Brevet FR2570447A1 — publié le 19860321

La présente invention concerne tout engin mobile se déplacant par rapport à un milieu qui ne constitue pas pour lui un vide efficace, c'est-à-dire selon une notion communément admise, un milieu duquel le mobile peut recevoir une accélération au moins égale à 6 mm/s/s. La présente invention concerne un engin mobile quel que soit le mode de propulsion utilisée et bien qu'elle soit plus particulièrement décrite ci-dessous en liaison avec un engin mis en mouvement par un jet propulsif, on comprendra qu'elle s'applique à des engins comportant un mode quelconque de propulsion. On a constaté que les formes actuellement en usage pour les engins mobiles ne constituent pas, pour des raisons d'encombrement ou en raison de contraintes de fabrication, des formes optimales par rapport au milieu fluide dans lequel elles évoluent, que ce milieu soit gazeux, liquide ou accessoirement pulvérulent. A ce propos, il est bien connu que les formes arrières jouent un rôle déterminant, tant en ce qui concerne les possibilités de pénétration dans le milieu (force de trainée) qu'en ce qui concerne la stabilité naturelle du mobile (moment de portance). Un but de la'présente invention est de réaliser un engin mobile présentant une structure améliorée destinée à stabiliser la trajectoire de l'engin et de préférence à diminuer également la trainée de celui-ci.. En vue d'atteindre ce but, on prévoit un engin mobile comportant une enveloppe destinée à recevoir un générateur de mouvement, par exemple un générateur de gaz associé à une tuyère d'éjection, caractérisé en ce qu'il comporte une série d'éléments flexibles allongés s'étendant vers l'arrière, à partir de la partie postérieure de l'enveloppe. Ainsi, par leur flottement lors du mouvement de 1 'engin volant les éléments flexibles allongés provoquent un report vers 1 'arrière du foyer aérodynamique ou hydrodynamique de l'engin dont la trajectoire se trouve ainsi stabilisée. De plus, les éléments flexibles allongés évitent la formation d'une zone de dépression prononcée à 1 'arrière de 1 'engin et favorisent ainsi la pénétration de l'engin dans le milieu environnant, en diminuant la trainée de celui-ci. Selon une version avantageuse de l'engin mobile selon l'invention, les éléments flexibles allongés sont des lanières. Ainsi, une bonne stabilité peut être obtenue sans qu'il soit nécessaire de prévoir un nombre important d'élements flexibles. Selon une autre version avantageuse de l'invention, 1 engin mobile comporte plusieurs couches d'éléments flexibles superposes, les éléments flexibles de chaque couche étant espaces les uns des autres et les éléments flexibles de deux couches adjacentes étant décalés. Ainsi, on obtient autour de la partie postérieure de l'engin mobile une enveloppe souple presque continue et permeable en depit des mouvements des éléments flexibles les uns par rapport aux autres. Selon un autre aspect de l'invention, l'engin mobile comporte des ailettes fixes s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface de l'enveloppe et selon une inclinaison par rapport à l'axe de l'enveloppe. Ainsi, lors de l'avance de l'engin, les ailettes provoquent un mouvement de rotation de celui-ci autour de l'axe de l'enveloppe, et la stabilité de la trajectoire se trouve encore améliorée. Selon encore un autre aspect de l'invention, la paroi latérale de l'enveloppe comporte des cavités tournées vers l'extérieur de l'enveloppe et fermées par une membrane souple. Les cavités ainsi fermées réalisent des organes vibrants qul facilitent la pénétration de l'engin mobile dans le milieu environnant. Selon une version avantageuse de cet aspect de l'invention, au moins l'une des cavités est reliée à une enceinte fermée contenue dans l'enveloppe. Ainsi, l'enceinte fermée réalise un adaptateur d'impédance des vibrations de la membrane fermant la cavité. Selon une autre version avantageuse de cet aspect de l'invention, l'enceinte fermée est reliée à un générateur de pression pulsée. Ainsi, on obtient un adaptateur d'impédance actif. Selon une variante de réalisation de la version avantageuse de cet aspect de l'invention, au moins l'une des cavités comporte des moyens pour déformer la membrane de façon alternative ; ces moyens comprenant, par exemple, une came montée de façon excentrée sur un arbre fixé dans la cavite à proximité de la surface interne de la membrane, l'arbre étant entraÎné par un moteur électrique. Ainsi, on augmente le contrôle des mouvements de la membrane et la pénétration de 1 'engin mobile dans le milieu environnant se trouve encore améliorée. D'autres caractéristiques et avantages de 1 'in- vention résulteront encore de la description ci-après d'un exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un engin mobile selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective partielle en coupe selon le plan