Brevet FR2134269A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne un dispositifde transport terrestre à vitesse élevée et plus particulièrement un véhicule prévu pour se déplacer le long d'une voie, piste ou analogue, à des vitesses relativement élevées, de l'ordre de 320 à 965 kilomètres par heure. On a proposé jusqu'ici des véhicules qui sont prévus pour se déplacer le-long d'une voie,pitou où analogue à une vitesse élevée et sont démunis de roues, le véhicule étant séparé de la voie ou analogue par des coussins d'air formés par des jets d'air à pression élevée. De tels dispositifs sont décrits en particulier dans des brevets délivrés aux Etats-Unis d'Amérique sous les NO 7 055 312 (Jay), 3 174440 (Cockerell) et 3'090 327 (Crowley). Dans ces dispositifs antérieurs connus l'espacement entre le véhicule et la voie ou analogue reste sensiblement le même à tout instant et, en fait, il est nécessaire de faire très attention d'empêcher que le véhicule ne se soulève hors de la voie ou analogue par suite du soulèvement aérodynamique se produisant à vitesse élevée. L'un des inconvénients communs à ces véhicules de l'art antérieur est que la proximité au sol ou à la voie entraîne une résistance au mouvement considérable qui n'existerait pas si les véhicules se trouvaient à une certaine distance au-dessus de la voie ou analogue. Un autre inconvénient de ces véhicules de l'art antérieur est qu'étant donné que le poids du véhicule doit être compensé par la pression du coussin d'air, une énergie très importante est dépensée pour simplement maintenir le véhicule espacé légèrement au-dessus des surfaces qu'il chevauche ou sur lesquelles il se déplace. La présente invention a principalement pour objet de prévoir un véhicule de transport terrestre à vitesse élevée qui pallie les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur ou de nature identique. L'invention a également pour objet de prévoir un véhicule de transport terrestre à vitesse élevée qui est prévu pour être porté par l'air aux vitesses élevées, réduisant ainsi les effets de friction qui résultent de la proximité du sol et permettant d'obtenir en même temps un effet de soulèvement qui compense la gravité, économisant ainsi de l'énergie. L'invention a également pour objet de prévoir un dispositif de transport terrestre à vitesse élevée dans lequel le véhicule peut être supporté par des roues sur la voie ou analogue, aux vitesses faibles et qui peut ensuite, aux vitesses élevées, être soulevé au-dessus de la voie et se déplacer comme une aile portante ou analogue. L'invention a également pour objet de prévoir un véhicule de transport terrestre dans lequel le véhicule est porté par l'air pendant la plus grande partie de son utilisation et qui est relié à la voie ou analogue par des patins à coussirs d'air sensiblement exempts de friction ou de frottement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple - la figure l est une coupe transversale d'un mode de réalisation de la voie selon l'invention; - la figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un côté de la voie de la figure 1 montrant les patins M à pression d'air du véhicule coopérant avec ladite voie; - la figure 3 est une vue latérale partielle d'un véhicule et montrant le mecanisme reliant le véhicule à la voie; - la figure 4 est une vue identique à la figure 3 montrant la position du véhicule et le mécanisme lorsque le véhicule est porté par l'air; - la figure 5 est une vue latérale en élévation d'un mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue de-dessus du véhicule de la figure 5;; - la figure 7 est une vue latérale en élévation d'un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 8 est une coupe transversale 'du mécanisme de support de la figure 7~associe à une forme différente de voie; - la figure 9 est une représentation schématique en élévation latérale d'un autrg48de de réalisation de 1'invention utilisant un corps symétrique formant surface portante - la figure 10 représente schématiquement, en vue de-dessus, le véhicule de la figure 9; - la figure 11 est une coupe d'un autre mode de réalisation d'un patin à coussin d'air. Considéré d'une façon plus détaillée