Brevet FR2631602A1 — publié le 19891124

On connait L'aérostat s'élevant au dessus te la surface du sol à l'aide du gaz plus léger que l'air ambiant contenu dans son enveloppe.On connaît le ballon solaire s'élevant comme un aérostat grsce au chauffage gratuit de L'sir de on enveloppe par le rayonnement solaire. On connait le parasol destiné 7 projeter son ombre pour protéger du solell.Il devient alors possible de réa- liser un parasol constitué d'un ballon solaire captif. Il suffit à ce ballon de supporter son propre poids en s'échauffant via le rayonnement sola}re pour projeter sur le sol son ombre propre. Un tel parasol présente des qualités de légéreté.II est sans danser aux coups de vent contrairement aux autresparasols, car-démunl de tout matériau dur ou pesant. Cependant un tel parasol pourrait s'échapper dans le clel en cas de maladresse, comme cela arrlve aux enfants jouant avec un ballon.Le parasol serait perdu pour son propriétaire et viendrait encombrer l'atmosphère. L'invention prévoit un parasol solaire présentant un centre de poussée ascenslonnelle situé en dessous du centre te gravité.Le parasol tend donc s se retourner à L'occasion d'un lâcher.L'ouverture permanente de l'enve- loppe située en bas en fonctionnement normal laisse alors s'échapper L'air chaud et le parasol perdant sa force ascensionnelle revient de lui-même au sol. Le boomerang et parasol solaire est constitué d'un matériau léger, souple et étanche.Les films plastiques ou les tissus du type soie ajouteront aux qualités citées des qualités thermiques adaptées à l'élévation de la température de L'air de l'enveloppe par le rayonnement solaire. Sur le dessin 1/1, une première pièce (1) de forme ronde, de rayon R adhère hermétiquement à une pièce (2) de forme conique.La pièce (1) est transparente au rayonnement solaire qui echauffe la pièce (2) d'une couleur absorbant le rayonnement solaire pour chauffer l'air interne. On désigne par (3) le centre de la pièce ronde (1), par (4) la pointe du cane, par x.R la hauteur du cône allant du centre (3) à la pointe (4) sur l'axe (5). Un extenseur constitue d'un tube torique représenté en coupe (6), mis sous pression via une valve (7) impose à l'enveloppe souple sa forme circulaire.La pointe du cône (4) est percée d'une ouverture permanente (8) permettant A l'air de circuler entre intérieur et extérieur de l'enve- loppe, ne serait-ce que pour plier le parasol. Un fil (9) fixe le parasol au Jol.Un ruban (10) permet de stabiliser le parasol dans le vent.L'ombre projetée (11) sur le sol correspond au rayonnement du soleil (12) intercepté pour chauffer L'air de l'enveloppe. Le centre te poutsée ascensionnelle (13) et le centre de gravité (14) sont situés à l'intérieur de l'enveloppe et sur l'axe (5) pour une raison évidente de symétrie.On d6montre que le centre de poussée (13) est en dessous du centre de gravité (14) quand les matériaux utilisés pour les places (1) et (2) ont même masse par unité de surface.Ls masse du tube torique (6) Clive encore plus le centre de gravité (14) verg le haut. Si le parasol est lâché, il monte en tendant à se retourner.L'ouverture permanente (8) de l'enveloppe souple évacue l'air chaud, entrainant une disparition de la force ascensionnelle et un retour précipité vera le aol. Le ruban (10) joue dans la phase de retour précipité une fonction anti-parachute accélérant encore le retour. Compte tenu des matériaux connus, à savoir environ dix grammes par mètre carré, de l'énergie solaire récupérable, les réalisations pratiques situent la dimension du rayon R dans l'ordre de grandeur du btre.La valeur du paramètre. x est optimisable pour maximiser la force ascensionnelle. On définit la force ascensionnelle F comme égale å la différence entre la pouggee d'Archlmède A et le poIds P. Pour une puissance W donnée du rayonnement solaire par unité de surface et un rayon R donné, l'élévation de tempe- rature T de l'air de l'enveloppe diminue quand x augmente. En effet la surface d'échange de chaleur avec l'air amblant augmente avec x.La poutsée A ugmente quand le volume et T augmentent, c'eut à dire avec x et , pour unrayon R donné.Pour un matériau de poIds donné par unité de surface, le poIds augmente avec x, pour R donné. L'homme de l'art saura écrire l'quatlon complte : F=A-P F=f(R,U,x,K) où K représente des paramètres tels que température ambiante, conduction calorifique,poids par unité de surface du matériau, constante des gaz parfaits, poIds volumique de l'air,élévation de temprature... La dérivé par rapport å x s'annule pour une valeur de x correspondant à un maxImum de F.I1 faut ensuite R et U suffisamment grand pour que F soit positive et permette l'aérostation. Revendications 1) Dispositif du type aérostat, dont l'enveloppe souple présente en phase d'aérostation une ouverture permanente (8) dirigée vers le bas, caractérisé par la précipitation d'une phase de retour vers la surface terrestre, due à l'évacuation forcée du gaz porteur via (8) suite à la dIsparitIon de la tension du lIen (9). 2) Dispositif selon revendication 1 utilisant le rayonnement du soleil (12) pour chauffer L'air de l'enveloppe, caractérisé par la projection d'une ombre (11) servant de parasol durant une phase d'aérostation captive créée par le lIen (9). 3) Dispositif selon revendlcatlon 1 caractérisé par une localisation du centre de poussée (13) sous le centre de gravité (14) durant la phase d'aérostatIon, provoquant ainsi un retournement et l'entrée en phase de retour précipité dès la disparition de la tension du lien (9). 4) Dispositif selon revendication 2 caractérisé par une optimisatIon de l'enveloppe en terme de volume et surface en vue de maxImiser la force ascensionnelle définie comme égale å la différence entre la poussée d'Archlmède et le poids. 5) Dispositif selon revendications 3 et 4 caractérisé par la forme conique de l'enveloppe (1) et (3) disposant d'une ouverture permanente (8) dans la pointe du cône (4). 6) Dispositif selon revendication 5 caractérisé par un tube torique (6) sous pressIon par valve (7) Imposant A l'enveloppe souple (1) et (2) sa forme circulaire. 7) Dispositif selon revendication 1 caractérIsé par une limitation de l'effet parachute de l'enveloppe durant la phase de retour précipité grâce à l'usage d'une queue de cerf-volant ou ruban souple (10).