Chaland fait d'une matière flexible La présente invention concerne un chaland fait d'une matière flexible et destiné par exemple au transport d'une cargaison fluide, granulaire ou d'une autre. cargaison solide, par remorquage.
On a trouvé qu'il existe une vitesse de remor quage critique au-dessus, de laquelle le chaland com mence à fléchir ou à faire des embardées, ou encore à osciller à la flexion.
On a trouvé que la force à la proue du chaland tendant à produire une telle instabilité peut être représentée par l'expression f pU2Sa dans laquelle S est la surface de la section trans versale maximum d'un chaland tubulaire, U la vitesse de remorquage, e la densité du fluide dans lequel le chaland est remorqué, a le petit angle d'attaque de la proue du chaland relativement à la direction de remorquage, et f un facteur dépendant de la présence d'une ailette et variant d'une valeur inférieure à l'unité à une valeur négative, en passant par zéro, quand la surface de l'ailette augmente.
Bien qu'une surface de l'ailette telle que f = 0 semble préfé rable, on a trouvé que des valeurs de f légèrement négatives assurent une stabilité sur un grand domaine de vitesses.
Le chaland faisant l'objet de l'invention est caracr térisé en ce qu'il comprend, à proximité de sa proue, une ailette en une matière flexible et une charge agissant sur l'ailette pour la maintenir suspendue au chaland. Dans une forme d'exécution particulière l'ailette peut comprendre un renforcement sur son bord d'attaque, ce renforcement étant de préférence plus lourd que l'eau afin d'agir également comme poids de charge de l'ailette. A la place d'un renfor cement lourd, ou en plus de ce renforcement, un poids peut être attaché à l'extrémité inférieure de l'ailette.
On a trouvé également que la dérivée de la force normale CN agissant sur le reste du chaland, repré sentant le taux de variation de la force normale avec l'angle d'attaque, exerce également un effet sur la stabilité. Alors qu'avec une ailette présentant une surface donnant à f une valeur légèrement positive, une augmentation de la dérivée de la force normale tend à rendre le chaland instable, on a obtenu des résultats, inespérés quand f est légèrement négatif,
une augmentation de la dérivée de la force normale, dans ce cas, améliorant la stabilité du chaland, c7est- à-dire élevant la vitesse à laquelle la stabilité est obtenue. Si la dérivée normale est suffisamment élevée et si l'ailette présente une surface suffisante, la stabilité peut être obtenue à toutes les vitesses.
Dans une autre forme d'exécution particulière du chaland une ailette présentant une surface. de trois à cinq fois la surface de la section transversale maxi- mum du chaland s'est montrée satisfaisante pour assurer la stabilité pendant le remorquage. Les points d'attache principaux de l'ailette au chaland sont de préférence approximativement à la même distance de l'axe du chaland.
L'ailette peut être constituée par une pièce de bois plate et triangulaire, chargée à sa pointe et fixée en divers points au tissu constituant le chaland, ou elle peut être faite d'un tissu imperméabilisé ou non dont les bords sont chargés d'un poids. L'ailette peut présenter une forme triangulaire ou toute autré forme et être suspendue à la proue du chaland.
L'ai- lette peut être attachée au chaland par une ou plu sieurs sangles passant autour de la circonférence du chaland, ou par des pièces tissées avec le tissu du chaland ou cousues à ce tissu, ou encore ces deux méthodes peuvent être utilisées avec des cordes reliant les pièces aux sangles.
La sangle peut com prendre un oeillet pour permettre la connexion à pivot d'une lourde tige placée dans l'ourlet de l'ailette en tissu le long de son bord d'attaque. L'extrémité inférieure de cette tige peut porter un poids pour maintenir l'ailette tendue pendant le remorquage. Le bord de fuite de l'ailette peut être renforcé avec une corde ou tout autre corps placé dans l'ourlet.
Le bord de l'ailette proche de la surface du chaland peut être attaché à ce dernier en divers points par des cordes fixées à des volets tissés dans le chaland ou cousus à ce dernier.
