Brevet FR2366989A1 — publié le 19780505

L'homme pour s'élever dans les airs a d'abord construit des aé ronefs qualifiés de plus légers que l'air par opposition aux aéroplanes dits : plus lourds que l'air. Apres les ballons sphé riques on construisit des dirigeables de forme allongée en des sous desquels on suspendait des nacelles. Trois types de diri geables apparurent : Les structures souples,les semi-rigides et les rigides. En dehors des "ZEPPELIN" peu de dirgeables furent utilisés pour le transport des passagers,d'une part en raison du dévelop- pement des aéroplanes plus rapides et plus maniables,d'autre part en raison des catastrophes duent à l'utilisation de l'hy- drogene qui est tres inflammable.Toutefois avec les progres techniques et l'emploi de l'helium,divers dirigeables furent construits pour des missions spécifiques. Depuis quelques années,le problème du transport du fret,special- lement lourd et dépassant en général les gabarits ferroviaires et routiers,se pose d'autant plus que du matériel et des mate riaux sont à déposer en des régions isoles et d'accès difficile. I7 s'en est suivi que l'idée d'utiliser des dirigeables pour le transport prend de plus en plus corps.Toutefois des obstacles semblent ne pas en faciliter le développemeflt rapide: 1 / Le réseau d'exploitation n'est pas assez défini pour envi- sager la mise en place d'une infrastructure et d'une logistique rentable. 20/ La formule actuelle des dirigeables pr & ente,malgré l'apport technologique moderne,des difficultés d'adaptation au transport de routine du fret au niveau de la centaine de tonnes;des choix sont a faire. Néanmoins les perspectives offertes par ce mode de transport,qui semble le seul pour économiquement permettre la décentralisation des régions sursaturés d'usines et l'installation de puissantes centrales loin des aglomerations,entrainent des efforts de recherche qui paraissent pour le moment se limiter à des adaptations des systèmes conventionnels;or,en fait le probleme se situe dans une autre dimension. La présente invention par sa conception originale d'un transporteur dirigeable répond aux critères suivants 1 - Grande stabilité et facilité d'orientation en vol. 2 - Manoeuvrabilité en charge. 3 - Decollage et atterrissage aisé et rapide. 4 - Simplicité d'amarrage. 5 - Charge utile élevée par rapport au poids propre. 6 - Autonomie d'évolution et de rotation dans les missions,faci lite de maintenance et de ravitaillement,etc. Selon un mode de réalisation de l'invention,la forme générale donnee au dirigeable est celle d'un anneau torique comportant de préférence une structure semi-rigide.La partie centrale formant le vide du tore est occupee par une hélice et son moteur supportés par un berceau à cardan relié au membrures de la charpente. L'hélice est à pas variable pour faciliter le decollager et l'atterrissage.Le dispositif à cardan permet d'incliner le groupe motopropulseur afin que le plan de rotation de l'hélice faisant un angle par rapport au plan de symétrie du centre de gravite du système permette à celui-ci une translation suivant les mêmes lois aérodynamiques que l'hélicoptère. Une particularité intéressante. de l'invention c'est que l'hélice se trouve placée dans une géométrie qui l'enferme dans un carénage dont la forme permet un effet venturi. La cabine de pilotage peut être placee soit en un point quelconque de la nacelle,soit sous le groupe motopropulseur avec accés à la nacelle par des sas.Le fret sera accroché à des suspentes appropriées sous la nacelle;des dispositions particulières peuvent être prises pour l'accrochage et le décrochage automatique des conte nais. Afin de faciliter la rotation du dirigeable sur lui-même et inversement assurer sa stabilité en cas de vent puis également permet re de maintenir son assiette en vol stationnaire,il est prévu trois petit motopropulseurs fixés à la périphérie extérieure de la nacelle;ils sont inclinables pour assurer précisément la correction d'assiette.En cas d'attente prolongée sur une aire de garage,il suffirait de quelques plots en beton munis d'ancrages pour maintenir a poste fixe en plusieurs points le dirigeable bien amarre.La mise à l'abri des intempéries peut être très rapidement obtenu par la mise en place d'une structure gonflable retenue par les plots eux mêmes. La forme torique est la plus équilibrée et la plus rigide apres la sphère. Celle-ci en l'air n'est pas stable ni manoeuvrable malgré le lestage du à la nacelle et il est difficile de placer des appareils de propulsion;c' est pourquoi d'ailleurs on lui a préféré les dirigeables,d'ou le nom donné à ceux-ci.Oútre la stabilité, la forme torique rend aisé la prise en charge du fret et évite les balancements difficiles à amortir.Enfin cette forme presente l'avantage proche de celui de la sphère,c'est qu' résistance égale par rapport à d'autres geometries,elle possède la structure la plus légère. La comparaison est immédiate : si on enroule un cylindre sur lui-même pour former un tore,la nouvelle forme sera plus ri gide du fait de la génération des courbes gauches. DESCRIPTION Soit une enveloppe 1 formant un anneau toroldal constitue d'un matériau de même- nature que ceux utilisés pour la construction des dirigeables classiques. La dite enveloppe est fixée,par sa partie inferieure notamment,à une structure réticulée formant treillis et comportant une nacelle périphérique 2 avec desmembrures 3,4,5 et 6. L'intérieure de l'enveloppe est divisé en compartiments dont certains constituent les ballasts d'air,par exemple 7.La partie centrale du tore est occupé par une structure conique 8 associée aux membrures de support et de raidissement;cette structure,de preférence fermée pour des raisons aerodynamiques,sup- porte le bolc moteur 9 le système reducteur et l'hélice 10 ainsi qu éventuellement les réservoirs et autres accessoirs. 