Brevet FR2216173A1 — publié le 19740830

La présente invention est relative à une"plateforme volante", du type constitué par un dispositif sustenté par une voilure tournante et relié au sol par un cable destiné d'une part à fixer la plate-forme et d'autre part à transmettre à la plate-forme sous une forme appropriée l'énergie nécessaire à la sustentation, ainsi qu'à transmettre depuis le sol à la plateforme des signaux de commande, et, de la plate-forme au sol, des signaux d'information émis par divers appareils qui s'y trouvent montés. Les plates-formes de ce genre peuvent avoir de nombreuses applications civiles et militaires, notamment servir de relais de radio et de télévision, de station météorologique, de poste d'observation et de commande de tir, de surveillance radar contre les avions volant à basse altitude et des applications analogues. Dans la plupart de ces applications il est nécessaire que l'assiette de la plate-forme soit maintenue constamment horizontale et il est également souhaitable que la plate-forme soit maintenue à l'aplomb du point d'attache au sol. La présente invention a plus particulièrement pour objet des moyens simples et fiables pour stabiliser une plateforme volante en assiette. La plate-forme suivant l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte un détecteur d'assiette auquel est asservi au moins un moteur enclenché par ce détecteur en cas de changement d'assiette de la plate-forme et agissant sur le cable pour déplacer horizontalement un point de celui-ci par rapport à l'axe vertical passant par le centre de gravité de la plate-forme de façon à donner naissance à un couple redresseur. Cette disposition qui n'exige pas pour la stabilisation des manoeuvres de pilotage sur le rotor de la voilure tournante (basculement du plan du disque, variations cycliques ou collectives du pas etc...) permet que le rotor de la voilure soit réduit à une hélice rigide. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent en perspective deux formes de réalisation de la plate-forme suivant l'invention comportant un sustentateur à une seule hélice. La figure 3 représente en perspective avec coupe partielle une forme de réalisation de la plate-forme suivant l'invention comportant un sustentateur à trois hélices. La"plate-forme volante"représentée en figure 1 est constituée d'une façon connue par un corps cylindrique 1 muni d'une tte et d'une embase tronconiques 2 et 3. Une hélice 4, par exemple à deux pales, est montée rigidement sur un arbre central 5 et entraînée par exemple d'une façon connue dans certaines plates-formes antérieurement proposées, au moyen d'un turbo-compresseur refoulant les gaz et l'air sous pression à travers les pales creuses de l'hélice. Dans le cas d'un entrainement par moteur électrique, il y a lieu de prévoir un dispositif "anti-couple"ou une deuxième hélice coaxiale tournant en sens inverse de la première. Le cable d'attache 6 est fixé en un point 7 d'une pièce 8 en forme de U dont les extrémités libres sont articulées en deux points diamétralement opposés 9 d'un anneau de cardan 10, le point 7 se trouvant normalement sur l'axe de symé- trie vertical X-X'de l'appareil passant par le centre de gravité C. G. de l'appareil. L'anneau 8 est lui-mme articulé en deux points diamétralement opposés 11,11', situés sur un diamètre perpendiculaire à celui des points d'articulation 9 de la pièce 8, par l'intermédiaire de deux articulations 12,12', sur deux bielles normalement verticales 13, 13'qui sont elles-mmes articulées en 14, 1A'sur deux arbres 15,15'tourillonnés dans des supports solidaires du corps 1 de la plate-forme. Deux paires de moteurs électriques 16,17 et 16', 17'sont fixés d'une façon appropriée non représentée sur le corps 1 de la plate-forme. Les moteurs 16,16'agissent sur les bielles 13,13'en faisant tourner les arbres 15 de façon à faire pivoter les bielles 13, 13'et à déplacer leurs extrémités inférieures et donc l'anneau de cardan 10 suivant les flèches fl-f2 et f'1-f'2 (direction perpendiculaire au plan de la figure), tandis que le moteur 17, 17'attaque, par l'intermédiaire de manivelles 18,18', reliées à des bielles 19,19'par des rotules 51,51'placées sur l'axe des arbres 15,15', les extrémités supérieures des bielles 13, 13'de façon à les déplacer ainsi que l'anneau de cardan 10 suivant les flèches gi-gp,g'i-g',c'est-à-dire dans le plan de la fi a, ire. Dans le cas où, pour une raison quelconque, l'assiette de la plate-forme 1 se trouve modifiée, c'est-à-dire que son axe X, X's'ecarte de la verticale, un détecteur d'assiette non représenté envoie d'une façon connue en soi, par l'intermédiaire d'un pilote automatique des signaux de sens convenable aux moteurs 16,16'et 17,17'qui provoquent un décentrement de l'anneau 10 par rapport au centre de gravité C. G. de sorte que le point