Brevet FR2320229A1 — publié le 19770304

L'invention est relative aux aérostats c1est-à-dire aux aéronefs plus légers que l'air, et elle vise plus particulièrement les dirigeables notamment les dirigeables destinés au transport de charges lourdes. Ddns les aérostats de type connu et qui utilisent un gaz plus léger que l'air (hydrogène ou hélium par exemple) la variation de la force ascensionnelle s'obtient soit par un allégement de l'aérostat pour obtenir une force tendant à le faire monter, soit par échappement dwun certain volume de gaz léger pour obtenir une force tendant à le faire descendre. Cette façon de procéder présente des inconvénients majeurs à savoir, alourdissement de l'aérostat par nécessité d'embarquer du lest, perte de gaz léger, nombre limité de manoeuvres par consommation de lest et de gaz léger. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients. L'aérostat selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison - une enveloppe extérieure raccordée à une structure rigide, - des moyens pour gonfler à l'air cette enveloppe extérieure, - au moins une enveloppe intérieure fermée, solidaire (au moins verticalement) de ladite structure rigide et laissant subsister un-volume intermédiaire avec l'enveloppe extérieure, - des moyens pour gonfler cette enveloppe intérieure avec un gaz plus léger que l'air, - et des moyens générateurs d'air chaud ou froid pour introduire une quantité reglable d'air chaud ou froid dans le susdit volume intermédiaire. De préférence ces moyens générateurs sont agencés pour faire varier la température, au moins de l'air chaud. On conçoit alors que la variation de la force ascensionnelle s'obtient par variation de debit d'air chaud ou froid, et éventuellement par variation de la température de l'air chaud on ne consomme donc ni lest, ni gaz léger et le nombre de manoeuvres qu'il est possible d'effectuer est pratiquement illimité. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'enveloppe extérieure présente une forme profilée aérodynamique et comporte : - un réseau de liens ou câbles plus ou moins souples attachés entre eux, ce réseau qui forme une armature étant raccordé à la structure rigide et agencé pour reprendre les tensions principales développées par la pression de gonflage et par les forces aérodynamiques, - et une. peau extérieure côtelée, les côtes étant parallèles à l'axe longitudinal de l'aérostat, cette peau extérieure pouvant envelopper la structure rigide. Constructivement cette peau est composée de panneaux confectionnés en usine et portant des ralingues, formant ponts de reprise, rendues solidaires des liens du réseau d'armature ces panneaux peuvent être boulonnés entre eux. Le tissu constitutif de cette peau doit résister à la tension se développant à l'intérieur d'une maille du réseau d'armature, et assurer l'étanchéité à l'air de gonflage éventuellement ce tissu peut porter un revêtement de protection contre l'ensemble des agents agresseurs atmosphériques (poussières, ultraviolets, ozone, etc...) Là où les enveloppes intérieures peuvent etre monolobes, bilobes ou trilobes ; avant leur gonflage elles peuvent être maintenues en forme par des liaisons avec le réseau d'armature. Chaque enveloppe intérieure peut comporter à sa partie inférieure une membrane déformable assurant la variation de volume nécessaire pour permettre les changements de volume dus aux variatioiis d'altitude et/ou aux variations de température. Les moyens de gonflage de l'enveloppe extérieure peuvent comporter un ou plusieurs surpresseurs aspirant l'air à la pression atmosphérique et le refoulant à l'intérieur de l'enveloppe extérieure. Un ou plusieurs sas peuvent être prévus pour accéder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure, notamment en vue d'installer la ou les enveloppes intérieures. Finalement des moyens moteurs peuvent être prévus pour assurer la propulsion de l'aérostat, ces moyens moteurs pouvant avantageusement être agencés pour fournir tout ou partie de l'air chaud ou froid destiné à être introduit dans le volume intermédiaire. L'invention est également relative à un procédé de mise en oeuvre d'un aérostat comportant une enveloppe extérieure à réseau d'armature et à peau