On a dit plus haut que la valeur f est un facteur important pour le contrôle de la stabilité. Si la proue du chaland est faite de telle manière que la force due à la diminution de sa surface n'agisse pas effective- ment sur le chaland, par exemple si la proue se ter mine de manière abrupte sans partie inclinée,
on peut obtenir une valeur de f pratiquement égale à zéro et une ailette de petite surface sera suffisante pour obtenir la stabilité. Cependant, la surface de la sec tion transversale peut augmenter légèrement vers la proue qui peut présenter un profil aigu ou être hémi sphérique. Les deux formes assurent à f une valeur négative.
Ainsi, la proue peut être hémisphérique, ou sous forme d'un. ellipsoïde plat, ou encore sous forme d'un tube toroïdal susceptible d'être gonflé et enroulé autour de la proue pour s'ajuster étroitement sur elle. L'emploi d'un tel tube gonflable séparé permet de tisser le corps principal du chaland sous forme d'un tube.
Toujours dans une forme d'exécution particulière du chaland on peut utiliser des moyens pour aug menter la dérivée de la force normale CN, particu- lièrement sur de grands chalands.
Cela peut être obtenu en suspendant au-dessous du chaland, à des intervalles variés, de petites ailettes médianes dispo sées. uniformément sur la longueur du chaland de manière à produire une dérivée uniforme de la force normale.
Des ailettes peuvent être placées également à la proue du chaland de la manière usuelle pour les ailettes des avions.
Le chaland peut être divisé en sections. compre nant chacune une ailette de stabilisation à son extré- mité arrière.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, cinq formes d'exécution du cha land selon l'invention et des variantes.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale de la proue de la première forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 sont deux variantes de cette forme d'exécution. La fig. 4 est une vue en élévation latérale de la partie médiane de la seconde forme d'exécution.
La fig. 5 est une vue démontée de la troisième forme d'exécution.
Les fig. 6 et 7 montrent deux variantes.
La fig. 8 est une vue en élévation latérale de la quatrième forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue en élévation latérale de la cinquième forme d'exécution.
Les fig. 10 et 11 montrent des variantes.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, un chaland 1 en matière flexible présente à son extré mité arrière une ailette de stabilisation 2 faite d'un tissu non imperméabilisé, par exemple le tissu connu sous le nom commercial de < Terylène , et com prend une tige lourde 3 montée dans un ourlet du tissu sur le bord d'attaque de l'ailette.
Un poids 4 est fixé à l'extrémité inférieure de l'ailette et celle-ci est fixée au chaland par des sangles de tissu 5 fixées à des volets 6 au moyen de cordes 7. La tige 3, qui constitue un renforcement, est fixée à pivot en 9 à un volet 10 muni d'un oeillet et fixé à la sangle 5.
L'ailette 2 est fixée de plus au chaland par des cordes 11, et une corde 12 montée dans un ourlet du tissu sur le bord de fuite de l'ailette est fixée à un volet 13 à oeillet. Le rôle de la sangle 5 est de répartir l'effort de manière que la charge ne soit pas entièrement supportée par un volet ou un.
oeillet. La sangle est empêchée de glisser vers l'arrière par les cordes 7 disposées selon la circonférence du chaland et peut être renforcée près des points d'attache de l'ailette. Elle est facile à remplacer quand elle est usée.
La variante représentée à la fig. 2 montre un chaland dont la proue est hémisphérique et comprend une ailette 2 de plus petite surface que celle repré sentée à la fig. 1 où la proue du chaland est effilée. La proue pourrait avoir la forme d'un ellipsoïde plat, ou être constituée par un tube gonflable de forme toroïdale, enroulé autour de la proue comme le montre la variante représentée à la fig. 3.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, des ailettes médianes 20, 21, 22 sont disposées à la partie médiane du chaland et pendent au-dessous de ce dernier à des intervalles variés, pour augmenter la dérivée de la force normale CN . L'ailette 20 com prend à son bord d'attaque un renforcement 23, comme décrit plus haut, et porte un poids 4.
Les ailettes 20 et 21 sont fixées à des volets, tandis que l'ailette 22 est fixée à des sangles 5 semblables à celles décrites dans la première forme d'exécution. Dans une variante, les ailettes pourraient être ren forcées par des tringles montées dans des poches du tissu, ou d'une pièce avec le tissu du chaland, et comprimées par le contenu du chaland. Les ailettes présentent de préférence un rapport largeur/hauteur élevé et sont disposées de manière que l'orientation du chaland autour de son axe ne présente aucune importance en ce qui concerne l'action des ailettes.
