<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux hydroglisseurs à grande vitesse.
Cette invention est relative aux hydroglisseurs à grande vitesse dont la coque est munie de béquilles portant des ailerons hydrodynamiques qui supportent la coque entièrement ou partiellement au-dessus de la surface de l'eau quand la vi- tesse normale est atteinte. Un but de l'invention est de pro- curer une construction perfectionnée de la coque, qui tout en ayant extérieurement en substance la forme d'une embarcation ordinaire, c'est-à-dire une forme à carène et flancs bien définis, ait la résistance et la rigidité nécessaires pour supporter les tensions qu'elle doit subir, notamment quand elle est supportée par les ailerons hydrodynamiques.
Dans la description ci-après on entend par "béquille"
<Desc/Clms Page number 2>
un organe relié à une extrémité de la coque et faisant saillie de la coque de haut en bas dans l'eau. Cette béquille peut être en elle-même droite ou courbe et être attachée à la coque de manière que, tout en étant orientée essentiellement de haut en bas, elle puisse avoir une orientation plus ou moins verticale ou être inclinée par rapport à la verticale. L'ex- pression "groupe de béquilles" est employée pour désigner deux ou plusieurs béquilles distinctes groupées ensemble et portant entre elles des ailerons hydrodynamiques dont chacun est direc- tement attaché à toutes les béquilles d'un groupe.
Un hydroglisseur du type ci=dessus, construit con- formément à la présente invention, comprend en combinaison une armature genre poutre se composant de membrures latérales,espa- cées entre elles et d'entretoises transversales reliées aux membrures latérales, et une enveloppe extérieure constituant la coque de l'hydroglisseur, cette armature en poutre étant disposée à l'intérieur de l'enveloppe et incorporée à celle- ci de manière à la rendre résistante.
Au moins trois groupes de béquilles comme ceux définis ci-dessus font saillie de haut en bas de la face inférieure de l'enveloppe et sont reliés par l'intermédiaire de celle-ci à l'armature en poutre qu'elle contient, chaque groupe de béquilles comprenant deux ou plu- sieurs béquilles distinctes portant entre elles une série d'ailerons hydrodynamiques sur lesquels exclusivement, l'hydro- glisseur est supporté par l'entremise des béquilles quand il avance à sa vitesse normale, avec la surface inférieure de la coque au-dessus et hors de la surface normale de l'eau.
Il peut y avoir deux ou plusieurs groupes de béquil- les montés de manière à être orientés de haut en bas depuis le dessous de la partie avant de la coque, tandis qu'il y a un ou plusieurs groupes de béquilles disposés de manière à des- cendre du dessous de la partie arrière de la coque. L'enveloppe
<Desc/Clms Page number 3>
ou coquille constituant la coque, c'est-à-dire les flancs et la carène de l'hydroglisseur, a de préférence, au point de vue de ses caractéristiques générales, une forme qu'on peut définir comme étant celle d'une embarcation ordinaire.
La façon dont l'armature en poutre est disposée dans l'enveloppe constituant la coque et la-manière dont ces éléments sont reliés entre eux et dont les groupes de béquilles sont reliés par l'entremise de l'enveloppe à l'armature sont telles que l'armature et l'en- veloppe travaillent ensemble comme une poutre ou charpente disposée entre les groupes de béquilles avant et arrière.
Vue en plan, l'armature en poutre peut être à trois côtés ou à quatre côtés, c'est-à-dire qu'elle peut comporter deux membrures latérales reliées emtre elles à une extrémité et- reliées à leurs autres extrémités, ou près de celles-ci, par au moins une entretoise transversale ou comporter deux mem- brures latérales reliées à leurs deux extrémités, ou-près de celles-ci, par des entretoises transversales. Chaque côté a une structure cellulaire ou compartimentée à treillis croisé dans les cellules ou compartiments. Les côtés transversaux ou entretoises peuvent être construits de manière analogue.
Dans une disposition préférée, les membrures latérales de l'arma- ture en poutre sont orientées en substance parallèlement dans le sens avant-arrière par rapport à l'hydroglisseur, les mem- brures latérales étant situées dans des plans sensiblement verticaux, tandis qu'il est prévu au moins une entretoise ayant une structure cellulaire ou compartimentée à treillis croisé qui est disposée dans un plan sensiblement vertical entre des extrémités adjacentes des membrures latérales et relie celles-ci entre elles.
Dans la plupart des cas il est avantageux que la carène ou fond de l'enveloppe constituant la coque -:comporte un gradin, et les parties inférieures de Parmature en poutre contenue dans la coque sont alors cons- truites de manières à coopérer avec la carène à gradin et à y
<Desc/Clms Page number 4>
ajouter de la résistance. Ce gradin est disposé de la manière usuelle transversalement à la carène et il peut être rectiligne ou courbe. Quand le gradin est courbe, au moins une partie de la courbe.est un arc de cercle tracé avec un centre situé sur un axe qui est sensiblement vertical et traverse la ligne axiale avant-arrière de l'hydroglisseur, et qui est situé en avant du gradin.
On peut renforcer l'armature en poutre, près du gradin, en augmentant toute sa section transversale à cet endroit, par exemple en constituant chaque membrure latérale de l'armature de deux éléments qui se recouvrent en coupe transversale aux abords du gradin. En cet endroit on peut in- corporer à l'armature en poutre des éléments de renfort et il peut être prévu des plaques de renfort attachées à l'enve- loppe près du gradin.
Il est avantageux de disposer immédiatement au-des- sus des béquilles des groupes de béquilles, des "piliers" qui sont reliés à l'armature en poutre ou qui en font partie. Les béquilles sont reliées à ces "piliers" de manière que les ef- forts agissant de bas en haut soient transmis par ces "piliers!' Ces efforts sont transmis des "piliers" au treillis diagonal ou aux barres croisées constituant des parties des membrures latérales de l'armature en poutre. Il est avantageux d'aména - ger aussi dans chaque membrure latérale de l'armature en poutre au moins deux "piliers" auxiliaires incorporés aux membrures latérales,ces "piliers" auxiliaires étant espacés entre ceux et des premiers "piliers" mentionnés.