11 et 12 sont des éléments support du cône 13 sur lequel l'hélice est en partie fixee pour réduire sa flexion et ses vibrations en raison de son grand diametre.Les groupes d'assistance 14 et 15 facilitent la rotation du dirigeable sur lui-même;il est prévu en pratique trois moteurs avec leurs helices d'orientation et d'assiette; pour corriger celle-ci il est prevu que le bati moteur et hélice tourne autour de l'axe zi,z2. Dans certains cas on peut prévoir la rotation systématique du dirigeable sur lui-même en vol pour bénéficier des effets magnus et gyroscopiques;des dispositions particulieres seront àlors à prendre pour le pilotage. Les petits groupes motopropulseurs peuvent avantageusement être constitués par des moteurs électriques alimentés par une génératrice entrainée par le moteur de l'hélice centrale. Un tube de transfère de charge 16 et un anneau de liaison 17 permettent éventuellement l'accrochage d'autres dirigeables placés les uns sur les autres afin d'augmenter si nécessaire la charge à transporter. Une structure 18 placée sous la nacelle en son pourtour constitue un amortisseur d'atterrissage. Si des déplacements au sol sont rendu nécessaires il sera commode de fixer sur la nacelle ou en accessoires des trains de roues à levage pneumatique. REVENDICATIONS 1 - Ballon dirigeable transporteur de charge et/ou de passagers caractérise en ce qu'il est conçu en forme d'anneau torique de section circulaire ou autre,comportant en son centre au moins une hélice à pas variable,son motopropulseur et un dispositif d'orientation de lthelice,il comporte en outre une charpente rigide associée à la structure souple de l'anneau et dont une partie constitue la nacelle circulaire placée sous l'anneau,des moyens permettant la rotation de l'anneau autour de son axe vetical,sa stabilisation et sa correction d'assiette. 2 - Ballon selon la revendication 1,caractèrisè en ce que le moyeu de l'hélice comporte un carenage de la forme sensiblement conique enveloppant le motopropulseur et associé à la forme correspondante de la partie laterale interne de l'anneau et de la nacelle dont les profils de révolution ainsi réalisé permettent de provoquer un effet venturi accroissant l'effet de sustentation de l'hélice par un meilleur guidage des filets d'air. 3 - Ballon caracterise selon les revendication 1 et 2 en ce que le motopropulseur de l'hélice principale est place dans le vide central de l'anneau,la dite hélice ayant presque le diamètre de l'espace circulaire libre;ce groupe avec son ou ses hélices comporte des moyens pour permettre la sustentation assistée du dirigeable et sa propulsion. 4 - Ballon dirigeable selon les revendications 1,2 et 3,carac térisé en ce que le groupe motopropulseur de l'hélice principale est monté sur un dispositif à cardan permettant,par des commades appropriees,d'orienter le plan de rotation-de la dite hélice suivant un angle variable et orientable par rapport au plan de symétrie passant par le centre de gravité du systeme. 5 - Ballon selon la revendication 1,carac.térisê en ce que la rotation de l'anneau sur lui-même ainsi que la stabilisation et la correction d'assiette sont assurées au moyen d'au moins trois motopropulseurs auxiliaires à hélices disposés, de façon préférablement équidistantes,à la périphérie de la nacelle. 6 - Ballon dirigeable selon la revendication 5 caractérisé en ce que la régulation d'assiette et la stabilité est obtenue en faisant pivoter les motopropulseurs auxiliaires autour d'un axe transversal (z1,z2) grâce à une commande annexe automatique ou non. 7 - Ballon dirigeable selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que plusieurs éléments dirigeables peuvent être superposés et solidarisés par l'intermédiaire de colonnes de report de charges (16) disposant de moyens d'ancrages automatiques ou non, reliées par une poutre circulaire (17) d'une part et à la nacelle d'autre part. 8 - Ballon dirigeable selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé en ce que un dispositif amortisseur d'atterrissage est réalisé au moyen d'un structure souple placée sous la charpente de la nacelle et sur tout son pourtour. 9 - Ballon dirigeable selon la revendication 1 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour assurer l'accrochage et le décrochage automatique ou non du fret. 10 - Ballon dirigeable selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie inférieure ou latérale de la nacelle comporte des moyens d'ancrage automatique ou non sur une aire de garage. il - Ballon dirigeable suivant l'ensemble des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que des moyens d'etanchelté et de sécurité sont prévus afin de rendre l'appareil amerissable. 12 - Ballon dirigeable suivant l'ensemble des revendications 1 à 11,caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour permettre le déplacement en vol de croisière en assurant la rotation de 1 'ap- pareil sur lui-meme pour bénéficier des effets magnus et giros copiques.