Brevet FR2145703A1 — publié le 19730223

L'invention se rapporte en général aux aéronefs et concerne plus particulièrement une construction améliorée de dirigeables demi-rigides. Les dirigeables rigides construits dans les années 1920 et 1930 étaient des structures Zeppelin dans lesquelles un squelette métallique de cercles et de poutrelles, haubanés par un grand nombre de câbles, était recouvert d'un lourd tissu. Plus récemment, il a été proposé de construire des aéronefs ayant une structure de semi-monocoque, leur résistance étant localisée dans une coque extérieure rigide, par exemple enX aluminium ou en matière à base de fibres de carbone. Par contre, la présente invention concerne principalement des aéronefs de forme demi-rigide qui font appel à des enveloppes à gaz sous pression. L'invention a pour but de fournir une construction améliorée d'aéronefs, à usage de transport de passagers ou de marchandises, utilisant des enveloppes à gaz sous pression. Conformément à l'invention, il est proposé un aéronef se composant de plusieurs enveloppes allongées autonomes, gonflables, disposées respectivement sur des axes longitudinaux parallèles et interconnectées par une membrure rigide. De préférence, lorsque les enveloppes sont sous pression, elles font partie intégrante de la charpente qui supporte la charge et elles jouent un rôle important dans le maintien. de la rigidité nécessaire de l'aéronef. L'utilisation de deux ou dé plusieurs de ces enveloppes en une structure en radeau ou ponton donne lieu à un système solide et équilibré au point de vue structurel. Selon un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, deux enveloppes allongées sont disposées côte à côte, la membrure d'interconnexion tant comprise entre elles. La membrure peut être aménagée pour l'entreposage de carburant et de la cargaison. De préférence, l'aéronef à enveloppes multiples comprend un carébage de nez et un carénage de queue qui sont rattachés de manière appropriée à la structure de base en ponton ou radeau, constituée par les enveloppes à gaz. L'aéronef selon l'invention peut être utilise dans le cadre d'un système transbordeur aérien, au moyen duquel une cargaison au sol peut être transférée rapidement et facilement dans un aéronef en vol, au moyen d'une péniche aérienne qui peut être par exemple un modèle à échelle réduite du vaisseau gigogne. Ainsi, le vaisseau gigogne peut être équipé de moyens d'embarquement du côté inférieur, tandis que des dispositions sont prises pour qu'une péniche aérienne, équipée de moyens d'embarquement à sa surface supérieure, s'amarre aux premiers moyens d'embarquement, en vue d'un transbordement. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. Il sera également question d'une péniche aérienne qui est essentiellement un modèle à échelle réduite de l'aéronef de l'invention. D'après les dessins, on constatera facilement que l'aéronef et la péniche aérienne peuvent être construits, ou au moins conçus à partir de quatre éléments fondamentaux, à savoir le ponton, la charpente centrale, le carénage de nez et le carénage de queue. La fig. 1 est une vue isomètrique éclatée schématique d'un premier mode de réalisation de l'aéronef selon l'invention. La fig. 2 est une vue schématique en élévation latérale d'une forme légèrement modifiée d'aéronef selon l'invention, représentant une péniche aérienne amarrée sur son côté inférieur. La fig. 3 est une vue en plan de l'aéronef représenté sur la fig. 2. La fig. 4 est une vue schématique et partielle en coupe transversale d'un aéronef semblable à celui des fig. 1 et 2, mais avec une membrure principale modifiée. Pour se référer d'abord à la fig. 1, cette vue schématique éclatée d'un aéronef selon l'invention illustre les principes de construction sur lesquels l'invention est fondée. L'aéronef comprend deux enveloppes à gaz sous pression 10, placées côte à côte avec, entre elles, une charpente rigide d'entretoises et/ou de poutrelles, désignée dans l'ensemble par 12. Les enveloppes 10 sont des tubes ayant essentiellement une forme cylindrique, avec des extrémités paraboloRdales, par exemple hémisphériques. Les enveloppes 10 peuvent être fabriquées par exemple en un tissu, en une matière plastique renforcée de fibres ou en un métal ou alliage léger, par exemple l'aluminium.Toutefois, il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à l'utilisation de ces matériaux particuliers pour les enveloppes et que tout matériau approprié, susceptible de remplir la fonction des enveloppes dans la structure de l'invention, peut être employé. les enveloppes 10 sont fixées à la charpente centrale 12 selon un mode qui sera expliqué ci-après de façon plus détaillée. les enveloppes 10 sont rattachées à la charpente 12 de telle manière que quand elles sont gonflées et mises sous la pression d'un gaz tel que l'hélium, elles fassent partie de la structure de l'aéronef qui: porte la charge et qu'elles puissent absorber les efforts de flexion et autres moments. La partie avant de l'aéronef est constituée rar un carénage de nez désigné dans l'ensemble par 18, lequel peut être lui aussi fabriqué en un matériau approprié, par exemple une matrice de fibres de verre avec un revêtement d'alliage léger ou une charpente de métal ou d'alliage léger. le carénage de nez 18 peut être construit indépendamment de la structure en ponton formée par les enveloppes, de façon à pouvoir être raccordé à cette structure à un