Au point de vue de la structure de l'enveloppe cons- tituant la coque, il est préférable que le maître-couple de l'hydroglisseur se trouve exactement ou à peu près dans le plan transversal dans lequel ou près duquel sont situés, si l'on peut dire, les groupes de béquilles avant.
Quand aux groupes'de béquilles, chaque groupe com-
<Desc/Clms Page number 5>
porte au moins trois béquilles distinctes espacées entre elles transversalement par rapport à la ligne axiale avant-arrière de l'hydroglisseur. De préférence, le bord d'attaque de la bé- quille médiane de chaque groupe est située en avant des bords d'attaque des ailerons hydrodynamiques portées par les béquil- les du groupe, tandis que le bord d'attaque de chacune des autres béquilles du groupe est situé en arrière des bords d'attaque des parties des ailerons hydrodynamiques portés par le groupe de béquilles, qui sont reliées à la béquille médiane et qui partent de celle-ci vers les autres béquilles situées de part et d'autre de la béquille médiane.
De manière générale, non seulement la béquille médiane de chaque groupe est disposée en avant des autres béquilles de ce groupe, mais encore les bords d'attaque des ailerons hydrodynamiques portés par les béquilles du groupe sont déportés obliquement en arrière de la béquille médiane. Il convient que le bord d'attaque de chaque béquille soit affilé pour diminuer la résistance et aider la béquille à fendre sur son chemin toute matière flottante ou objets flottants que la béquille peut rencontrer pendant la marche de l'hydroglisseur.
Il est noter qu'au moins certaines des béquilles, par exemple celles comprises dans les, groupes avant, doivent être inclinées d'avant en arrière, entièrement ou sur toute leur longueur, de manière que ces béquilles aient l'apparence d'être traînantes.
Il est avantageux d'aménager entre l'armature en poutre et l'enveloppe extérieure constituant la coque de l'hydroglisseur un dispositif qui amortit les vibrations.
Celui-ci empêche ou diminue la transmission de vibrations, par exemple du moteur à l'enveloppe.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple l'invention appliquée à un hydroglisseur à grande vitesse du
<Desc/Clms Page number 6>
type en question. Les vues énumérées ci-après ne sont que sché- matiques, mais elles servent à montrer comment on peut adapter les caractéristiques de l'invention à la construction d'un hydroglisseur du type spécifié.
Fig. 1 est une vue en plan d'une armature en poutre,
Fig. 2 est une vue de côté de cette armature,
Fig. 3 est une coupe transversale suivant ou sensible- ment suivant la ligne III-III de la fig. 2,
Fig. 4 est une vue en plan montrant l'enveloppe cons- tituant la coque, conjointement avec l'armature en poutre re- présentée approximativement dans la position qu'elle doit occuper à l'intérieur de la coque, le pont étant omis,
Fig. 5 est une vue de côté qui montre de manière ana- logue à la Fig. 4 la position de l'armature en poutre à l'intérieur de la coque.
Fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5,
Fig. 7 est une coupe transversale suivant la ligne VII-VII de la Fig. 5,
Fig. 8 est une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la fig. 5, ces trois coupes transversales ayant toutes été faites en regardant dansle sens des flèches de la fig. 5, c'est-à-dire dans le sens arrière-avant, et
Fig. 9 est une vue en plan de l'hydroglisseur; cor- respondant à la fig. 4, mais montrant plus clairement que celle-ci certaines caractéristiques de l'invention.
Sur les figs. 1, 2 et 3, les membrures latérales de l'armature en poutre sont représentées comme étant disposées parallèlement. Chaque membrure latérale considérée dans son ensemble comporte deux parties A et A1' les parties A étant plus espacées entre elles transversalement que les parties il- Les parties A et A1 des membrures latérales se recouvrent en -
<Desc/Clms Page number 7>
un endroit qui constitue approximativement la. par-tie médiane B suivant la longueur de l'ensemble de l'armature. C'est-à-dire i que les parties avant des membrures latérales A1 sont situées entre les parties arrière des membrures latérales A, l'éten- due de ce recouvrement étant déterminée selon les besoins, compte tenu d'autres caractéristiques de l'hydroglisseur.
On peut noter qu'en-dessous de la partie B où les membrures latérales se recouvrent est ménagé sur la carène de l'embar- cation un gradin G qu'on voit sur la fig. 5 et qui est indi- qué sur les figs. 4 et 9, et dont il sera question plus loin.
Les membrures latérales A ainsi que les membrures latérales A1 sont reliées par des entretoises transversales supérieures et inférieures. De telles entretoises transversales C relient les extrémités avant des deux membrures latérales A, tandis que des entretoises transversales CI relient les extrémités arrière des membrures latérales A1. Comme le montre la fig.l, il'y a aussi des entretoises transversales intermédiaires espacées dans le sens avant-arrière et disposées entre les deux membrures latérales A et les deux membrures latérales A1.
En particulier, il est prévu des entretoises transversales C2, C3 qui servent aussi à relier les parties avant des membrures latérales A1 aux parties avant des membrures latérales A, qui les recouvrent. Comme le montre la fig.2, chaque membrure latérale comporte des barres longitudinales supérieures et inférieures D et D1 et des montants verticaux E, qui divisent chaque membrure latérale en une série de cellules ou comparti- ments. Un treillis croisé ou diagonal construit et agencé de manière appropriée est disposé dans chacun de ces comparti- ments entre les montants E, comme le montre par exemple la fig.2, et un treillis analogue est disposé entre lès entretoi- ses transversales.
