Brevet FR2635749A1 — publié le 19900302

BALLON DIRIGEABLE A COMPRESSION PAR ENROULEMENT DESCRIPTION La présente invention a pour objet un ballon dirigeable à compression par enroulement. Le principe des ballions dirigeables emportant Leur propre réserve de gaz (de L'hélium par exemple) a été décrit dans la demande de brevet français n087 03905. Cette demande prévoit que l'on dispose à bord, un compresseur et une bouteille pour stocker L'hélium. La présente invention a pour objet un ballon dirigeable qui se pilote encore en faisant varier le volume de L'enveloppe, mais en évitant d'avoir à disposer à bord d'un compresseur et d'une bouteille pour stocker le gaz. Selon L'invention, la modification de la pression est obtenue en enroulant ou déroulant l'enveLoppe sur une b8me selon des dispositions particuLières. La tension T appliquée sur une enveloppe cylindrique de rayon R est donnée par La formule T= #p.R, dans Laquelle #p est la différence de pression entre L'intérieur et l'extérieur de L'enveloppe. Dans les ballons cLassiques, la différence #p est contrôlée par une soupape pour qu'elle ne depasse pas 50 à 100 mm d'eau, soit 1X de La pression 2 atmosphérique. Comme p vaut 100 000 N/m , la tension sur l'enveloppe croit très vite et le couple à appliquer à une bôme pour obtenir un taux de compression supérieur à 10X est v-te irréaliste. Or, si, pour piloter le dirigeable pesé, une variation de 9 millièmes par 100 mètres est suffisante, on souhaite aussi pouvoir effectuer une partie du pesage avec le système de compression et donc atteindre des variations supérieures à 10X. A titre indicatif, pour un dirigeable de 3 metres de rayon la quantité 10Z ( tp.R) représente une tension sur une bande d'enveloppe de 5cm de 150 daN. Si l'on souhaite enrouler un cylindre ainsi gonflé sur une bôme de 10m de long et de 10cm de rayon, il faudrait appliquer un couple de 4000 daN.m. En outre, on ne disposerait d'aucune progressivité. Ces chiffres expliquent pourquoi l'invention objet de la demande de brevet précitée prévoyait de naintenir la surpression de l'enveloppe à un niveau assez faible en récupérant L'hélium grâce à un compresseur et en le stockant dans une bouteille renforcée avec du kevlar. La présente invention a justement pour but d'éviter ces inconvénients et de prendre en compte ces diverses contraintes. A cette fin, elle propose un ballon dirigeable dont la caractéristique essentielle est de comprendre, en plus du corps principal et des moyens de propulsion et de pilotage classiques : - un volume auxiliaire, en forme d'aile verticale, gonflé par le gaz, ce volume étant défini par une enveloppe raccordée à son extrémité supérieure à la partie inférieure du corps principal, Ledit volume étant en communication avec L'intérieur du corps principal, - au moins une bôme sur Laquelle vient s'enrouler la partie inférieure de l'enveloppe du volute auxiliaire, - des moyens pQur exercer sur la bôme un couple apte à enrouler ou dérouler une partie de l'enveloppe et assurer ainsi une pression de gaz appropriée dans le corps principaL, - un cadre supportant ladite bombe, les moyens de propulsion et les moyens de pilotage. L'aile possède une section horizontale très inférieure à la section horizontale du corps principal (par exemple 1/10 de cette dernière). De préférence, le volume auxiliaire est divisé en compartiments, séparés par des cloisons transversales poreuses au gaz. De préférence encore, la communication entre le corps principal et le voLume auxiliaire s'effectue par une paroi poreuse au gaz. Selon une variante avantageuse, l'invention prévoit deux bômes placées côte à côte, L'une pour l'enroulement ou le déroulement de L'enveloppe définissant le volume auxiliaire, et l'autre (contrebôme) s'appuyant sur l'aile et compensant le couple d'enroulement ou de déroulement. De toute façon, les caractéristiques de L'invention apparartront nieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur un exemple de réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif et eLLe se réfère à des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 montre schématiquement un ballon selon la présente invention, en vue de coté, - La. figure 2 montre ce même ballon en vue de bout, - la figure 3 montre une section de l'aile, verticale. Le dirigeable représenté sur les figures t et 2 comprend un corps principal 10, rempli d'un gaz approprié, de l'hélium par exemple, une aile 12 fixée à la partie inférieure du