Brevet FR2340243A1 — publié le 19770902

La présente invention concerne un dirigeable ayant une ossature et une enveloppe étanche entourant cette ossature. Dans les dirigeables de ce type, le gaz plus léger que l'air tel que l'hélium est généralement contenu dans des ballonnets sous des pressions qui varient avec l'altitude et la température, et ces pressions sont généralement différentes des pressions d'air auxquelles les ballonnets sont exposés. Les pressions différentielles auxquelles les parois des ballonnets sont ainsi soumises favorisent une perte en gaz plus léger que l'air par perméabilité à travers les parois. La présente invention a principalement pour but de réaliser un dirigeable de façon à réduire les pertes en gaz plus léger que l'air par perméabilité à travers les parois des réservoirs. La présente invention propose également un procédé pour construire le dirigeable sous une forme modulaire et couvre aussi le module utilisé dans ce procédé de construction. Le dirigeable de l'invention comporte une seconde enveloppe intérieure à l'ossature, la seconde enveloppe étant expansible et prévue pour contenir le gaz plus léger que l'air, tandis que l'espace compris entre la première et la seconde enveloppe est prévu pour contenir de l'air sous une pression supérieure à la pression atmosphérique ambiante et approximativement égale à la pression du gaz léger. Le fait que la seconde enveloppe n'est pas soumise à une pression différentielle notable réduit considérablement-les pertes en gaz plus léger que l'air par perméabilité. Dans uniforme de réalisation particulière, la seconde enveloppeest raccordée à l'ossature par une série de bardes d'attaches ayant un bord rectiligne fixé sur le pourtour de l'enveloppe et leur autre bord relié par points à l'ossature. L'enceinte de la seconde enveloppe peut être divisée en plusieurs conipartiments par des diaphragmes dont le bord est fixé à certaines des bandes d'attaches. On peut construire sous la forme de modules indépendants les portions de dirigeable comprises entre deux diaphragmes, et l'assemblage d'un nombre plus ou moins grand de modules permet de construire des dirigeables plus ou moins longs. 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 partielle écorchée en perspective d'une portion de dirigeable conforme à l'invention - la figure 2 est une vue écorchée en élévation de la portion de dirigeable de la figure 1. Le dirigeable objet de l'invention comporte une ossature rigide pouvant être constituée de toute façon connue par une série d'anneaux raccordés par des poutres longitudinales ou par un système triangulé de barres. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une portion 10 du dirigeable, et ces figures montrent que l'ossature est constituée par un treillis tubulaire à mailles en losange 12, et par des anneaux 14 qui relient circulairement les noeuds de maille 16 situés aux extrémités de la portion de treillis représentée. Une telle structure, décrite dans la demande de brevet français no 75-53 423 du 31 octobre 1975, peut être réalisée par un assemblage de tronçons de barre ou de tube ayant pratiquement tous la même longueur. Les tronçons de barre ou de tube peuvent être en alliage léger, ou en matériau composite comprenant des fibres telles que les fibres de verre, de carbone ou de bore. La résistance de l'ossature aux moments fléchissants extérieurs peut être renforcée par des cordes 31, tendues longitudinalement. 18 Une enveloppeextérieure à l'ossature est bandes raccordée à l'ossa- ture au moyen d'une série circulaire de bandes d'attache 20 recti- lignes et disposées dans le sens longitudinal de l'ossature. Chaque bande 20 comporte un bord linéaire attaché sur toute salongueur à l'enveloppe extérieure 18, et un bord dentelé présentant des échancrures paraboliques avec des dents qui sont fixées à des noeuds 16 des mailles de l'ossature. L'enveloppe extérieure 18 peut être réalisée à l'aide des matériaux connus pour la fabrication d'ënvelop- pes de dirigeable ; l'enveloppe peut notamment être constituée à l'aide de matériaux synthétiques tels que des feuilles de Tedlar (marque de fabrique) ou de polyuréthane, ou des tissus de Kevlar (marque de fabrique).Les bandes 20 peuvent être en tissus de fil métallique ou en tissus de fibres synthétiques telles que les fibres de Dacron. Une enveloppe 22, intérieure à l'ossature, est raccordée à l'ossature au moyen de bandes d'attache 24, de même nature que les bandes 20. Toutefois, les bandes 24 sont disposées dans des plans transversaux au lie d'être disposées 'ongit-,ldinale.ert coe les bandes 20. Le bord linéaire des bandes 24 est attaché sur toute sa lon gueux autour de l'enveloppe intérieure 22, et les bandes 24 sont espacées les unes des autres de telle façon que les dents de leurs bords dentelés soient fixées aux noeuds 16 de l'ossature auxquels les dents des bandes d'attache 20 sont elles-mêmes