FR2698847A1

FR2698847A1 - Flexible wing line system - comprises supporting and control lines, with control lines which can be located inside hollow supporting lines for most of their length.

Info

Publication number: FR2698847A1
Application number: FR9214731A
Authority: FR
Inventors: Legaignoux Bruno
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-10

Abstract

The lines, esp. for a flexible aerodynamic wing in the shape of a section of a sphere, are in the form of two supporting lines (1) for the load (2), connected to pointed tips (3) of equal length, and a pair of control lines (4) which also support the load and are connected to the wing's leading or trailing edge (5, 6) at the sides (7) of the wing. In a variant of the design the lines can incorporate an additional pair of controls lines, attached to the opposite edge of the wing to the first pair. The main supporting lines can be hollow, with the control lines located inside them for the greater part of their length, and both the supporting and control lines can be made from a material with a low friction coefficient, pref. of polyethylene. The control lines can be equipped with handles to facilitate their operation. USE/ADVANTAGE - Esp. for aerial sports. Combines simplicity and reliability and efficiency.

Description

BRIDE POUR AILE SOUPLE EN FORME
DE FUSEAU SPHERIQUE
Il existe une catégorie d'ailes souples à profil aérodynamiquement efficace, servant généralement à déplacer des charges, retenues et commandées uniquement par des ensembles de filins que l'on peut appeler brides en référence aux cerfs-volants ludiques. Le pilotage de ces ailes à voilure souple se fait toujours en créant un déséquilibre entre leurs deux côtés, par tension d'un filin ou groupe de filins, ce qui provoque leur pivotement du côté souhaité.FLANGE FOR FLEXIBLE SHAPED WING
OF SPHERICAL SPINDLE
There is a category of flexible wings with an aerodynamically efficient profile, generally used to move loads, retained and controlled only by sets of ropes which can be called bridles in reference to playful kites. The piloting of these flexible wings is always done by creating an imbalance between their two sides, by tension of a rope or group of cables, which causes their pivoting on the desired side.

La quasi-totalité de ces ailes ont une forme plane ou légèrement courbe, vues de face. Les filins qui y aboutissent sont donc plus ou moins perpendiculaires à leur voilure. Almost all of these wings have a flat or slightly curved shape, seen from the front. The ropes which end there are therefore more or less perpendicular to their airfoil.

La présente invention est destinée plus particulièrement à l'aile en forme de fuseau sphérique décrite et revendiquée dans le brevet EP-A-O 202 271 aux noms des présents demandeurs. Bien que cette aile ait une forme épurée, sans appendice, on peut la décomposer, vue de face, en trois parties aérodynamiques : une partie centrale qui développe la force propulsive, sensiblement perpendiculaire aux filins de retenue ; deux parties latérales finissant en pointe, représentant une part non négligeable de la surface de l'aile, et qui sont approximativement dans le prolongement des filins de retenue. The present invention is more particularly intended for the spherical spindle-shaped wing described and claimed in patent EP-A-O 202 271 in the names of the present applicants. Although this wing has a refined shape, without appendage, it can be broken down, seen from the front, into three aerodynamic parts: a central part which develops the propelling force, substantially perpendicular to the retaining ropes; two lateral parts ending in a point, representing a non-negligible part of the surface of the wing, and which are approximately in the extension of the retaining ropes.

Tel que décrit dans le brevet, la bride de cette aile se compose d'un seul filin qui part d'une pointe de l'aile, passe dans une poulie fixée à la charge à déplacer, et repart vers l'autre pointe. Ce système est d'une grande simplicité, mais s'avère insuffisant pour diriger efficacement l'aile et assurer sa stabilité en direction, car la bride ne revient pas d'elle-même en position neutre. Ceci représente pour la plupart des utilisations de l'aile un inconvénient majeur, auquel s'ajoute celui de ne pouvoir en modifier la puissance. As described in the patent, the flange of this wing consists of a single rope which starts from one point of the wing, passes through a pulley fixed to the load to be moved, and leaves towards the other point. This system is very simple, but turns out to be insufficient to effectively steer the wing and ensure its stability in direction, because the flange does not return by itself to the neutral position. This represents for most uses of the wing a major drawback, to which is added that of not being able to modify its power.

