Brevet FR2594792A1 — publié le 19870828

La présente invention a pour objet de procurer aux ballons diri geables une maniabilitieaméliorée dans le sens vertical en particulier en vol lent et pour accéder à un dispositif d'ancrage au sol tel celui décrit par le Brevet Français 85-02529 du même auteur. Les moyens de maniabilité concernés sont des hélices à pas variable. On connait depuis plus d'un siècle l'idée d'associer un ballon à des hélices ou rotors à action verticale. L'Rélicostat d' OEHMICEN dans la période 1922-1930 en a démontré la validité. Certains dirigeable dans la période 132-1938 ont été dotés de propulseurs basculants pour obtenir des poussées verticales et ceci a été repris sur des petits dirigeables récents. La mise à disposition des rotors d'hélicoptères a fait éclore de nombreux projets de type "hélicostat" comportant des rotors à action verticale montés sur une carène fuselée.On remarque que les rotors sont alors placés par paires symétriquement en estré- mités de poutres transversales, avec éventuellement, comme dans un projet de Goodyear, un rotor basculant en pointe arrière permettant des actions correctrices en tangage. On peut critiquer cette disposition par paires des rotors principaux de sustentation, car elle introduit des risques de dissymétries en roulis alors que le dirigeable serait naturellement stable en roulis; il faut synchroniser mécaniquement les deux rotors. Cette solution introduit finalement beaucoup de complexité et de poids, ainsi qu'une forte trainée. L'auteur a publié en t979 un projet comportant un rotor unique, coaxial à la charge emportée, n'impliquant pas de dissymétrie. La présente invention relève de l'ob6ervation que les rotors à axe vertical peuvent être utilisés non seulement à soulever une partie de la charge totale, mais bien à procurer un moyen de maniabilité verticale en altitude et en incidence (tangage). Ils peuvent en particulier être d'une force nettement inférieure à la charge mobile, dont le poids est soulevé en majeure partie par une action aérostatique avec compensation par lest. L'appareil peut alors être nommé n hélicostat partiel. La présente invention consiste à utiliser des rotors à action verticale aux deux extrémités de la carène fuselée d'un dirigeable. On utilise ainsi la rigidité existante de la carène dans le sens longitudinal, au lieu de lui adjoindre des poutres transversales, et l'on assure une excellente maniabilité en tangage, paramètre essentiel à maitriser. Il convient de rappeler que les carènes de dirigeables fuselés correspondent à trois types principaux: - les carènes souples où seule la surpression interne de l'enveloppe de gaz porteur assure le maintien de la forme, - les carènes semi-rigides oU l'enveloppe souple est associée à une poutre longitudinale,généralement appliquée sous la génératrice inférieure et nommée quille, - les carènes rigides, où la forme est maintenue par une structure complète. La présente invention nécessite une rigidité longitudinale importante; pour éviter les conséquences de flanques partiels de gonflement elle est a utiliser avec des carènes rigides ou 6e-i-rigidess de préférence les secondes en rayon de la fragilité bien souvent constatée des première. L'utilisation de rotors verticaux selon l'invention, en extrémités de carènes semi-rigides, pose des problèmesparticuliers qui seront exposés par les descriptions qui suivent, associées à des figures: - Figure 1. Vue de profil d'un dirigeable selon l'invention, - Figure 2. Variante au rotor arrière. La description est appliquée à un dirigeable semi-rigide comportan une enveloppe 1 iuselée avec maitre-couple avancé et une quille de rig: dité 2 portant à l'avant un rotor de sustentation 3 et un atterrisseur 4 ( du type concerné par le Brevet 85-02529) et à l'arrière un empenna des 5,'moiteur6 de propulsion 6 et un rotor de sustentation 7. L'axe du rotor 3 n'est pas vertical lais oblique (vers l'avant en haut) à la fois pour que le disque de rotor soit plus facile à dispose: entre le nez d'enveloppe et la pointe avant de quilles pour ne pas fai: souffler directement le rotor sur l'enveloppe lorsqu'il fonctionne en sens descente, et pour obtenir un certain effet tractif procurant, sou l'action de ce sedlrotor un envol extrêmement stable comme l'out démontré des essaie sur maquette motorisée. Cet effet tractif peut êtrr compensé si nécessaire par une action inverse des propulseurs. Selon une proposition de l'auteur, l'enveloppe du dirigeable peut présenter un maitre couple avancé pour permettre d'avancer autant que possible le centre de la charge emportée et obtenir le vol captif stable sur un cible de retenue servant aussi au hissage de la charge. Le rotor avant 3 compense alors une part de la charge beaucoup plus importante que celle prise par le rotor arrière 7 et il doit être plus puissant. Le rotor 3, fixé à la quille 3 par l'intermédiaire d'un bâti triant gulé, est entraîné soit directement par un moteur muni d'un réducteur, soit par un moteur 10 reporté dans la quille, par l'intermédiaire d'un arbre 71 et d'fil renvoi d'angle 12. On peut utiliser un rotor de type hélicoptère mais il n'apparaît pas nécessaire de l'équiper d'une varia- tion cyelique de pas. Sur la Figure 1 le rotor arrière 7 se trouve en extrémité d'une console 15 prolongeant l'arrière de quille. Il est entraîné par un moteur 16, un arbre 17 et un renvoi d'angle i8. n tourne en sens inverse du rotor 3 pour en compenser partiellement le couple, le reste de la compensation étant assuré par une action différentielle sur les propulseurs tels que 20, situéa de part et d'autre de la quille. Cette implantation en extrême arrière présente l'inconvénient d'allonger l'appareil et d'agrandir la zone nécessaire à ses évolutions, et aussi de présenter un certain risque de rencontre avec des obstacles. Pour un dirigeable de grande taille on aura avantage à utiliser la disposition de la Figure 2, dans laquelle le rotor 7 est remplacé par deux rotors 30 et 30' en tuyère dans des orifices des deux demi-ailes d'empennage, disposition dite " en fenestron pour les rotors de queue des hélicoptères. Les demi-ailes d'empennage sont ici en disposition "circonflexe". Les deux rotors peuvent être entrainés par un moteur unique 31 et leurs pas peuvent être couplés, à moins que lton veuille agir différentiellement sur ces deux rotors pour obtenir des effets de roulis et de force transversale. L'invention permet ainsi1 sans majoration appréciable de trainée par rapport à un dirigeable purement aérostatique, d'installer des rotor sustentateurs de puissance & choisir pour obtenir tout résultat désiré entre la seule amélioration de la maniabilité ( qui permet de se passer d'équipe au sol à l'atterrissage) et le fonctionnement en hélicostat de manutention. Cette continuité technique pour plusieurs appareils, tout à fait nouvelle en la matière, est un gage d'efficacité et d'économie. REVENDICATIONS 1. Dirigeable fuselé muni de rotors sustentateurs, caractérisé en ce que ces rotors sont placés au voisinage des extrémités avant et arrière 2. Dirigeable selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'un rotor avant est placé sur l'extrémité avant d'une quille de rigidité accolée à l'enveloppe souple du dirigeable, avec son axe oblique vers l'avant et le haut. 3. Dirigeable selon la revendication t caractérisé en ce qu'un rotor arrière est placé à l'extrémité arrière d'une quille de rigidité accolée à l'enveloppe souple du dirigeable, en extrémité d'un prolongement en console. 4. Dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux rotors à l'arrière, en tuyère dans des orifices de l'empennage.