Brevet FR2397963A1 — publié le 19790216

L'invention a pour objet un véhicule à coussin d'air. On connaît desvéhicules dans lesquels un flux d'air entretenu au-dessous du véhicule, dans un espace limité pàr une ou des jupes, soulève le corps du véhicule par rapport au sol ou à l'eau, la propulsion du véhicule étant obtenue par une ou plusieurs hélices à axe horizontal. Par nature même, un tel véhicule, ou véhicule à coussind'air, est dépourvu de tout organe, comme des roues ou une quille, propre à faire naître une réaction contre le sol ou l'eau, ce qui soulève des difficultés pour la commande de ses évolutions ou pilotage et également en ce qui concerne sa stabilité. Dans le but de pallier ces difficultés, on a jusqu'ici muni ces véhicules d'éléments à action aérodynamique, comme des empennages ou des gouvernes. Ces éléments sont nécessairement de grandes dimensions, entraînant ainsi des servitudes tant de construction que d'utilisation. Au surplus, leur présence même entraîne des risques dans des circonstances particulières, relativement fréquentes, à savoir celles des manoeuvres lorsque le véhicule circule à très faible vitesse ou même est à l'arrêt, notamment dans les manoeuvres d'accostage pour des véhicules aquatiques et marins, et qui sont d'autant plus dangereuses que souffle le vent, le danger étant multiplié si une panne d'-un moteur se produit au cours de la manoeuvre. Le véhicule à coussin d'air selon l'invention supprime ces difficultés et élimine ces risques. I1 est caractérisé par ce fait qu'il est équipé d'au moins un propulseur aérodynamique fixe à deux rotors identiques à pales engrénantes supportés par des paliers rapprochés solidaires d'un carter unique dont les axes de rotation sensiblement concourants sont dans un plan horizontal, le pas des pales d'un rotor pouvant être réglé indépendamment du pas des pales de l'autre rotor, de sorte que la propulsion de croisière est obtenue pour des valeurs de pas identiques pour les deux rotors, la résultante aérodynamique de ces derniers étant alors dirigée parallèlement au plan de symé- trie longitudinal du véhicule, tandis que pour des pas différents il est possible d'obtenir une action transversale à ladite direction, permettant ainsi la commande des évolutions et également les manoeuvres même à vitesse très faible ou nulle. L'invention prévoit des formes de réalisation dans lesquelles le véhicule à coussin d'air comprend un seul propulseur fixe à deux rotors à pales engrénantes. Elle prévoit également des réalisations ou le véhicule comprend plusieurs propulseurs fixes à pales engrénantes, dans lesquelles le positionnement des propulseurs est choisi en fonction de l'organisation générale du véhicule et également de la disposition des empennages et/ou gouvernes ou voilure. Un véhicule selon l'invention n'est en effet pas nécessairement dépourvu d'empennage et gouverne tant pour en assurer la stabilité que pour contribuer à la commande de ses évolutions. A cet égard, l'invention profite du fait que, par modification de l'orientation de la résultante aérodynamique du ou des propulseur(s) fixe(s), il est possible non seulement d'assurer direste- ment une commande d'évolution mais aussi de faire naître une réaction sur un ou des empennage(s) ou gouverne(s) ou voilure(s). L'invention comprend des véhicules à coussin d'air comportant en odtre un ou des propulseur(s) classique(s) à hélice à axe horizontal contribuant à la propulsion. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation-laterale d'un véhicule à coussin d'air, pour une forme de réalisation; la figure 2 est une vue correspondante en plan; la figure 3 est une vue frontale par l'avant; la figure 4 est une vue schématique en plan; la figure 5 est une vue en élévation latérale, pour une autre forme de réalisation; la figure 6 est une vue en plan correspondante; la figure 7 est une vue frontale correspondante; la figure 8 est une vue en élévation latérale, pour encore une autre forme de réalisation; la figure 9 est une vue en plan correspondante; la figure 10 est une vue par l'avant; la figure 11 est une vue en élévation latérale, pour une autre forme de réalisation; la figure 12 est une vue en plan correspondante;; la figure 13 est une vue par l'avant; la figure 14 est une vue en élévation latérale; la figure 15 est une vue correspondante en plan; la figure 16 est une vue par l'avant; la figure 17 ést une vue en élévation latérale, pour encore une autre forme de réalisation; la figure 18 est une vue correspondante en plan; la figure 19 est une vue par l'avant. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4. Le véhicule comprend un corps 21, ou plateau, de forme elliptique -dans une variante, le corps est circulaire et dans une autre variante, il est rectangulaire à angles arrondis-, dont dépend une jupe 22 surmontée par une chambre torique 23 gonflée d'air et servant de réserve de flottabilité. Le plateau 21 supporte le siège 24 du pilote, lequel est logé dans une carène 25 à paroi transparente 26. Un moteur 27, à l'arrière du véhicule, entraîne, par un arbre horizontal 28, un ventilateur 29 entouré par une carène 31 et d'axe vertical 32 passant sensiblement par le centre de gravité de l'ensemble du véhicule. C'est le ventilateur 29 qui, en coopération avec la jupe 22, réalise l'effet de coussin d'air maintenant le véhicule au-dessus de la surface sur laquelle il est dèstiné à circuler. L'arbre horizontal 28 réalise l'entraînement non-seulement du ventilateur 29 mais, par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle à engrenages 33, également l'entraînement d'un arbre vertical 34 dont l'axe est sensiblement coincident avec l'axe 32 et qui entraîne un propulseur P1 constitué par deux rotors identiques R1 et R2 à pales engrénantes. Le rotor R1 tourne autour d'un axe horizontal al et le rotor R2 -tourne autour d'un axe horizontal a2 concourant ou sensiblement concourant avec l'axe al et disposé symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal moyen Q du véhicule. Dans la forme de réalisation montrée sur les figures, les axes a1 et a2 font, avec ledit plan longitudinal, un angle égal à 300. Dans une autre réalisation, ledit angle est égal à 450,.de sorte que les axes al et a2 sont alors perpendiculaires. Le pilote a à disposition des moyens pour faire varier le pas des pales P1 1 et P1 2 du rotor R1 indépendamment dupas des pales p231 et P2w2 du rotor R2. Deux dérives verticales 36 et 37 portant les gouvernails de direction 38 et 39 supportent un plan fixe 41 dont dépend une gouverne horizontale 42. Lorsque les pas des pales des deux rotors R1 et R2 sont égaux, la résultante aérodynamique de l'action des rotors est diricée parallèlement à l'horizontale x du plan vertical de symétrie e. En faisant varier le pas des pales d'un rotor indépendamment du pas des pales de l'autre rotor, la résultante aérodynamique de l'action des deux rotors a une composante dirigée suivant la direction y, perpendiculaire au plan de symétrie ~ et passant par le centre de gravité de l'engin. La grandeur de cette composante par rapport à- la composante suivant la direction longitudinale varie suivant la différence des pas introduits. Elle peut être dirigée d'un côté ou de l'autre dudit plan longitudinal de symétrie. On peut même obtenir une résultante aérodynamique transversale, c'est-à-dire n'ayant pas de composante parallèle au plan longitudinal. On commande de cette manière les évolutions de l'engin sur sa trajectoire ou à l'arrêt. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 relatives à un véhicule bimoteur de croisière amphibie. La cabine 51, à l'avant, est supportée par un corps 52 de forme générale rectangulaire mais à bord antérieur semi-circulaire 53. La jupe 54 est surmontée par une chambre torique gonflée d'air constituant la réserve de flottabilité. Un moteur 55, à I'arrière, est prévu pour l'entraînement du ventilateur 56 logé dans une carène 57 pour l'entretien du coussin d'air. Pour des manoeuvres au sol, des roues arrière 58 et 59 et des roues avant 61 et 62 peuvent être prévues, relevables. Les roues arrière peuvent être entraînées à partir du moteur 55 dont la transmission 63 au ventilateur 56 comprend un différentiel et un embrayage. Un châssis en tubes 64 érigé à l'arrière de la cabine 51 supporte un groupe motopropulseur 65 avec un moteur 66 entrainant un propulseur fixe P1 d'un type analogue à celui décrit en relation avec les figures 1 à 4, comprenant deux rotors identiques R1 et R2 à pales engrénantes, tournant respectivement autour d'axes al et