Le but de la présente invention est précisément de pallier ces inconvénients. The object of the present invention is precisely to overcome these drawbacks.

Elle consiste à cet effet en une nouvelle bride, comprenant deux filins de retenue partant de la charge à déplacer et aboutissant chacun à une pointe de l'aile, qui sont d'égale longueur de sorte que celle-ci soit stable, c'est-à-dire qu'elle se place toujours d'elle-même au zénith de sa trajectoire ; et comprenant d'autre part, pour diriger l'aile, une paire de filins de commande partant également de la charge à déplacer et aboutissant en des points sur le bord d'attaque ou le bord de fuite, chacun de ces points se trouvant sur une partie latérale de l'aile de sorte que le filin correspondant soit approximativement dans son prolongement, afin d'obtenir, lorsqu'il est actionné, un vrillage de l'ensemble de l'aile. It consists for this purpose of a new flange, comprising two retaining ropes starting from the load to be moved and each leading to a tip of the wing, which are of equal length so that the latter is stable, it is that is, it always places itself at the zenith of its trajectory; and further comprising, for directing the wing, a pair of control cables also starting from the load to be moved and ending at points on the leading edge or the trailing edge, each of these points being on a lateral part of the wing so that the corresponding rope is approximately in its extension, in order to obtain, when actuated, a twist of the whole of the wing.

La localisation des points d'ancrage des filins de commande sur l'aile obéit à des règles précises
les points d'ancrage sont situés sur l'un des bords de l'aile, le bord d'attaque ou le bord de fuite, car l'efficacité du système est d'autant plus grande que l'extrémité du filin de commande est éloignée, vue de côté, de lrextrémité du filin de retenue ;
les points d'ancrage étant d'autre part au niveau des parties latérales, les filins de commande, vus de face, sont approximativement dans le prolongement de celles-ci, et non pas perpendiculaires à la partie portante comme c'est le cas avec les ailes plus ou moins planes.The location of the anchor points of the control cables on the wing follows specific rules
the anchor points are located on one of the edges of the wing, the leading edge or the trailing edge, because the efficiency of the system is all the greater when the end of the control line is distant, side view, from the end of the retaining line;
the anchoring points being on the other hand at the level of the lateral parts, the control ropes, seen from the front, are approximately in the extension of these, and not perpendicular to the bearing part as is the case with the wings more or less flat.

Lorsqu'une commande est actionnée par l'utilisateur, il se produit un imperceptible vrillage de l'ensemble de l'aile au lieu d'une déformation localisée du profil préjudiciable aux performances, notamment du fait de la traînée aérodynamique qu'elle crée. When a command is actuated by the user, there is an imperceptible twisting of the entire wing instead of a localized deformation of the profile detrimental to performance, in particular due to the aerodynamic drag it creates.

Tant que l'utilisateur n'actionne pas les commandes, la tension des filins de commande est nulle. Ainsi, la force de retenue fournie par la charge, par définition de même valeur et de sens contraire à la force développée par l'aile, se situe exactement dans l'axe du filin de retenue, vu de coté. As long as the user does not activate the controls, the tension of the control cables is zero. Thus, the retaining force provided by the load, by definition of the same value and opposite direction to the force developed by the wing, is located exactly in the axis of the retaining line, seen from the side.

Lorsque l'utilisateur actionne une commande, la force de retenue se déplace vers le filin de commande correspondant. Il se produit alors le déséquilibre recherché. A noter qu'il a la possibilité, par actionnement simultané des deux commandes, de diminuer ou augmenter la puissance de l'aile selon que les filins de commande sont fixés sur le bord d'attaque ou le bord de fuite. When the user actuates a control, the retaining force moves towards the corresponding control rope. The desired imbalance then occurs. Note that it has the possibility, by simultaneous actuation of the two controls, to decrease or increase the power of the wing depending on whether the control ropes are fixed on the leading edge or the trailing edge.

