Brevet FR2360089A1 — publié le 19780224

La présénte invention concerne le pilotage en altitude d'aérostats tels que les ballons sondes stratosphériques. On sait que les ballons à gaz captif, notamment les ballons-sondes, sont remplis au sol de gaz plus léger que l'air dont la quantité est déterminée pour élever ces ballons à une altitude donnée. Pour explorer les différents niveaux de l'atmosphàre, on est amené, soit à- lan cer autant de ballons-sondes que d'étages à étudier, soit a lâcher d'un ballon plafonnant à une altitude supérieure, un certain nombre de sondes perdues qui, pendant leur descente enregistrent et transméttent les parametres des mesures afférentes à leur mission. Ces deux solutions sont coûteuses et limitées en ce qui concerne le nombre de sondes enlevées à chaque lancement. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en permettant de faire monter et descendre l'aérostat lui-même avec précision, autant de fois qu'il le sera désiré et pendant toute la durée de son existence. Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par l'association d'un ballon porteur à gaz captif et d'un ballon modulateur d'altitude a air chaud solaire, par le mode d'attelage de l'ensemble et par la soupape semi-rigide du ballon à air chaud. I1 permet, en captant la chaleur provoquée par le Fayonne- ment solaire, d'explorer en altitude une couche déterminée de la stratosphere. L'ensemble comprend trois parties - un ballon porteur à gaz captif dont le rôle est d'élever l'ensemble du dispositif à l'altitude plancher de la zone à explorer, - un ballon à air chaud se gonflant sous l'effet du rayonnement solaire et apportant à l'ensemble un supplément de force ascensionnelle lui permettant d'atteindre l'altitude plafond de la zone a explorer, - une nacelle contenant les instruments de mesure et de radio-contrôle. Le dispositif sera mieux compris en se référant aux figures annexées données à titre d'exemple non-limitatif et à la description suivante La figure I est le schéma du dispositif conforme à l'invention au moment de son lancement. Le ballon porteur à gaz captif I contientla quantité de gaz neces- saire à élever la masse de l'ensemble à l'altitude plancher de la zône a explorer. Le ballon à air chaud 2, construit en tissu ou matériau noir est flasque. La partie supérieure de son enveloppe repose sur la soupape semi-rigide 3 dont la présence conserve au ballon le minimum de volume d'air froid nécessaire à amorcer le gonflement La nacelle 4 contenant les instruments de mesure et de radio-commande est suspendue sous l'ensemble par l'intermédiaire d'un dispositif à winch ou palan permettant le transfert de sa masse,soit sur le ballon à gaz, soit sur le ballon à air chaud. Au moment du lancement, son poids est appliqué sur les suspentes de l'enveloppe du ballon à air chaud, ce qui a pour effet d'assurer la fermeture de la soupape 3. La figure 2 est le schéma du dispositif à une altitude supérieure à celle du plancher de la zone à explorer. Le ballon porteur 1 a atteint sa plénitude. Le ballon à air chaud 2 s'est gonflé par absorption de la chaleur due au rayonnement solaire, apportant à l'ensemble un supplément de force ascensionnelle. La masse de la nacelle 4, toujours suspendue à l'enveloppe du ballon à air chaud, maintient la soupape close. Lorsque l'altitude à explorer est atteinte, on transfère, par une action sur le servo-moteur du winch, la masse de la nacelle sur le ballon à gaz, ce qui a pour effet d'ouvrir la -soupape de manoeuvre et d'arrêter la montée ou d'amorcer la descente. Cette action sur le servomoteur peut être soit radio-commandee, soit automatisée. La nuit, il est évident que le ballon à air chaud solaire se refroidit et que l'ensemble se stabilise en configuration de la figure i à l'altitude plancher de la zone d'exploration. La figure 3 qui est une vue en coupe du ballon à air chaud, représente le schéma de la soupape et du dispositif de manoeuvre. 1 est le câblot d'attelage au ballon porteur à gaz captif, il est fixé au sommet de la soupape 2 dont le périmètre 3, rigidifié par exemple au moyen d'une baleine en acier ou de tout autre matériau, maintient à l'intérieur de l'enveloppe 4 un volume minimum d'air pendant la configuration flasque décrite par la figure i. Un certain nombre de bras 5 maintiennent la soupape centrée. Un certain nombre de suspentes 6 se rejoignent en 7 pour former le câblot de commande 8 qui, après avoir été tourné sur le winch 9 de la nacelle 10, se subdivise au point 11 en un certain nombre d'elingues 12 fixées au bas de l'enveloppe du ballon à air chaud. Il apparaît clairement que, en agissant sur le winch par l'intermédiaire de son servomoteur 13, on peut avec un minimum d'énergie, effectuer le transfert de la masse de la nacelle, soit sur l'enveloppe du ballon à air chaud, au point 7, ce qui tend à fermer la soupape de manoeuvre ; soit sur le câblot i du ballon à gaz par l'intermédiaire de la soupape elle-même, ce qui a pour effet de laisser s' ouvrir ladite soupape. Le dispositif, objet de l'invention, trouve son application dans le domaine de l'exploration spatiale et notamment dans la surveillance des pollutions en gendrées par la navigation aérienne. REVENDICATIONS 1/ Dispositif destiné à permettre l'exploration d'une couche déterminée de l'atmosphere en faisant parcourir celle-ci en altitude et autant de fois que désiré par une nacelle contenant les instruments de mesure. Le dispositif est caractérisé par le fait que le systeme porteur est constitue par l'accouplement d'un ballon à gaz captif et d'un ballon à air chaud solaire. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les changements d'altitude sont provoqués par la manoeuvre d'une soupape semi-rigide située au sommet du ballon à air chaud. 3/ Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le ballon porteur à gaz captif est relié à la soupape meme du ballon à air chaud, 4/ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que l'on peut tranférer la masse de la nacelle soit sur le ballon porteur à gaz, soit sur le ballon à air chaud ce qui provoque l'ouverture ou la fermeture de la soupape de manoeuvre.