a2, concourants ou sensiblement concourants en un point 0 dans le plan longitudinal de- symétrie 2 du dru véhicule, les axes al et a2, dont le plan, ou plan de référence, est horizontal, faisant avec le plan 2 un angle égal à 300. Les têtes 67 et 68 desdits rotors sont issues 'd'un carter 69 contenant le moteur 65. Le véhicule comporte deux dérives verticales 71 et 72 avec deux gouvernails de direction 73 et 74 pour la commande des évolu-tions en lacet. Les dérives verticales 71 et 72 supportent le plan fixe 75 se prolongeant par la gouverne horizontale 76 qui permet le pilotage en tangage de l'engin. On se réfère maintenant aux figures 8 à 10. Le véhicule à coussin d'air a une forme générale rectangulaire mais effilée à l'avant, en étrave, avec une chambre gonflable périphérique 81 et une jupe 82. Les ventilateurs 83 et 84, disposés de part et d'autre de la cabine 80 et prévus pour l'entretien du coussin d'air, sont entraînés par des moteurs 85 et 86. Deux chevalets 87 et 88, à éléments tubulaires 89 et 91, supportent une poutre cylindrique longitudinale 93 située dans le pl-an longitudinal de symétrie 94 de l'engin et qui loge un arbre horizontal 95. Celui-ci est entrainé,par l'intermédiaire. diun renvoi d'angle 96 et d'un arbre vertical 97,par un moteur 98 éventuellement accoupla ble avec le moteur 86 par l'intermédiaire d'un dispositif d'em brayage-débrayage 99. La poutre tubulaire 93 logeant l'arbre 95 se termine par des têtes respectivement 101 et 102 de propulseurs P1 et P2 du type décrit ci-dessus. Le propulseur P1 comprend deux rotors identiques R11 et R12, le rotor R11 tournant autour de l'axe a1,1 et le rotor R12 autour de l'axe a1,2. Les axes a1,1 et a1,2 sont horizontaux et symétriques par rapport au plan 94. Dans la réalisation repré sentée, ils font avec ledit plan un angle de 300. A l'autre extré mité, la tête 102 sert à l'entraînement, par les nez 1032,1 et 1032,2, des rotors identiques R2 1 R2,2, à pales engrénantes, du second propulseur P2. Les axes de rotation des rotors ont été montrés en a2,1 et a2,2.Ils sont horizontaux et font avec le plan longitudinal moyen 94 également un angle de 300. Le pas des pales du rotor R1 1 peut être ajusté indépendamment du pas des pales du rotor R1 2 et également du pas des pales des rotors du propulseur P2. I1 en est de même pour le pas des pales de chacun des autres rotors. On dispose ainsi de possibilités d'actions aérodynamiques transversales, de part et d'autre du centre de gravité G du véhicule, qui permettent une commande des évolutions, aussi bien dans une phase de croisière qu'à l'arrêt, sans avoir recours à des dérives, plans. fixes ou gouvernes mobiles. On se réfère maintenant aux figures 11 à 13. Dans cette réali- sation, destinée au transport de passagers ou de fret d'un tonnage moyen, l'engin, de forme générale rectangulaire, avec une jupe 111 et une ceinture gonflable 112, est maintenu au-dessus des flots par un coussin d'air entretenu par un ventilateur 113 entrainé par un moteur non représenté. Derrière la cabine 114, des mats 115, 116, 117, 118 supportent une poutre horizontale 119 conformée en voilure et dont le bord de fuite est constitué par des volets braquables 121, 122. Au centre de la poutre 119 est supporté un moteur 123 qui entraîne une hélice 124 à pas variable et à axe horizontal 125. Le moteur 123 entraîne, par des renvois d'angle 126, des arbres transversaux horizontaux 127 et 128 qui, par des renvois d'angle d'extrjemité 129 et 131, entraînent deux propulseurs P1 et P2. Le propulseur P1 comprend deux rotors identiques à pales engrénantes R1,1 et R1 2 tournant autour d'axes horizontaux respectivement au R1,1 et R1,2 faisant chacun un angle de l'ordre de 30 à 450 avec le plan vertical de symétrie 132 du boîtier 133 dont la tête 134 présente les deux nez nul 1' nl,2 correspondant respectivement aux rotors R1,1 et R1,2. De même, le renvoi d'angle 131 est logé dans un boîtier 135 dont la tête 136 présente les deux nez n2,1 et n2 2 correspondant respectivement aux rotors identiques à pales engrénantes R2,1 et 2,2 P du propulseur-P2. Les axes a2 1 et a2,2 des rotors R et R2,2 sont horizontaux et font avec le plan vertical moyen 137 du boîtier 135 des angles égaux, dans l'exemple de 300, comme les axes des rotors du propulseur P1. Les