Le nombre de filins peut être de quatre, un sur chaque bord de chaque gouverne (partie latérale), pour certaines utilisations. The number of ropes can be four, one on each edge of each control surface (side part), for certain uses.

L'efficacité maximale du système est obtenue lorsque les filins de commande vont directement de la charge à leur point d'ancrage sur l'aile. Mais pour diminuer la traînée aérodynamique des filins et surtout éviter qu'ils ne s'emmêlent, les filins de commande peuvent passer à l'intérieur des filins de retenue, à condition qu'ils en sortent avant la pointe de l'aile de façon à créer une triangulation permettant un déplacement suffisant de la force de retenue. The maximum efficiency of the system is obtained when the control cables go directly from the load to their anchor point on the wing. But to reduce the aerodynamic drag of the ropes and above all to prevent them from becoming tangled, the control ropes can pass inside the retaining ropes, provided that they exit before the tip of the wing so to create a triangulation allowing a sufficient displacement of the retaining force.

Côté charge, les filins de commande peuvent sortir à l'extrémité des filins de retenue puis partir vers l'utilisateur, ou bien sortir avant l'extrémité des filins de retenue lorsque l'utilisateur a la possibilité d'être proche de cette extrémité. On the load side, the control lines can exit at the end of the retaining lines and then leave towards the user, or exit before the end of the retaining lines when the user has the possibility of being close to this end.

Dans ce dernier cas, il est commode de faire aboutir chaque filin de commande à une poignée assujettie au filin de retenue correspondant et coulissant le long de celui-ci.In the latter case, it is convenient to lead each control cable to a handle secured to the corresponding retaining cable and sliding along it.

Par sécurité, on peut installer un système permettant de neutraliser l'aile instantanément. Il s'agit d'un mécanisme installé côté charge sur l'un des deux filins de retenue, qui permet de le libérer d'un simple geste. For security, we can install a system to neutralize the wing instantly. It is a mechanism installed on the load side on one of the two retaining ropes, which allows it to be released with a simple gesture.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins annexés, dans lesquels
la Fig. 1 représente en perspective une aile gréée sur une charge avec une bride selon l'invention,
la Fig. 2 représente la partie supérieure d'une bride vue de côté, commande non actionnée,
la Fig. 3 est la même vue que la Fig. 2, commande actionnée,
la Fig. 4 représente les zones de localisation des points d'ancrage des filins de commande sur une aile,
la Fig. 5 représente une autre forme de réalisation de bride selon l'invention,
la Fig. 6 représente le système de neutralisation de l'aile, et
la Fig. 7 est une coupe schématique illustrant un arrangement préférentiel des filins de retenue et filins de commande.The invention will be better understood with the aid of the explanations which follow and of the appended drawings, in which
Fig. 1 is a perspective view of a wing rigged on a load with a flange according to the invention,
Fig. 2 represents the upper part of a flange seen from the side, control not actuated,
Fig. 3 is the same view as FIG. 2, control actuated,
Fig. 4 represents the locations of the anchor points of the control cables on a wing,
Fig. 5 shows another embodiment of the flange according to the invention,
Fig. 6 shows the wing neutralization system, and
Fig. 7 is a schematic section illustrating a preferred arrangement of the retaining ropes and control ropes.

La Fig. 1 est une vue globale d'une aile A et de sa bride la reliant à une charge à déplacer 2. L'aile A a une forme de fuseau sphérique comportant un bord d'attaque 5 et un bord de fuite 6. Elle est matérialisée par exemple par une armature gonflable recouverte d'une enveloppe souple en extrados comme en intrados, comme décrit dans le brevet EP-A-O 202 271 déjà mentionné. La bride comprend deux filins de retenue 1 qui subissent toute la force développée par l'aile . Ils doivent donc être suffisamment solides et, si possible, s'allonger très peu. Fig. 1 is an overall view of a wing A and its flange connecting it to a load to be moved 2. Wing A has the shape of a spherical spindle having a leading edge 5 and a trailing edge 6. It is materialized for example by an inflatable frame covered with a flexible envelope on the upper and lower surfaces, as described in patent EP-AO 202,271 already mentioned. The flange comprises two retaining ropes 1 which undergo all the force developed by the wing. They must therefore be sufficiently solid and, if possible, elongate very little.