Ayant ainsi indiqué de manière générale la nature et
<Desc/Clms Page number 8>
ce qui peut être appelé les caractéristiques principales de l'armature en poutre considérée dans son ensemble et telle que représentée schématiquement sur les figs. 1, 2 et 3, on se reportera ci-après à certains détails de sa construction rela- tifs à l'enveloppe constituant la coque, quand la poutre y est montée, comme le montrent schématiquement - les figs. 4 à 8. Celles-ci montrent schématiquement et à titre d'exemple comment l'invention peut être appliquée à un hydroglisseur du type spécifié.
L'enveloppe constituant la coque de l'hydroglisseur pput avoir la forme indiquée de manière générale sur les figs.
4 à 8. Elle comporte des flancs F qui, en-dessous de la ligne de flottaison correspondant au repos de l'hydroglisseur, se terminent par des arêtes vives F1 où les flancs se rac- cordent à la carène F2. Comme on le voit en coupe transversa- le, par exemple sur les figs. 6 et 8, la carène a la forme d'un V très applati dont le sommet F3 est constitué par la quille. Le contour général de la coque en plan peut avanta- geusement être celui indiqué sur la fig. 4 ainsi que sur la fig. 9. Sur celles-ci on voit que la coque a sa largeur ma- ximum dans ou sensiblement dans le plan transversal où sont situés ou auquel sont adjacents les groupes de béquilles disposés en-dessous de la partie avant de la coque. Celle-ci comporte une poupe plate ou arcasse Fcomme on en emploie pour les hydroglisseurs de ce type.
A l'exception d'un gradin G qui est aménagé sur la carène et situé sensiblement au mi- lieu de sa longueur, la partie principale de la carène, ou au moins la partie située en arrière de la marche G, est plate quand on la considère dans le sens avant-arrière. Ceci ap- paraft clairement sur la fig. 5 qui montre aussi que la partie plate se prolonge d'une certaine distance en avant du gradin G. On peut dire que par ces caractéristiques générales la coque ressemble aux embarcations classées couramment dans la
<Desc/Clms Page number 9>
catégorie des hydroplanes.
Dans la coque est disposée une armature en poutre
A, A1 comme celle décrite ci-dessus et représentée sur les figs. 1, 2 'et 3, et dont la disposition générale est indiquée schématiquement sur les figs. 4 à 8. On y voit que l'extré- mité avant de la poutre est située à l'endroit où sont disposés les groupes avant de,béquilles portant des ailerons hydrodyna- miques. L'extrémité arrière de la poutre est située près de l'arcasse F4 et le groupe-arriéré de béquilles est disposé en-dessous d'elle. La partie intermédiaire B dé la poutre, où les membrures latérales A et Ai de cette poutre se recou- vrent, est située au-dessus du gradin G de manière que celui- ci et les éléments qui lui sont adjacents soient tous sensi- blement renforcés par la liaison avec la poutre.
Les parties avant et arrière de la poutre sont 'agencées pour qu'on puisse y relier rigidement les groupes de béquilles par l'entremise de l'enveloppe. Ceci procure une construction résistante à l'ensemble de l'hydroglisseur et assure notamment une répar- tition appropriée des efforts transmis par les ailerons hy- drodynamiques et les groupes de béquilles qui les portent.
Toutefois, il convient de monter des dispositifs pour amortir les vibrations entre la poutre et l'enveloppe, c'est-à-dire les vibrations que peuvent transmettre les moteurs qui sont montés de manière appropriée à l'endroit voulu sur et dans la poutre.
La poutre est renforcée, notamment aux endroits où les béquilles porte-ailerons y sont reliées, par des "piliers" indiqués en H sur les figs. 5 et 6 et situés à l'extrémité avant de la poutre, et en H1 à l'extrémité arrière de la poutre, comme indiqué sur les figs. 4, 5 et 8. D'autres "piliers", indiqués en H2 sur les figs. 4, 5 et 7, sont dis- posés au voisinage de la marche G. Ces "piliers" sont en fait
<Desc/Clms Page number 10>
quelque peu analogues aux montants verticaux E représentés schématiquement sur les figs. 1, 2 et 3, mais ils sont de structure notablement plus robuste. Les montants E peuvent être considérés, en fait, comme des "piliers" auxiliaires, étant donné que d'autres montants moins importants peuvent être incorporés à la poutre.
Un treillis croisé est aménagé pour les "piliers", ce treillis n'étant représenté que sché- matiquement sur les dessins. Comme on le voit sur les figs.
4 et 9, le gradin G, qui est disposé en trayers de la carène de l'hydroglisseur, peut avoir en plan un contour courbe.
Cette courbure peut comporter au moins une partie qui est un arc de cercle tracé avec un axe situé dans la partie de l'hydroglisseur qui est disposée en avant du gradin, cet axe étant sensiblement vertical et traversant la ligne axiale avant-arrière de l'hydroglisseur. Toutefois, si on le préfère, le gradin peut avoir une allure rectiligne en travers de la carène comme il est usuel pour les embarcations du type des hydroplanes.
Les couples, les intercostales et les planches de bordage y attachées, employées pour la construction de l'en- veloppe constituant la coque, peuvent être disposés comme on le trouvera utile et conforme à la pratique courante de la construction des hydroglisseurs à grande vitesse de ce type. Toutefois, il est avantageux d'aménager des planches de doublures F5 (voir fig. 7) et de renforcer autrement, comme il peut être nécessaire, la construction de l'enveloppe aux abords du gradin. Un renforcement supplémentaire peut aussi être prévu dans l'enveloppe aux endroits où sont atta- chés les groupes de béquilles. L'ossature de la coque est conformée ou disposée par rapport aux différentes parties de la poutre A, A1 en tenant compte des diverses parties des membrures latérales et des entretoises transversales de cette
<Desc/Clms Page number 11>
poutre.
De manière analogue, les baux et garnitures F6 du pont sont conformés au profil de la poutre.