II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon le plan III-III de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon le plan III-III d'une variante de réalisation ; - la figure 5 est une coupe axiale de la tuyère de l'engin comportant un dispositif facultatif de mise sous pression ; - la figure 6 est une vue en perspective partielle d'une variante de réalisation d'un engin selon l'invention ;; - la figure 7 est une vue en élévation partielle de l'enveloppe de l'engin de la figure 6 - la figure 8 est une vue en coupe selon le plan VIII-VIII de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue en coupe selon le plan IX-IX de la figure 7 ; - la figure 10 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 9 d'une variante de réalisation de 1 'invention ; - la figure 11 est une vue en perspective de la came de la figure 10 et de son moteur d'entraînement ; - la figure 12 est une vue en perspective partielle d'une autre variante de réalisation d'engin selon l'invention. Les figures 1 à 5 illustrent un exemple non limitatif d'engins mobile selon l'invention, se présentant sous forme d'un engin volant à jet propulsif et plus particulierement une fusée à gaz non brûlants comportant une enveloppe 1 destinée à recevoir un générateur de gaz, et une tuyère d'éjection 2. Le matériau constituant l'enveloppe 1 dépend de l'utilisation que l'on souhaite faire de l'engin volant. Ainsi, pour une utilisation comme jouet d'enfant, l'enveloppe est par exemple une enveloppe élastique en caoutchouc, naturel ou synthétique, gonflable de maniere facile à la bouche ou avec une pompe à bicyclette. Pour l'utilisation militaire ou sportive, pour l'envoi de messages au-del d'une zone difficilement franchissable, on conservera l'enveloppe souple repliable, de faible encombrement, mais le moyen de gonglage sera plus puissant ; par exemple un soufflet à pied de gonflage de matelas ou de canots pneumatiques, ou un réservoir d'oxygène sous pression des alpinistes. Pour l'utilisation comme fusée postale, les moyens de mise sous pression peuvent être des moyens de caractère industriel léger, chimique ou mécanique. Lorsque l'on souhaite obtenir des performances plus élevées, on peut envisager des réservoirs de gaz sous pression rigides qui seront avantageusement réalisés en fibres à haute caractéristique mécanique, par exemple en fibres de verre, de carbone, de bore, ou autre, mécaniquement équivalentes. Ces fibres pourront être noyées dans une résine polymérisée à froid ou à chaud ou dans une coulée de métal léger, ces exemples étant bien entendu donnés à titre indicatif seulement. Dans le cas d'une fusée postale, ou pour le transport de petits objets, on prévoit avantageusement en tete de l'enveloppe 1 une ogive contenant la charge utile et, lorsque cela s' avère souhaitable un parachute dont le déploiement est obtenu par un dispositif de commande à distance. Selon l'invention, l'enveloppe 1 comporte des éléments flexibles allongés 3 s'étendant vers l'arrière à partir de la partie postérieure de l'enveloppe 1. Dans le cas d'une utilisation de l'engin volant comme jouet, les éléments flexibles allongés 3 sont de simples lanières de matière plastique collées sur l'enveloppe 1. Dans le cas d'une utilisation pour le transport d'une charge utile, les éléments flexibles allongés 3 sont de préférence également des lanières présentant cette fois une résistance renforcée à l'usure. On utilise par exemple des lanières comprenant une armature en tissu noyée dans une matière plastique souple telle que du polyéthylène ou du polybutadiène ou même, dans le cas d'un générateur de gaz émettant des gaz chauds, on utilise des lanières réalisées à partir d'un métal en feuille. Toute matière se présentant sous une forme souple peut cette toisée pourvu qu'il y ait une compatibilité entre cette matière et la température d'éjection des gaz. Dans le cas d'une utilisation comme jouet d'enfant, les lanières pourront être choisies pour remplir un rôle décoratif (par exemple des rubans de papier de soie multicolores). Dans le cas d'une utilisation militaire, les lanières pourront également être colorées afin de permettre de retrouver l'objet tombé dans une zone proche mais non ponctuelle du destinataire, ou au contraire utiliser des teintes de camouflage, 1 'assis- tance à la recherche de l'engin pouvant alors être effetuée par un émetteur porté par 1 'engin, comme par exemple un émetteur radio-actif, électromagnétique ou pyrotechnique. Selon une version avantageuse, les éléments flexibles 3 ont une longueur égale à au moins trois fois la dimension transversale de l'enveloppe 1 et sont fixés dans une zone adjacente à la tuyere d'éjection 2, qui entoure cette dernière. Comme illustre par la figure 3, les lanières 3 ont leurs bords de préférence légèrement espacés les uns des autres afin de diminuer le frottement bord à bord des