stade ultérieur de l'assemblage de l'aéronef. La partie postérieure de l'aéronef, en arrière des enveloppes 10, est constituée par un carénage de queue désigné dans l'ensemble par 20, qui peut être construit lui aussi indépendamment de la section en ponton et qui contient, dans la queue, le groupe de propulsion principal désigné dans l'ensemble par 22. De préférence, le carénage de nez 18 et le carénage de queue 20 sont l'un et l'autre du type rigide, avec des membrures, une épine dorsale et une peau de recouvrement en sandwich. A l'intérieur de la charpente centrale 12 est ménagée la zone d'entreposage de la cargaison principale et, comme on le verre en détail ci-après, la cargaison, de préférence sous forme de containers normalises, peut être suspendue à l'intérieur de la charpente centrale. Des logements pour passagers peuvent être prevus dans le nez de l'aéronef et le long de la section centrale en ponton. le groupe principal de propulsion 22 pour aéronef est placé dans la queue, mais des groupes de propulsion de manoeuvre 26 sont prévus à l'extérieur de l'aéronef, en complément du groupe de propulsion principal. Ces propulseurs de manoeuvre 26 peuvent être des hélices encagées, susceptibles de pivoter de 3600 à des fins de manoeuvre. le groupe moteur principal peut être constitué par des moteurs à pistons, des turbines à gaz ou des moteurs à réaction par exemple. A l'heure actuelle, la source d'énergie préférée est le carburant à base d'hydrocarbures, sous forme liquide ou gazeuse, par exemple le gaz naturel. Toutefois, le mode de propulsion et le carburant utilisé n'ont aucun rapport avec les caractéristiques essentielles de l'invention et, s'il y a été fait allusion, c'est seulement pour être plus complet. Bien qu'ils n'aient pas été représentés sur les dessins, des compartiments à gaz peuvent être prévus à la périphérie interne des sections de nez et de queue ou peuvent être incorporés dans la peau en sandwich de ces sections. les fig. 2 et 3 des dessins représentent une forme légèrement modifiée d'aéronef selon l'invention, mais comprenant toujours une section de nez rigide 28a, une structure centrale demi-rigide en radeau ou ponton 28b et une section rigide de queue 28c. Comme on peut le voir dans cette forme de réalisation, chacune des enveloppes 10 contient un ou plusieurs ballonnets compensateurs 30, et ces ballonnets 30 sont,emplis d'air, se dilatant et se contractant en fonction des variations d'altitude de l'aéronef, de sorte que les enveloppes 10 emplies de gaz conservent leur pression indépendamment de l'altitude et ne deviennent pas flasques. La charpente centrale 12 est divisée en différents compartiments d'entreposage et les sections de nez et de queue représentées contiennent des réservoirs à carburant avant et arrière 32a et 32b. La charpente est formée de plusieurs sections 38 perpendiculaires à l'axe principal de l'aéronef, les sections centrales, désignées par 38a, étant des sections porteuses de charge et, en conséquence, plus robustes. La zone principale d'entreposage de la cargaison est également ménagée à l'intérieur de la charpente centrale, entre les enveloppes 10. Cette zone d'entreposage peut contenir un système transporteur approprié, désigné dans l'ensemble par 34 sur la fig. 2, en vue du déplacement des containers 36 à l'intérieur de l'aéronef. Sur la fig. 2, une péniche aérienne 40 est amarrée au dessous d'une écoutille à cargaison et/ou à passagers 42 de l'aéronef principal. De préférence, cette pniche aérienne 40 est un modèle à échelle réduite du vaisseau gigogne. L'accouplement des deux vaisseaux peut être effectué par des moyens appropriés quelconques et la péniche aérienne 40 peut être prévue pour ne transférer qu'un seul container du sol au vaisseau gigogne, où il est déchargé dans la cale principale de la cargaison.Selon un mode de réalisation préféré, il est prévu un certain nombre d'écoutilles, de cargaison au-dessous du vaisseau gigogne, sur la longueur de celui-ci, pour l'amarrage de péniches aériennes, et un système de rails ou de pistes est établi dans la charpente centrale entre les enveloppes 10, de sorte qu'après avoir abordé, les péniches aériennes puissent être déplacées longitudinalement sur le vaisseau gigogne. De la sorte, une péniche aérienne qui charge une cargaison au niveau d'une écoutille peut être d De préférence, la péniche aérienne 40 comprend un carénage de nez, une structure de base en ponton ou radeau et un carénage de queue, qui sont agencés de manière à être réunis lors de l'assemblage de la structure complète. la péniche aérienne peut comprendre elle aussi une paire d'enveloppes disposées côte à côte, avec une membrure rigide centrale qui reçoit les réservoirs de carburant et un container normalisé de fret, destiné à être transféré entre le sol et le vaisseau gigogne ou vice-versa. La péniche aérienne est équipée elle aussi de propulseurs de manoeuvre. La structure centrale de traverses est agencée de manière à délimiter un puits central 44 par lequel le container peut être transféré dans le vaisseau gigogne et vice-versa. La fig. 4 représente avec plus de détails la forme géométrique de la membrure principale entre les enveloppes à gaz 10 de l'aéronef. Cette membrure est formée d'entretoises et/ou de poutrelles ou pièces semblables 48 qui constituent une charpente ajourée, définissant plusieurs sections de membrure parallèles 38a (voir fig. 3) perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'aéronef. l'aéronef peut comporter un certain nombre de sections de membrure porteuses de charge, en un matériau capable de supporter des efforts relativement intenses dans sa partie centrale, avec un certain nombre de sections de membrure semblables mais plus légères, en avant et en arrière des sections porteuses de charge.Comme on peut le voir sur la fig. 4, la membrure définit un certain nombre de points de charge 50a, 50b, 50c auxquels peut être suspendue une charge telle qu'un container 52. La membrure peut travailler de manière à porter une charge donnée en un point de charge central 50a ou en deux ou plusieurs point-s de charge disposés symétriquement, par exemple 50b et 50c. Des moyens quelconques appropriés de suspension ou des moyens associés de transport peuvent être prévus à l'intérieur de la membrure. S'agissant d'enveloppes 10 fabriquées en un tissu ou un matériau similaire, la membrure principale est fixée aux enveloppes comme le montre la fig. 4, au moyen de bandes 54 qui peuvent être sous forme de toiles ou de sangles longitudinales. Les bandes 54 sont en un matériau approprié qui est enroulé au moins en partie sur la circonférence des enveloppes 10 et qui est également fixé aux points de connexion 50c sur la membrure principale. les bandes 54 peuvent être en un matériau quelconque approprié qui ait un certain degré de souplesse à l'état non sollicité, mais qui ait une résistance notable aux efforts lorsqu'il est fixé entre la membrure principale et les enveloppes. Au-dessus et au-dessous des poutrelles 48 des sections de membrure principales, il est prévu une structure légère de support 58, formée de poutrelles fixées à la membrure principale et portant des panneaux de recouvrement 60, par exemple en fibres de verre, qui constituent la surface extzrieure nécessaire de l'aéronef dans la zone centrale entre les enveloppes. S'agissant d'enveloppes en métal ou en alliage, on n'utilise pas de bandes souples et, au lieu de cela, la membrure peut être raccordée à des longerons qui font saillie sur les enveloppes. Comme il va de se et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation. de ses diverses parties; ayant été plus spécialement indiquas; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. Par exemple, bien que la structure d'aéronef dcrite ci-dessus utilise une paire d'enveloppes emplies de gaz, disposées côte à côte, le même principe pourrait s'étendre à trois enveloppes ou davantage, disposées côte à côte, en triangle, en rectangle ou selon toute autre figure géométrique. Par ailleurs, alors que la structure de base en ponton ou radeau des formes de réalisation considérées ait été décrite comme étant séparable des sections de nez et de queue, cela est essentiellement destin5 à faciliter la construction et n'exclut pas la possi bilié de construire complètement l'aéronef en une structure unitaire. REVENDICATIONS 1.- Aéronef, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs enveloppes allongées indépendantes, susceptibles d'être mises soas pression, disposées respectivement sur des axes longitudinaux parallèles et interconnectées par une membrure rigide. 2.- Aéronef selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend deux desdites enveloppes, disposées côte à côte avec la membrure entre elles. 3.- Aéronef selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chacune des enveloppes est rattachée à la membrure de telle manière qu'à l'état gonflé, elles constituent une Partie porteuse de charge de la structure de l'aéronef. 4.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chacune des enveloppes est un tube essentiellement cylindrique avec des extrémités sensiblement parabolotdales. 5.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chacune des enveloppes contient un ou plusieurs ballonnets compensateurs qui sont destinés à être emplis d'air. 6.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les enveloppes sont fabriquées en un matériau choisi dans le groupe constitué par un tissu, une matière plastique renforcée de fibres, un métal et un alliage de m4taux. 7.- Aéronef selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les enveloppes sont fabriquées en aluminium. 8.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la membrure est constituée par un système ajouré de poutrelles interconnectées rigidement, formant un certain nombre de sections parallèles de membrure perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'aéronef. 9.- Aéronef selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les enveloppes sont rattachées à la membrure par des bandes d'un matériau souple, fixées à des points de connexion de la membrure et engainant au moins en partie la périphérie des enveloppes. 10.- Aéronef selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que les poutrelles des sections de membrure définissent des points de chargement auxquels des charges peuvent être suspendues par des moyens appropriés. 11.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend une partie nez et une partie queue, respectivement en avant et en arrière des enveloppes, ces parties nez et queue ayant une structure rigide. 12.- Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la membrure contient des moyens d'amarrage et des écoutilles à cargaison, de sorte qu'un aéronef de plus petite taille puisse y être amarré pour le transbordement de cargaisons de l'un à l'autre.