Si on se.reporte à la disposition, en-dessous de la coque, des groupes de béquilles et des ailerons hydrodynami- ques qu'elles portent, on voit ces caractéristiques le plus clairement sur les figs. 4, 5, 6, 8 et 9. Il peut y avoir, comme c'est représenté à titre d'exemple, deux groupes de bé- quilles situés sous la partie avant de l'hydroglisseur et cha- cun de ces groupes peut.se composer de trois béquilles sur lesquelles sont montés les ailerohs hydrodynamiques. Une forme d'exécution et une disposition relative appropriées des bé- quilles dans chaque groupe, ainsi qu'une façon appropriée d'y monter les ailerons hydrodynamiques, sont représentées sur les figs. 4, 6 et 9.
On voit que chaque groupe comporte une béquille médiane J, une deuxième béquille J1 disposée extérieurement par rapport à la béquille médiane et une troi- sième béquille J2 disposée intérieurement par rapport à celle- ci. Chacune de ces béquilles a une forme approximativement hydrodynamique en coupe transversale,mais son-bord d'attaque est affilé. Comme on le voit en élévation latérale (voir fig.5), la partie supérieure de chaque béquille descend en substance, .. verticalement de la coque, mais à-une distance appropriée de celle-ci les béquilles sont incurvées ou orientées vers l'arrière.
Considéré par rapport,à un plan transversal perpen- diculaire à l'axe de l'hydroglisseur, le bord d'attaque de la béquille médiane J est située en avant des bords d'attaque des béquilles J1 et J. Les.ailerons hydrodynamiques K sont montés sur ces béquilles de manière qu'aux endroits où ils sont reliés à la béquille médiane J, le bord d'attaque de cette béquille soit situé en avant des bords d'attaque de tous les ailerons hydrodynamiques portés par cette béquille.
Les béquilles J1 et J2 sont placées de manière que, considérées
<Desc/Clms Page number 12>
par rapport au plan vertical passant par leurs bords d'attaque, elles soient situées non seulement derrière le bord d'attaque de la béquille médiane J, comme spécifié, mais encore derrière 1 les bords d'attaque des parties des ailerons hydrodynamiques K qui sont disposées entre la béquille médiane J et les béquil- les Ji et J2. On voit-cette disposition sur la fig. 5 qui montre aussi que les parties des ailerons hydrodynamiques qui sont situées respectivement du côté extérieur de la béquille J1 et du coté intérieur de la béquille J2 se trouvent derrière les bords d'attaque de ces béquilles.
En d'autres termes, les béquilles du groupe ont l'apparence, en élévation de côté, d'être trainantes, tandis que les ailerons hydrodynamiques qu'elles portent, vues en plan (voir figs. 4 et 5) ont de même l'apparence d'être déportés en arrière de la béquille médiane J.
Comme on le voit en coupe transversale (voir fig. 6), les trois béquilles J, J1 et J2 sont disposées parallèlement et sont convenablement espacées, et toutes ces béquilles sont inclinées de l'intérieur à l'extérieur, mais de préfé- rence seulement d'un petit angle par rapport au plan vertical dans lequel est situé l'axe avant-arrière de l'hydroglisseur.
Toutefois, ces béquilles peuvent aussi être disposées autre- ment. Par exemple, elles peuvent être inclinées les unespar rapport aux autres, de manière à faire des angles différents avec ce plan vertical. D'autre part, il n'est pas nécessaire que les béquilles J1 et J2 soient disposées à la même distan- ce de la béquille médiane J. L'extrémité supérieure de la béquille médiane J se termine avantageusement dans une plaque J3, indiquée sur les figs. 4, 5 et 9, par laquelle labéquille peut être rigidement fixée aux "piliers" H qui font partie de la poutre A, A1. L'extrémité supérieure de la béquille extérieure J1 est avantageusement reliée en J4 par un moyen
<Desc/Clms Page number 13>
approprié au flanc F de l'hydroglisseur, la structure de l'enveloppe étant convenablement renforcée en cet endroit comme on le désire.
L'extrémité supérieure de la béquille J2 est située en-dessous d'un des montants de la poutre et est reliée à lui, ce montant étant convenablement renforcé pour constituer un des "piliers" incorporé à la poutre.
En ce qui concerne le groupe de béquilles disposé sous la poupe de l'hydroglisseur, leurs construction et dis- position peuvent être celles indiquées schématiquement sur les figs. 4, 5, 8 et 9. Dans l'exemple représenté, ce groupe de béquilles comporte trois béquilles, savoir une béquille mé- diane J5 et deux béquilles J6 et J7 situées respectivement à tribord et à babord et convenablement espacées de la béquille médiane J5. Ces béquilles peuvent être toutes parallèles à la béquille médiane J5 disposée dans le plan vertical dans lequel est situé l'axe avant-arrière de l'hydroglisseur. C'est-à-dire que la béquille médiane descend de la quille.
Dans ce cas, les béquilles ne sont pas déportées obliquement en arrière comme les béquilles:, des groupes avant décrites ci-dessus, mais les béquilles J5, J6 et J7 vues dans une élévation latérale de l'hydroglisseur (voir fig. 5) descendent en substance vertica- lement de la carène de l'hydroglisseur à la poupe de celui-ci.
Considérée par rapport à un plan vertical transversal perpen- diculaire à l'axe avant-arrière de l'hydroglisseur, c'est-à- dire par rapport,.à la coupe transversale VIII indiquée par la ligne VIII-VIII de la fig. 5, qui est située sensiblement dans ce plan, la béquille médiane J5 est disposée en avant des bé- quilles J6 et J7. Les ailerons hydrodynamiques K1' K2 portés par ces béquilles sont déportés en arrière de la béquille médiane J5 et la relation entre les bords d'attaque de ces béquilles et de ces ailerons hydrodynamiques est de préférence la même que celle spécifiée ci-dessus au sujet des bords d'attaque des ailerons hydrodynamiques K portés par les bé- ,
<Desc/Clms Page number 14>
quilles J, Jl et J2.
