Brevet FR2545775A1 — publié le 19841116

VEHICUILE A COUSSIN D'AIR L'invention concerne un véhicule à coussin d'air. Le véhicule conforme à l'invention comporte un moyen, compresseur d'air prévu sur une plate-forme et alimentant en air sous pression la zone de coussin d'air de sustentation délimitée par la face inférieure de cette plate-forme par des jupes périphériques et la surface du sol en regard, véhicule caractérisé en ce que le moyen de compresseur d'air alimente la zone de coussin d'air par l'intermédiaire d'un réservoir d'air sous pression. Suivant une autre caractéristique de l'inven tion, la zone de coussin d'air est divisée en compartiments par des jupes internes, chaque compartiment étant alimenté en air sous pression à partir du réservoir et par l'interne médiaire d'au moins un orifice pourvu d'un moyen de réglage de débit d'air. Suivant une autre caractéristique-de l'invenm tion, le réservoir alimentant en air sous pression la zone de coussin d'air de sustentation, alimente également en air sous pression des buses pourvues de moyens de réglage du débit d'air indépendants, ces buses prévues sur les cotés de la plateforme étant propres à assurer l'orienta- tion du véhicule, son déplacement et/ou son freinage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les jupes internes et/ou la jupe périphérique en matériau souple sont constituées par une enveloppe gonflable alimentée en air sous pression par le réservoir. Suivant une autre caractéristique de l'invention, des cloisons verticales et/ou horizontales sont prévues à l'intérieur des jupes pour relier les parois internes en regard. Suivant une autre caractéristique de l'invention le réservoir d'air sous pression constitue, par ses parois, tout ou partie de la platrme ainsi réalisée sous la forme dfune structure creuse comportant les orifices d'alimentation en air de la zone de coussin d'air, les buses latérales d'orientation et de déplacement du véhicule et/ou les orifices d'alimentation des jupes en air sous pression. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen, compresseur d'air est logé à l'intérieur du réservoir. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation du véhicule conforme à l'inven- tion - les figures 3 et 4 sont des vues de dessous de deux modes de réalisation du véhicule de la figure 1 - les figures 5 à 8 représentent en coupe quatre modes de réalisation des jupes du véhicule - la figure 9 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation du réservoir d'air sous pression contenant un ensemble turbo-moteur-réacteur - la figure 10 est une vue en perspective d'un véhicule pourvu de deux hélices contrarotatives et d'un compresseur horizontal pour la compression de l'air dans le réservoir. La présente invention a pour but la réalisation d'un véhicule à coussin d'air qui est très stable en mouvement ou à l'arrêt, quelle que soit la répartition de la charge qu'il supporte, qui, en fonctionnement, est très facile à diriger et qui augmente la durée de vie des jupes délimitant la zone de coussin d'air. Ce véhicule est également performant, peu bruyant en fonctionnement et économique sur le plan de la construction et sur le plan de l'énergie nécessaire à son déplacement. le véhicule représenté sur la figure 1 se compose d'une plate-forme 1 destinée à supporter les charges à transporter, la périphérie de la face inférieure de cette plate-forme étant pourvue d'une jupe 2 qui délimite entre cette plate-forme et le sol, la zone de coussin d'air assurant la sustentation du véhicule. Conformément à l'invention, la plate-forme 1 est réalisée creuse et forme ainsi un réservoir qui est alimenté en air sous pression par un conduit branché à la sortie d'un groupe moteur thermique 3 et compresseur 4. L'air sous pression contenu dans la plateforme réservoir 1 est destiné à assurer la sustentation du véhicule ainsi que son orientation, son déplacement et son freinage. Afin d'assurer l'orientation, le déplacement et le freinage du véhicule, le réservoir 1 qui est de forme générale parallélépipédique, comporte sur chacune de ses parois latérales au moins une buse 5, 6, 7 et 8 dé projection d'air. Ainsi, en supposant que le véhicule est destiné à se déplacer dans le sens de la flèche X, l'air sortant de la buse 6 est destiné à assurer le déplacement du véhicule vers l'avant, par réaction, alors que la buse 8 est destinée à son freinage et les buses 5 et 7 sont destinées à son déplacement latéral ou à son orientation en combinaison avec les buses 6 et 8. Des volets ou déflecteurs pourront être prévus à l'extérieur de ce réservoir 1 et en regard de ces buses