d'attache 7 du câble se trouve écarté de l'axe X, X'passant par le centre de gravite. Il en résulte que l'effort de traction auquel est soumis le câble donne lieu à l'apparition d'un couple de rappel qui fait tourner le corps 1 autour de son centre de gravité et rétablit l'assiette de la plate-forme. Dans le cas où le couple de rappel imprime à la plate-forme une vitesse angulaire très élevée, le pilote automatique peut tre amené à inverser le couple redresseur de façon à freiner la plate-forme et à lui permettre de reprendre son assiette normale sans oscillations. D'autre part, un déplacement horizontal de la plate-forme, sans changement d'inclinaison, entraine une in clinaison du câble 6 par rapport à l'axe vertical. Il en résulte une composante horizontale de la traction du câble qui tend à équilibrer la force (par exemple la force du vent) qui a provoqué le déplacement et à ramener la plate-forme à sa position initiale. Néanmoins dans le cas général on prévoit au sol d'une façon connue, une détection de position de la plate-forme par rapport à la verticale de référence, qui permet de ramener la plate-forme à sa position normale par l'intermédiaire du pilote automatique qui provoque un changement d'assiette générateur de la force de rappel. La figure 2 représente une réalisation simplifiée d'une plate-forme 1 comportant une seule hélice sustentatrice 4. L'embase tronconique 3 du corps 1 de la plate-forme porte une chape 20,20'dans laquelle est tourillonné un arbre 21 portant une rotule 22 et qu'un moteur 23 peut faire tourner à la réception d'un signal reçu du détecteur d'assiette. La fourche 24 du Joint à rotule, articulée sur la rotule 22 autour de l'axe 25 perpendiculaire å l'axe de l'arbre 21 porte un bras normalement vertical 26, disposé suivant l'axe de symétrie vertical X', X de la plate-forme et passant par son centre de gravité C. G. A l'extrémité libre de ce bras est attaché le câble 6 reliant l'appareil au sol. Un deuxième moteur 27 supporté d'une façon appropriée non représentée par le corps 1 et dont l'arbre est parallèle à l'axe d'articulation de la fourche, est relié par une manivelle 28 et par une rotule 52 placée sur l'axe de l'arbre 21, a une bielle 29 articulée par une chape 53 au bras 26. Le fonctionnement de ce dispositif est semblable à celui de la figure 1 : en cas de variation d'assiette, le détecteur d'assiette envoie aux moteurs 23 et 27 des signaux correspondant à l'inclinaison de l'axe X'X par rapport aux deux axes 21 et 25 de la rotule. Le moteur 23 provoque une rotation de la rotule 22 et du bras 26 dans le plan perpendiculaire à celui de la figure suivant les flèches fl-f2, que le moteur 27 provoque une rotation du bras 26 dans le plan de la figure suivant les flèches f'l-f'2. I1 en résulte que le point d'attache 30 du câble se trouve déporté par rapport à l'axe X, X'passant par le centre de gravité de sorte que la traction subie par le câble 6 donne lieu à un couple de rappel tendant à faire tourner le corps 1 autour du centre de gravité et à ramener l'axe X'X de l'appareil en position verticale. La figure 3 représente une forme de réali- sation d'une plate-forme volante comportant trois groupes sustentateurs, dont deux seulement ont été représentés, supportés par des étriers tels que 31, 32 fixés au corps 1 de la plateforme. Chaque groupe sustentateur est constitué par deux hélices 33,33'et 34,34'tournant en sens inverse l'une de l'autre à la mme vitesse autour des arbres 35 et 36. A cet effet chaque groupe comporte d'une manière connue un moteur électrique asynchrone, par exemple à cage d'écureuil 37,38 dont l'inducteur et l'induit peuvent tourner sur l'arbre 35 ou 36, et sont respectivement solidaires de l'hélice 33,34, et de l'hélice 33', 34'. Dans ces conditions, l'alimentation de l'inducteur du moteur provoque la mise en rotation en sens inverse de l'inducteur et de l'induit et des hélices contrarotatives correspondantes. Le câble d'attache 6 contenant également les conducteurs d'alimentation des moteurs 37, 38... est disposé normalement suivant l'axe de symétrie du corps 1 dans lequel il est guidé en 50 au niveau du centre de gravité C. G. à l'aide d'un tube 39 qui est articulé au sommet de la tte 2 du corps 1 au moyen d'un joint à rotule ou à cardan 40, le câble'étant attaché en 41 à l'extrémité supérieure du type 39, juste audessous de la fourche 42 terminant le tube et dans laquelle est tourillonné un des axes 43 du joint de cardan 40 dont l'autre axe 44 est perpendiculaire au plan de la figure. La tte 2 du corps 1 de la plate-forme porte deux moteurs de commande 45,46 dont les arbres sont respectivement parallèles aux axes 43 et 44 du joint de cardan. Ces moteurs sont reliés au tube 39, comme repré- sente pour le moteur 46 par une manivelle 47 et une bielle 48, articulées entre elles par un joint à