Outre que les ailerons hydrodynamiques K1 sont ainsi déportés en arrière de la béquille médiane J5., les parties-de ces ailerons hydrodynamiques qui partent respec- tivement de tribord et de babord de la béquille J5 sont in- clinées de bas en haut les unes par rapport aux autres comme le montre par exemple la fig. 8. En raison de la distance qui sépare les béquilles J6 et J7 de la béquille médiane J5, il peut être avantageux d'aménager entre les ailerons des étais J8,comme indiqué sur les figs. 5 et 8. Ces étais J8 sont de préférence de construction plus légère que les béquil- les J5, J6 et J7 et ils ne sont pas prolongés jusqu'à la ca- rène F2 de l'hydroglisseur, bien que si on le désire, on puisse aussi les prolonger et les relier à la carène.
Dans l'exemple d'exécution représenté, l'hydroglis- seur est équipé de trois moteurs distincts, non représentés sur les dessins, mais les emplacements des trois arbres d'hé- lice L, L1 et l2 qui partent de ces moteurs sont indiqués sur les figs. 5 et 9. Ces arbres traversent la carène de l'hydro- glisseur en des points situés de préférence en avant de la marche G, et chacun d'eux est supporté par au moins un bras- support M et est tourillonné à son extrémité arrière dans un palier N monté à l'extrémité inférieure de la béquille J5, J6 ou J7, les hélices 0 étant ainsi situées en avant des bé- quilles. Le gouvernail P est monté sur la béquille médiane J5.
A titre d'alternative, il peut être prévu des gouvernails jumelés montés sur les béquilles J6 et J7.
Si on le désire, on peut monter sur une ou toutes les béquilles J5, J6 et J7 un aileron hydrodynamique ou plan auxiliaire, ou des plans distincts autres que les ailerons hydrodynamiques K1' et disposer ce ou ces plans au-dessus des hélices 0. La fonction d'un tel plan est d'être conformé et disposé de manière à empêcher que l'air soit aspiré de haut en bas et produise des vides en-dessous de l'hélice.
<Desc/Clms Page number 15>
Si l'ou considère l'ensemble de l'hydroglisseur à grande vitesse perfectionné, les efforts. de déjaugement prin- cipaux transmis de bas en haut par les béquilles sont répartis sur l'armature de la coque par des montants verticaux ou piliers montés directement au-dessus des racines des béquilles et, par delà ceux-ci, par les diagonales ou barres croisées, aux barres ou piliers comprimés, successivement suivant la longueur et suivant la largeur de l'armature. Les efforts ' se répartissent ainsi sut toute la longueur et toute la largeur de la coque située entre les béquilles ou groupes de béquilles avant et arrière.
La coque, c'est-à-dire l'armature et l'enveloppe qui la renferme, constitue ainsi une charpente analogue à une poutre disposée entre les béquilles ou groupes de béquil- les avant et arrière, et cette charpente résiste efficacement aux tensions dues à la tendance de la coque à tanguer entre les béquilles avant et arrière; notamment quand l'hydroglis- seur avance à grande vitesse et que de ce fait la coque est soulevée par les ailerons hydrodynamiques au-dessus du niveau de l'eau. La coque elle-même, c'est-à-dire l'armature et l'enveloppe réunies, constitue en fait une charpente faisant office de poutre et absorbant les efforts de flexion dus à ce que l'hydroglisseur est suspendu à ses extrémités avant et arrière.
En outre,. les efforts dirigés de bas en haut ne se concentrent pas en des endroits isolés de la coque à 1 .quelle sont reliées les béquilles, ils se répartissent sur toute la longueur et toute la largeur de la coque, y comprisle pont.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
High Speed Hydrofoil Improvements.
This invention relates to high speed hydrofoils the hull of which is provided with crutches carrying hydrodynamic fins which support the hull fully or partially above the surface of the water when normal speed is reached. An object of the invention is to provide an improved construction of the hull, which while having on the outside in substance the shape of an ordinary boat, that is to say a shape with well-defined hull and sides, has the resistance and rigidity necessary to withstand the stresses it must undergo, in particular when it is supported by the hydrodynamic fins.
In the description below, the term "crutch" is understood to mean
<Desc / Clms Page number 2>
a member connected to one end of the hull and projecting from the hull up and down into the water. This crutch can be in itself straight or curved and be attached to the hull so that, while being oriented essentially from top to bottom, it can have a more or less vertical orientation or be inclined with respect to the vertical. The term "group of legs" is used to denote two or more separate legs grouped together and carrying between them hydrodynamic fins each of which is directly attached to all the legs of a group.
A hydrofoil of the above type, constructed in accordance with the present invention, comprises in combination a beam-like frame consisting of side members, spaced apart from each other and transverse struts connected to the side members, and an outer shell constituting. the hull of the hydrofoil, this beam frame being placed inside the envelope and incorporated therein so as to make it resistant.
At least three groups of crutches such as those defined above protrude from top to bottom of the underside of the envelope and are connected via the latter to the beam reinforcement it contains, each group crutches comprising two or more distinct crutches carrying between them a series of hydrodynamic fins on which exclusively, the hydroslider is supported by the intermediary of the crutches when it advances at its normal speed, with the lower surface of the hull above and outside the normal water surface.
There may be two or more groups of crutches mounted so as to face up and down from below the front part of the shell, while there may be one or more groups of crutches arranged so as to - ash from the underside of the rear part of the hull. The envelope
<Desc / Clms Page number 3>
or shell constituting the hull, that is to say the sides and the hull of the hydrofoil, preferably has, from the point of view of its general characteristics, a shape which can be defined as being that of a boat ordinary.
The way in which the beam reinforcement is arranged in the envelope constituting the shell and the way in which these elements are connected to each other and in which the groups of legs are connected by the intervention of the envelope to the reinforcement are such that the frame and the casing work together as a beam or frame disposed between the front and rear groups of legs.