afin de permettre l'orientation des jets d'air et de concourir à la direction du véhicule. Ces buses 5, 6, 7 et 8 sont également pourvues de vannes réglables indépendamment les unes des autres, afin de permettre le réglage de la puissance de déplacement, d'orientation ou de freinage. Une commande centrale pouvant être actionnée par des pédales et un volant, permettra de déterminer l'ouverture et la fermeture de ces vannes, ainsi que toute position intermédiaire désirée. Dans 1' exemple de réalisation de la figure 1, le réservoir 1 occupe toute la surface de la plate-forme mais dans d'autres cas (voir figure 2) la plate-forme 9 comportera sur sa face supérieure un réservoir central 10 et, dans ce cas, les buses 5, 6, 7 et 8 pourvues de leurs vannes de réglage 51' 61, 71 , 71 et 81 débouchent à la péri- phérie de la plate-forme 9 et sont reliées au réservoir 10 par des conduites correspondantes. Le réservoir 1 ou 9 est de préférence réalisé en éléments alvéolés ou en compartiments, afin de résister sans déformation à la pression interne importante de l'air. Afin d'assurer la sustentation du véhicule, le réservoir 1, 9 comporte sur sa face inférieure des orifices d'écoulement d'air 10, 11, 12 et 13 qui sont chacun pourvus d'une vanne de réglage du débit d'air commandée indépendamment à partir d'une unité centrale. Ces orifices débouchent ainsi dans la zone de coussin d'air délimitée par la jupe périphérique 2 afin de créer dans cette zone une pression d'air suffisante pour assurer la sustentation du véhicule. De préférence, cette zone de coussin d'air est divisée en plusieurs compartiments 14, 15, 16 et 17 par des jupes internes 18, 19 et 20 de façon que par la commande manuelle ou automatique de l'ouverture des buses de ces orifices, il soit possible de prendre en compte la charge du véhicule, sa vitesse, l'assiette de la plate-forme compte tenu de la répartition de la charge, etc.. Ainsi, suivant cette construction, chaque compartiment du coussin d'air est alimenté par la même pression d'air qui est celle -du réservoir, le réglage du débit par l'actionnement des vannes de chaque orifice permettant de stabiliser le véhicule à l'arr8t ou en marche. Le compartimentage de la zone de coussin d'air sera effectué en fonction des dimensions de la plate-forme et également en fonction de ses superstructures. Ainsi, suivant la figure 4, les jupes internes 21, 22 et 23 délimitent avec la jupe périphérique 2, deux compartiments longitudinaux 24 et 25 et deux compartiments 26 et 27 adjacents des extrémités avant et arrière du véhicule. Bien entendu, dans ce cas, chacun des compar- timents comporte au moins un orifice d'écoulement d'air 28 par lequel il communique directement avec le réservoir par l'intermédiaire des vannes. La jupe périphérique 2 et les jupes internes 18, 19, 20, 21, 22, 23 sont constituées par une enveloppe souple 28 à bords parallèles (voir figure 5) ou à bords inclinés en V, l'extrémité inférieure de cette jupe étant arrondie afin de ne pas se déchirer sur les aspérités du sol. Cette jupe étanche est alimentée en air sous pression à partir du réservoir et cela indépendamment de la sustentation du véhicule assurée par les coussins d'air délimités par ces jupes. Ces jupes sont fixées à la partie inférieure de la plate-forme et communiquent avec le réservoir 1 10 par des orifices 29. De préférence, l'enveloppe 28 constituant les jupes comportera des cloisonnements verticaux étanches de façon qu'en cas de détérioration de l'un d'entre eux, un clapet puisse fermer l'arrivée d'air correspondante du réservoir 29. Des cloisons ajourées horizontales 30 et/ou verticales seront prévues entre les bords latéraux des jupes afin de maintenir leur forme lorsqu'ils sont mis sous pression. Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, la jupe 31 comporte le long de son bord inférieur un boudin gonflable 32 qui est pourvu d'une fente inférieure longitudinale 33 dont les bords parallèles sont maintenus à distance constante par des fils d'acier ou de nylon. Ce boudin est relié au réservoir d'air sous pression par des vannes qui, lorsqu'elles sont ouvertes, permettent d'une part sa mise sous pression, d'autre part de créer un rideau d'air sous pression qui s'échappe de la fente 33 en direction du sol et qui emprisonne l'air de sustentation du ou des coussins d'air. De préférence, cette fente 33 est inclinée vers la zone centrale du véhicule et vers le sol. En fonctionnement, le véhicule se soulève jusqu'à une hauteur où le rideau d'air sortant des fentes 33 ne maintient plus l'air de sustentation des coussins d'air, l'extrémité inférieure des jupes