et en se référant en premier lieu aux figures 5 et 6, le dispositif selon l'invention comporte un véhicule 13 de forme aérodynamique prévu pour se déplacer le long d'une voie, piste ou analogue 1 qui est réalisée comme montré à la figure 1 de façon à présenter une paire de surfaces -nclinées supérieures 2 et des évidements ou analogues concaves, dirigés vers l'extérieur et définis par les surfaces 3, 4 et 5. Un patin supérieur 8 et un patin inférieur 9 sont prévus pour coopérer avec lesdites surfaces, ces patins recevant,de deux compressazs (non représentés), un fluide sous pression qui est dirigé vers les surfaces associées pour maintenir le véhicule dans une position prédéterminée relativement au rail ou analogue 1.Un tel fluide peut etre amené par un conduit 6 relié à un compresseur d'air placé dans un compartiment 13c du véhicule. Des soupapes de retenue ou de contrôle 16 sont utilisées pour régulariser l'écoulement du liquide dans les espaces indiqués en 10 entre les patins et la structure du rail. le véhicule 13 est relié à la structure du rail 1 par un système d'articulation représenté aux figures 3 et 4 qui comporte une paire de bras ou analogues de connexion articulés ensemble en il et permettant au véhicule de se déplacer vers le haut relativement à la structure du rail 1, à partir de la position inférieure représentée à la figure 3 jusqu'à la position supérieure représentée à la figure 4. Dans cette dernière position le. patin 8 est espacé vers le haut de la surface associée de la structure de rail 1 et l'écoulement de fluide allant audit patin 8 est interrompu. Il convient de remarquer ici qu'une distinction importanteentre la présente invention et l'art antérieur réside dans le fait que le véhicule 13 se déplace d'une position extrêmement voisine de la voie ou analogue 1, étant espacé de cette dernière d'une distance indiquée par le chiffre de référence 12,jusqu'à une position représentée à la figure 4 pour laquelle la distance 12 par rapport à la voie est considérablement augmentée en raison de laprésence du système d'articulation indiqué de telle sorte que les effets de friction ou de frottement dus à la proximité duiail ou analogue sont éliminés. le déplacement vers le haut du véhicule résulte du fait que ledit véhicule 13 présente la forme dtune aile portante dont la surface supérieure présente une longueur plus importante que la surface inférieure et aux vitesses élevées l'effort de soulèvement résultant de la section en forme d'aile a pour effet que le véhicule est supporté par l'air et espacé d'une distance suffisante du rail 1 pour éliminer les effets de friction qui se produisent normalement dans les dispositifs de la technique antérieure utilisant des supports à coussins d'air. Il convient de remarquer que le véhicule est réellement en état de vol dans la position représentée à la figure 4, une poussée suffisante lui étant impartie par les réacteurs 15. Selon une forme de réalisatior/de l'invention- représentée à la figure 5, l'aire 13a peut être consacrée aux passagers, l'aire 13b peut être utilisée pour le chargement et l'aire 13 c peut être utilisée pour les équipements de mise sous pression de l'air et pour le combustible. Le compartiment 14 placé au-dessus de la partie principale du véhicule estl'aire de commande opérationnelle pour le personnel et pour divers types de machines à calculer ou analogues utilisées pour la commande du véhicule. On voit que le véhicule représenté aux figures 1 à 5 ainsi que la structure qui lui est associée constituent un nouveau dispositif de transport terrestre à vitesse élevée qui se distingue de la technique antérieure en ce que ledit véhicule est réellement porté par l'air à des vitesses de l'ordre de 320 à 965 kilomètres par heure environ. Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté à la figure 7 dans laquelle le véhicule aérodynamique présente également une section en forme d'aile portante qui permet d'obtenir des forces de soulèvement aux vitesses élevées de telle sorte que le véhicule est porté par l'air. Dans ce cas le véhicule 20 est muni d'un système de roues terrestres 21 rétractable qui est utilisé lorsque le véhicule est à l'arrêt ou se déplace à faible vitesse. Dans ce cas le patin de pression supérieur de la figure 2 est éliminé et on utilise seulement deux patins 23 de chaque côté, lesdits patins étant prévus pour se trouver en coïncidence avec une surface concave ouvrant vers l'extérieur 24 (figure 8) prévue pour assurer la stabilité verticale et horizontale requise.La voie ou analogue 22 a de préférence une section creuse et elle comporte, le long de son côté interne, un épaulement 25 dirigé vers le haut prévu pour suppôrter les roues de roulement 21. - Chaque patin est relié au véhicule par une paire d'entretoises ou analogues 27 et 28 qui sont articulées ,à leurs extrémités opposées, au- véhicule et au patin de façon à constituer une connexion à parallélogramme permettant au: véhicule 20 d'atteindre une position se trouvant à une distance importante de la voie ou analogue 22. les entretoises ou analogues 27 et 28 sont creuses de façon à constituer un conduit 29 par lequel l'air sous pression est amené aux patins 23, passant ensuite par des orifices 30 pour assurer l'effet de coussin d'air requis, espacant ainsi le patin 23 légèrement de la surface concave 24. Comme dans le mode de réalisation précédemment décrit, le véhicule 20 peut être propulsé par une paire de réacteurs ou analogues 33 et dans ce cas des conduits d'évacuation 34 sont reliés alE réacteurs, après les compresseurs de ces derniers et aux conduits 29 de façon à délivrer, aux patins 23, la pression de fluide requise. Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 9 et 10 dans lesquelles le véhicule 40 est réalisé de façon à présenter la forme d'une aile portante symétrique sans effet demstentation propre élit ssssi la tx itite,excepté celle qui est attribuable à l'angle d'attaque qui, à aucun moment, n'est supérieur- à quelques degrés. Dans ce cas,la sustentation est obtenue au moyen d'ailes portantes séparées 41 et 42 placées au-dessus du véhicule 40 et supportées par des paires d'entretoises ou analogues 43 et 44, lesdites entretoises ou analogues étant utilisées également pour supporter les réacteurs ou analogues 45. En utilisant dans ce cas, pour le corps du véhicule, une forme d'aile portante symétrique, le mouvement du centre de pression est réduit au minimum comme l'est la traînée invite en ce qui coincez ne le corps du véhicule. On peut obtenir une nouvelle réduction de la pertd 'énergie. an modifiant la surface externe antérieure de l'aile portante le long de la moitié du véhicule defanonàauxr un contrôle de ligne d'attaque comme indiqué schématiquement à la figure 9.Dans cette forme de réalisation de l'-invention on voit que le fonctionnement des surfaces de contrôle des ailes 41 et 42 peut etre obtenu par l'utilisation d'un aoeéléromètre 9 ou d'un giroscope ou aogue prév/dans le véhicule de façon à délivrer un signal de sortie électrique analogique à un réseau de mise en forme et intégrateur délivrant des ordres de conduite à un servomécanismé à haute sensibilité de réponse prévu pour commander l'angle de déviation du gouvernail. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 9 on utilise seulement un patin de pression 47 de chaque côté, et chaque patin estarticulé à une extrémité d'une entremise ou analogue creuse 48 qui est articulée elle même, à son autre extrémité, au véhicule. Ce mode de réalisatioll permet non seulement au véhicule de se déplacer vers le haut en s'éloignant de la voie ou analogue 49 et il permet également de changer la position du véhicule de façon à donner une sustentation supplémentaire au décollage. Dans le mode de réalisation des figures 9 et 10 les ailes ou analogues 41 et 42 sont prévues pour assurer le soulèvement requis à vitesse élevée et pour permettre le contrôle du véhicule. Lorsque le véhicule est porté par l'air , le corps principal de ce dernier ne presente pas,de préférence, d'angle d'attaque,de telle sorte que la traînée induite est réduite au minimum et est attribuable uniquement à la traînée induite des ailes 41 et 42. On a représenté en coupe, à la figure 11, un autre mode de réalisation du patin de pression et de la voie ou analogue, ladite voie étant désignée d'une façon générale par 50 et