Brevet FR2060122A1 — publié le 19710611

j - 1 - 2060122 La présente invention concerne en général des dispositifs à coussin d'air et notamment un dispositif - capable de fonctionner à faible et à grande vitesse ainsi qu'à des hauteurs variables au-dessus du sol. 5 On a utilisé jusqu'ici différents principes en ce qui concer ne la réalisation de dispositifs à effet de sol ou à coussin d'air destinés à supporter presque sans frottement une plate-forme au-dessus de la surface du sol. Parmi les dispositifs à coussin d'air réalisés jusqu'ici, un premier type est basé sur le principe d'un 10 rideau ou jet périphérique d'air à haute pression maintenant un coussin d'air sous le dispositif pour le soulever au-dessus de la surface du sol. Un autre type de dispositif à coussin d'air comporte une chambre de soufflage, formée sous une base ou plate-forme, alimentée par de l'air à pression relativement basse, mais supé-15 rieure à la pression atmosphérique et emprisonnant un coussin d'air. A mesure qu'on augmente la pression dans la chambre de soufflage, la différence de pression entre cette chambre et l'air ambiant provoque le soulèvement du dispositif au-dessus de la surface et permet à l'air de s'échapper de la chambre par l'intervalle ou la 20 fente formé entre la périphérie de cette chambre et la surface au-dessus de laquelle le dispositif est soulevé. On a réalisé un dispositif à coussin d'air comportant une plate-formé sensiblement rigide sous laquelle est monté un diaphragme flexible. Le gonflement du diaphragme provoque, sous la plate-forme, la formation 25 d'une chambre de soufflage à paroi flexible. Le diaphragme forme avec la plate-forme une chambre gonflable qui communique avec la chambre de souflage par des orifices pratiqués dans le diaphragme ; en conséquence, la partie du diaphragme constituant la périphérie de la chambre de soufflage est maintenue par l'effet de la pression 30 statique existant dans ladite chambre gonflable près de la surface au-dessus de laquelle elle se trouve. Le diaphragme tend donc à épouser la forme de la surface et assure un intervalle d'échappement d'air d'une hauteur constante entre la périphérie de la chambre de soufflage et la surface au-dessus de laquelle est sou-35 levée la plate-forme. Le dispositif à coussin d'air à diaphragme est d'un; grand intérêt pour effectuer des transports terrestres, car il peut BAD ORIGfNAl 70 30736 206C1.2 fonctionner avec ion débit d'air exceptionnellement faitle.'Sur des surfaces lisses, on a obtenu un'fonctionnement satisfaisant de ce type de dispositif à coussin d'air avec des puissances de pompage suffisamment faibles pour le rendre compétitif avec des en-5 sembles à roues, ou même supérieur à ceux-ci, en ce qui concerne le rapport entre la résistance en roulement et la puissance de pompage. Aux vitesses faibles, le dispositif' à coussin d'air à diaphragme présente bien des avantages par rapport aux dispositifs à jet périphérique. Par suite du faible courant d'air, le bruit 10 est réduit au minimum et le dispositif à diaphragme ne crée pratiquement 'pas de pertubation dans l'environnement. Cependant, ce dispositif fonctionne au-dessus de la surface à hauteurs comprises entre 0,025 mm et 0,1 mm et il/convient donc que pour des vitesses faibles à modérées au-dessus de surfaces lisses ou spécialement 15 préparées. En revanche, le dispositif à rideau d'air périphérique peut fonctionner à des hauteurs au-dessus de la surface qui sont plus grandes et fonction du débit d'air arrivant aux tuyères. Ce dernier dispositif peut donc fonctionner à des vitesses élevées et au-dessus de surfaces plus irrégulières. 20 Ainsi, le premier des types de dispositifs ci-dessus d'écrits présente d'une part l'avantage d'un niveau sonore faible et d'une perturbation minimale de l'environnement, mais d'autre part l'inconvénient d'une capacité limitée d'adaptation à des surfaces irrégulières et donc de vitesse horizontale; en revanche,le second 25 type présente d'une part l'avantage de pouvoir fonctionner à des hauteurs plus grandes au-dessus de la surface, de s'adapter par conséquent à de plus grandes irrégularités de celle-ci, et donc de se déplacer à des vitesses horizontales supérieures, mais d'autre part l'inconvénient de présenter un niveau sonore élevé et de 30 créer une plus grande perturbation dans l'environnement par suite du rideau d'air à haute pression. La présente invention a donc pour objet : - un dispositif unique à coussin d'air combinant les avantages des types de fonctionnement à