez 33 d'un angle R d'environ 900 . Les seconds moyens d'actionnement règlent l'angle C de façon à dévier le bord de fuite 31 dans le sens produisant un intrados du côté arrière de l'aile. La valeur de l'angle
C est choisie de manière à optimiser la production des forces aérodynamiques utiles, ceci étant comme avec une voile classique une question d'habileté ou d'intuition du navigateur. On sait que les forces aérodynamiques d'aspiration produites le long de l'extrados de l'aile 7 jouent un rôle prépondérant pour l'effet de propulsion d'un navire. On a représenté par des petites flèches à la figure 7 une répartition typique de ces forces. Grâce au positionnement du nez 33 d'un côté du mât, (dont seul l'axe 11 est représenté), et de la queue 35 de l'autre côté du mât, ces forces ont une résultante R, d'un côté du bateau pour le nez 33 et Rç de l'autre côté du bateau pour la queue 35. En outre, ces résultantes peuvent avoir des inclinaisons de sens contraire. Le nez 33 et la queue 35 de l'aile sont en particulier conçus pour permettre, en service, de créer sur l'aile 7 une résultante aérodynamique RT coupant sensiblement l'axe géométrique 12 du mât 9. La résultante totale RT peut ainsi être positionnée à peu près sur l'axe 39 du bateau, que ce soit en ce qui concerne son point d'application et en ce qui concerne son orientation. Le réglage d'épaisseur E, combiné avec les autres réglages, sert à optimiser cet effet, une variation de réglage telle que représentée en pointillés ayant par exemple pour effet de renforcer et d'incliner davantage la résultante R,,. Le bateau n'a donc pratiquement plus besoin de quille ou de dérives.
C est choisie de manière à optimiser la production des forces aérodynamiques utiles, ceci étant comme avec une voile classique une question d'habileté ou d'intuition du navigateur. On sait que les forces aérodynamiques d'aspiration produites le long de l'extrados de l'aile 7 jouent un rôle prépondérant pour l'effet de propulsion d'un navire. On a représenté par des petites flèches à la figure 7 une répartition typique de ces forces. Grâce au positionnement du nez 33 d'un côté du mât, (dont seul l'axe 11 est représenté), et de la queue 35 de l'autre côté du mât, ces forces ont une résultante R, d'un côté du bateau pour le nez 33 et Rç de l'autre côté du bateau pour la queue 35. En outre, ces résultantes peuvent avoir des inclinaisons de sens contraire. Le nez 33 et la queue 35 de l'aile sont en particulier conçus pour permettre, en service, de créer sur l'aile 7 une résultante aérodynamique RT coupant sensiblement l'axe géométrique 12 du mât 9. La résultante totale RT peut ainsi être positionnée à peu près sur l'axe 39 du bateau, que ce soit en ce qui concerne son point d'application et en ce qui concerne son orientation. Le réglage d'épaisseur E, combiné avec les autres réglages, sert à optimiser cet effet, une variation de réglage telle que représentée en pointillés ayant par exemple pour effet de renforcer et d'incliner davantage la résultante R,,. Le bateau n'a donc pratiquement plus besoin de quille ou de dérives.
On voit en particulier qu'avec l'aile selon l'invention, les forces s'exerçant sur le nez 33 côté extrados jouent un rôle d'équilibrage très avantageux.
De plus, la traînée T s'exerçant sur le nez côté extrados a une composante T A dans le sens du mouvement voulu (voir détail VII de la figure 7).
Les moyens d'actionnement permettent ainsi en service, de donner à l'aile 7, par rapport au corps de l'engin et à certaines au moins des directions possibles du vent W, une configuration dans laquelle une partie des forces de traînée T a une compostante TA dirigée vers l'avant du corps, relativement au sens de marche de l'engin.
Les exemples décrits en référence aux figures 1 à 6 suggèrent des parois 17 ayant une flexibilité s'accompagnant d'une certaine résistance à la flexion.
Des actionneurs ou des organes de transmission sont alors logés entre les parois 17 et ont des extrémités actives reliés en des points judicieusement choisis des faces intérieures des parois 17 pour produire les déformations conformes à l'angle C et à l'épaisseur E voulue.
Suivant une autre variante de l'invention représentée aux figures 8 à 11, l'aile 7 comprend une armature flexible intercalée entre la base 13 et l'extrémité libre 15. De préférence, l'aile 7 comprend plusieurs armatures 41 flexibles, réparties le long de la direction de son envergure V, et qui servent d'appui à un habillage extérieur 43 de l'aile 7. L'habillage 43, qui définit les parois 17, peut être une toile ou autre matériau en feuille ne résistant qu'à la traction.
