Brevet FR2329509A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne une armature de dirigeable. Des recherches sont conduites actuellement dans le but d'alléger la structure des dirigeables, aussi bien pour permettre le transport de charges plus lourdes que pour compenser la perte de force ascentionnelle qui résulte du remplacement de l'hydrogène par lthélium comme gaz assurant la portance. Il s'est avé d'une part que les armatures classiques en aluminium demeurent trop lourdes et, d'autre part qu'un grand ballon sans structure intérieure rigide est incapable de résister aux contraintes résultant des phénomènes météorologiques, des vibrations propres du ballon, -de l'instabilité de l'équilibre, ...Toutefois, en utilisant les matériaux nouveaux de la technologie tels que les alliages légers et les résines renforcées par des fibres, il a été possible de réaliser des structures triangulées suffisamment légères et résistantes, composées d'une succession de cadres de forme générale circulaire obtenus par assemblage de tronçons de barre ou tube, ces cadres étant interconnectés par des poutrelles ou par d'autres tronçons de barre ou tube .Mais, si de telles structures peuvent avoir de bonnes -carac- téristiques mécaniques pour une dimension donnée d'armature, il peut ne pas en être de même pour une armature plus grande dans laquelle les tronçons de barre ou tube sont assemblés-suivant le même schéma.En effet, si la longueur des tronçons de barre ou tube augmente en fonction du diamètre de l'armature, il arrive un moment où cette longueur est telle que les tronçons présentent une tendance au flambage nuisible à la rigidité de l'armature. Il y a lieu alors de concevoir un nouveau mode de réalisation de l'armature, et cela entraine des études complexes et coûteuses. La présente invention propose une armature de dirigeable dont les pièces constitutives, comprenant essentiellement des tronçons de tube ou de barre, peuvent être déterminées facilement, quelles que soient les dimensions de l'armature et les caractéristiques de résistance mécanique que l'on désire donner à cette armature. Dags l'armature objet de l'invention, les tronçons de barre ou tube sont assemblés de façon à constituer un treillis de forme générale cylindrique dont les mailles sont des losanges avec des diagonales respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de l'armature, chaque tronçon de barre ou tube constituant un coté d'une des mailles. De façon avantageuse, au moins un cadre polygonal perpendiculaire à l'axe longitudinal peut en outre être prévu, ce cadre étant constitué par un assemblage circulaire de tronçons de barre ou tube chacun connecté aux noeuds d'une des mailles. Dans une forme de réalisation particulière, un tel cadre est prévu pour chaque série circulaire de mailles. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, illustrée par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue simplifiée partielle et de profil d'une forme de réalisation particulière de l'armature de dirigeable suivant l'invention ; - la filtre 2 est une demi-vue simplifiée en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue simplifiée partielle et de profil d'une autre forme de réalisation de l'armature - les figures -4 et 5 illustrent des modes de renforcement de l'armature. L'armature de dirigeable représentée sur les figures 1 et 2 comprend une succession de cadres 10, et deux cadres successifs sont respectivement désignés par les repères 10m et 1On. Chaque cadre 10 est constitué par des tronçons de barre ou de tube assemblés circulairement de façon à former un dodécagone. Les tronçons 12 peuvent être réunis les uns aux autres par soudure, scellement ou collage, soit directement, soit par l'intermédiaire de pièces de connexion non représentées. Les tronçons 12 peuvent par exemple être en un alliage léger ou en fibres renforcées par une résine synthétique ou par un métal ; l'utilisation d'un matériau composite fibres de bore-aluminium est particulièrement avantageuse. Les cadres 10 sont centrés sur l'axe longitudinal X-X de l'armature. Deux cadres successifs tels que 10m, 1On sont décalés angulairement de 15 , ctest-à-dire de la moitié de la distance angulaire qui sépare deux angles de cadre. Les cadres sont interconnectés par des tronçons de raccordement en tube ou en barre 14 qui peuvent etre identiques aux tronçons 12. Chaque tronçon 14 relie l'un des angles 16 de l'un des cadres à l'un des angles 18 qui occupe une position angulaire voisine sur le cadre suivant ou précédent.On obtient ainsi une structure de forme générale cylindrique constituée par un treillis dans lequel les tronçons 14 définissent des mailles en losanges, tandis que les tronçons 12 connectés aux noeuds des mailles définissent les cadres 10. Des cordes 20, tendues longitudinalement, prennent appui sur les angles de cadre qui occupent la même position angulaire. L 'en- semble des cordes 