Brevet FR2256867A1 — publié le 19750801

La présente invention concerne les aérostats ou aéronats à air chaud appelés fMontgolfières". Les montgolfières connues jusqu'à maintenant sont constituées dtune enveloppe en tissu léger enfermant un volume d'air chauffé la plupart du temps par un râleur à gaz. Le gaz est stocké sous pression dans des récipients métalliques. Bien que d'un usage re- lativement économique par rapport aux aérostats à gaz légers (hydrogène, hélium, méthane), ces montgolfières présentent de nombreux inconvénients : la présence d'une flamme vive à bord compromet la sécurité ; les déperditions thermiques importantes ne permettent pas d'obtenir des températures très élevées dans le ballon et par voie de conséquence, leur force ascensionnelle est faible par rapport au volume de l'appareil ; les récipients contenant le gaz alcurdissent considérablement l'aérostat, et sont dangereux dans ies atterissages difficiles, car ils peuvent éclater et blesser le ou les aéronautes ; enfin le bradeur est généralement très bruyant. L'invention décrite supprime tous ces inconvénients et permet des ascensions gratuites. En effet, c'est le rayonnement du soleil qui chauffe ltair du ballon. En outre, les dispositions techniques adoptées-limitent les conséquences d'une déchirure accidentelle de l'enveloppe du ballon, faisant de la montgolfière solaire un aéro- nef d'une très grande sécurité. La montgolfière solaire est constituée a) d'une enveloppe extérieure transparente et imperméable à ltair, faite d'un film léger et résistant. La forme de cette enve- lotte dépendra de la fonction recherchée (ballon libre, ballon captif, dirigeable, etc...) ; b) d'une isolation thermique de l'enveloppe décrite en a) ; dans une réalisation de l'invention, cette isolation thermique est obtenue par la constitution d'une ou plusieurs lames d'air dont les frontières sont une ou plusieurs enveloppes intérieures transparentes et perméables à l'airs et maintenues par construction à cruelques centimètres de 1'enveloppe extérieure ; dans une autre réalisation de l'invention, l'isolation thermique est obtenue en associant une ou plusieurs enveloppes transparentes et imperméables dans une structure gonflable qui donne en mEme temps une forme rigide à l'aérostat c) d'une dernière enveloppe intérieure opaque noire mate ou constituée d'un matériau absorbant le rayonnement solaire, le mieux possible.Cette dernière enveloppe aura une surface projetée maximum sur un plan perpendiculaire à la direction du rayonnement solaire ; dans une réalisation de l'invention, cette surface offerte au rayonnement peut varier par la mise en oeuvre d'un dispositif de déploiement de l'enveloppe noire, de façon à régler la force ascensionnelle par action sur la température d) une partie des enveloppes transparentes décrite en a) et b) pourra être rendue réfléchissante par utilisation d'un film metalisé, de façon à limiter les perte-s par rayonnement.Cette partie réfléchissante occupera les zones généralement situées dans ltombre de. l'enveloppe noire e) outre les caractéristiques indiquées ci-dessus, l'appareil pourra comporter ou non les dispositifs habituels des aérostats soupape, panneau de déchirure, manches d'appendice ou ouverture basse, ou brûleur à gaz d'appoint à titre de sécurité. Ces dispositifs ne sont pas propres à l'invention. Le dessin annexé représente l'application de l'invention à une montgolfière pseudo-sphérique destinée au vol libre. Si la montgolfière est exposée au rayonnement solaire, ltenveloppe noire 3 va s'échauffer conformément aux lois du rayonnement (corps noir). Elle communiquera par convection une partie de sa chaleur à Flair contenu dans le ballon ; une autre partie sera rayonnée sous forme d'infra-rouges. Ce rayonnement secondaire sera absorbée d'une part par les enveloppes transparentes 2 et 1, peu perméables aux infra-rouges, d'autre part par la partie de l'enve- loppe '3 située dans l'ombre, et à nouveau communiqué à l'air sous forme de chaleur par convection. La partie métallisée des enveloppes 1 et-2 réfléchira les infra-rouges émis par l'enveloppe noire 3. Les enveloppes 1 et 2 constituant un ensemble relativemént isolant du fait de la création de lames d'air emprisonnées entre elles, on conçoit que l'air contenu dans l'enveloppe 1 va s'échauffer rapidement. Sa densité diminuera et une force ascension- nelle prendra naissance suivant le principe dt-trchimède. En dehors de l'effet thermique recherché, ces dispositions ont une influence sur la sécurité de la montgolfière ; si l'enve- loppe-extérieure est déchirée accidentellement, les enveloppes intérieures seront plaquées par la pression de l'air intérieur sur la déchirure, et limiteront considérablement les pertes d'air. L'invention décrite ci-avant constitue, avec les cerf-volants et planeurs, le seul aéronef capable d'évoluer dans l'atmosphère en utilisant une énergie naturelle, ni polluante, ni bruyante, et dont l'utilisation soit gratuite. Elle a de ce fait une vocation évidente dans le domaine de la plaisance et des ascensions d'agrément, du fait de sa commodité, de sa sécurité et de la gratuité d'utilisation. Ses applications ne se limitent pas la, et toutes les autre-s utilisations des aérostats peuvent être enviss : dirigeables, transports, ballons captifs, ballons météorologiques, etc... D'autre part, il est possible de concevoir une montgolfière de ce type qui puisse rester très longtemps er asce@sion, du moi@s dans les hautes latitudes pendant l'été ; il suffit de soigner l'isolation thermique et de faire travailler l'ensemble à haute altitude, de façon à ce que la perte de hauteur pendant la nuit ne conduise pas l'appareil dans les couches de l'atmosphère qui peuvent contenir des nuages denses. Cette particularité peut avoir des applications intéressantes, pour des stations météorologiques ou de retransmission. REVENDICATIONS 1. Aérostat à air chaud tirant tout ou partie de son énergie du rayonnement solaire, caractérisé par ce fait- que le rayonnement est capté par un corps noir situé à l'intérieur de l'enveloppe. 2. Aérostat suivant la revendication n 1, caractérisé par ce fait que l'enveloppe du ballon est partiellement réfléchissante, dans les zones situées généralement dans l'ombre du corps noir, le côté réfléchissant de l'enveloppe étant dirigé vers l'intérieur du ballon. 3. Aérostat suivant la revendication n02, caractérisé par ce fait que l'enveloppe transparente est associée à une isolation thermique. 4. Aérostat suivant la revendication n03, caractérisé par ce fait que l'isolation thermique est constituée par l'adjonction à l'enveloppe transparente imperméable d'une ou plusieurs enveloppes -transparentes perméables à l'air maintenues à quelques centimètres de celle-ci. 5. Aérostat suivant la revendication n0, caractérisé par ce fait que l'isolation thermique est obtenue par deux ou plusieurs enveloppes transparentes imperméables associées. dans une structure gonflable qui donne en même temps une forme rigide à l'aérostat. 6. Aérostat suivant la revendication n03, caractérisé par ce fait que le corps noir est constitué par un panneau-noir orientable. 7. Aérostat suivant la revendication n03, caractérisé par ce fait que le corps noir est constitué par une enveloppe noire per méable à l'air. 8. Aérostat suivant la revendication n07, caractérisé par ce fait que la sTlmBace de corps noir offerte au rayonnement peut varier par la mise en oeuvre d'un dispositif de déploiement. 9. Aérostat suivant la revendication n0S, caractérisé par ce fait que le dispositif de déploiement est une structure vaonflable.