extérieure. Selon l'invention le procédé de mise en oeuvre comporte les étapes suivantes - mise en place de la structure rigide et dru réseau d'armature, - mise en place de la peau extérieure, - gonflement de l'enveloppe extérieure et entretien de la pression de gonflage, - mise en place d'au moins un sas permettant d'accéder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure, - installation de la ou des enveloppes intérieures avec fixation sur la structure rigide et éventuellement mise en place des liaisons avec le réseau d 'armature, - gonflage de la ou des enveloppes intérieures, - et mise en fonctionnement de moyens générateurs d'air chaud ou froid. On conçoit que grâce à un tel procédé l'installation des enveloppes intérieures et leur gonflage s'effectuent dans un abri constitué par l'enveloppe extérieure gonflée. L'invention consiste, mise à part les dispositions dont il vient d'être question ci-dessus, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-apres. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue en coupe schématique d'un aérostat conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale dtun dirigeable conforme à l'invention. La figure 3 est une vue en perspective du réseau d'armature du dirigeable de la figure 2. La figure 4 est une coupe transversale d'un dirigeable conforme à une variante de l'invention. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale selon IV-IV, figure 2. Sur la figure 1 on a montré de façon tout à fait schématique un aérostat établi conformément à l'invention. Cet aérostat comporte - une enveloppe extérieure 1 raccordée à une structure rigide 2, - des moyens 3 pour gonfler à l'air cette enveloppe extérieure 1, - au moins une enveloppe intérieure 4, fermée solidaire (au moins verticalement) de ladite structure rigide 2 et laissant subsister un volume intermédiaire 5 avec l'enveloppe extérieure 1, - des moyens 6 pour gonfler cette enveloppe intérieure 4 avec un gaz plus léger que l'air, tel par exemple que de 1 'hélium, - et des moyens -générateurs d'air chaud ou froid - 7 pour introduire une quantité réglable d'air chaud ou froid dans le susdit volume intermédiaire 5. De préférence ces moyens générateurs 7 sont agencés pour faire varier la température au moins de l'air chaud. Un dispositif de vidange rapide 8 du volume intermédiaire 5 peut être prévu ce qui permet une évacuation rapide de l'air chaud contenu dans le volume intermédiaire 5 et son remplacement par de l'air froid, une telle manoeuvre pouvant être effectuée lorsque l'on désire obtenir une descente rapide de l'aérostat. Les moyens générateurs d'air chaud ou froid 7 peuvent être constitués par un réchauffeur 9 alimenté ei gaz par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage 10 à partir d'un réservoir 11. L'air réchauffé ainsi obtenu est introduit dans le vQlllme intermédiaire 5 par l'intermédiaire d'un ventilateur 12 et de conduits 13 débouchant dans ledit volume intermédiaire 5. En agissant sur la vitesse de rotation du ventilateur 12 on peut faire varier un débit d'air chaud et en agissant sur le dispositif de réglage 10 on peut faire varier la température de l'air chaud. Lorsqu'on désire introduire dans le volume intermédiaire 5 de l'air froid, le réchauffeur 9 est mis hors service et l'air refoulé par le ventilateur 12 dans le volume intérieur 5 est pris directement dans l'atmosphère, au travers du réchauffeur 9 hors service. Cependant lorsque des moyens moteurs sont prévus pour assurer la propulsion de l'aérostat (moyens moteurs non représentés mais qui peuvent être constitués de façon classique par un moteur à pistons ou une turbine à gaz entrainant une hélice), ces moyens moteurs sont avantageusement agencés pour fournir tout ou partie de l'air chaud ou froid destiné à être introduit dans le volume intermédiaire. Sur les figures 2 à 5 on a représenté diverses vues d'un dirigeable comportant, entre autres éléments, les mêmes éléments que ceux de l'aérostat montré sur la figure 1. Sur ces figures 2 à 5 les mêmes chiffres de références désignent les mêmes organes que sur la figure 1, mais pour la clarté des dessins certains éléments montrés sur la figure 1 n'ont pas été représentés sur ces figures 2 à 5. Le dirigeable