20 forme une nappe prévue pour supporter l'enve- loppe (non représentée) du dirigeable. Le nombre de côtés des cadres 10, et par suite le nombre de mailles en losange formées sur la circonférence, n'est pas nécessairement égal à douze comme dans la forme de réalisation décrite cidessus à titre d'exemple. Ce nombre est déterminé d'une part par le diamètre de l'armature, et d'autre part par la longueur des tron çons 12, 14, cette longueur devant rester inférieure à une valeur pour laquelle les tronçons présentent une tendance au flambage sous l'action des forces auxquelles l'armature doit être soumise. Autrement dit,-stil a été établi que la longueur des tronçons doit entre inférieure à 1, le nombre de côtés des cadres 10 est égal au nombre de tronçons de longueur ingérieure à 1 qu'il faut assembler circu laidement pour atteindre le diamètre désiré. Le calcul et l'expérience ont montré que la résistance de la structure au flambage est d'autant plus grande que les tronçons 12, 14 sont plus courts . Il serait donc avantageux de construire des structures de grand diamètre avec des cadres ayant un très grand nombre de côtés mais, si la distance entre cadres devait être ap-: proximativement égale à la longueur des côtes des cadres comme dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, les cadres seraient trop proches les uns des autres et cela rendrait la structure très lourde.. Toutefois, la forme de réalisation illustrée par la figure 3 permet d'utiliser des tronçons très courts, donc de construire une structure très peu sensible au flambage, sans qu'il en résulte une augmentation sensible de poids. Dans tette forme de réalisation, les cadres lOA, constitués par les tronçons 12A, sont prévus à des intervalles comprenant plusieurs séries circulaires des mailles formées par les tronçons 14A. Le nombre de séries circulaires de mailles séparant deux cadres 10A est d'autant plus grand que les tronçons 14A sont courts, et l'on peut envisager une armature ne comportant qu'un seul cadre 10A. A la limite, l'armature peut ne comporter aucun cadre et être essentiellement constituée par le treillis à mailles en losange que l'on obtient à l'aide des tronçons 14A. Dans tous les cas, il est recommandé que l'angle aigu des mailles en losange soit approximativement de 600. Les figures 4 et 5 illustrent un mode de renforcement de l'armature, consistant à prévoir des cordes tendues intérieurement à l'armature. Sur la figure 4, des cordes 22A attachées aux angles d'un cadre 10 comprennent d'une part des cordes tendues diamétralement, et d'autre part des cordes joignant les angles de cadre espacés de 120O. Sur la figure 5, des cordes 22B comprennent des cordes tendues diamétralement auxquelles se raccordent des cordes définissant un polygone intérieur à l'armature ; les cordes 223 sont attachées aux noeuds des mailles définies par les tronçons 14 et contenues dans un même plan transversal. La présente invention permet de réaliser sans études compli quées des armatures de dirigeable ayant des diamètres très divers, car l'armature suivant l'invention a une structure triangulée géométriquement simple. L'armature peut être entièrement constituée soit suivant l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus, soit par une combinaison dans laquelle des cadres sont prévus à chaque série circulaire de mailles dans certaines régions, tandis que plusieurs de ces séries séparent deux cadres dans d'autres régions de l'armature. La structure géométrique de l'armature permet une détermination facile des caractéristiques mécaniques et de la dimension des pièces constitutives ; pour donner à l'armature la forme aérodynamique d'un ellipsoide, on peut assimiler la section longitudinale de l'armature à un ovale à plusieurs centres, afin de déterminer plus facilement les caractéristiques et les dimensions. REVENDICATIONS 1. Armature de dirigeable composée d'un assemblage de tronçons de barre o u de tube, caractérisée en ce que les tronçons sont assemblés de façon à constituer un treillis de forme générale cylindrique dont les mailles sont des losanges avec des diagnnales respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de l'armature, chaque tronçon constituant un côté des mailles. 2. Armature suivant la revendication 1, caractérisée en ce que au moins un cadre polygonal transversal à l'axe longitudinal est en outre prévu, ce cadre étant constitué par un assemblage circulaire de tronçons de barre ou de tube chacun connecté aux noeuds d'une des mailles. 3. Armature suivant la revendication 2, caractérisée en ce que deux cadres successifs sont séparés par un nombre choisi de séries circulaires de mailles. 4. Armature suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'uns cadre est prévu à chaque série circulaire de maille. 5. Armature suivant l'une des revendications 1 à 4, caracté- risée en ce que l'angle aigu des losanges est approximativement égal à 600.