chambre de soufflage et à 35 rideau d'air àt haute pression ; - un dispositif à coussin d'air capable de fonctionner d'une part à des vitesses basses à modérées et à des hauteurs comprises entre 0,025 mm et 0,1 mm, et d'autre part à des vitesses BAD ORIGINAL 70 30736 2060122 élevées et à des hauteurs de l'ordre de 0,60 à 2 cm ; - un dispositif à coussin d'air comportant une plate-forme sous laquelle une chambre de soufflage emprisonne un premier cous-sion d'air, afin de soulever le dispositif au-dessus d'une surface 5 à des hauteurs comprises dans une première gamme, lorque la chambre de .soufflage est alimentée en air à basse pression supérieure à la pression atmosphérique ; et des tuyères éjectant de l'air à haute pression, de façon à former un rideau, enfermant un second coussin d'air destiné à soulever le dispositif au-dessus 10 d'une surface à des. hauteurs comprises dans une seconde gamme plus . grande que la première, lorsque de l'air à pression relativement élevée alimente ces tuyères ; - un dispositif à coussin d'air comportant un diaphragme flexible fixé à une plate-forme rigide, avec et sous laquelle il 15 forme une chambre de soufflage ; la paroi périphérique de cette chambre est déformable de façon que lorsqu'on envoie vers le diaphragme de l'air à pression basse et supérieure à la pression atmosphérique, ce diaphragme se gonfle pour former une chambre de soufflage déformable ; le dispositif comporte en outre des tuyères 20 éjectant à volonté un rideau d'air qui emprisonne un coussin d'air sous la plate-forme, de façon à la soulever à des hauteurs comprises 'dans une gamme supérieure à celle que permet la chambre de soufflage . On-atteint ces buts, entre autres, au moyen d'un dispositif 25 à coussin d'air tel que,décrit dans l'avant dernier paragraphe ci-dessus, dans lequel la chambre de soufflage comporte ..un diaphragme flexible qui coopère également avec la plate-forme pour constituer une chambre gonflable. La paroi de la chambre de-soufflage est doncdéformable et maintenue à sa périphérie par la 30 pression statique régnant dans la chambre gonflable près de la surface au-dessus de laquelle elle se trouve. Dans une forme de réalisation selon l'invention, le diaphragme comporte une série de fentes allongées, communiquant avec une conduite sans fin reliée à une source d'air comprimé. Ces fentes 35 constituent des tuyères qui dirigent l'air comprimé vers la chambre de soufflage lorsque la pression est relativement basse, mais qui , lorsqu'elles sont alimentées en air à haute pression 70 30736 - 4 - 2060122 éjectent un rideau d'air-capable d'accroître la hauteur de soulèvement. Là plate-formé comporte une chambre annulaire, reliée d'une part à la source d'air comprimé, et d'autre part, à une conduite ou collecteur sans fin par plusieurs tuyaux souples. 5 Ainsi, dans les deux modes de fonctionnement, "le courant d'air traverse les fentes allongées, et le mode de fonctionnement • dépend de la- pression d'air qui alimente les tuyères. Une autre forme de réalisation de l'invention comporte une source distincte d'air relativement peu comprimé, reliée à la 10 chambre de soufflage à travers la partie centrale de la plateforme, tandis que les tuyères sont reliées d'autre part à une source d'air à haute pression comportant une soupape de commande de hauteur, ou dispositif analogue, permettant d'augmenter ou de diminuer au choix le débit d'air passant par les tuyères et de 15 faire varier ainsi la hauteur de soulèvement. D'autres caractéristiques et avantages dé la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif, deux fointes de réalisation selon la présente invention. 20 Sur ce dessin : - la figure 1 est une coupe d'un premier dispositif à coussin d'air selon l'invention ; - la figure 1a est une coupe détaillée selon la ligne 1a-1a de la figure 1 - ; et 25 - la figure 2 est une coupe d'un dispositif à coussin d'air . selon une seconde forme de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un dispositif à coussin d'air comportant une plate-forme, désignée par la référence numérique 2, à laquelle est fixé un diaphragme, flexible 4 formant, sous la plate-30 forme, une chambre de soufflage 6 ; cette chambre emprisonne un premier coussin d'air destiné à soulever le dispositif au-dessus d'une surface, à des hauteurs comprises dans une première gamme. Si la chambre 6 est alimentée en air comprimé à basse pression , le dispositif comporte également des tuyères 8, capables d'établir 35 un rideau d'air à haute pression enfermant un second