Ils sont fixés d'une part à la charge à déplacer 2, avantageusement par l'intermédiaire d'un émérillon, et d'autre part aux pointes 3 de l'aile A.They are fixed on the one hand to the load to be moved 2, advantageously by means of a swivel, and on the other hand to the points 3 of the wing A.

D'un point de vue fonctionnel, la surface de l'aile A se décompose schématiquement en trois parties : une partie centrale qui développe la force propulsive, et deux parties d'extrémité 7 ayant trois fonctions
elles servent de gouvernes, c'est-à-dire qu'elles donnent la stabilité longitudinale de l'aile,
elles produisent une force qui écarte les pointes et maintient ainsi la structure déployée,
elles servent de plaques d'extrémité à la partie propulsive centrale, c'est-à-dire qu'elles limitent au maximum les pertes de pression en intrados, et donc le comblement de la dépression en extrados (problème de l'aile classique) ; c'est pourquoi on peut les qualifier de gouvernes dynamiques.From a functional point of view, the surface of wing A is schematically divided into three parts: a central part which develops the propulsive force, and two end parts 7 having three functions
they serve as control surfaces, that is to say that they give the longitudinal stability of the wing,
they produce a force which spreads the points and thus maintains the deployed structure,
they serve as end plates for the central propulsive part, that is to say that they minimize pressure losses on the lower surface, and therefore the filling of the depression in the upper surface (problem of the conventional wing) ; this is why we can qualify them as dynamic control surfaces.

Conformément à la présente invention, la bride comporte en plus des filins de retenue 1, deux filins de commande 4 qui subissent des efforts nettement moindres que les filins de retenue 1. Ils peuvent donc être plus fins. Leur point d'ancrage sur l'aile se situe sur le bord d'attaque 5 ou le bord de fuite 6, au niveau des parties latérales 7. Tout système approprié peut être utilisé pour assurer cet ancrage. In accordance with the present invention, the flange comprises, in addition to the retaining ropes 1, two control ropes 4 which are subjected to considerably less force than the retaining ropes 1. They can therefore be thinner. Their anchoring point on the wing is located on the leading edge 5 or the trailing edge 6, at the level of the lateral parts 7. Any suitable system can be used to ensure this anchoring.

Pour certaines applications, quatre filins de commande 4 peuvent s'avérer nécessaires (deux reliés au bord d'attaque 5 et deux reliés au bord de fuite 6), par exemple lorsqu'on a besoin d'accélérer et de freiner l'aile, de diminuer et d'augmenter sa puissance, en actionnant les deux commandes de bord d'attaque ou les deux commandes de bord de fuite en même temps. For certain applications, four control cables 4 may prove necessary (two connected to the leading edge 5 and two connected to the trailing edge 6), for example when it is necessary to accelerate and brake the wing, decrease and increase its power, by activating the two leading edge controls or the two trailing edge controls at the same time.

Aux Figs. 2, 3 et 5, les filins de commande 4 sont représentés passant à l'intérieur des filins de retenue 1 qui, par conséquent, sont creux comme on peut le voir à la Fig. 7 illustrant à échelle agrandie une forme de réalisation avantageuse des points d'entrée ou de sortie. In Figs. 2, 3 and 5, the control cables 4 are shown passing inside the retaining cables 1 which, consequently, are hollow as can be seen in FIG. 7 illustrating on an enlarged scale an advantageous embodiment of the entry or exit points.