montré sur ces figures 2 à 5 comporte des moyens moteurs (non représentés) et son enveloppe extérieure 1 présente une forme profilée aérodynamique et comporte - un réseau de liens ou câbles plus ou moins souples attachés entre eux, ce réseau étant constitué par des liens longitudinaux 14 et des liens transversaux 15 plus particulièrement visibles sur la figure 3 ;ce réseau forme une armature et il est raccoraé à la structure rigide 2 et agencé pour reprendre les tensions principales développées par la pression de gonflage et par les forces aérodynamiques, - et une peau extérieure 16 côtelée, les côtes correspondant aux liens longitudinaux 14 et étant parallèles à l'axe longitudinal du dirigeable. Cette peau extérieure 16 peut avantageusement envelopper la structure rigide 2. Constructivement cette peau extérieure 16 est composée de panneaux 16a confectionnés en usine et portant des ralingues 17, formant pont de reprise, rendues solidaires des liens souples 14 et 15 du réseau d'armature ; ces panneaux 16a peuvent être boulonnés entre eux. Le tissu constitutif de cette peau 16 est choisi parmi un tissu qui résiste à la tension se développant à l'intérieur d'une maille du réseau d'armature et qui assure l'étanchéité à l'air de gonflage. Ce tissu peut avantageusement porter un revêtement de protection contre l'ensemble des agents agresseurs atmos phériques (poussières, ultraviolets, ozone, etc.. ). Un tel dirigeable comporte plusieurs enveloppes intérieures 4 qui peuvent être monolobes (figure 2), bilobes ou trilobes (fig. 4). Avant 1 eur gTonflage ces enveloppes intérieures 4 peuvent être maintenues en forme par des liaisons 18 avec le réseau d'armature ; la forme de chaque enveloppe intérieure 4 peut être alors celle indiquée en traits pleins sur la figure 2. Une fois gonflée la forme de chaque enveloppe intérieure 4 présente une allure en "goutte d'eau", telle que celle montrée en traits pointillés sur la figure 2, certaines au moins des liaisons 18 devenant alors inopérantes. Chaque enveloppe intérieure 4 peut comporter à sa partie inférieure, comme montré sur la figure 5, une membrane mobile 19 assurant la variation de volume nécessaire pour permettre les changements de volume dûs aux variations d'altitude et/ou aux variations de température. En ce qui concerne les moyens de gonflage 3 de l'enveloppe extérieure 1, ils ont été représentés schématiquement sur la figure 1, mais pour la clarté du dessinn'ont pas été remontrés sur les figures 2, 4 et 5 ; ces moyens de gonflage 3 peuvent comporter un ou plusieurs surpresseurs 20 aspirant l'air à la pression atmosphérique et le refoulant à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 1 ; des moyens moteurs 21 sont prévus pour entrainer le ou les surpresseurs 20. Un ou plusieurs s.as (non représentés) peuvent être prévus pour accéder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure notamment en vue d'installer la ou les enveloppes intérieures. Au point de vue constructif, il convient de signaler que la partie avant du dirigeable montré sur la figure 5 peut être rigidifiée en prévoyant une pièce en forme d'ombrelle 22 qui est raccordée au réseau d'armature. La solidarisation des enveloppes intérieures 4 sur la structure rigide 2 peut être réalisée de diverses manières et en particulier à laide de sangles disposées à l'intérieur ou à l'extérieur de la susdite enveloppe 4 et reliées à la structure rigide 2. Comme on peut le voir clairement sur la fig. 5 les enveloppes intérieures 4 prennent appui les unes sur les autres de sorte qu'en cas de rupture de l'une d'entre elles leurs parois latérales viennent se mettre en appui l'une contre l'autre comme montré en traits pointillés sur cette figure 5. Un point d'attache 23 de la charge d'un tel dirigeable est avantageusement situé au droit de son centre de poussée, un tel point d'attache 23 pouvant également servir à l'amarrage du dirigeable sur une plate-forme pivotante automatiquement orientée dans le lit du vent moyen. Finalement et quel que soit le mode de réalisation adopté on dispose d'un aérostat et notamment d'un dirigeable, qui présente un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer les suivants - procédé de mise en oeuvre