Seen in plan, the beam reinforcement can be three-sided or four-sided, i.e. it can have two side members connected to each other at one end and connected at their other ends, or near of these, by at least one transverse strut or comprise two lateral members connected at their two ends, or close to these, by transverse struts. Each side has a cellular or compartmentalized structure with a crossed lattice in cells or compartments. The transverse sides or struts can be constructed in a similar fashion.
In a preferred arrangement, the side members of the beam frame are oriented substantially parallel in the front-to-rear direction relative to the hydrofoil, the side members being located in substantially vertical planes, while the side members are located in substantially vertical planes. at least one spacer is provided having a cellular or compartmentalized structure with a crossed lattice which is disposed in a substantially vertical plane between adjacent ends of the side members and connects them to one another.
In most cases, it is advantageous for the hull or bottom of the envelope constituting the hull -: comprises a step, and the lower parts of the beam structure contained in the hull are then constructed in such a way as to cooperate with the hull. stepped and y
<Desc / Clms Page number 4>
add resistance. This step is arranged in the usual manner transversely to the hull and it can be rectilinear or curved. When the step is curved, at least part of the curve. Is an arc of a circle drawn with a center located on an axis which is substantially vertical and crosses the front-rear axial line of the hydrofoil, and which is situated in front of the step.
The beam reinforcement can be reinforced, near the step, by increasing its entire cross section at this location, for example by constituting each side member of the reinforcement of two elements which overlap in cross section around the step. At this point, reinforcing elements can be incorporated into the beam frame and there can be provided reinforcing plates attached to the casing near the step.
It is advantageous to arrange immediately above the crutches groups of crutches, "pillars" which are connected to the beam frame or which form part of it. The crutches are connected to these "pillars" so that the efforts from the bottom up are transmitted through these "pillars!" These forces are transmitted from the "pillars" to the diagonal truss or crossbars constituting parts of the side members of the beam reinforcement. It is advantageous to also provide in each side member of the beam reinforcement at least two Auxiliary "pillars" incorporated in the side chords, these auxiliary "pillars" being spaced between those and the first mentioned "pillars".
From the point of view of the structure of the envelope constituting the hull, it is preferable that the master torque of the hydrofoil lies exactly or nearly in the transverse plane in which or near which are situated, if the 'we can say, the groups of front crutches.
As for the groups of crutches, each group
<Desc / Clms Page number 5>
carries at least three separate crutches spaced between them transversely with respect to the front-rear axial line of the hydrofoil. Preferably, the leading edge of the middle stand of each group is located in front of the leading edges of the hydrodynamic ailerons carried by the stands of the group, while the leading edge of each of the other stands of the group is located behind the leading edges of the parts of the hydrodynamic fins carried by the group of crutches, which are connected to the middle stand and which extend from it to the other legs located on either side of the middle crutch.
In general, not only is the middle stand of each group arranged in front of the other legs of this group, but also the leading edges of the hydrodynamic fins carried by the crutches of the group are offset obliquely behind the middle stand. The leading edge of each kickstand should be sharpened to reduce drag and help the kickstand slit in its path any loose material or floating objects that the kickstand may encounter while the hydrofoil is running.
It should be noted that at least some of the crutches, for example those included in the front groups, must be tilted back and forth, entirely or over their entire length, so that these crutches have the appearance of being dragging. .
It is advantageous to arrange between the beam frame and the outer casing constituting the hull of the hydrofoil a device which dampens vibrations.
This prevents or reduces the transmission of vibrations, for example from the engine to the casing.
The accompanying drawings show by way of example the invention applied to a high speed hydrofoil of the
<Desc / Clms Page number 6>
type in question. The views listed below are schematic only, but serve to show how the features of the invention can be adapted to the construction of an airboat of the type specified.
Fig. 1 is a plan view of a beam reinforcement,
Fig. 2 is a side view of this frame,
Fig. 3 is a cross section taken or substantially taken along line III-III of FIG. 2,
Fig. 4 is a plan view showing the envelope constituting the hull, together with the beam reinforcement shown approximately in the position which it is to occupy inside the hull, the deck being omitted,
Fig. 5 is a side view which shows analogously to FIG. 4 the position of the beam reinforcement inside the hull.
Fig. 6 is a cross section taken on the line VI-VI of FIG. 5,
Fig. 7 is a cross section taken along the line VII-VII of FIG. 5,
Fig. 8 is a cross section taken on the line VIII-VIII of FIG. 5, these three cross sections having all been made by looking in the direction of the arrows in FIG. 5, i.e. in the back-to-front direction, and
Fig. 9 is a plan view of the hydrofoil; corresponding to fig. 4, but showing more clearly than this certain characteristics of the invention.
In figs. 1, 2 and 3, the side members of the beam reinforcement are shown as being arranged in parallel. Each side chord considered as a whole has two parts A and A1 'the parts A being more spaced apart from each other transversely than the parts II. The parts A and A1 of the side chords overlap in -
<Desc / Clms Page number 7>
a place which approximately constitutes the. middle part B along the length of the whole frame. That is, the front parts of the side chords A1 are situated between the rear parts of the side chords A, the extent of this overlap being determined as required, taking into account other characteristics of the hydrofoil.
It can be noted that below part B where the side frames overlap is provided on the hull of the boat a step G which can be seen in fig. 5 and which is indicated in figs. 4 and 9, and which will be discussed later.
The side chords A as well as the side chords A1 are connected by upper and lower cross braces. Such transverse spacers C connect the front ends of the two side members A, while transverse spacers CI connect the rear ends of the side members A1. As shown in fig.l, there are also intermediate transverse struts spaced in the front-rear direction and arranged between the two side frames A and the two side members A1.
