La présente invention concerne les navires à voile du type trimaran permettant d'obtenir quel- quesoit sa position, son retour automatique vers un équilibre stable, correspondant à sa position normale de navigation.
Dans les conceptions connues de ce genre, la coque centrale est munie de deux flotteurs latéraux à volumes constants qui sont submersibles ou insubmersibles. Ces trois éléments sont reliés par des poutres qui ont très souvent des volumes importants et constants (US-A-4159 006). En général les assemblages sont rigides ou souples, ou encore à très faible débattement et la mâture a une fonction unique qui est de porter la voilure. De telles conceptions en navigation se traduisent par des efforts de torsion permanent et par des risques d'enfournement du flotteur ou de la coque centrale, car les vagues ne peuvent pas indéniablement les solliciter en même temps. On sait aussi que ce type de navire a sa courbe de stabilité qui décroit, pour tendre vers un second équilibre stable, obtenu quand le navire est à l'envers car des moyens conceptifs conservent l'axe de symétrie nécessaire à la navigation, et la masse de la mâture travaille comme un lest. Il lui est donc impossible de retrouver seul sa position initiale de navigation.
Le trimaran selon l'invention, telle que définie dans la revendication 1, permet d'éviter ces inconvénients. Il est caractérisé par l'association à la voilure et aux flotteurs, de moyens formant des volumes étanches immergeables créant une énergie potentielle pouvant se déplacer par un mouvement de rotation pour créer une rupture de symétrie. Chaque flotteur est submersible et a un déplacement volumétrique variable constitué, d'un volume étanche principal situé au niveau de la proue, d'un volume étanche secondaire minimum compris entre le fond la caréne et le plancher, d'un volume creux remplissable par des ouvertures du pont, d'un vide-vite situé vers la poupe dont la base correspond au niveau du plancher. Le flotteur est solidaire des bras de liaison dont les volumes sont les plus faibles possible, par un axe cylindrique permettant uniquement une liberté en rotation, comprise entre deux butées pour qu'il puisse varier entre une position approximativement horizontale et une position environ verticale. Les deux butées sont obtenues par les bras de liaison, limitant la rotation du flotteur qui peut s'effectuer librement dans les deux sens, tout en disposant d'un moyen pour assurer une rotation vers le haut, pour obtenir la position verticale contre la butée. Cet axe de rotation est situé proche du centre de poussée de caréne, où l'assiette obtenue en navigation est comprise dans le débattement.
La mâture et les flotteurs sont placés de façon à ce que le navire lors d'un redressement, effectue sa rotation autour des volumes longitudinaux de la coque centrale contenant, en grande les résultantes dues au poids des différents éléments, ainsi que l'axe de rotation situé dans le plan de symétrie, cet axe derant rester le plus parallèle possible à la surface de l'eau. Lorsque le navire est à l'envers, la position des flotteurs par rapport à la surface de l'eau est tel qu'il peut rouler sur un côté.
Selon une suite de variante, concernant les volumes étanches; ce sont des caissons indéformables offrant des volumes permanents agissant immédiatement, ou ce sont des enveloppes déformables par gonflage sous pression, ou encore c'est une combinaison entre les volumes indéformables et déformables.
Selon une suite de variante, concernant la rotation du flotteur vers le haut lorsque le navire est couché sur l'eau, est obtenue par automatisme dû à la non symétrie de son axe de rotation qui dans un premier cas forme un angle aigü avec une droite parallèle à la surface de l'eau, cet angle étant contenu dans un plan vertical, perpendiculaire à l'axe de rotation du navire, afin que la proue du flotteur se rapproche du plan de symétrie du navire et de la surface de l'eau, qui dans un deuxième cas forme un angle aigü avec une droite perpendiculaire à l'axe de rotation du navire, cet angle étant contenu dans un plan horizontal parallèlè à la surface de l'eau, afin que la proue du flotteur se rapproche du plan de symétrie et de la surface de l'eau, dans ces deux cas l'axe longitudinal du flotteur est parallèle à l'axe de rotation du navire ou pince légèrement; ou par un système de relevage commandé par l'équipage, donnant un libre choix à l'orientation de l'axe de rotation du flotteur. Pour des raisons de sécurité il est possible aussi d'accumuler les moyens en utilisant un relevage automatique et un relevage commandé.
Le dispositif selon l'invention permet au navire, quelle que soit sa position de retrouver un seul équilibre stable, correspondant à sa position normale de navigation; mais aussi de diminuer les risques de chavirage, car la coque centrale et le flotteur sous le vent naviguent côte à côte, en réagissant chacun à leurs propes vagues, faisant disparaître les contraintes en torsion, et l'enfournement du flotteur.