L'habillage 43 peut être fermé aussi bien le long du bord d'attaque 29 que le long du bord de fuite 31 de l'aile 7.
Chaque armature 41 présente un profil allongé, comprenant deux premières parties 45, flexibles si l'on veut pouvoir faire varier l'épaisseur E, et ayant ensemble une forme de "C" aplati qui soutient le nez 33 de l'aile 7, et deux secondes parties 47, flexibles sous l'action d'une contrainte, formées par des prolongements des branches du "C", lesdits prolongements ayant des extrémités libres 49 qui sont appuyées de façon glissante l'une sur l'autre, le long du bord de fuite 31 de l'aile 7. Chaque ensemble comprenant une première partie 45 prolongée par une seconde partie 47 forme une sorte de vergue soutenant l'une respective des parois 17.
Comme illustré en vue latérale à la figure 8 et en une sorte de perspective à la figure 9, chaque armature 41 s'étend sensiblement selon un plan perpendiculaire à l'axe 11, les différents plans étant donc sensiblement parallèles les uns aux autres.
On va maintenant décrire deux modes de réalisation préférés, appliqués à des utilisations préférées de l'aile 7 selon l'invention.
Suivant une application préférée de l'invention illustrée aux figures 10 à 12, l'engin est un engin flottant tel qu'un bateau 5 dont l'aile 7 est une voile.
La structure support est un mât 9, fixé à la coque 3 du bateau et de préférence rotatif autour de son axe 11.
L'aile 7 comprend trois armatures 4 flexibles, réparties le long du mât 9, et qui supportent un habillage 43. L'habillage est muni de gaines intérieures 51 dans lesquelles sont retenues les vergues 45, 47 formées par les armatures 41. Lesdites gaines 51 sont réalisées à des distances déterminées les unes des autres le long de la hauteur de l'habillage 43, de telle manière que l'habillage 43 sert de moyen de positionnement et de bon écartement des armatures 41 lorsque le sommet de l'habillage 43 est hissé au sommet du mât 9 par un moyen classique tel qu'une élingue de hissage (non représentée). Le hissage de l'habillage 43 entraîne les armatures 41 qui coulissent le long du mât.
A cet effet, chaque armature comporte de préférence une douille de coulissement 52 qui est reliée au nez de 1 'armature par une membrure rigide 54 et à la zone de jonction 46 entre la première et la seconde partie 45, 47 de chaque vergue par une petite traverse 56. Le détail de la figure 11 illustre que le mât 9 a de préférence une section carrée ou autre section non circulaire et les douilles 52 ont des profils intérieurs correspondants. Ainsi, les premiers moyens d'actionnement peuvent comprendre un moyen, illustré par la flèche 58 à la figure 10, peut faire tourner le mât sui lui-même. Ce mouvement de rotation est transmis par les douilles 52 à toutes les armatures 41 et en particulier à leur nez, pour orienter le nez de l'aile.
Il peut être prévu une élingue antérieure 53 longeant le bord d'attaque 29 de l'aile et reliée aux premières parties 45 des armatures 41 et au sommet du mât 9 pour contribuer au couplage des armatures 41 entre elles dans leur rotation autour de l'axe 11.
Les seconds moyens d'orientation 61, 63 comprennent une baume 61 sensiblement perpendiculaire au mât 9 et pivotant autour de celui-ci en-dessous de la base de l'aile 7. Des moyens, pouvant être de type classique, permettent d'orienter le baume 61 autour du mât 9. Une élingue postérieure 67 va de l'extrémité de la baume 61 qui est éloignée du mât 9 vers le sommet du mât 9. il y a des couplages (non représentés) entre l'élingue postérieure 67 et les extrémités libres 49 des armatures 41, le long du bord de fuite 31 de l'aile 7.
Lorsque l'on agit sur les extrémités libres 49 au moyen de la baume 61 et de l'élingue postérieure 67, le mât 9 étant immobilisé en rotation par rapport à la coque 3, on impose une courbure C aux deuxièmes parties 47 des armatures 41, provoquant ainsi une déviation du bord de fuite 31 de l'aile 7.
Pour le réglage de l'épaisseur E, on peut remplacer les traverses 56 par des éléments à longueur variable, du genre vérin à vis, genouillère ou analogue. Un câble de commande groupée de ces éléments à longueur variable peut être monté le long du mât et s'affaler avec le reste de l'aile lorsque celle-ci est elle-même affalée.
Les armatures présentent des dimensions de plus en plus petites de la base 13 vers l'extrémité libre 15 de l'aile 7, dont la longueur L et l'épaisseur E décroissent le long de la direction de son envergure, comme le montre la figure 12 en vue de dessus. On crée ainsi une composante verticale ascendante des forces de dépression aérodynamique.