dixées. ='enveloppe 22 est en un tissu de Dacron, polyuréthane, Mylar, ou autre matériau étanche au gaz plus léger que l'air, tel que l'hélium, qui assure la portance du dirigeable. L'espace 26 compris à l'intérieur de l'enveloppe intérieure 22 est prévu pour contenir le gaz plus léger que l'air, tandis que l'espace 28 compris entre l'enveloppe intérieure 22 et l'enveloppe extérieure I8 est prévu pour contenir de l'air. Entre les lignes d'attache aux bandes 20, 24, le matériau des enveloppes I8, 22, est tenu de façon lâche. Il en résulte que, lorsQu'il règne dans l'espace 28 une pression d'air supérieure à la pression ambiante, l'enveloppe extérieure I8 a une surface côtelée, comme représenté figure I. Toutefois, la surface de l'enveloppe intérieure 22 est indéterminée car, en fonctionnement normal, la pression du gaz plus léger que l'air dans l'enceinte 26 est maintenue égale à la pression d'air dans l'espace 28.L'enveloppe intérieure 22 prend alors une position d'équilibre comprise entre la position représentée etraits pleins et la position représentée en traits interrompus sur les figures, positions dans lesquelles, entre deux lignes d'attache aux bandes 24, l'enveloppe intérieure 22 est soit appliquée contre l'ossature, soit éloignée de l'ossature. La position d'équilibre de l'enveloppe 20 est telle que, en régime établi, le volume de son enceinte 26 est défini par le volume que le gaz léger possède en raison de sa température sous une pression égale à la pression de l'air dans l'espace 28. Ainsi, l'enveloppe intérieure 22 n'est soumise à aucune pression différentielle notable, et cela atténue considérablement les pertes en gaz léger par perméabilité à travers l'enveloppe 20. L'enveloppe intérieure 22 peut se dilater ou se contracter librement pour s'adapter aux variations de volume du gaz plus léger que l'air en fonction de l'altitude et de la température. Dans l'espace 28 compris entre l'enveloppe extérieure 18 et l'enveloppe intérieure 22, la pression de l'air peut être régulée par un système de valves commandant la distribution d'air d'une soufflerie de telle façon que la pression soit toujours sersiblement supérieure à la pression atmasphérique et égale à la pression du gaz plus léger que l'air. On peut prévoir une circulation forcée d'air chaud, afin de produire une surchauffe du gaz léger en fonction des besoins d'accroltre la portance du dirigeable. Suivant une forme de réalisation particulière, l'enceinte 26 de l'enveloppe intérieure 22 est divisée en plusieurs compartiments au moyen de diaphragmes 30 attachés aux bandes 24 de part et d'autre d'une portion de dirigeable telle que celle représentée sur les figures. Les diaphragmes 30 remplissent plusieurs fonctions. En premieu lieu, ce sont des cloisons qui empêchent la communîeation du gaz léger entre compartiments adjacents, et par suite évitent que le gaz léger d'un compartiment s'échappe en se communiquant à un compartiment voisin endommagé. De plus, les diaphragmes 30 permettent à-la structure de conserver sa forme circulaire en offrant une résistance aux moments fléchissants extérieurs qui tendent à donner à la structure une section elliptique. les diaphragmes offrent également une résistance aux forces externes de cisaillement.La réaction des forces aérodynamiques, de la pression interne et des forces extérieures est entièrement encaissée par l'enveloppe exté- rieure 18 et transmise aux bandes d'attache 20, puis aux bandes d'attache 24 qui constituent des anneaux renforçateurs résistant à toutes les contraintes. L'intégrité globale de la structure est renforcée par les pressions gazeuses internes. Les pressions internes d'air et de gaz léger peuvent être régulées en fonction de la pression atmosphérique ambiante pour produire la force et la rigidité réquises pour la structure. La structure peut alors résister à des forces extérieures beaucoup plus importantes que lorsqutelle n'est pas mise sous pression. En fait, la pression interne sollicite tous les organes de l'ossature à la tension et leur permet d'encaisser des forces de compression bien plus importantes. Lorsque l'ossature a la forme géodésique représentée sur les ligures, les cordes 31 participent au maintien en tension des organes de l'ossature. Cette ossature réagit de façon synergétique avec tous les autres organes pour encaisser très efficacement les forces de torsion et de cisaillement. La pression interne participe à l'intégrité de la structure, mais, si la pression vient à manquer par suite d'un accroc de lten- veloppe extérieure, l'ossature est prévue pour supporter les efforts et permettre les réparations aussi bien en vol qu'à terre. L'enveloppe intérieure se dilate et s'applique sur l'ossature, et cela permet aux bandes d'attache de continuer à travailler à la tension. La nacelle et autres charges pesantes non représentées peuvent être fixées à l'ossature ou aux bandes d'attache. Le