In particular, transverse struts C2, C3 are provided which also serve to connect the front parts of the side chords A1 to the front parts of the side chords A, which cover them. As shown in Fig. 2, each side chord has upper and lower longitudinal bars D and D1 and vertical uprights E, which divide each side chord into a series of cells or compartments. A suitably constructed and arranged cross or diagonal grid is disposed in each of these compartments between the E-posts, as shown for example in Fig. 2, and a similar grid is disposed between the transverse struts.
Having thus indicated in general the nature and
<Desc / Clms Page number 8>
which can be called the main characteristics of the beam reinforcement considered as a whole and as shown schematically in figs. 1, 2 and 3, reference will be made below to certain details of its construction relating to the envelope constituting the shell, when the beam is mounted therein, as shown schematically - figs. 4 to 8. These show schematically and by way of example how the invention can be applied to a hydrofoil of the type specified.
The envelope constituting the hull of the hydrofoil pput have the shape indicated generally in figs.
4 to 8. It has flanks F which, below the waterline corresponding to the rest of the hydrofoil, terminate in sharp edges F1 where the flanks are connected to the hull F2. As seen in cross section, for example in figs. 6 and 8, the hull has the shape of a very flat V whose top F3 is formed by the keel. The general outline of the hull in plan can advantageously be that shown in FIG. 4 as well as in FIG. 9. On these it can be seen that the hull has its maximum width in or substantially in the transverse plane in which are located or to which are located the groups of crutches disposed below the front part of the hull. This has a flat or arched stern as is used for hydrofoils of this type.
With the exception of a step G which is arranged on the hull and situated substantially at the middle of its length, the main part of the hull, or at least the part situated behind the step G, is flat when one considers it in a front-to-back direction. This is clearly shown in fig. 5 which also shows that the flat part extends a certain distance in front of the tier G. It can be said that by these general characteristics the hull resembles the boats commonly classified in the
<Desc / Clms Page number 9>
category of hydroplanes.
In the shell is arranged a beam reinforcement
A, A1 like that described above and shown in Figs. 1, 2 'and 3, and the general arrangement of which is shown schematically in FIGS. 4 to 8. It can be seen that the front end of the beam is located at the place where the front groups of crutches are arranged, carrying hydrodynamic fins. The rear end of the beam is located near the arch F4 and the rear end group of crutches is placed below it. The intermediate part B of the beam, where the side members A and Ai of this beam overlap, is located above the step G so that the latter and the elements adjacent to it are all appreciably reinforced. by the connection with the beam.
The front and rear parts of the beam are arranged so that the groups of legs can be rigidly connected by means of the casing. This provides a resistant construction to the entire hydrofoil and in particular ensures an appropriate distribution of the forces transmitted by the hydrodynamic fins and the groups of legs which carry them.
However, devices should be fitted to damp the vibrations between the beam and the casing, i.e. the vibrations that can be transmitted by motors which are properly mounted at the desired location on and in the beam. .
The beam is reinforced, in particular at the places where the aileron support legs are connected to it, by "pillars" indicated at H in figs. 5 and 6 and located at the front end of the beam, and at H1 at the rear end of the beam, as shown in figs. 4, 5 and 8. Other "pillars", indicated at H2 in figs. 4, 5 and 7, are placed in the vicinity of step G. These "pillars" are in fact
<Desc / Clms Page number 10>
somewhat similar to the vertical uprights E shown schematically in figs. 1, 2 and 3, but they are significantly more robust in structure. The E-posts can be considered, in fact, as auxiliary "pillars", since other smaller posts can be incorporated into the beam.
A crossed lattice is arranged for the "pillars", this lattice being shown only schematically in the drawings. As seen in Figs.
4 and 9, the step G, which is arranged in trayers of the hull of the hydrofoil, may have a curved outline in plan.
This curvature may include at least a part which is an arc of a circle drawn with an axis located in the part of the hydrofoil which is arranged in front of the step, this axis being substantially vertical and crossing the front-rear axial line of the hydrofoil. However, if preferred, the step may have a rectilinear shape across the hull as is customary for watercraft of the hydroplane type.
The pairs, the intercostals and the attached planks used in the construction of the casing constituting the hull may be arranged as will be found useful and in accordance with the common practice of the construction of high speed hydrofoils. this guy. However, it is advantageous to arrange boards of F5 liners (see fig. 7) and to reinforce otherwise, as it may be necessary, the construction of the envelope around the step. Additional reinforcement can also be provided in the casing at the places where the groups of crutches are attached. The framework of the hull is shaped or arranged with respect to the different parts of the beam A, A1 taking into account the various parts of the side members and the transverse braces of this
<Desc / Clms Page number 11>
beam.
Similarly, the leases and fittings F6 of the bridge are conformed to the profile of the beam.
If we refer to the arrangement, below the hull, of the groups of crutches and of the hydrodynamic fins which they carry, we see these characteristics most clearly in figs. 4, 5, 6, 8 and 9. There may be, as shown by way of example, two groups of crutches located under the front part of the hydrofoil and either of these groups can. consist of three crutches on which the hydrodynamic ailerohs are mounted. A suitable embodiment and relative arrangement of the crutches in each group, as well as a suitable way of mounting the hydrodynamic fins therein, are shown in Figs. 4, 6 and 9.
It can be seen that each group comprises a middle crutch J, a second crutch J1 disposed externally with respect to the median crutch and a third crutch J2 disposed internally with respect to the latter. Each of these crutches has an approximately hydrodynamic shape in cross section, but its leading edge is sharp. As seen in side elevation (see fig. 5), the upper part of each crutch descends substantially, .. vertically from the shell, but at an appropriate distance from it the crutches are curved or oriented towards the hull. back.
Considered in relation to a transverse plane perpendicular to the axis of the hydrofoil, the leading edge of the middle stand J is located in front of the leading edges of the legs J1 and J. The hydrodynamic fins K are mounted on these crutches so that at the places where they are connected to the middle crutch J, the leading edge of this crutch is located in front of the leading edges of all the hydrodynamic fins carried by this crutch.