n'étant plus en contact avec le sol ce qui évite leur détérioration Dans le cas où l'alimentation en air du boudin 32 est fermée, sa moitié supérieure s'écrase contre sa moitié inférieure par suite de la pression régnant en 34 à l'intérieur de la jupe et on se retrouve dans le cas d'une jupe conforme aux figures 5 et 6. La figure 8 représente une variante simpli fiée du mode de réalisation de la figure 7 et dans ce cas, la jupe 35 à bords parallèles comporte directement une fente longitudinale 36 du côté interne de son bord longitudinal. Les fentes 33ou 36 pourront, si nécessaire, autre remplacée par des orifices alignés et suffisamment proches les uns des autres pour former un rideau d'air. le véhicule conforme à l'invention entraisne, en mode de marche, une consommation importante d'air comprimé et à cet effet le remplissage du réservoir est assuré (voir figure 9) par la combinaison d'un turbomoteur qui permet d'obtenir une puissance importante sur un arbre et par un turbo-réacteur qui permet de disposer d'une poussée importante pour un poids embarqué très faible. Cet ensemble turbo-moteur-réacteur est inclus à l'intérieur du réservoir et comprend un compresseur haute pression comportant par exemple cinq turbines haute pression permettant d'obtenir une pression d'air aussi élevée que possible, une chambre de combustion 38 alimentée d'une part en carburant, d'autre part en air sous pression issu du compresseur 37 de façon que la combustion du carburant permette d'augmenter la température des gaz et donc leur vitesse et leur volume.Les gaz issus de cette chambre de combustion 38 entraînent par l'intermédiaire d'un ajutage 39, deux turbines motrices 40 qui sont reliées par un arbre creux 41 aux turbines du compresseur 37 afin de les entraîner en rotation. Après avoir traversé les turbines motrices 40, les gaz issus de la chambre de combustion 38 entrainent deux turbines de puissance 42 montées sur un arbre 43 disposé coaxialement à l'arbre creux 41. Cet arbre 43 comporte, à l'intérieur du réservoir 1, un pignon conique 44 qui engrène avec deux couronnes 45, 46 reliées par des axes 47, 48 respectivement à deux ou plusieurs soufflantes ou à des turbines centrifuges destinées à la mise en pression du réservoir 1 ou à un mélange de souf flantes et de turbines. Le compresseur 37, la chambre de combustion 38, l'ajutage 39, la turbine motrice 40 et la turbine de puissance 42 sont disposés coaxialement autour de l'arbre 43, la turbine 42 débouchant à l'extérieur du réservoir par une tuyère 51. Une valve 52 est en outre disposée au travers de la paroi du réservoir 1 autour de la turbine de puissance 42 et de la tuyère 51. Le fonctionnement de cet ensemble est le suivant. Dans sa partie de turbo-moteur, l'air du réservoir 1 est comprimé par les turbines du compresseur 37 afin d'alimenter la chambre de combustion 38 et des gaz chauds et à très forte pression qui en sont issus entraînent en rotation les turbines 40 et 42 qui entrainent elles-mêmes respectivement le compresseur 37 et les soufflantes 49 et 50. Les gaz d'échappement de cet ensemble turbo-moteur s'échappent alors par la tuyère 51 et constituent le flux primaire du turbo-réacteur dont le flux secondaire provient directement du réservoir 1 par l'intermédiaire de la vanne réglable 52. Cette disposition du turbo-réacteur à la sortie du turbo-moteur aura pour effet de diluer les gaz brtlés, d'abaisser leur température , de diminuer le bruit produit par les turbines et d'augmenter le rendement. Les turbines des compresseurs 37, 49 et 50 pourront, Si désiré, être constituées par des turbines centrifuges, tandis que leur nombre sera déterminé en fonction de la pression désirée. Par ailleurs, le rapport de transmission établi par le pignon conique 44 et les couronnes 45 et 46 sera déterminé afin d'obtenir une démultiplication convenable entre la vitesse de rotation de la turbine 42 et celle des soufflantes 49, 50 qui sont de grandes dimensions. Suivant l' exemple de réalisation de la figure 10, il est prévu de compléter la sustentation du véhicule par deux hélices contrarotatives disposées horizontalement au-dessus de la plate-forme réservoir 1. Dans ce cas, l'organe moteur de ces hélices est, par exemple, constitué par l'ensemble turbo-moteur réacteur de la figure 9, le pignon conique 44 engrènant avec une couronne horizontale (non représentée) dont l'arbre vertical 54 entrain tout d'abord plusieurs turbines horizontales 55 disposées au niveau de la partie supérieure du réservoir puis les deux hélices contrarotatives 53. Le but de cette disposition est d'obtenir une plus grande stabilité du véhicule