On a trouvé qu'une ailette de stabilisation disposée à la proue et présentant une surface comprise entre trois et cinq fois la surface de la section transversale maximum du chaland donne une stabilité satisfaisante pendant le remorquage. La fig. 5 montre une forme d'exécution dans laquelle l'ailette, construite et fixée de la même manière que dans la première forme d'exécution (fig. 1), comprend en outre un renfor cement 30, de bois par exemple, disposé parallèle ment à l'axe du chaland, deux sangles 5 étant utili sées dans ce cas.
On peut utiliser un plus grand nombre de sangles pour suspendre l'ailette, si nécessaire.
La fig. 6 montre une variante d'une ailette arrière, et la fig. 7 une variante d'une ailette médiane. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 8, le chaland comprend deux ailettes médianes 20, sem blables à celle représentée à la fig. 7, et une ailette arrière 2 semblable à celle représentée à la fig. 6.
Les points d'attache principaux de l'ailette 2 sont de préférence à la même distance de l'axe du cha land. Cela peut être obtenu en pratique en déplaçant vers l'avant l'ailette fixée à une première sangle et en l'attachant ensuite à la dernière sangle. D'une autre manière, une barre rigide pourrait être disposée verticalement vers le bas à l'arrière du chaland, l'ailette étant attachée à cette barre.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 9, le chaland est divisé en trois sections A, B et C par des pinces 30. Chaque section comprend une ailette arrière 2. Chaque pince 30 réduit le diamètre du chaland à une faible valeur de manière que l'huile ou une autre cargaison liquide puisse passer d'une section à l'autre à travers l'étroit passage ménagé à l'intérieur de la section transversale d'aire réduite.
La forme recherchée peut être obtenue aussi en confectionnant le tissu de manière qu'il présente des parties de surfaces réduites. Ces formes peuvent être obtenues en cousant des pièces de tissu ensemble ou en collant ensemble des parties caoutchoutées du tissu.
La fig. 10 illustre un procédé pour obtenir des parties de surface réduite. Les parties intérieures adjacentes du tube sont collées ensemble en trois zones autour de la circonférence, comme indiqué en 31, la fig. 10 étant une coupe transversale à travers une des parties réduites. Il pourrait y avoir plus de trois zones. D'une autre manière, ces parties pour raient être cousues, rivées ou fixées ensemble de toute autre manière. Les parties peuvent être égale ment agencées pour former les ailettes.
La fig. 11 montre un chaland se terminant par une section réduite formée de manière que les parties 31 consti tuent des ailettes.
La longueur des parties séparées du chaland est déterminée par les caractéristiques de la matière et par les forces hydrodynamiques agissant sur le cha land dans son parcours dans l'eau. La plus courte longueur nécessaire ne doit pas être inférieure à la valeur L donnée par la formule
EMI0003.0040
où 0 est la densité de l'eau, U la vitesse du chaland, S sa section transversale, E le module de Young de la matière superficielle, et I le moment d'inertie de la section tubulaire du chaland.
Cette formule permet de déterminer un ordre de grandeur pour la longueur que doit avoir chaque section pour éviter l'instabilité, mais elle n'est qu'approximative car les caractéristi ques hydrodynamiques du chaland varient quelque peu avec les dimensions et la forme.
Un avantage de former le chaland à l'aide de pinces est de permettre une fabrication du chaland sous forme d'un simple tube, et aussi, par retrait des pinces, de rouler le tube de manière pratique et satis faisante. La position des pinces peut être déterminée aussi pour s'accorder aux vitesses de remorquage et aux conditions qui se rencontreront au cours de ce dernier.
Les points d'attache principaux de l'ailette au chaland sont de préférence à la même distance de l'axe avant-arrière du chaland, ce qui peut être obtenu facilement en fixant l'ailette au chaland au moyen de deux sangles 5, comme décrit précédem ment. On a trouvé également qu'une proue se termi nant de manière abrupte, pour favoriser la stabilité, peut être obtenue en connectant simplement ensemble les bords d'un tube cylindrique aplati.