corps 10, un cadre rigide 20 supportant deux bômes, la première 21 pour L'enroulement de l'enveloppe constituant l'aile 12, La seconde (contre-bome) référencée 22 pour compenser le couple dû à l'enroulement ou au déroulement de l'enveloppe, une nacelle de pilotage 24 et des moyens de propulsion constitués par exemple par deux hélices carénées 26, 27. L'enveloppe constituant le corps principal 10 est réalisée en toile trés solide et légère. On peut utiliser par exemple, les textiles de la gamme J de la Société Brochier Espace", ou tout autre textile équivalent susceptible de résister aux tensions évoquées plus haut. Avec le tissu décrit, le film de mylar, placé à l'intérieur de l'enveloppe, sert de barriere à l'hélium. L'enveloppe constituant l'aile 12 verticale est raccordée par sa partie supérieure au corps principal 10 par une paroi poreuse 13 pour permettre les échanges de gaz entre le volume principal et le volume auxiliaire. La partie inferieure de l'aile s'enroule sur la bôme 21 grâce à un moteur 23. La plus grande épaisseur de L'aile est naturellement très inférieure au diamètre du corps principal. On peut indiquer, à titre non Limitatif, que la Longueur du corps 10 peut être de l'ordre de 14 M et son diamètre maximum de 6 m. La longueur de l'aile peut être de l'ordre de 7 m, sa hauteur maximum de 4 m et sa plus grande largeur de l'ordre de 1 à 2 m. L'épaisseur de l'aile est contrôlée par un certain nombre de cloisons intérieures, telles que 18 et 19 -eprésentées sur la figure 3, ces cloisons sont de preférence poreuses et peuvent par exemple etre placées verticalement. La bôme 21 permet d'enrouler et de dérouler une certaine partie de l'aile. Lorsqu'elle s'enroule, elle chasse Le gaz dans Le corps- principal 10, réalisant ainsi l'effet de compression recherché. On voit immediatement qu'il est possible de réguler l'effort et la progressivité de la compression par les caractéristiques géométriques de l'aile. Une aile de faible section nécessitera un couple faible, mais il faudra l'enrouler sur une grande hauteur pour obtenir un bon taux de compression et inversement. Naturellement, ce sont les parties hautes de l'aile qui travaillent le plus et il faut donc qu'elles soient réalisées avec un tissu presqutaussi solide que celui du corps principal. Accessoirement, il peut hêtre indiqué que la nacelle 24 peut se déplacer d'avant en arrière dans le cadre 20 pour permettre d'assurer L'équilibre longitudinal de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Ballon dirigeable comportant un corps principal (10) gonflé par un gaz, des moyens de propulsion (26, 27) et une nacelle de pilotage (24), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre - un volume auxiliaire (12), en forme d'aile verticale, gonflé par ledit gaz, ce volume étant défini par une enveloppe raccordée à son extrémité supérieure à la partie inférieure du corps principal (10), ledit volume étant en communication avec l'intérieur du corps principal, - au moins une bôme (21) sur laquelle vient s'enrouler la partie . inférieure de l'enveloppe du volume auxiliaire (12), - des moyens (23) pour exercer sur la b8me un couple apte à enrouler ou derouler une partie de l'enveloppe (12) et assurer ainsi une pression de gaz appropriée dans le corps principal (10), - un cadre (20) supportant ladite bôme (21), les moyens de propulsion (26, 27) et la nacelle de pilotage (24). 2. Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'aile (12) possède une section horizontale très inférieure à la section horizontale du corps principal (10). 3. Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé par Le fait que Le volume auxiliaire (12) est divisé en compartiments, séparés par des cloisons transversales (18, 19) souples et poreuses au gaz. 4. Ballon dirigeable selon La revendication 1, caractérisé par le fait que la communication entre le corps principal et Le volume auxiliaire s'effectue par une paroi poreuse au gaz (13). 5. Ballon dirigeable selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend deux bômes (21, 22) placées côte à côte, une bôme (21) pour l'enroulement ou le déroulement de l'enveloppe définissant le voLume auxiliaire, et une contre-bôme (22) s'appuyant sur l'aile (12) et compensant le couple d'enroulement ou de déroulement. 6. Ballon dirigeable selon-la revendication 1, caractérisé par te fait que La nacelle (24) est pourvue de moyens permettant son déplacement d'avant en arrière dans le cadre (20).