Brevet FR2397976A1 — publié le 19790216

L'invention a pour objet un ballon dirigeable. On sait que l'utilisation de ballons dirigeables est entravé par la difficulté qui se présente pour leurs évolutions. En raison de leurs dimensions, de la prise qu'ils offrent au vent, de la puissance relativement faible de leur moiteur, ils posent des problèmes délicats, spécialement au moment de leur atterrissage ou amarrage et de leur décollage, notamment quand ils doivent transporter des charges importantes qui obligent a des manoeuvres prolongées. On a proposé de munir les dirigeables, en dehors de leurs propulseurs classiques à hélice, de rotors ànalogues à des rotors d'hélicoptères, par lesquels on augmente la sustentation pour supporter les charges a transporter, Mais ces groupes motosustentateurs sont inutilisés pendant les déplacements sans charge et constituent un poids mort. On a également propose d'équiper un dirigeable avec un groupe motopropulseur orientable, analogue a celui utilisé dans certains avions convertiblès. Mais la manoeuvre d'un tel groupe est longue en raison de son poids élevé et d'autant plus difficile que l'he- lice est de grand diamètre. Le dirigeable selon l'invention évite ces inconvénients et reduit ces difficultés. I1 est caractérisé par ce fait-qu'il est équipé d'au moins un propulseur aérodynamique fixe a deux rotors identiques a pales engrenantes supportés par des paliers rapprochés solidaires d'un carter unique, le pas des pales d'un rotor pouvant être réglé indépendamment du pas des pales de l'autre rotor, les axes des rotors, sensiblement concourants, étant en principe dans un plan horizontal ,qu'on peut appeler plan de référence, la bissectrice de l'angle forme par les deux axes étant orientée de sorte qu'il est possible, sans déplacement du propulseur, de soumettre le dirigeable a des forces aérodynamiques d'orientation variable dans un plan horizontal, non seulement dans la direction de progression normale du dirigeable pour la croisiere,mais également dans des directions transversales, et cela au bénéfice de la manoeuvrabilité. Un dirigeable ainsi équipé peut être démuni de dérives ou gouvernes, la commande des évolutions ayant lieu par la variation du pas des pales d'un rotor par rapport à celui des pales de l'autre rotor. L'invention vise un dirigeable équipe d'un groupe propulseur et également un dirigeable équipé de plusieurs groupes propulseurs à rotors à pales engrenantes. Elle concerne une forme de réalisation suivant laquelle un ou plusieurs propulseurs à rotors à pales engrenantes sont montés de manière à développer une force aérodynamique d'orientation variable dans un plan vertical, le ou les propulseurs jouant alors un rôle analogue à celui des rotors d'hélicoptères mais en deve- loppant une force qui peut prendre diverses directions dans un plan vertical, aussi bien une direction verticale qu'unie direction oblique. Selon une forme de réalisation, le dirigeable est muni d'une surface sustentatrice ou voilure, en soi connue, qui contribue à la sustentation lors du déplacement du dirigeable et elle est alors caractérisée par ce fait que le propulseur à rotors à pales engrenantes est disposé de manière que son souffle contribue, en coopération avec ladite surface sustentatrice, à la sustentation du dirigeable. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue partielle schématique en élévation d'un ballon dirigeable selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan correspondante; la figure 3 est une vue de face; la figure 4 est une vue en élévation, pour une autre forme de réalisation; la figure 5 est une vue en plan correspondante; la figure 6 est une vue de face; la figure 7 est une vue en plan d'une partie voisine d'un propulseur, la figure 8 est une vue en élévation correspondante; la figure 9 est une vue schématique en élévation laterale pour encore une autre forme de réalisation; la figure 10 est une vue par bout d'une autre forme de réalisation; la figure Il est une vue en plan correspondante. On se réfère d'abord aux figures 1 à 3. Le dirigeable comprend une-carène ou enveloppe Il, emplie d'air chaud, et garnie de ballonnets d'hélium, non représentés. La carène Il soutient, par des haubans 12, un plancher 13 relié à une structure 14 comprenant une poutre supérieure horizon tale 15 située dans le plan longitudinal moyen 16 du ballon et deux poutres horizontales inférieures 17 et 18, des tubes 19, 21, 22, 23 réalisant l'entretoisement et la triangulation. Les poutres tubulaires 17 et 18 sont munies de boudins d'amortissement 24. Le plancher 13 supporte un moteur 25 qui sert à l'entrainement d'un treuil 26 sur lequel s'enroule un câble 27 passant sur une poulie 28 et