Il en résulte un allégement apparent du bateau, d'où une moindre résistance hydrodynamique à son avancement.
La figure 10 illustre un réglage possible de l'aile par vent arrière, avec le nez de l'aile orienté obliquement vers l'arrière. Dans cette attitude de l'aile, presque toutes les forces de traînée ont une composante favorable à la propulsion.
Suivant une autre application préférée de l'invention illustrée à la figure 13, l'aile 7 est l'aile d'un engin volant tel qu'un avion 5. Dans l'exemple illustré, seuls les seconds moyens d'actionnement sont représentés montés dans la carlingue avec un bras pivotant 69 actionné par un moteur pas à pas 71. L'extrémité mobile du bras 69 déplace l'extrémité arrière de l'armature proximale 41 proche de la carlingue. D'autres tels actionneurs peuvent être prévus à l'intérieur de l'aile. il peut aussi y avoir, par exemple montée sur la poutre support 73, une structure qui transmet le mouvement de déformation de l'armature 41 proximale vers les armatures plus éloignées. Un dispositif analogue (non représenté) peut permettre d'orienter le nez de l'aile par rapport à la carlingue.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
L'invention est applicable à des ailes opérant en milieu liquide, à des ailerons aérodynamiques, par exemple pour l'automobile, etc...
Pour permettre de régler l'épaisseur de l'aile, il pourrait y avoir une articulation le long du bord d'attaque, ce qui peut dispenser de réaliser l'aile de manière flexible dans la région du nez.
Claims (27)
1. Aile d'engin destinée à la sustentation ou à la propulsion dudit engin dans un fluide, ladite aile étant reliée à un corps (3) dudit engin et présentant une envergure (V) s'étendant entre une base de l'aile située près du corps de l'engin et une extrémité libre de l'aile, cette aile comprenant deux parois fluidiquement actives (17) définissant un nez (33) et une queue (35) de l'aile, caractérisée en ce que lesdites parois (17) sont flexibles sur une partie au moins de leur étendue, et en ce que ladite aile comprend des moyens d'actionnement (58, 61, 67) pour déformer sélectivement son profil par flexion de l'une au moins des parois.
2. Aile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en configuration de repos, elle présente une symétrie par rapport à un plan médian (21) passant entre les deux parois (17) de l'aile.
3. Aile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la queue (35) de l'aile est définie par des extrémités arrière séparées, associées chacune à l'une des parois (17), et glissant l'une le long de l'autre lorsque les moyens d'actionnement déforment sélectivement le profil.
4. Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une armature au moins partiellement flexible (41), sur laquelle s'appuie un habillage extérieur (43) de l'aile.
5. Aile selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs armatures réparties le long de l'envergure (V) de l'aile.
6. Aile selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que chaque armature (41) s'étend sensiblement selon un plan.
7. Aile selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que chaque armature présente un profil allongé, comprenant une première partie (45) sensiblement en forme de C qui soutient le nez (33) de l'aile, et deux secondes parties (47) formées par des prolongements des branches du C, lesdits prolongements ayant des extrémités libres qui sont appuyées de façon glissante l'une sur l'autre.
8. Aile selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que chaque armature (41) est coulissante parallèlement à la direction (11) de l'envergure de l'aile pour l'affalement de l'aile et son redéploiement.
9. Aile selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'habillage (43) sert de moyen de positionnement et de bon écartement des armatures (41).
10. Aile selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisée en ce que l'épaisseur (E) de l'aile (7) décroît le long de la direction (11) de son envergure, de sa base vers son extrémité libre.
11. Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente extérieurement une configuration sensiblement continue.
12. Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement (58) comprennent des premiers moyens d'orientation pour orienter le nez (33) de l'aile par rapport au corps de l'engin.
13. Aile selon la revendication 12, caractérisée en ce que les premiers moyens d'orientation coopèrent pour provoquer une rotation d'ensemble du nez de l'aile autour d'un axe (11) de rotation de l'aile, ledit axe se trouvant sensiblement à l'intersection du plan médian (21) et d'un plan transverse (27) le long duquel l'aile présente une épaisseur (E) sensiblement maximale.
14. Aile selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'axe d'orientation du nez de l'aile est en même temps un axe de rotation pour un organe d'actionnement (61) appartenant à des seconds moyens d'orientation pour orienter la queue (35) de l'aile relativement au nez (33) de l'aile.
15. Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent des seconds moyens d'orientation pour orienter la queue (35) de l'aile par rapport au nez (33) de l'aile, par flexion des parois (17) dans la zone de la queue de l'aile.
16. Aile selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que les seconds moyens d1orientation comprennent des moyens pour régler la déviation (C) du bord de fuite (31) de l'aile relativement à un plan médian (21) du nez (33) de l'aile.