Les dessins annexés sont tracés dans le cas où les volumes étanches sont indéformables, dans le cas où la rotation du flotteur est automatique par l'angle aigü que forme l'axe de rotation contenu dans un plan vertical. La planche 1/4 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation, complétée par la planche 2/4 donnant en figure 2 les détails de conception d'un flotteur suivant trois vues où la vue de face est en coupe, puis en figure 3 les deux positions obtenues quand il est en butée (1) correspondant à une position approximativement horizontale et en butée (2) donnant une position environ verticale. Les deux phases importantes du functionnement sont représentées sur la planche 3/4; en figure 4 quand le navire est à l'envers et en figure 5 quand il est couché sur l'eau, le flotteur ayant effecuté sa rotation; seules les forces nécessaires à la compréhension du functionnement sont représentées. La planche 4/4 est le dessin schématique vu en perspective, où les éléments sont représentées par des tubes, les volumes hachurés caractérisant les volumes étanches essentiels.
Tel qu'il est représenté sur les planches 1/4 et 2/4, le navire comporte un mât tournant (3) en appui sur la coque centrale (6) qui contient l'axe (ZZ') de rotation du navire; les flotteurs (4) et (5) ont chacun un axe de rotation (XX') qui les rend solidaires aux poutres de liaison à structure tubulaire pyramidale donnant des volumes minimum. Un flotteur représente un volume maximum de carène qui est submersible, déterminant une stabilité sous voile maximum, il est composé, d'un volume étanche principal dont le centre de poussée est (G1) d'un volume secondaire dont le centre de poussé est (G2), d'un vide-vite situé en (7), d'un volume remplissable (8) par les ouvertures de pont (9), la non symétrie de l'axe de rotation (XX') est définie par un angle aigu (a) formé entre l'axe (XX') et une droite parallèle à (WW'), contenu dans le plan (M) qui est perpendiculaire au plan (S) de la surface de l'eau et au plan de symétrie (K) contenant l'axe (ZZ'). En navigation, l'assiette théorique du flotteur sous le vent, a son centre de poussée en (G) situé dans le plan (M) où est contenu l'axe (XX'). Quand le flotteur est en appui sur la butée (1), son axe longitudinal (YY') est parallèle à l'axe (ZZ'), son centre de poussée est en (G'). Cette position est obtenue dans un premier cas lorsque le flotteur n'est pas sollicité, soit dans un deuxième cas, lorsque le navire a effectué un chavirage complet. Le positionnement des volumes étanches de chaque flotteur, par rapport à la nouvelle ligne de flottaison de la coque centrale (6), sont tels que le navire peut rouler sur un côté (x) autour de son axe (ZZ') qui reste le plus parallèle possible à la surface de l'eau, quand les moyens pour le redressement agissent. La force (F6) traduit la résultante concernant la masse de navire appliquée au niveau de la coque centrale (6). Dans le début de la première phase le mât (6) développe son énergie potentielle, traduite en figure 4 de la planche 3/4 par la force (F3) exercée à une profondeur (P) avec un bras de levier (L3) permettant le début de rotation en immergeant le flotteur (5) et les bras de liaison qui opposent une énergie potentielle traduite par la force (F5) avec un bras de levier (L5). La variation de volume du flotteur (5) se fait quand l'eau remplit le volume (8) par les ouvertures de pont (9) en chassant l'air par le vide-vite (7). La fin de la première phase est réalisée quand la tête du mât (3) est en appui sur l'eau. La phase transitoine concerne la rotation automatique du flotteur (5) vers la butée (2) pour effectuer une rotation angulaire arbitraire (0). Quand le flotteur est en appui sur la butée (2), la deuxième phase débute, elle est représenté sur la planche 3/4 en figure 5. Le volume avant, peut ainsi développer son énergie potentielle, traduite par la force (F5) exercée à une profondeur (P) avec un bras de levier (L5) s'op- posantà la masse totale du mât (3) qui fournit un travail, traduit par la force (F3) avec un bras de levier (L3). Lorsque le volume avant du flotteur émerge progressivement, il effecture une rotation vers la butée (1), évacuant en même temps l'eau contenue dans le volume (8) par les ouvertures de pont (9), le vide-vite (7) et le volume secondaire (G2) contribuant aussi au retour à une assiette approximativement horizontale du flotteur. Le navire a ainsi retrouvé sa position normale de navigation.
Le dispositif objet de l'invention est utilisable tout particulièrement pour les navires à voiles de type trimaran, répondant à toute forme de navigation. Il est applicable pour les navires de croisières hautturières ou côtières, les engins de plage ou de course, les navires à plan porteur ou a hydrofoils.