coussin d'air qui soulève le dispositif au-dessus d'une surface à des hauteurs comprises dans une seconde gamme, plus grande que la 70 30736 _ 5_ 2060122 première, lorsque les tuyères 8 sont alimentées en air à pression relativement élevée. La diaphragme 4 forme avec la plate-forme une chambre gonflable 10. Le diaphragme 4 est extensible, et, lorsque la chambre 10 5 est mise en pression, il constitue d'une part une paroi souple de la cliambre 6 au-dessous de laquelle se forme un intervalle d'échappement 16, et d'autre part, par sa partie 12'qui fait saillie vers l'extérieur, la périphérie de cette chambre 6. La partie 12 du diaphragme se confond avec sa partie périphérique 14 qui rejoint 10 vers le haut la plate-forme 2 à laquelle elle est assujettie. Les tuyères 8 sont situées vers l'intérieur par rapport à la partie 12 du diaphragme, de façon que l'air qui les traverse puisse être dirigé, au moins partiellement, vers l'intérieur en direction de la chambre 6. 15 Un collecteur 18 situé dans la chambre 10 dirige le courant d'air vers les tuyères 8 formées dans le diaphragme. Ce collecteur 18 à la forme d'une conduite sans fiiyï9 communiquant par des tuyaux souples 22 avec une chambre annulaire d'alimentation 20 formée dans la plate-forme 2 et reliée à line source d'air comprimé. 20 Sur la figure 1, les tuyères 8 ont la forme de fentes allongées, ménagées dans le diaphragme et communiquant avec la conduite 19 • qui fait corps avec le diaphragme. La conduite 19 est constituée d'une série de tronçons cylindriques 24, séparés par des parois d'extrémité 26, chacune des fentes 8 s'étendant pratiquement sur 25 toute la longueur du tronçon 24 qui- lui correspond (figure 1a). Le diaphragme 4 comporte une partie centrale concave 28, fixée en son centre à la plate-forme et délimitant la chambre 6. Cette partie 28 comporte des ouvertures 30, permettant aux chambres 6 et 10 de communiquer ensemble. 30 Le centre de la partie 28 du diaphragme est fixé à la tête 32 d'un boulon de fixation 34 monté sur l'ouverture axiale d'un montant central 36 de la plate-forme. Ce montant 36 sépare les parois respectives supérieure 38 et inférieure 40 de la chambre 20 Ces parois 38 et 40, écartées l'une de l'autre, délimitent une 35 ouverture annulaire ou rainure d'admission 42 communiquant avec chacun des tuyayx souples 22. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1a, un elément 46 en matière flexible obture 70 30736 - 6 - 2060122 la rainure 42 entre les paires voisines de tuyaux 22. L'air comprimé arrivant par une conduite 54 alimente la chambre 20 en traversant un raccord 48 relié à la conduite 54 par un joint articulé 50. La conduite 54 peut être reliée a une source d'air 5 comprimé. . Dans la forme 'de réalisation de la figuré 1, l'air arrivant par la conduite 54 traverse la chambré 20, passé dans la conduite 19 et se décharge par "les tuyères 8. Dans le cas d'un fonctionnement à vitesse faible, l'air faiblement comprimé passe par les 10 tuyères 8 dans la chambre 6, puis par les ouvertures 30 dans la chambre 10 et entre les tuyaux 22, gonflant ainsi le diaphragme comme représenté sur la figure 1. La chambre 6 emprisonne ainsi un coussin d'air à pression supérieure à celle de l'air ambiant, ce qui provoque le soulèvement du dispositif par rapport à la sur-15 face et permet à l'air de s'échapper par 1'intervalle 16. La pression régnant dans la chambre 10 tend à maintenir la partie 12 du diaphragme tout contre la surface. L'épaisseur de. l'intervalle 16 est de l'ordre de 0,02 à 0,1 mm lorsque de l'air relativement peu comprimé traverse les tuyères 8. Ces tuyères 8 sont situées vers 20 l'intérieur par rapport à la périphérie externe de la chambre de soufflage, de façon à permettre au courant d'air à basse pression de rester en communication pratiquement ininterrompue avec la chambre de soufflage. En fonctionnement à vitesses élevées, on augmente le débit 25 d'air arrivant par la conduite 54, de façon à éjecter par les tuyères 8 un rideau d'air périphérique qui emprisonne un coussin d'air dans l'espace délimité d'une part par ce rideau et d'autre part par la partie centrale du diaphragme ; cela a pour effet d'augmenter l'épaisseur de l'intervalle 16 jusqu'à des hauteurs 30 comprises approximativement entre 0,60 cm et 2 cm. Ainsi, dans le cas où. le débit d'air est relativement faible, le diaphragme 14 délimite une chambre de soufflage 6 qui emprisonne sous la plateforme 2 un coussin d'air faiblement comprimé faisant ainsi se soulever le dispositif au-dessus de