se terminant par le brin 29 d'un moufle 31 et par le crochet 32 prévu pour te levage de la charge. Ce crochet est à 'arrière et sensiblement dans son plan vertical se trouvent les têtes 33 et 34 de deux groupes motopropulseurs P1 et P2 fixés aux extrémités de la structure d'une voilure horizontale 35 dont le bord arrière comprend une gouverne centrale 36 et des gouvernes latérales 37 et 38. Chaque groupe motopropulseur, par exemple le groupe P21 comprend une carène 39 enveloppant un moteur, un propulseur proprement dit,qui comprend deux rotors identiques R1 et R2 à pales engrenantes tournant l'un autour d'un axe a2,1 et l'autre autour d'un axe a212, sensiblement concourants en un point 02, situés dans un plan vertical 412, et qui font, avec la verticale 422 passant par leur point de concours 021 l'un et l'autre un angle de 45 . Le pas des pales du rotor R2,1 peut être reglé de manière indépendante de celui des pales du rotor R2 2. Dans la forme de réalisation spécialement montrée sur la figure 3, le plan 412 des axes a2,1 et a2 2 fait un angle e avec la verticale 422 passant par le point 02. La constitution et la disposition du groupe motopropulseur P2 sont analogues à celles du groupe motopropulseur P1, la disposition étant symétrique par- rapport au plan longitudinal moyen 16 du ballon. La voilure 35 se prolonge de part et d'autre des carènes et 392 par des parties obliques 441 et 442 qui comportent des gouvernes 451 et Le pilote, assis dans la cabine 46, peut commander non seulement le régime des moteurs des groupes motopropulseurs P1 et P2, mais également les pas des pales de chacun des rotors R1,11 R1,2 et R2 1 R2 2 d'une manière indépendante, Cette commande peut aller jusqu'à l'inversion du pas des pales d'un rotor. Dans une condition, les pas des pales des rotors R1 et R2 de chaque groupe sont identiques et chacun des groupes motopropulseurs développe une action aérodynamique dirigée parallèlement à la direction horizontale : c'est la condition de croisière. En faisant varier le pas des pales d'un rotor, par exemple le rotor R2, sans modifier le pas des pales de l'autre rotor, l'orientation du vecteur résultant de l'action des deux rotors se modifie tout en restant dans un plan vertical. Pour une inversion du pas des pales, la résultante devient verticale. Pour un tel ajustement des deux groupes motopropulseurs, ceux-ci contribuent à l'ascension du ballon. La puissance des moteurs des groupes peut être choisie pour correspondre au soulèvement de la charge maximale à emporter par le ballon. La force ascensionnelle de l'air chaud et/ou de l'hélium correspond à la sustentation de l'ensemble du ballon, à l'exception de la charge. Le réglage sélectif des pas des pales permet la commande des évolutions du ballon ainsi que toute manoeuvre tendant à assurer l'immobilité du ballon. Dans le déplacement de croisière, le souffle des rotors des. propulseurs P1 et P2 s'exerce sur la voilure 35 et contribue à la sustentation. On se réfère maintenant aux figures 4 à 6. Dans cette réalisation, relative à un ballon de grandes dimensions prévu pour le transport et la manutention de charges lourdes et encombrantes, une structure 51 comprend un cadre rectangulaire 52 à deux éléments longitudinaux ou poutres 53 et 54, et deux éléments transversaux 55 et 56. Ces éléments, par exemple en treillis, sont logés à l'in térieur de la carene ou enveloppe 57 et on a schématisé une charge 60 supportée- à l'intérieur du cadre 52. Les éléments transversaux de structure 55 et 56 font saillie par rapport aux éléments longitudinaux 53 et 54 et, à chacune de leurs extrémités, est fixé un groupe motopropulseur, P1, P2 à l'avant, P31 P4 à l'arrière. Chaque groupe motopropulseur comprend deux rotors identiques R11 R2 à pales engrenantes montés à rotation respectivement autour d'axes al et a2 concourant sensiblement en un point 0 formant le nez ou tête 57 de la carène 58 logeant le moteur. Les axes al et a2 sont dans un plan horizontal et font un angle de 45 avec l'horizontale X passant par le point 0. Le pas des pales du rotor R1 peut être réglé indépendamment du pas des pales du rotor R2. Par réglage du pas des pales, on peut ainsi orienter la résultante aérodynamique due à la rotation des rotors R1 et R2 dans le plan horizontal contenant les axes al et a2. Cet ajustement peut être fait indépendamment pour chacun des groupes P1,P2,P3,P4. On peut ainsi développer des forces aérodyna- miques pour chacun des groupes dans un sens et dans l'autre, longitudinalement et/ou transversalement, et ainsi assurer toute commande requise pour la bonne évolution du ballon. Dans la réalisation montrée sur les figures 7 et 8, la tête 57 des rotors est montée à rotation autour d'un axe horizontal longitudinal 59, la rotation pouvant être commandée d'un angle 6. On a représenté les nez 61 et 62 des rotors R1 et R2 du propulseur P. La rotation de e du plan de référence contenant les axes al et a2 fait naitre des composantes verticales qui, le cas échéant, contribuent à l'ascension et à la sustentation du ballon Un tel ballon peut etre dépourvu de gouvernes classiques, les possibilités conférées par l'ajustement du pas des pales, eventuel- lement la rotation des plans de référence, étant amplement suffisantes pour assurer le pilotage, lequel peut être entièrement automatique. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 9, un premier propulseur P1,à deux rotors identiques R1 et R2 à pales engrenantes,est monté à l'avant d'une nacelle 61 et un second propulseur P2 à rotors identiques à pales engrenantes est monté à l'arrière de ladite nacelle Les propulseurs P1 et P2 sont entraînés à partir d'un même moteur 62. Dans la forme de réalisation montrée sur les figures 10 et 11, le dirigeable comprend deux ballons ou enveloppes 71 et 72 placés de part et d'autre d'une plate-forme 73. Celle-ci supporte un fuseau 74, parallèle aux axes longitudinaux 75 et 76 des enveloppes. A une extrémité 77 du fuseau 74 est un premier propulseur P1 et à l'autre extrémité 78 est un second propulseur P2 Chacun des propulseurs est constitué par deux rotors identiques à pales engrenantes dont les axes sont dans un plan dit plan de référence horizontal, chacun des axes faisant un angle, par exemple de 300,avec la direction longitudinale 79 du fuseau 74. Celui-ci peut loger le moteur d'entraînement des propulseurs P1 et P2. REVENDICATIONS 1.- Ballon dirigeable, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un propulseur fixe constitué par deux rotors à pales engrenantes supportés par des paliers rapprochés solidaires d'un carter unique dont les pas peuvent être modifiés indépendamment et dont les axes de rotation, concourants ou quasi-concourants, sont symétriques par rapport à une horizontale passant par leur point de concours et parallèle à la direction de progression normale du ballon. 2.- Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan des axes de rotation d'un rotorJou plan de réfé rence,est horizontal. 3.- Ballon dirigeable selon la revendication I, caractérisé en ce que le plan des axes de rotation des rotors est vertical. 4.- Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire tourner le plan des axes de rotation autour de l'horizontale passant par leur point de concours. 5.- Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux propulseurs disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal moyen du dirigeable. 6.- Ballon dirigeable selon la revendication 5, caractérisé en ce que les propulseurs sont placés aux extrémités d'une voilure. 7.- Ballon dirigeable selon la revendication 6, caractérisé en ce que les rotors du propulseur sont à l'avant de la voilure. 8.- Ballon dirigeable selon la revendication 6, caractérisé en ce que, de part et d'autre des propulseurs la voilure se prolonge par des dérives. 9.- Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan transversal passant par le point de concours des axes des rotors des propulseurs passe sensiblement par la verticale d'accrochage de la charge. 10.- Ballon dirigeable selon la revendication I ou 2, carac terse en ce qu'il comprend quatre propulseurs montés suivant une configuration rectangulaire. 11.- Ballon dirigeable selon la revendication 10, caractérisé en ce que les plans de référence de chacun des propulseurs sont horizontaux. 12.- Ballon dirigeable selon la revendication 10, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire tourner les plans de référence des propulseurs autour d'une horizontale. 13.- Ballon dirigeable selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce que deux propulseurs sont montés respectivement a l'extrémité avant et a l'extrémité arrière d'une nacelle. 14.- Ballon dirigeable selon la revendication 13, caractérisé en ce que les plans de référence des deux propulseurs sont horizontaux et dans le prolongement l'un de l'autre. 15.- Ballon dirigeable selon la revendication 13, caractérisé en ce que les plans de référence des deux propulseurs sont horizontaux et décalés en hauteur l'un par rapport à l'autre. 16.- Ballon dirigeable selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend deux enveloppes disposées de part et d'autre d'une plate-forme supportant au moins un propulseur à rotors à pales engrenantes. 17.- Ballon dirigeable selon la revendication 16, caractérisé en ce que la plate-forme comprend un fuseau à chaque extrémité duquel est disposé un propulseur à rotors à pales engrenantes.