Brevet FR2250670A1 — publié le 19750606

La présente invention concerne un système d'atterrissage et de maintien au sol des ballons dirigeables. L'atterrissage et le maintien au sol des anciens grands ballons dirigeables étaient obtenus de la manière suivante le ballon arrivait près du s Pg vent debout, à peu près équilibré en flottabilité grâce à des moyens tels que les lâchers de lest, les lâchers de gaz sustentateur, la condensation de Liteau d'échappement des moteurs et 11 orientation de certains des groupes motopropulseurs selon un axe vertical: Un câble était dévidé du nez de l'appareil; le personnel au sol en joignait ltextrémité à celle d'un câble dévidé du sommet d'un mât d'amarrage; un treuil dans le mât enroulait l'ensemble et le dirigeable s'orientait dans le lit du vent, attaché au mât par le nez.On utilisait soit un mât haut, le dirigeable ne touchant pas le sol, soit un mât bas, l'arrière du dirigeable venant alors reposer sur sa roue arrière ou sur un wagonnet roulant sur une voie circulaire. les inconvénients de tels systèmes étaient les suivants - Ia présence du mât constituait un danger pour le dirigeable en approche par un vent irrégulier; le mât était onéreux en luimême et dangereux pour d'autres aéronefs sur le même terrain. - Les éventuels atterrisseurs ayant une faiblie course et la structure générale de l'appareil étant peu résistante, la vitesse verticale à l'arrivée devait être faible, ce qui ne pouvait être obtenu que grâce à l'intervention d'un personnel nombreux, agissant sur des cordages pendant du ballon. -le wagonnet de supportage arrière permettait un bon maintien du dirigeable par vents forts mais nécessitait une infrastructure onéreuse; le supportage sur la roue arrière du dirigeable ne pouvait en revanche convenir que pour de faibles vents. Avec le mât haut, il fallait continuer à piloter le dirigeable pour éviter des mouvements de grande amplitude. La présente invention concerne un dispositif d'atterrissage et de maintien au sol des ballons dirigeables, visant à supprimer de tels inconvénients et utilisable sur de très gros appareils, par exemple des transporteurs de 500 ou 1000 tonnes de charge. Selon l'invention, un ballon dirigeable est muni dtun système atterrisseur à trois appuis,l'uniLacésosla pointe avantcomportant le dispositif d'accrochage au sol, les deux autres à l'arrière et largement écartés, munis de dispositifs de roulement ou glissement dans le sens longitudinal et transversal. Selon des dispositions préférées de l'invention - l'appui avant est constitué par au moins une roue motrice et directrice; - un système motopropulseur au voisinage de la pointe avant du dirigeable, avec hélice à axe sensiblement vertical, permet l'application d'une force vers le sol sur cet appui avant; - lesdeux appuis arrière sont disposés aux extrémités inférieures d'un empennage en "X" ou en "V" inversé; - ces appuis sont constitués selon le système du " coussin d'air", comportant une jupe oblongue et un dispositif de soufflage d'air du haut vers le bas à l'intérieur de la jupe; - les plans d'empennage portant les appuis arrière sont munis de charnières dans le sens longitudinal, procurant le débattement vertical des appuis arrière; une telle charnière est constituée d'un cylindre souple gonflé, attaché selon deux génératrices à la carène de l'appareil et selon deux autres génératrices au plan d'empennage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation spécifique actuellement préféré de l'invention et dans lesquels - la figure l représente une vue en perspective du ballon dirigeable en configuration de vol et par exemple d'approche du terrain d'atterrissage, muni du système d'atterrisseur conforme à l'invention, avec atterrisseur avant sorti; - la figure 2 représente une vue d'ensemble extérieure de côté du dirigeable et de son système atterrisseur à plus petite échelle;; - la figure 3 représente une vue agrandie de détail des parties avant, partiellement en coupe verticale longitudinale; - la figure 4 représente une vue agrandie de détail des parties arrière, partiellement en coupe verticalnlongitudinale; et - la figure 5 représente une vuefoagmentR;m-de l'atterrisseur arrière, en demi-coupe verticale transversale respectivement de droite et de gauche suivant les