lanières lors du déplacement de l'engin volant. Selon une variante de réalisation illustrée par la figure 4, les éléments flexibles 3 sont disposés selon plusieurs couches d'éléments 3.1 et 3.2, les éléments flexibles de chaque couche étant espacés les uns des autres, tandis que les éléments flexibles de deux couches adjacentes sont décalés, de sorte que les éléments 3.2 recouvrent les bords des éléments 3.1. L'ensemble des éléments flexibles constitue ainsi une enveloppe presque continue autour de l'arrière de l'engin volant, tout en conservant pour cet ensemble une très grande flexibilité. Selon un autre aspect de l'invention, des ailettes 4 sont également prévues à l'extérieur de l'enveloppe 1. Ces ailettes 4 s'étendent de préférence sensiblement perpendiculairement à la surface de l'enveloppe 1 et selon une inclinaison par rapport à l'axe de l'enveloppe 1. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 2, les ailettes 4 sont réalisées en un matériau semirigide, par exemple un profilé en polystyrène dont les côtés 5.1 et 5.2 s'étendent parallèlement à l'enveloppe 1 et sont collées à celle-ci. Par ailleurs, sur la réalisation de la figure 2, le bord 6 des ailettes 4 tourné vers l'avant de Engin est arrondi afin d'offrir un profil présentant une meilleure pénétration dans l'air. En raison de l'inclinaison des ailettes 4 par rapport à l'axe de l'engin, selon un angle 6 (figure 1) l'écoulement de'l'air autour de l'engin, dirigé suivant les flèches E, exerce sur les ailettes 4 une force F qui tend à faire tourner l'engin dans le sens de rotation représenté par la flèche R. Cette rotation exerce un effet de stabilisation supplémentaire sur la trajectoire de 1 'engin. On notera à ce propos que contrairement aux ailettes habituelles, les ailettes de l'engin selon l'invention n'ont pas de fonction stabilisatrice principale, mais servent simplement à engendrer une rotation stabilisatrice de l'engin. Elles peuvent donc avoir une hauteur faible et provoquer une très faible traînée. Suivant une autre caractéristique, plus particu lièrement adaptée au cas où l'engin selon l'invention est réalisé sous forme d'un jouet d'enfant ou un porteur de message, la tuyère 2 est bouchée par un bouchon 7 comportant une valve de gonflage 8. L'enveloppe 1 peut ainsi être aisément raccordée à une pompe et gonflée au moyen de celle-ci. Lors de l'utilisation, le bouchon 7 est retiré, libérant ainsi le gaz comprimé dans l'enveloppe 1 e peut être réutilisé lors du gonflage suivant de l'enveloppe. Dans le cas d'un engin de structure renforcée servant au transport d'une charge utile et contenant des gaz sous pression élevée, le dispositif de fermeture de la tuyère 2 est de préférence un opercule de verre ou métallique fixé de façon étanche dans la tuyère 2 et raccordé à un systeme de rupture pyrotechnique-qui offre l'avantage de-provoquer une rupture pratiquement instantanée de l'opercule. Selon un autre aspect de l'invention illustré par les figures 6 à 9, certaines des lanieres souples 3 se prolongent sur 1 a paroi latérale de ltenveloppe 1 pour former des membranes souples 10 qui ferment des cavités 11, réalisées dans la paroi latérale de l'enve- loppe 1 et tournées vers l'extérieur de celle-ci Ces cavités 11 peuvent etre simplement fermées comme illustré par la figure 10, mais elles sont de préférence chacune -raccordées à une enceinte fermée 12 contenue dans 1 'en veloppe 1, par l'intermédiaire d'un conduit 13 de faible diametre. Les enceintes fermées 12 constituent ainsi des adaptateurs d'impédance vis-à-vis des cavités 11 et des mouvements de la membrane 10. Les cavités 12 sont de préférence reliées à un générateur de pression pulsée, par exemple un généra- teur autonome 14 directement disposé dans 1 'enceinte fermée 12. Selon une autre variante de réalisation, au moins 1 'une des cavités 11 comporte des moyens pour déformer la membrane 10 de façon alternative, ces moyens comprenant par exemple une came 15, montée de façon excentrée sur un arbre 16 fixé dans la cavité 11, à proximité de la surface interne de la membrane 10, trans versalement à l'axe longitudinal de l'enveloppe 1. La came 15 peut soit être montée pour pouvoir tourner librement sur l'arbre 16 et elle est alors simplement soumise aux mouvements d'inertie provoqués par la trajectoire de l'engin mobile ou encore, comme représente sur la figure 11, être raccordée à un moteur autonome 17, luimême dispose dans la cavité 11. Selon encore une variante de réalisation illustrée par la figure 12, les membranes 10, ainsi que les cavités 11, sont de forme circulaire et réalisent un piquetage de membranes locales sur la paroi latérale de l'enveloppe 1 Bien entendu, dans cette variante de réalisation, les cavités 11 peuvent être reliées à des enceintes fermées 12 ou être équipées de vibrateurs comme dans la variante qui a été décrite ci-dessus à propos des figures 6 à 11. On remarque que les engins selon l'invention présentent d'une façon générale l'avantage de ne se déployer complètement que pendant le mouvement et donc d'occuper un espace de stockage aussi réduit que possible. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes d'exécution. Ainsi, les lanières 3 représentées sur les figures peuvent être remplacées par des éléments flexibles en forme de fil. Les éléments flexibles 3 peuvent être fixés sur l'enveloppe 1 par une couronne de diametre légèrement inférieur à celui de l'enveloppe 1, et assurant un maintien des éléments flexibles par pincement. Les élements flexibles 3 peuvent être soit de couleur vive, permettant de retrouver facilement l'engin ou au contraire transparents afin que l'engin puisse passer aussi inaperçu que possible (applications militaires). Dans les cas où la tuyère d'éjection ne se trouve pas à l'arrière mais répartie en plusieurs éléments sur les parois latérales de l'enveloppe, les éléments flexibles 3 s'étendent néanmoins à partir de la partie arrière de l'enveloppe. Sur la figure 1, les ailettes ont été représentées sur la partie cylindrique de l'enveloppe à l'arrière de celle-ci. La fonction principale de ces ailettes étant de provoquer une- rotation de l'enveloppe, elles peuvent être disposées en un point quelconque de la paroi de l'enveloppe. Les lanières peuvent être montées de façon interchangeable sur 1 'enveloppe. Dans certains cas, le coût des lanières étant très faible devant celui de l'enveloppe, il est possible de prévoir un renouvellement des lanières dès que celles-ci présentent une usure indésirable voire même de les changer pour chaque vol. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut également remplacer les lanières par des moyens équivalents, par exemple de petites hélices montées pour tourner librement sur des axes s'étendant à l'arrière de l'engin. A titre d'exemples non limitatifs, l'engin volant selon l'invention est susceptible de quatre applications particulières - jouet d'enfant, - petit porteur d'un message au-dessus d'une coupure telle qu'un ravin ou un bras d'eau, - fusée postale, - mobile aquatique immergé ou émergeant. REVENDICATIONS 1. Engin mobile comportant une enveloppe (1) destinée à recevoir un générateur de m-ouvement, caractérisé en ce qu'il comporte une série d'éléments flexibles allongés (3) s'étendant vers l'arrière à partir de la partie postérieure de l'enveloppe (1). 2. Engin mobile conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments flexibles allongés (3) sont des lanières. 3. Engin mobile conforme à la revendication 1 ou à la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments flexibles (3) sont collés sur la surface externe de l'enveloppe (1). 4. Engin mobile conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments flexibles (3) ont une longueur égale à au moins trois fois la dimension transversale de l'enveloppe (1). 5. Engin mobile conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs couches d'éléments flexibles superposés (3.1, 3.2). 6. Engin mobile conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments flexibles (3.1, 3.2) de chaque couche sont espacés les uns des autres et les éléments flexibles (3.1, 3.2) de deux couches adjacentes sont décalés. 7. Engin mobile conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des ailettes (4) s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface de 1 'enveloppe (1) et selon une inclinaison (s) par rapport à l'axe de l'enveloppe (1). 8. Engin mobile conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les ailettes (4) sont collees sur la surface externe de l'enveloppe (1). 9. Engin mobile conforme à l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que la paroi latérale de 1 'enveloppe comporte des cavités tournées vers 1 'extérieur de l'enveloppe et fermées par une membrane souple. 10. Engin mobile conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une des cavités est reliée à une enceinte fermee contenue dans l'enveloppe. 11. Engin mobile conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que l'enceinte fermée est reliée à un générateur de pression pulsée. 12. Engin mobile conforme à l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'au moins l'une des cavités comporte des moyens pour deformer la membrane de façon alternative. 13. Engin mobile conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens pour déformer la membrane de façon alternative comprennent une came montée de façon excentrée sur un arbre fixe dans la cavité à proximite de la surface interne de la membrane. 14. Engin mobile conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que l'arbre est entraine par un moteur électrique. 15. Engin mobile conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que chaque membrane souple est un prolongement d'un des éléments flexibles allonges.