rotule 49 disposé sur l'axe 43 du cardan 40. En cas de changement d'assiette, les moteurs 45 et 46 provoquent une rotation correspondante du bras 39 par rapport à l'axe X'-X de sorte que le point de guidage 50 du câble dans le tube 39 se trouve écarté du centre de gravité et que la traction subie par le câble donne naissance à un couple provoquant une rotation du corps 1 autour du centre de gravité et ramenant la plate-forme à sa position initiale. -REVENDICATIONS- 1. Plate-forme volante à voilure tournante sustentatrice comportant un câble de fixation et de transmission de signaux par lequel elle est attachée au sol, caractérisée par le fait qu'elle comporte un détecteur d'assiette auquel est asservi au moins un moteur enclenche par ce détecteur en cas de changement d'assiette de la plate-forme et agissant sur le câble pour déplacer horizontalement un point de celui-ci par rapport à l'axe vertical passant par le centre de gravité de la plateforme de façon à donner naissance à un couple redresseur. 2. Plate-forme volante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux moteurs de commande associés à des moyens permettant de déplacer un point du câble suivant deux directions horizontales à angle droit. Plate-forme volante suivant les revendications 1 et 2 comportant une seule voilure tournante, caracté- risée par le fait qu'elle comporte une pièce en forme d'U disposée normalement dans un plan vertical contenant le centre de gravité de la plate-forme et à la base de laquelle est attaché le câble en un point qui est normalement sur l'axe passant par le centre de gravité de la plate-forme, cette pièce en U étant articulée par ses extrémités libres en deux points diamétralement opposés d'un anneau de cardan horizontal, normalement coaxial au centre de gravité de la plate-forme, deux points diamétralement opposés de cet anneau, situés sur un diamètre perpendiculaire à celui suivant lequel est articulée la pièce en U, étant. articulés sur deux bielles verticales respectivement articulées ellesmmes sur deux arbres horizontaux tourillonnés dans des supports solidaires de la plate-forme portant chacun deux moteurs agis sant respectivement sur lesdites bielles de façon à déplacer ledit anneau de cardan par rapport à la plate-forme suivant deux directions horizontales perpendiculaires entre elles. 4. Plate-forme volante suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que l'un des moteurs de chaque paire fait tourner l'arbre horizontal sur lequel est articulée la bielle de commande de l'anneau de cardan, tandis que l'autre moteur fait pivoter cette bielle au moyen d'un système bielle et manivelle à rotule, dans le plan vertical tenant les axes desdits cubes horizontaux. 5. Plate-forme suivant les revendications 1 et 2 comportant une seule voilure tournante, caractérisée par le fait qu'elle porte à sa base un joint de cardan ou à rotule dont un élément est solidaire d'un arbre horizontal tourillonné dans deux paliers solidaires de la plate-forme et disposés dans l'un des plans de symétrie verticaux de celle-ci, cet arbre étant commandé par l'un des moteurs de commande, tandis que l'autre élément du joint, articulé sur le premier autour d'un axe horizontal logé dans un plan de symétrie vertical de la plate-forme perpendiculaire au précédent, porte une pièce à laquelle est attaché le câble et est relié par un ensemble bielle-manivelle à rotule du deuxième moteur de commande permettant de déplacer l'attache du câble suivant une direction parallèle à l'arbre portant le premier élément du joint de cardan. 6. Plate-forme suivant les revendications 1 et 2 comportant plusieurs voilures tournantes, notamment trois voilures supportées par des étriers fixés sur la plate-forme à 120"l'un de l'autre, caractérisée par le fait que le câble est guidé dans un tube disposé normalement suivant l'axe de symé- trie de la plate-forme et passant par son centre de gravité, ce tube étant articulé à la plate-forme par son extrémité supérieure à laquelle est fixé le câble, à l'aide d'une articulation à cardan, la plate-forme comportant deux moteurs de commande reliés respectivement audit tube par des ensembles bielle-manivelle à rotule disposés dans deux plans verticaux perpendiculaires entre eux et passant par l'axe de symétrie de la plate-forme. 7. Plate-forme volante suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que les bielles commandées par les moteurs attaquent le tube guidant le câble à une distance relativement faible au-dessous de son articulation à cardan et que les manivelles reliées aux arbres des moteurs sont articulées aux bielles associées par des joints à rotule. 8. Plate-forme suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que l'extrémité inférieure du tube de guidage du câble se trouve au niveau du centre de gravité de la plate-forme.