lignes Va-Ra et Vb-Yb de-la figure 4. La figure 1 montre le dirigeable t en configuration de vol, propulsé par une hélice arrière 18. La figure 2 représente le dirigeable 1 reposant au sol 17, attaché à l'avant au niveau du sol Par son atterrisseur avant 6 et reposant à l'arrière par deux atterrisseurs symétriques tels que 2, disposés aux extrémités des plans 3 de l'empennage, disposés en V inversé. La figure 3 représente la partie avant du dirigeable, qui est muni d'un rotor d'orientation transversale 4 à axe de rotation sensiblement horizontal et perpendiculaire à l'axe longitudinal 24 du dirigeable et d1un rotor dtorientation verticale 5, à pas variable, dont l'axe de rotation,normalement au moins approximativement vertical, peut être basculé vers l'avant pour procurer une force propulsive de traction auxiliaire -de secours en cas de panne du système propulsif principal 18. En utilisation normale, ce rotor, entraîné par exemple par un turbomoteur, procure une force verticale servant à régler la vitesse verticale du nez du dirigeable lors des manoeuvre de décollage et d'atterrissage.Au sol, il procure une poussée vers le sol améliorant l'adhérence de l'atterrisseur avant. Ces eux rotors sont portés par une console-support commune 19 fixée en bout en prolongement du nez du dirigeable. L'atterrisseur avant est escamotable et constitué d'un bras 6 articulé par une extrémité au moyen d'un axe d'articulation transversal 7 au ventre du dirigeable et pouvant s'effacer en vol dans un logement 8 de la carène du dirigeable. le débattement du bras a lieu dans le plan vertical médian longitudinal du dirigeable et est contrôlé par un système de deux cibles antagonistess,-le câble principal 9 tendant à écarter le dirigeable du sol par abaissement du bras 6 et le câble de rappel 10 permettant l'effacement de l'atterrisseur par relevage du bras 6. les deux câbles sont actionnés respectivement par deux treuils Il et 12, par exemple à moteurs pneumatiques, montés dans le dirigeable avec les automatismes nécessaires, On obtient, par un tel système, de très grands débattements verticaux du bras (-par exemple 20 m à l'extrémité libre) sans recourir à des vérins qui seraient plus lourds et en imposant des efforts de flexion modérés aux structures. Une béquille 25, articulée par une extrémité au dirigeable et repliable en position inactive dans un logement approprié du bras 6, sert, en position de service rabattué vers le bas, à écarter suffisamment le câble 9 de l'articulation 7 pour conserver un bras de levier efficace. le bras 6 se termine par un organe d'amarrage au sol, constitué par exemple par un axe de pivot vertical 13 commandé en coulissement vertical, donc mobile en translation longitudinale et venant se planter dans un logement vertical 14 formant une sorte de crapaudine et pratiqué dans un massif d'ancrage 15 très pesant encastré dans le sol. Une clavette également commandée, non représentée, assure le verrouillage vertical de l'axe 13 dans le logement 14 pour empêcher l'axe 13 de sortir de son logement 14. L'axe vertical 13 est en deux parties articulées entre elles par une rotule intermédiaire.Selon une variante, l'axe vertical 17 est en une seule pièce et le logement 14 est de configuration conique convergente de bas en haut pour permettre le débattement angulaire de 1 'axe 13 dans toutes les directions. le bras 6 est en contactavec le su ni une roue 16 directrice (orientable suivant au moins un demi-tour) et motrice permettant, après l'atterrisssage et grâce à la poussée vers le sol produite par le rotor 5, d'obtenir avec précision l'alignement de l'axe 13 et du trou 14 avant la descente de l'axe 13 dans le trou 14. Cette roue se trouve remontée et isolée du sol par réaction d'appui lorsque l'axe 17 est appuyé embout de course dans le logement 14.Le déplacement vertical de l'axe 13 est commandé par un servo-moteur tel qu'un vérin à fluide sous pression, de préférence à action réversible ou à double effet permettant d'une part d'abaisser l'axe 13 pour lEntroduire dans le trou 14 et l'appuyer contre le fond du trou (en soulevant alors le roue pour l'écarter du sol) et d'autre part de remonter l'axe 13 pour le sortir du trou 14 (et abaisser ainsi la roue 16 jusqu'au contact avec le sol). Ceci permet l'orientation