Le Zéphyr étant mu seulement par la propulsion vélique, ses deux voiles en sont un élément important.
Chacune de ses voiles sont des wingsails, c’est-à-dire des voiles rigides.
Pour être plus précis, les wingsails sont des voiles empruntées aux navires de courses, qui se composent d’un plan principal et d’un volet, et dont le principe est identique à celui des ailes d’avions : créer de la ”portance” grâce au vent vitesse.
Le profil d’aile prévue pour les voiles est le même que celui des AC-72 :

Le tissu ripstop a été retenu pour la fabrication des voiles, en raison de son tissage spécifique qui limite la propagation des déchirures. Les couleurs des voiles ont été définies en fonction de critères de visibilité : les voiles principales sont blanches afin d’assurer une bonne visibilité de nuit, tandis que les volets sont orange pour être facilement repérables de jour. Ce choix de couleurs vise également à éviter toute confusion avec le balisage maritime, le orange n’étant pas utilisé dans ce contexte.

Plan principal

La voile est composée de plusieurs gabarits (profil NACA-0025) qui vont donner la forme à la voile, et de bloc support (1 en haut et 1 en bas), ces derniers seront visser directement sur les mâts.
Sur le bloc support du haut, on retrouve le système de maintien du volet et des point de fixation pour des câbles. Ces câbles seront tendus du bloc d’en haut au bloc d’en bas afin d’assurer la forme du bord d’attaque du tissu (blanc) face au vent.

Le mât du plan principal de la voile est un tube en aluminium, dont son diamètre est de 60mm et son renfort est un ube en aluminium de diamètre de 30mm et leur épaisseurs sont de 5mm.

Pour tendre les voiles, l’idée qui semble la plus convaincante (Fabien) est d’utiliser ce type de loquets à bascule. La vis permettra de régler la tension sur la voile de manière plutôt précise (1 demi-tour de vis). Ces loquets sont en Inox avec une capacité de maintien de 100 kg. L’avantage principal de ce loquet est que l’on peut le cadenasser et donc empêcher que la voile se détende avec les vibrations.

Pour gagner du poids sur la voile, les gabarits sont évidés à plusieurs endroits, une étude mécanique doit valider leur résistance. Ajouter une vis sur les maintiens de voile principal de 40 mm en haut, pas besoin en bas.

Passer une corde dans le tube de maintien de position des gabarits sur le plan principal pour équilibrer les forces des fils de forme du bord d’attaque.

Pour étanchéifier les blocs support du haut et du bas, utiliser du vernis marin.

Système de commande plan principal

Actionneurs

Comme nous possédons des vérins, nous restons sur le principe simple bielle-vérin. A développer à partir de fusion, et confirmer.

Commande

A faire: régulateur de puissance, automatique… (circuit électronique convertissant un angle de commande en degrés en puissance électrique à destination des vérins)

Volet

Le profil utilisé pour le volet est un NACA-0012. Comme pour le plan principal des voiles, il sera composé de plusieurs gabarits pour lui donner sa forme. Il aura également des blocs supports haut et bas vissés aux mâts, qui permettront de fixer la toile (orange). Ces blocs permettront aussi de maintenir et fixer le volet au plan principal.

Le mât du volets est également un tube en aluminium et il a pour diamètre 40mm et une épaisseur de 5mm. Le renfort est un tube en aluminium aussi de 20mm de diamètre et à 3mm d’épaisseur.

La fixation du volet aux plan principal se fait par les blocs supports des volets et des plans principaux.

Les blocs supports hauts du volets et du plan principal seront reliés par une attache. Un tube de 30mm est fixé par des vis à cette attache et il est placé dans le support haut du plan principal, c’est à ce niveau que se trouve l’axe de rotation du volet. Le second trou de l’attache sert à passer le mâts de 40mm du volet afin que celui-ci soit fixé également grâce à des vis.

Les blocs supports bas du volets et du plan principal seront reliés par une boite de commande, qui n’est pas encore sur la CAO.

Système de commande volet

Actionneurs

On s’arrête pour un système à vérin. On souhaite un déplacement angulaire de plus ou moins 30 degrés par rapport à l’axe de la voile principale. Le vérin utilisé a une taille minimale de $19.5\,cm$ et maximale de $24.5\,cm$ (course $5\,cm$).

On symbolise le problème par un triangle dont l’angle, droit initialement, est noté theta, l’hypoténuse l variable (vérin), le rayon du mât d (petit côté), et le bâti (grand côté) D:

Alors on utilise Al-Kashi pour déterminer la relation entre l, d et D. On simplifie en fonction des bornes du système et des conditions initiales (theta=90°) afin de résoudre et d’obtenir:

• d=5.14cm
• D=21.39cm

Illustrations à ajouter. Les formules ne fonctionnent pas ici.

Commande

A voir après les actionneurs.

Baume

Préciser l’utilisation faite ici.