la surface S, L'air provenant 35 de la chambre de soufflage s'échappe par l'intervalle 16, dont la hauteur est maintenue constante tant que le débit d'air alimentant la chambre de soufflage reste égal à celui de l'air s'échappant par 70 30736 _ 7 _ 2060122 cet intervalle 16. Dans ce mode de fonctionnement, l'épaisseur de 1'intervalle 16, ou la hauteur séparant le dispositif de la surface S, est approximativement comprise entre 0,02 et 0,1 mm. Si l'on augmente le débit d'air, les tuyères 8 éjectent vers le bas un. 5 rideau d'air périphérique à l'intérieur duquel se forme un coussin d'air. Dans ce mode de fonctionnement, le diaphragme 14. ne représente plus le seul moyen d'emprisonner le coussin d'air de support, et l'épaisseur dè l'intervalle 16, ou la hauteur du. dispositif au-dessus de la.surface S, est approximativement comprise entre 10 0,60 cm et 2 cm. La figure 2 représente un dispositif à coussin d'air comportant une plate-forme 52 sous laquelle un diaphragme 54 délimite une chambre de soufflage 56 emprisonnant un premier coussin d'air destiné à soulever le dispositif au-dessus de la surface à des 15 hauteurs • comprises dans"une première gamme,' cette gamme correspondant à 1'alimentation de la chambre.56 en air faiblement comprimé ; ce dispositif comporte également des tuyères 58 destinées à éjecter un rideau d'air à haute pression eryi'ermant un second coussin d'air, afin de soulever le dispositif au-dessus d'une 20 surface, à des hauteurs comprises dans une seconde gamme plus grande que la première, cette seconde gamme correspondant à l'ali-•mentation des tuyères 58 en air sous pression relativement forte. Le diaphragme 54 délimite avec la plate-forme une chambre gonflable 60 et forme par extension, lorsque la chambre gonflable est mise en 25 pression, une partie 62 faisant saillie vers l'extérieur et délimitant la périphérie de la chambre 56, tout en constituant une paroi souple de la chambre de soufflage délimitant un intervalle d'échappement 66. Les tuyères 58 sont constituées par des ouvertures ménagées dans le diaphragme : elles communiquent avec un collecteur 30 68, en forme de conduite sans fin, logé dans la chambre 60 et dirigeant le courant d'air vers les tuyères 58. Un orifice d'admission 7.0, ménagé dans la plate-forme 52,dirige l'air comprimé vers la conduite 68 par un tuyau flexible 72. Le diaphragme 54 comporte une partie centrale 78 qui s'étend vers l'intérieur 35 depuis la partie 62 en direction de la plate-forme pour délimiter la chambre 56. Des ouvertures 80, ménagées dans la partie 78, font communiquer la chambre 56 avec l£t chambre 60. 70 30736 _g_ 2060122 L'orifice.d'admission 70 est relié, à une source 82 d'air à haute pression par l'intermédiaire d'un distributeur; ou soupape de. réglage de hauteur, :ou -dispositif analogue. 84.. - 1second orifice d'admission 86, pratiqué dans la partie centrale de la plate-forme 5 52, communique directement avec la chambre 56 et est relié, à une source.d'air comprimé à pression relativement faible, indiquée par la référence 88. Dans le cas d'un fonctionnement à vitesse faible, la source d'air à basse pression alimente la chambre 56 par l'orifice. 86. 10 L'air pénètre dans la chambre 56, et, par les ouvertures 80, dans la chambre 60, -gonfle le diaphragme, et forme un premier coussin ; d'air qui soulève le dispositif au-dessus de la surface S à des hauteurs comprises approximativement entre 0,02 et 0,1 mm. Autrement dit, l'épaisseur de l'intervalle d'échappement 66 est de 15 l'ordre de 0,02 à 0,1 mm pour un fonctionnement à basse vitesse, la pression statique s'exerçant dans la chambre gonflable 60 tend à maintenir à proximité immédiate de la.surface S la partie 62 du diaphragme. Lorsqu'on désire augmenter l'intervalle pour permettre un fonctionnement au-dessus de surfaces rugueuses ou à des vitesses 20 plus fortes, on met en oeuvre la source d'air à haute pression, de façon à envoyer l'air vers la conduite 68 par la tuyère 58.- Cet . air sortant des tuyères 58 forme un rideau périphérique d'air à haute pression emprisonnant un second coussin d'air qui soulève le dispositif au-dessus de la surface à des hauteurs comprises 25 entre 0,60 cm et 2cm suivant le débit d'air traversant le dispositif à haute pression. A mesure qu'augmente le débit d'air passant par les tuyères 58, on peut réduire ou intêrrompre le débit d'air à basse pression passant par 1'orifice 86. L'accroissement progressif de l'épaisseur de l'intervalle 66 se traduit par un 30 passage progressif vers un fonctionnement utilisant le rideau d'air. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes variantes entrant dans son cadre et 35 son esprit. 70 30736 2060122 aEVETOIOATIOHS 1. Dispositif à coussin d'air, caractérisé en ce qu'il comporte une plate-forme sous laquelle une chambre de soufflage emprisonne un premier coussin d'air destiné à soulever le dispo- 5 sitif au-dessus d'une surface à des hauteurs comprises dans une première gamme, cette gamme correspondant à l'alimentation de ladite chambre en air comprimé à pression relativement basse ; et des tuyères éjectant un rideau d'air à haute pression qui emprisonne un second coussin d'air, ce dernier étant destiné à soulever le 10 dispositif au-dessus d'uné surface à des hauteurs comprises dans une seconde gamme, plus grande que la première, et correspondant à l'alimentation des tuyères en air comprimé à pression relativement élevée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 1 15 que la chambre.de soufflage est délimitée,entre autres, par un diaphragme flexible formant avec la plate-forme une chambre 'gonflable. - 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diaphragme est extensible sous l'action de la pression 20 introduite dans la chambre gonflable de façon à former d'une part une partie faisant saillie vers l'extérieur et constituant la périphérie de la chambre de soufflage, d'autre part une paroi souple délimitant pour cette chambre un intervalle d'échappement. 4. Dspositif selon la revendication 3, caractérisé en ce 25 que les tuyères sont situées à l'intérieur de la partie du diaphragme faisant saillie vers l'extérieur. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un organe collecteur, logé dans la chambre gonflable, dirige le courant d'air vers les tuyères. 30 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tuyères sont formées par plusieurs ouvertures ménagées dans le diaphragme et communiquant avec le collecteur. 7.Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le collecteur est constitué par une conduite sans fin, logée 35 dans la chambre gonflable. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un orifice d'admission d'air comprimé est ménagé dans la 70 30736 - 10 - 2060122 plate-forme et relié à ladite conduite par au moins un tuyau souple. 9.Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des ouvertures ménagées dans le diaphragme est constituée par une fente allongée. - " * 5 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce- que la conduite sans fin fait corps avec le' diaphragme. • 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la conduite sans fin est constituée par une série de tronçons cylindriques séparés par des parois d'extrémité, chacune des 10 fentes allongées correspondant à un tronçon et s'étendant sensiblement sur toute sa longueur. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la plate-forme comporte une chambre annulaire reliée par ledit orifice d'admission à une source d'air comprimé et un tuyau 15 souple distinct à chacun des tronçons cylindriques. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le diaphragme comporte une partie centrale concave dont le centre est fixé à la plate-forme et qui délimite la chambre de soufflage. 20 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que des ouvertures ménagées dans ladite partie centrale font communiquer la chambre de soufflage et la chambre gonflable. 15- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le diaphragme comporte une partie centrale s'étendant depuis 25 la partie faisant saillie vers l'extérieur en direction de la plate-forme pour former la chambre de soufflage. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'air à haute pression reliée à l'orifice d'admission et un dispositif permettant, d'une part d'achemi-30 ner à volonté l'air à haute pression de cette source vers les tuyères, d'autre part de régler le débit d'air et par conséquent la hauteur du rideau emprisonnant le second coussin d'air, afin de faire varier la hauteur de soulèvement dans les limites de ladite seconde gamme. 35 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second orifice d'admission relié à la chambre de soufflage, et une source d'air comprimé à basse 70 30736 . „ _ 2060122 pression reliée à ce second orifice pou former le premier coussin d1 air. 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une ouverture au moins, ménagée dans la partie centrale du diaphragme, établit une communication entre la chambre de soufflage e't la chambre gonflable.