Crutches J1 and J2 are placed so that, considered
<Desc / Clms Page number 12>
relative to the vertical plane passing through their leading edges, they are located not only behind the leading edge of the center stand J, as specified, but also behind the leading edges of the parts of the hydrodynamic fins K which are arranged between the middle stand J and the stands Ji and J2. This arrangement can be seen in FIG. 5 which also shows that the parts of the hydrodynamic fins which are situated respectively on the outer side of the crutch J1 and on the inner side of the crutch J2 are located behind the leading edges of these crutches.
In other words, the crutches of the group have the appearance, in side elevation, of being trailing, while the hydrodynamic fins which they carry, seen in plan (see figs. 4 and 5) have the same 'appearance of being deported behind the center stand J.
As seen in cross section (see fig. 6), the three crutches J, J1 and J2 are arranged parallel and are suitably spaced, and all these crutches are tilted from the inside to the outside, but preferably only at a small angle to the vertical plane in which the front-rear axis of the hydrofoil is located.
However, these crutches can also be arranged otherwise. For example, they can be inclined relative to each other, so as to make different angles with this vertical plane. On the other hand, it is not necessary that the legs J1 and J2 be disposed at the same distance from the middle stand J. The upper end of the middle stand J advantageously ends in a plate J3, indicated on figs. 4, 5 and 9, by which the stand can be rigidly fixed to the "pillars" H which form part of the beam A, A1. The upper end of the outer crutch J1 is advantageously connected to J4 by means
<Desc / Clms Page number 13>
suitable for the side F of the hydrofoil, the structure of the envelope being suitably reinforced in this place as desired.
The upper end of the crutch J2 is located below one of the uprights of the beam and is connected to it, this upright being suitably reinforced to constitute one of the "pillars" incorporated in the beam.
As regards the group of crutches arranged under the stern of the hydrofoil, their construction and arrangement may be those indicated schematically in figs. 4, 5, 8 and 9. In the example shown, this group of crutches comprises three crutches, namely a middle crutch J5 and two crutches J6 and J7 located respectively to starboard and port and suitably spaced from the middle crutch J5 . These crutches can all be parallel to the middle crutch J5 arranged in the vertical plane in which the front-rear axis of the hydrofoil is located. That is, the middle stand descends from the keel.
In this case, the crutches are not offset obliquely backwards like the crutches :, of the front groups described above, but the crutches J5, J6 and J7 seen in a side elevation of the hydrofoil (see fig. 5) descend essentially vertically from the hull of the hydrofoil to the stern of the latter.
Considered in relation to a transverse vertical plane perpendicular to the front-rear axis of the hydrofoil, that is to say in relation to the transverse section VIII indicated by the line VIII-VIII of FIG. 5, which is located substantially in this plane, the middle crutch J5 is placed in front of the crutches J6 and J7. The hydrodynamic fins K1 'K2 carried by these crutches are offset behind the middle stand J5 and the relationship between the leading edges of these crutches and of these hydrodynamic fins is preferably the same as that specified above with regard to the leading edges of the hydrodynamic fins K carried by the b-,
<Desc / Clms Page number 14>
pins J, Jl and J2.
Apart from the fact that the hydrodynamic fins K1 are thus deported to the rear of the center stand J5., The parts of these hydrodynamic fins which start respectively from starboard and port side of the stand J5 are tilted from bottom to top one by one. compared to others as shown for example in FIG. 8. Due to the distance which separates the J6 and J7 legs from the J5 middle stand, it may be advantageous to fit the J8 props between the ailerons, as shown in figs. 5 and 8. These J8 struts are preferably of a lighter construction than the J5, J6 and J7 crutches and they are not extended to the F2 hull of the airboat, although if desired, we can also extend them and connect them to the hull.
In the exemplary embodiment shown, the hydrofoil is equipped with three separate motors, not shown in the drawings, but the locations of the three propeller shafts L, L1 and 12 which start from these motors are indicated. in figs. 5 and 9. These shafts pass through the hull of the hydroslider at points situated preferably in front of the step G, and each of them is supported by at least one support arm M and is journaled at its rear end. in a bearing N mounted at the lower end of the crutch J5, J6 or J7, the propellers 0 thus being located in front of the crutches. The rudder P is mounted on the center stand J5.
As an alternative, twin rudders mounted on the legs J6 and J7 can be provided.
If desired, one can mount on one or all of the J5, J6 and J7 crutches a hydrodynamic fin or auxiliary plane, or separate planes other than the hydrodynamic fins K1 'and have this or these planes above the 0 propellers. The function of such a plane is to be shaped and arranged in such a way as to prevent air from being drawn in from top to bottom and producing voids below the propeller.
<Desc / Clms Page number 15>
If the ou considers the whole of the advanced high-speed hydrofoil, efforts. main lifters transmitted from bottom to top by the crutches are distributed over the frame of the hull by vertical uprights or pillars mounted directly above the roots of the crutches and, beyond these, by diagonals or bars crossed, with bars or pillars compressed, successively along the length and the width of the frame. The forces are thus distributed over the entire length and the entire width of the shell situated between the front and rear crutches or groups of crutches.
The shell, that is to say the frame and the casing which contains it, thus constitutes a frame similar to a beam placed between the front and rear crutches or groups of crutches, and this frame effectively resists tensions. due to the tendency of the hull to rock between the front and rear legs; especially when the hydrofoil is moving at high speed and the hull is therefore lifted by the hydrodynamic fins above the water level. The hull itself, that is to say the frame and the casing together, in fact constitutes a frame acting as a beam and absorbing the bending forces due to the hydrofoil being suspended at its front ends. and back.
In addition,. the forces directed from bottom to top are not concentrated in isolated places of the hull to which the crutches are connected, they are distributed over the entire length and the entire width of the hull, including the deck.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.