du dirigeable selon le vent sans efforts sur la roue. Par précaution, on oriente alors la roue 16 de façon que son axe ou essieu soit sensiblement parallèle -à l'axe longitudinal 24 du dirigeable.Le bras 6 est avantageusement creux ou tubulaire et peut servir de voie d'accès au dirigeable; les figures 4 et 5 représentent un empennage dit "papillon" en forme de V inversé. Chaque plan 3 est fixé à la carène par l'intermédiaire d'une charnière constituée dlun long boudin gonflé pneumatique 20 sensiblement cylindrique fixé sur deux génératrices à la carène et sur deux autres génératrices au plan 3. le boudin est constitué par une enveloppe en une matière de préférence peu extensible. l'organe d'appui 2 sur le sol, à l'extrémité libre inférieure de chaque plan 3, est un "coussin d'air" de sustentation engendré par un système comprenant une enceinte latérale 29 de tracé allongé formant une gaine ou un conduit comportant à l'extrémité avant, un orifice d'entrée ou d'aspiration d'air 28 et, à l'autre, extrémité, un orifice de sortie ou de d'éjection d'air 27. La gaine 29 se termine à son extrémité inférieure par un boudin pneumatique 21 qui reste gonflé en permanence. Ce boudin est constitué par une enveloppe tubulaire de configuration annulaire délimitant l'orifice de soufflage d'air 27 à plan sensiblement horizontal en position atterrie.Un turbomoteur 22, actionnant un ventilateur 23, refoule et insuffle de l'air aspiré par l'orifice 28 dans cette enceinte 29 ainsi for mée dans chaque plan d'empennage 3 et crée la force portante, avec des contacts seulement occasionnes et limités du boudin pneumatique 21 avec le sol. La partie de la surface de ce boudin, qui est susceptible de toucher le sol, est avantageusement renforcée. Chaque appui arrière peut aussi être constitué par un autre système de sustentation par effet du sol. A l'arrêt du dirigeable, on peut substituer de l'eau à l'air qui gonfle chaque boudin 21 en procurant ainsi un lestage très efficace. Ce lestage est avantageux parce qu'étant placé très bas, il améliore la stabilité latérale de l'appareil. le processus d'atterrissage est leivant : l'appareil I s'approche par vent debout de son massif d'ancrage 15 et pose d'abord sa roue avant 16 après avoir sorti son atterrisseur avant. le rotor d'orientation verticale 5 l'appuie au maximum sur le sol 17. En agissant sur l'orientation et la rotation de la roneavant16Scn obtient la position convenable d'accrochage à l'avant, l'arrière du dirigeable étant jusque là resté un peu relevé. Par des transferts longitudinaux de gaz sustentateur ou de lest, on alourdit l'arrière qui vient en contact avec le sol par ses coussins d'air 2, le contact étant amorti grâce à la flexitilité des charnières 20 de l'empennage 3. te dirigeable peut ensuite s'orienter dans le sens du vent tant que les coussins d'air 2 sont en fonctionnement.Si le vent est très fort, on les maintient en fonctionnement, à moins d'utiliser, sur les aéroports équipés, des véhicules à plate-forme pouvant recevoir les patins 21 et circuler ensuite sur une piste circulaire autour du point d'ancrage 13-14. Si le vent n'est pas trop fort, on arrête ou supprime les coussins d'air, ou en freine ces véhicules; on peut lester l'appareil 1 en particulier en remplaçant l'air des boudins pneumatiques 21 par de l'eau. la grande largeur, séparant les deux appuis arrière 2 et de préférence supérieure au diamètre du dirigeable, donne au dirigeable 1 convenablement lesté une grande stabilité : un coup de vent transversal ferait glisser l'appareil latéralement, sans basculement.On peut utiliser des moyens de manutention verticaux entre la cale de dirigeable et les véhicules terrestres, avec des guidages limitant les conséquences de brusques mouvements transversaux. te dirigeable est facilement réorienté et à nouveau immobilisé lorsque le vent tourne. le même système d'atterrissage peut être utilisé pour 1' amerrissage sur un plan d'eau, l'appui avant se posant sur un véhicule flottant ancré tel qu'une barge ou un bateau analogue et les coussins d'air 2 venant directement sur l'eau. On peut aussi munir l'appui avant 6 de flotteurs par exemple sous forme de boudins gonflables, l'appareil se posant alors à proximité d'une bouée d'amarrage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. RE VENI > i CAT TONS 1. Système atterrisseur pour ballons dirigeables, caractérisé en ce qu'il comporte trois appuis au sol, à savoir un appui sous la pointe ou partie avant et comportant le dispositif d'ancrage, et les deux autres appuis à l'arrière et largement écartés. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appui avant comporte al moins une roue directrice et motrice ou un flotteur. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'appui avant comporte un bras articulé autour d'un axe transversal et contrôlé en rotation entre une position d'extension maximale et une position escamotée dans la carène du dirigeable. 4. Système sein la revendication 3, caractérisé en ce que la bras précité est creux ou tubulaire et constitue une voie d'accès au dirigeable. 5. Système selon la revendication 3 ou 4 , caractérisé en ce que le dispositif d'ancrage précité est constitué par un axe de pivot sensiblement vertical porté pr l'extrémité libre du bras précité et mobile verticalement en translation longitudinale sous l'action d'un servo-moteur de commande associé, ledit axe vertical étant insérable dans un logement prévu dans l'aire d'atterrissage. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de pivot est en deux parties articulées entre elles par une rotule intermédiaire, la longueur de la partie inférieure étant au moins égale à la profondeur du logement précité. 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de pivot précité est en une seule pièce et le logement précité à une forme sensiblement conique convergente de bas en haut en ddvasant vers le bas. 8. Système selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par un dispositif de manoeuvre du bras précité comprenant une paire de câbles respectivement de relevage et d'abaissement; attachés audit bras et actionnés respectivement par deux treuils de commande de préférence synchronisés montés dans le dirigeable précité. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé par une béquille articulée par une extrémité au dirigeable de préférence sur le même axe d'articulation que le Nras précité et escamotable dans ledit bras ou dans ledit dirigeable, ladite béquille rabattue vers le bas servant à écarter le câble d'abaissement précité de l'axe d'articulation dudit hras. 10. système selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété par un dispositif motopropulseur fixé au ballon de préférence à son extrémité avant et produisant une force vers le bas, ledit dispositif étant éventuellement orientable de façon à produire une force propulsive de traction de secuurs dirigée vers l'avant. 11. Système selon l'ne des revendications précédentes, caractérisé par un dispositif motopropulseur auxiliaire de manoeuvre, fixé au ballon dirigeable de préférence à son extrémité avant et produisant une force dirigée transversalement ou sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit ballon dirigeable. 12. Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux appuisirrière précités sont fixés aux extrémités inférieures de deux plans d'empennage disposés symétriquement par rapport au plan vertical longituding médian du dirigeable suivant une configuration en V inversé. 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que les plans d'empennage précités sont articulés respectivement à leur emplanture sur la carène du dirigeable précité. 14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la charnière d'articulation dechaque plan d'empennage précité est constituée par un boudin pneumatique gonflé en permanence. 15. Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les appuis arrière précités sont des roussins d'air comportant chacun une jupe et un dispositif de soufflage d'air. 16. Système selon ltensemble de la revendication 15 et de l'une des revendications il à 14,caractérisé en ce que- chaque plan d'empennage précité comporte une enceinte ou conduite creuse pourvue du dispositif de soufflage précité et débouchant à l'extrémité inférieuredudit plan d'empennage par un orifice allongé de soufflage et de sortie d'air bordé de préférence par un boudin tubulaire gonflé de forme annulaire, ledit boudin étant gonflable par un fluide gazeux ou liquide et pouvant servir éventuellement de patin de contact avec le sol.