Le polyéthylène tressé qui est utilisé par exemple pour le ski nautique convient tout-à-fait comme filin de retenue car en plus d'être creux, il est peu extensible, a un coefficient de frottement faible, et flotte puisque plus léger que liteau. The braided polyethylene which is used for example for water skiing is quite suitable as a retaining line because in addition to being hollow, it is not very stretchy, has a low coefficient of friction, and floats since it is lighter than batten.

Le polyéthylène tressé à haut module d'élasticité longitudinale, matériau très performant utilisé entre autres dans la voile de compétition et dans le domaine du cerf-volant d'évolution, convient très bien comme filin de commande. A titre indicatif, les diamètres respectifs des filins de commande et des filins de retenue pour une aile de 7 m2 peuvent être de 1 mm et 6 mm, environ. Braided polyethylene with a high longitudinal elasticity modulus, a very high-performance material used, among other things, in competitive sailing and in the field of evolution kites, is very suitable as a control rope. As an indication, the respective diameters of the control ropes and the retaining ropes for a wing of 7 m2 can be approximately 1 mm and 6 mm.

Les endroits où le filin de commande 4 traverse la paroi du filin de retenue 1 sont une source de frottement que l'on diminue largement par l'adjonction d'une pièce creuse 10 enfichée dans le filin de retenue 1, et dans laquelle passe le filin de commande 4. The places where the control line 4 crosses the wall of the retaining line 1 are a source of friction which is greatly reduced by the addition of a hollow part 10 inserted in the retaining line 1, and through which the control cable 4.

Il peut s'agir d'une simple portion de tuyau en plastique semi-rigide, découpée à ses extrémités de façon à présenter une forme qui lui permettra de rester fixé en position oblique dans le filin de retenue 1, et qui permettra au filin de commande 4 de coulisser avec très peu de frottement. Ainsi, à la Fig. 7, l'extrémité interne de la portion de tuyau 10 est taillée en double biseau alors que l'extrémité de sortie présente une entaille en V. It may be a simple portion of semi-rigid plastic pipe, cut at its ends so as to have a shape which will allow it to remain fixed in an oblique position in the retaining rope 1, and which will allow the rope to command 4 to slide with very little friction. Thus, in FIG. 7, the internal end of the pipe portion 10 is cut in a double bevel while the outlet end has a V-notch.

Les Figs. 2 et 3 montrent que lorsqu'on actionne une commande, on reporte une partie de la force de retenue R, opposée à la force propulsive P, du filin de retenue 1 sur le filin de commande 4. Il y a déplacement de la force R vers le filin de commande 4 et donc déséquilibre de l'aile puisque les forces R et
P ne sont plus alignées. Il est compréhensible, au regard de la
Fig. 3, que si le filin de commande 4 sortait trop près de la pointe 3, le débattement serait insuffisant pour déséquilibrer l'aile convenablement.Figs. 2 and 3 show that when a command is actuated, a portion of the retaining force R, opposite to the propulsive force P, of the retaining line 1 is transferred to the control line 4. The force R is displaced towards the control line 4 and therefore imbalance of the wing since the forces R and
P are no longer aligned. It is understandable, in view of the
Fig. 3, that if the control rope 4 came out too close to the tip 3, the travel would be insufficient to unbalance the wing properly.

Dans le cas d'une aile d'une surface de 8 m2 sur laquelle les deux filins de commande 4 sont fixés sur le bord d'attaque de l'aile à 80 cm de la pointe, si les filins 4 passent à l'intérieur des filins de retenue 1, comme illustré aux Figs.2, 3, 5, ils en sortent à 1 m, environ, des pointes 3. Ceci ne constitue qu'une indication. Des différences sensibles peuvent apparaître d'un modèle à l'autre, d'une utilisation à l'autre. In the case of a wing with an area of 8 m2 on which the two control lines 4 are fixed to the leading edge of the wing 80 cm from the tip, if the lines 4 pass inside retaining ropes 1, as illustrated in Figs. 2, 3, 5, they come out at about 1 m, from the tips 3. This is only an indication. Significant differences may appear from one model to another, from one use to another.