présentS't la forme d'un élément tubulaire rectangulaire allongé est muni d'une fente ou analogue 51, ouverte vers l'intérieur,et prévue le long du côté interne de ladite voie ou analogue. La structure d'entretoisement, désignée/d'une façon générale par 52, qui relie le véhicule à la voie comporte une partie d'extrémité 53 qui traverse la fente ou analogue 51 et comporte une partie élargie 54 de forme générale alloFgée, qui se trouve à une certaine distance des parois internes de la voie, comme représenté.L'air sous pression est amené par la partie 52 et sort par des orifices 56 de façon à assurer l'effei/de coussin requis. Cependant, dans ce cas, on peut obtenir un jeu plus important que le jeu normal entre la partie 54 et la voie 50 en dirigeant de l'air sous une pression relativement plus élevée dans la fente 50, dans les parties de cette dernière se trouvant sur les côtés opposés de l'entretoise ou analogue 52, comme représenté. Cet air sous pression élevée peut être amené- par des conduits 58 et 59 qui sont munis d'orifices 60 et 61 pour diriger l'air dans la fente 51.Grâcé à ce mode de réalisation bien que l'air sous faible pression émis par les orifices 56 puisse s'échapper encore par les extrémités opposées du patin, les fuites par la fente 51 sont empêchées par l'air sous pression élevée venant des orifices 60 et 61. a structure de la figure il peut ainsi être utilisée pour permettre des jeux plus importants entre le patin et le rail que ceux qui ont été possitleusqu'ici. Comme il a été indiqué ci-dessus, les conduits 34 peuvent être reliés aux réacteurs de façon à délivrer une pression de fluide aux patins 23. Il est possible également de drainer le combustible vaporisé et de permettre sa combustion aux patins de supportage, assurant ainsi une force de supportage pour le véhicule qui permet des jeux plus importants que la normale entre le patin et la voie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier,elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Véhicule disposé au-dessus d'urne voie ou analogue horizontale fixe le long de laquelle il est prévu pour se déplacer, caractérisé en ce qu'il comporte un support mobile longitudinalement par rapport à ladite voie et relié à cette dernière par l'intermédiaire de coussins de gaz, ledit support étant empêché de se déplacer verticalement et latéralement par rapport à la voie, des moyens associés audit véhicule constituant une aile portante aérodynamique de façon à créer une force ascentionnelle dirigée vers le haut, opposée à la gravité, lorsque le véhicule se déplace le long de la voie à une vitesse relativement élevée comparativement à des véhicules à roues et un bras rigide articulé à une extrémité audit véhicule et à son extrémité opposée au support précité de façon à permettre audit véhicule d'être placé à diverses distances par rapport à la voie jusqu'à une distance maximale prédéterminée. 2.- Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bras précité est muni, à son extrémité inférieure-, d'une surface complémentaire, présentant une forme identique à une surface similaire prévue sur la voie elle-meme, des moyens étant prévus pour amener de l'air dans l'espace compris entre ladite surface et ladite voie de façon à créer un coussin d'air intermédiaire. 3.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni de roues terrestres prévues pour engager la voie lorsque l'espace entre le véhicule et ladite voie est minimal. 4.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface portante est constituée par le corps même du véhicule. 5.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du véhicule constitue une surface portante symétrique sans force ascentionnelle inhérente,des surfaces portantes séparées étant montées sur ledit corps, à une certaine distance de ce dernier, pour assurer la force ascentionnelle nécessaire. 6.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé ence que l'on envoie de l'air sous une pression plus importante que celle formant le coussin d'air dans l'espace compris entre la surface précitée dudit bras et la surface complémentaire du rail de façon à permettre des jeux plus importants entre lesdites surfaces.