propulseurs P1 et P2 ,non seulement contribuent avec le propulseur- central à hélice 124 à la propulsion dirigée suivant la direction longitudinale X, mais également, par action différent tielle des rotors des propulseurs P1 et P2, ils peuvent faire naître soit un effort de dérive Y, soit un moment M autour du centre de gravité G de l'engin. Ce dernier ne comporte pas, en principe, de dérive verticale, ce qui minimise la prise au vent. Sur la figure 13, on a schématisé par les droites 138 et 139 des plans de référence de propulseurs P1 et P2, c'est-à-dire des plans des axes de leurs rotors qui, au lieu d'hêtre horizontaux, comme dans les formes de réalisation précédemment décrites, font un angle égal à 9 avec un plan horizontal. On peut ainsi, par les propulseurs P1 et P2, créer un moment de roulis et un moment de tangage. On se réfère maintenant aux figures 14 à 16. Dans cette forme de réalisation, relative à un engin pour le transport maritime de fret, la jupe 151, pour la formation du coussin d'air, a, aux étraves 152 et 153, une forme trapézoïdale, Le coussin d'air est entretenu par quatre ventilateurs 154, 155, 156, 157, dont les axes 158, 159, 161, 162, sont au sommet d'un rectangle. Des supports verticaux 163 et 164, ériges sur le corps 165, dans la partie centrale de 11 engin, symétriquement par rapport au centre de gravité G, supportent deux groupes motopropulseurs, respectivement un moteur M1 entraînant un propulseur P1, et un moteur M2 entraînant un propulseur P2. Le propulseur P1 et le propulseur P2 comprennent deux rotors identiques, respectivement R1,11R1,2 et R2117R2,2 à pales engrénantes, le pas des pales d'un rotor de propulseur pouvant être réglé indépendamment du pas des pales de l'autre rotor Les axes 1,1 et a1,2 des rotors R et sensiblement -concourants 1,1 R1,21 au point 011 sont horizontaux et font un angle de 30 avec le plan vertical 166 passant par l'axe longitudinal 167 du groupe motopropulseur 163. De même, les axes a2,1 et a2,2 font un angle de 300 avec le plan vertical 168 passant par l'axe 169 du groupe motopropulseur 164. La cabine 171 est surélevée pour faciliter le pilotage. Avantageusement, les pales des rotors sont a géométrie variable. On peut ainsi adapter leur configuration à diverses valeurs de pas, y compris des pas inversés, tout en conservant un bon rendement aérodynamique pour les rotors. Dans une variante, on prévoit l'installation, dans le plan vertical de symétrie de l'engin, à l'arrière, soit d'une hélice classique, soit d'un propulseur d'un type analogue aux deux propulseurs décrits. On se- réfère maintenant aux figures 17 à 19. Dans cette forme de réalisation, la cabine 181 pour les passagers, est dans la partie centrale de l'engin, celui-ci est de forme générale rectangulaire avec deux bords longitudinaux parallèles 182 et 183, une étrave effilée 184 et un arrière 185 de forme trapézoldale. Près des angles de la configuration rectangulaire sont prévus des groupes motopropulseurs-ventilateurs 186a, 186b, 186c et 186d. Chaque groupe comprend un moteur 187 qui entraîne l'arbre oblique 188 d'un ventilateur 189 entouré par un carenage 191. Les ventilateurs 189 entretiennent le coussin d'air. Le moteur 187 entraîne également un arbre 192, dans la même direction que l'arbre 188 et qui, par un renvoi d'angle contenu dans la partie antérieure 193 d'un fuseau 194, entraîne un arbre horizontal 195 logé dans ledit fuseau et dont la tête arrière 196 loge les parties centrales de deux rotors identiques R1 et R2 à pales engrénantes. La ligne reliant les nez 1961 et 1962 correspondant aux rotors R1 et R2, fait un angle 9 avec le plan horizontal passant par Itarbre 195. Le fuseau 194 est supporté par des chevalets tubulaires 198. Les plans de référence 199 des propulseurs P , Pb, P,, Pd contiennent les axes al et a2 des rotors. Ceux-ci font avec l'axe prolongeant l'arbre 194 un angle de 300, Le déplacement longitudinal est obtenu avec des pas des pales de rotors égaux et de même sens. En faisant varier le pas des pales d'un rotor, ou de plusieurs rotors indépendamment l'un de l'autre ou en dépendance les uns des autres, on peut créer des actions aérodynamiques à composantes transversales et ainsi commander Les évolutions de l'engin et aussi effectuer les manoeuvres d'accostage. L'inclinaison des plans de référence permet la création de composantes de roulis et de tangage. REVENDICATIONS 1.