Sur la Fig. 4, les zones hachurées correspondent à la localisation des points d'attache des filins de commande 4. In Fig. 4, the hatched areas correspond to the location of the attachment points of the control cables 4.

L'emplacement exact peut varier dans ces zones suivant les utilisations, en fonction de multiples critères.The exact location may vary in these areas depending on the uses, depending on multiple criteria.

Une forme de réalisation préférentielle de la bride pour une utilisation sportive individuelle de l'aile est représentée à la Fig. 5. Chaque filin de commande 4, sortant en bas à environ 50 cm de l'extrémité du filin de retenue 1, est fixé à une poignée de commande 8. Cette poignée, consistant par exemple en une simple boule percée en son milieu pour permettre le passage du filin de retenue 1, coulisse le long de celui-ci. Elle peut comporter un système pour la bloquer sur le filin de retenue I, ceci pour maintenir la commande tendue sans avoir à la tenir. A preferred embodiment of the flange for individual sports use of the wing is shown in FIG. 5. Each control line 4, coming out at about 50 cm from the end of the retaining line 1, is fixed to a control handle 8. This handle, consisting for example of a simple ball pierced in the middle to allow the passage of the retaining line 1 slides along it. It may include a system for locking it on the retaining line I, this to keep the control taut without having to hold it.

La bride selon l'invention peut être pourvue par ailleurs d'un mécanisme 9, Fig. 6, qui permet de neutraliser l'aile A instantanément, l'opération consistant, par une opération manuelle simple, à libérer l'un des deux filins de retenue 1. Ce mécanisme est par exemple un mousqueton à ouverture sous charge utilisé par les plaisanciers. The flange according to the invention can also be provided with a mechanism 9, FIG. 6, which makes it possible to neutralize the wing A instantly, the operation consisting, by a simple manual operation, in releasing one of the two retaining ropes 1. This mechanism is for example a carabiner with opening under load used by boaters .

Claims

1) Flange for flexible wing with aerodynamically efficient profile having the shape of a spherical spindle, characterized in that it comprises two retaining ropes (1) starting from the load to be moved (2) and each leading to a point (3) of the wing (A) which are of equal length so that the latter is stable, and in that it comprises, on the other hand, for directing the wing, a pair of control cables (4) also leaving of the load to be moved (2) and ending at points on the leading edge (5), or on the trailing edge (6), each of these points being on a lateral part (7) of the wing (A), so that the corresponding control cable (4) is practically in its extension in order to obtain, when it is actuated, a twist of the assembly of the wing (A).

2) Flange according to claim 1, characterized in that it comprises an additional pair of control cables (4), the two pairs being assigned respectively to the leading edge (5) and the trailing edge (6).

3) Flange according to claim 1 or 2, characterized in that the control cables (4) are slidably engaged inside the retaining cables (1) over most of the distance between the load (2) and the wing (A).

4) Flange according to claim 3, characterized in that the retaining ropes (1) are sheaths made of wire made of a material with a low coefficient of friction such as polyethylene.

5) Flange according to claim 4, characterized in that the control cables (4) are themselves made of a material with a low coefficient of friction such as polyethylene.

6) Flange according to one of claims 3 to 5, characterized in that the entry and exit points for the control cables (4) in the retaining cables (1) are provided with hollow parts (10) inserted in the retaining ropes (1) and through which the control ropes (4) pass.

7) Flange according to claim 6, characterized in that the hollow parts (10) are portions of pipe whose internal end is cut in a double bevel, and whose outlet end has a V-notch.

8) Flange according to one of claims 1 to 7, characterized in that each control cable (4) is maneuverable by means of a handle (8) secured to the corresponding retaining cable (1), and sliding along this one.

9) Flange according to one of claims 1 to 8, characterized in that it further comprises a mechanism (9) for easily releasing one of the two retaining ropes (1).

10) Flange according to claim 9, characterized in that the mechanism (9) consists of a carabiner with opening under load, by which the releasable retaining rope (1) is hooked to the load (2).