17. Aile selon la revendication 16, caractérisée en ce que les moyens pour régler la déviation du bord de fuite de l'aile comprennent un bras (61) pivotant autour d'un axe (11) s'étendant sensiblement selon la direction de l'envergure (V) de l'aile, une extrémité mobile du bras étant reliée à un moyen (67) de couplage avec plusieurs points du bord de fuite (31) répartis le long du bord de fuite.
18. Aile selon la revendication 17, caractérisée en ce que les seconds moyens d'orientation comprennent une baume (61) tournant autour d'un mât (9) près de la base de l'aile, une élingue (67) allant de l'extrémité mobile de la baume (61) vers le sommet du mât (9), et des couplages entre l'élingue et les extrémités libres d'armatures (41) réparties le long de l'envergure de l'aile entre les parois (17).
19. Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent des moyens de réglage pour régler une épaisseur (E) de l'aile.
20. Aile selon la revendication 19, caractérisée en ce que lesdits moyens de réglage agissent sur une zone de l'aile sensiblement à la jonction (46) entre le nez (33) et la queue (35) de l'aile.
21. Engin, caractérisé en ce qu'il est muni d'au moins une aile selon l'une quelconque des revendications précédentes.
22. Engin selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il est un engin volant.
23. Engin selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il est un engin flottant.
24. Engin selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'aile est positionnée sur un mât (9) monté entre les deux parois (17) de l'aile dans le plan longitudinal médian du bateau de façon qu'au moins une partie substantielle du nez (33) de l'aile soit d'un côté du mât (9) et une partie substantielle de la queue (35) de l'aile soit de l'autre côté du mât (9).
25. Engin selon la revendication 24, caractérisé en ce que le nez (33) et la queue (35) de l'aile sont conçus pour permettre, en service, de créer sur l'aile (7) une résultante aérodynamique (R) coupant sensiblement l'axe géométrique (12) du mât (9).
26. Engin selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement permettent en service de donner à l'aile (7), par rapport au corps de l'engin et à certaines au moins des directions possibles du vent (W), une configuration dans laquelle une partie des forces de traînée (T) a une composante (TA) dirigée vers l'avant du corps, relativement au sens de marche de l'engin.
27. Procédé pour mettre en oeuvre une aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une des étapes suivantes
- on exerce sur le nez (33) de l'aile une rotation (R) autour d'un axe (11) dirigé suivant la direction de l'envergure (V) de l'aile,
- on déforme les parois (17) de l'aile pour provoquer une déviation (C) du bord de fuite de l'aile par rapport à au nez (33) de l'aile,
- on déforme au moins une paroi (17) de l'aile pour faire varier l'épaisseur (E) de l'aile.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9714014A FR2770823A1 (fr) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Aile d'engin, engin s'y rattachant, et procede mettant en oeuvre une telle aile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9714014A FR2770823A1 (fr) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Aile d'engin, engin s'y rattachant, et procede mettant en oeuvre une telle aile |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2770823A1 true FR2770823A1 (fr) | 1999-05-14 |
Family
ID=9513153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9714014A Pending FR2770823A1 (fr) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Aile d'engin, engin s'y rattachant, et procede mettant en oeuvre une telle aile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2770823A1 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU523766B2 (en) * | 1977-08-02 | 1982-08-12 | Robert Anderson Thomas | Sail support |
| GB2119730A (en) * | 1980-09-08 | 1983-11-23 | Combe Wright Wayland | The reversing wind-sail |
| US4624203A (en) * | 1984-04-19 | 1986-11-25 | Ferguson R Stirling | Batten structure for a wing sail |
| FR2676032A1 (fr) * | 1991-05-03 | 1992-11-06 | Julien Pierre | Dispositif aerodynamique a grande portance reglable. |
| US5181678A (en) * | 1991-02-04 | 1993-01-26 | Flex Foil Technology, Inc. | Flexible tailored elastic airfoil section |
-
1997
- 1997-11-07 FR FR9714014A patent/FR2770823A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU523766B2 (en) * | 1977-08-02 | 1982-08-12 | Robert Anderson Thomas | Sail support |
| GB2119730A (en) * | 1980-09-08 | 1983-11-23 | Combe Wright Wayland | The reversing wind-sail |
| US4624203A (en) * | 1984-04-19 | 1986-11-25 | Ferguson R Stirling | Batten structure for a wing sail |
| US5181678A (en) * | 1991-02-04 | 1993-01-26 | Flex Foil Technology, Inc. | Flexible tailored elastic airfoil section |
| FR2676032A1 (fr) * | 1991-05-03 | 1992-11-06 | Julien Pierre | Dispositif aerodynamique a grande portance reglable. |
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