- Véhicule à coussin d'air, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un propulseur à deux rotors identiques-à pales engré nantes, le pas des pales d'un rotor pouvant être modifié indépen- damment du pas des pales de l'autre rotor, les axes des deux rotors étant horizontaux et également inclinés par rapport à la direction de progression normale du véhicule. 2.- Véhicule à coussin d'air selon la.revendication 1, carac térisé en ce que l'axe de rotation d'un rotor fait avec la direc tion d'avance un angle compris entre 300et 450. 3.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle a une valeur de 300. 4.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication l, caractérisé en ce que les pales des rotors ont une géométrie variable pour conserver aux rotors un bon rendement aérodynamique pour les diverses valeurs d'ajustement du pas. 5.- Véhicule à coussin d'air selon. la revendication 4, caractérisé en ce que la géométrie variable est prévue pour conserver un bon rendement aérodynamique à un rotor pour des pas d'un signe ou de l'autre par rapport à un pas nul. 6.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le propulseur est placé dans le plan longi tudinal moyen du véhicule, sensiblement à l'aplomb du centre de gravité, le moteur prévu pour son entraînement étant à l'arrière du véhicule et une cabine étant à l'avant; 7.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est dépourvu de dérive verticale. 8.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 6, caractérisé en-ce que le point de concours des axes des deux. rotors est sensiblement à l'aplomb du centre de gravité. 9.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 8, caractérisé en ce que le même moteur entraîne le ventilateur et le propulseur. 10.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur d'entraînement du ventilateur pour l'entretien du coussin d'air placé à l'arrière du véhicule et un propulseur sensiblement à l'aplomb du centre d3 gravité entraîné par un moteur placé dans la moitié avant du véhicule. 11.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux propulseurs situés aux extrémités d'une poutre longitudinale médiane, symétriquement de part et d'autre d'un plan transversal passant par le centre de gravité. 12.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux propulseurs sont entraînés à partir d'un même moteur 13.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit moteur peut être accouplé avec un moteur prévu pour un ventilateur d'entretien du coussin d'air. 14.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal moyen et dans un même plan transversal, deux propulseurs à rotors à pales engrenanges. 15.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend à l'arrière, aux extrémités d'une poutre transversale, un premier propulseur et un second propulseur dont chacun est à rotors à pales engrénantes. 16.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 15, caractérisé en ce que la poutre comporte en son centre un propulseur à hélice classique. 17.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 16, caractérisé en ce que c'est le même moteur qui entraîne l'hélice classique et les deux propulseurs latéraux à rotors à pales engrénantes. 18.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend dans sa partie centrale deux propulseurs disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal moyen du véhicule. 19.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 18, caractérisé en ce que les ventilateurs pour l'entretien du coussin d'air sont disposés de part et d'autre de chacun des propulseurs. 20.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend deux propulseurs à l'avant symétriques l'un de l'autre par rapport au plan longitudinal moyen, deux propulseurs à l'arrière symétriques l'un de l'autre par rapport au plan longitudinal moyen du véhicule. 21.- Véhicule à coussin d'air selon la revendication 14, caractérisé en ce que, en variante, pour chacun des propulseurs le plan des axes des rotors est incliné par rapport à un plan horizontal, le plan des axes d'un propulseur étant symétrique de celui des axes du propulseur symétrique.