dirigeable que l'on vient de décrire se prête avantageusement à une forme de construction modulaire. Dans cette forme de construction, la portion de dirigeable représentée sur les figures constitue un module indépendant, et l'on peut construire un diri geable plus ou moins long en assemblant un plus ou moins grand nombre de modules. L'avant et l'arrière de la carcasse sont réalises de façon semblable, mais avec des modules de diamètre variable en conformité avec la transition entre la partie principale et les extrémités de la carcasse. On conçoit qu'un tel mode de construction réduit considérablement les frais d'étude et les difficultés de fabrication. Le dirigeable peut fonctionner à l'hélium ou avec n'importe quel autre gaz porteur, des aménagements connus devant toutefois être prévus pour faire fonctionner le dirigeable à la vapeur qui peut se révéler être un gaz porteur intéressant. Dans le cadre de l'invention, des modifications évidentes peuvent être apportées au dirigeable décrit ci-dessus à titre d'exemple. Ainsi, l'ossature peut avoir une structure différente de la structure géodésique représentée, de même que les bandes d'attache peuvent ne pas présenter d'échancrure, pour autant qu'elles aiert un bord linéaire attaché à l'enveloppe sur toute sUtongueur, et leur autre bord raccordé par points à l'ossature. il n'est pas indispensable que l'enve- loppe extérieure soit reliée à l'ossature par des bandes d'attache; elle peut être plaquée sur l'ossature, et il suffit que l'enveloppe intérieure soit expansible et ait sa surface externe exposée à une pression d'air. RIGVEIiDICATIONS 1. Dirigeable comportant une ossature et une enveloppe étanche entourant cette ossature, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde enveloppe étanche intérieure à l'ossature, la seconde enveloppe étant expansible et prévue pour contenir un gaz plus léger que l'air, tandis que l'espace compris entre la première et la seconde enveloppe est prévu pour contenir de 11 air sous une pres s on supérieure à la pression atmosphérique ambiante et pratique ment égale à la pression du gaz léger. 2. Dirigeable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression de l'air contenu entre la première et la seconde enveloppe est règlée à une valeur qui maintient l'ossature en tension. 3. Dirigeable suivant la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la seconde enveloppe est raccordée à l'ossature par une série de bandes d'attache ayant un bord linéaire fixé sur toute sa longueur à l'enveloppe et leur autre bord relié par points à ltossa- ture, le matériau de l'enveloppe étant tenu de façon liche entre deux lignes d'attache de façon à permettre une variation de volume de cette enveloppe en fonction des pressions auxquelles elle est exposée. 4. Dirigeable suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les bandes d'attache sont dentelées avec des échancrures paraboliques sur leur bord relié à l'ossature, et les dents de ce bord sont directement fixées à l'ossature. 5. Dirigeable suivant la revendication 3 ou 4, caractérise en ce que les bandes d'attache sont fixées sur le pourtour de la seconde enveloppe dans des plans transversaux espacés les uns des autres sur la longueur du dirigeable. 6. Dirigeable suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la première enveloppe est également raccordée à l'ossature par ute série de bandes d'attache, ces dernières étant rectilignes, disposées dans le sens de la longueur du dirigeable, réparties en cercles et fixées aux nêmes points de l'ossature que les bandes d'attache de la seconde enveloppe. 7. Dirigeable suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enceinte de la seconde enveloppe est divisée en plusieurs compartiments étanches par des diaphragmes dont le bord est fixé à certaines des bandes a'a ut acne de la seconde eneloppe. 8. Dirigeable suivant l'une des revendications 1 à 7, caractéris en ce que des moyens sont prévus pour délivrer un courant d'air chaud régulé en température et pression dans l'espace compris entre la première et la seconde enveloppe. 9. Procédé de constructIon d'un dirigeable suivant la rever.di- cation 7, caractérisé en ce que l'on construit, au moins en partie, la portion de dirigeable comprise entre deux diaphragmes sous la forme dtune unité indépendante de nature modulaire, et on assemble un plus ou moins grand nombre de modules suivant la longueur que l'on désire donner au dirigeable. 10. Module utilisable dans le procédé de la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une portion d'ossature de dirigeable, une enveloppe intérieure à la portion d'ossature et reliée à cette portion par des bandes d'attache ayant un bord fixé sur le pourtour de l'enveloppe et leur autre bord relié par points la portion d'ossature, et deux diaphragmes ayant leurs bords reslectifsRixés aux bandes d'attache situées aux extrémités de la portion.