facilité par le fait que une fois l'enveloppe extérieure gonflée tout le travail steffec- tue à l'intérieur de cette enveloppe, - légéreté du réseau d'armature, - manoeuvres de montée et descente en nombre pratiquement illimité, - aucun lest à embarquer, - pas de perte de gaz léger, - utilisation d'une technologie bien au point pour l'assemblage des panneaux constituant la peau extérieure, - possibilité d'utiliser des tissus légers ce qui permet de cholsir des dimensions de panneaux plus grandes et donc de diminuer le poids des assemblages et de diminuer le temps et le coût de montage, - pos~ibilité d'obtenir un ensemble d'enveloppes intérieures allégé, fiable et étanche. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application etde réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Aérostat, notamment dirigeable, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison une enveloppe extérieure raccordée à une structure rigide, des moyens pour gonfler à l'air cette enveloppe extérieure, au moins une enveloppe intérieure fermée, solidaire (au moins verticalement) de ladite structure rigide et laissant subsister un volume intermédiaire avec l'enveloppe -extérieure, des moyens pour gonfler cette enveloppe intérieure avec un gaz plus léger que l'air, et des moyens générateurs d'air chaud ou froid pour introduire une quantité réglable d'air chaud ou froid dans le susdit volume intermédiaire. 2. Aérostat selon la revendication î; caractérisé par le fait que les moyens générateurs sont agencés pour faire varier la température, au moins de l'air chaud. 3. Aérostat selon la revendication 1 ou 2 et comportant des moyens moteurs pour assurer sa propulsion, caractérisé par le fait que ces moyens moteurs sont agencés pour fournir tout ou partie de l'air chaud ou froid destiné à être introduit dans le volume itérmédiaire. 4. Aérostat selon l'une quelconque des revenEcations 1 à 3, caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure comporte un réseau de liens ou câbles plus ou moins souples attaches entre eux, ce réseau qui forme une armature étant raccordé à la structure rigide et agencé pour reprendre les tensions principales développées par la pression de gonflage et par les forces aérodynamiques, et une peau extérieure côtelée, les côtes étant parallèles à l'axe longitudinal de l'aérostat. 5. Aérostat selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la peau extérieure est composée de panneaux portant des ralingues rendues solidaires des liens de réseau d'armature; 6. Aérostat selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la peau extérieure porte un revêtement de protection contre les agents agresseurs de l'atmosphère. 7. Aérostat selon l'ùne quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé par le fait que chaque enveloppe intérieure comporte, à sa partie inférieure, uneumembrane déformable assurant la variation- de volume nécessaire pour permettre les changements de volume dù's aux variations d'altitude et/ou aux variations de température. 8. Aérostat selon l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisé par Ie fait que les moyens de gonflage de l'enveloppe extérieure comportenvun ou plusieurs surpresseurs aspirant l'air à la pression atmosphérique et le refoulant à l'intérieur de l'enveloppe extérieure. 9. Aérostat selon l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé par le fait qu'un ou plusieurs sas sont prévus pour accéder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure, notamment en vue d'installer la ou les enveloppes intérieures. 10. Procédé de mise en oeuvre d'un aérostat selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes : mise en place de la structure rigide et du réseau d'armature, mise en place de la peau extérieure, gonflement de l'enveloppe extérieure et entretien de la pression de gonflage, mise en place d'au moins un sas permettant d'accéder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure, installation de la ou des enveloppes intérieures avec fixation sur la structure rigide et éventuellement mise en place des liaisons avec le réseau d'armature, gonflage de la ou des enveloppes intérieures, et mise en fonctionnement de moyens générateurs d'air chaud ou froid.