en raison de l'effet de traction verticale créee par les deux hélices 530 Une enveloppe 56 pourra être prévue pour relier les hélices 53 et les turbines 55 afin de récupérer la poussée des hélices 53 sur la turbine horizontale 55. REVENDICATI0NS 10) Véhicule à coussin d'air comportant un moyen, compresseur d'air (3, 4) prévu sur une plateforme et alimentant en air sous pression la zone de C coussin d'air de sustentation délimitée par la face inférieure de cette plate-forme par des jupes périphériques (2) et la surface du sol en regard, véhicule caractérisé en ce que le moyen de compresseur d'air alimente la zone de coussin d'air par l'intermédiaire d'un réservoir d'air sous pression (1). 20) Véhicule conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de coussin d'air est divisée en compartiments (14, 15, 16, 17) par des jupes internes (18, 19, 20), chaque compartiment étant alimenté en air sous pression à partir d'un réservoir etpar l'intermédiaire d'au moins un orifice (10, 11, 12, 13) pourvu d'un moyen de réglage de débit d'air. 30) Véhicule conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (1) alimentant en air sous pression la zone de coussin d'air de sustentation, alimente également en air sous pression des buses (5, 6, 7, 8) pourvues de moyens de réglage du débit d'air indépendants (519 612 71 81), ces buses prévues sur les cotés de la plate-forme étant propres à assurer-l'orientation du véhicule, son déplacement et/ou son freinage. 40) Véhicule conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les jupes internes (18, 19, 20) et/ou la jupe périphérique (2) en matériau souple sont constituées par une enveloppe gonflable alimentée en air sous pression par le réservoir. 50) Véhicule conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que l'enveloppe gonflable constituant les jupes, présente une fente longitudinale (33, 36) sur son bord inférieur. 60) Véhicule conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe gonflable constituant les jupes, comporte un boudin gonflable (32) le long de son bord inférieur, ce boudin étant pourvu de la fente longitudinale (33). 70) Véhicule conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que des cloisons verticales et/ou horizontales sont prévues à l'intérieur des jupes. 80) Véhicule conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que des cloisons délimitent des éléments étanches, munis de clapets se fermant en cas de détériorations de l'élément et en cas d'arrivée d'eau par les jupes en cas d'une panne de compresseur. 90) Véhicule conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que des cloisons verticales et/ou horizontales sont ajourées pour maintenir les parois en posi- tion. 100) Véhicule conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir d'air sous pression (2), constitue, par ses parois, tout ou partie de la plate-forme ainsi réalisée sous la forme d'une structure creuse comportant les orifices d'alimentation en qir (10, 11, 12 13) de la zone de coussin d'air, les buses latérales (5, 6, 7, 8) d'orientation et de déplacement du véhicule et/ou les orifices (29) d'alimentation des jupes en air sous pression. 110) Véhicule conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen compresseur d'air est logé à l'intérieur du réservoir. 120) Véhicule conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen compresseur d'air est constitué par un compresseur à turbine (37) alimentant en air sous pression une chambre de combustion (38) d'uncarburantwles gaz issus de cette chambre assurant la rotation d'une turbine motrice (40) reliée mécaniquement à la turbine de compresseur (37) pour son entrainement. 130) Véhicule conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que les gaz issus de la chambre de combustion (38) assurent la rotation d'une turbine de puissance (42) débouchant à l'extérieur du réservoir et disposée coaxialement à la turbine motrice (39) à la turbine de compresseur (37) et à la chambre de combustion (38) cette turbine de puissance (42) entraînant par l'intermédiaire du réducteur des soufflantes (49, 50) alimentant le réservoir en air sous pression (1). 140) Véhicule conforme à la revendication 13, caractérisé en ce qu'un passage annulaire pour l'air du réservoir est formé sur la paroi du réservoir autour de la turbine de puissance (42) débouchant à ltextérieur du réservoir, ce passage annulaire comportant une valve (52) de réglage du débit d'air. 150) Véhicule conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux hélices contrarotatives (53) disposées horizontalement au-dessus de la plate-forme pour sa sustentation.