Brevet FR2740755A1 — publié le 19970509

AEROSTAT DIRIGEABLE A ARMATURE GONFLABLE ET A PILOTAGE PAR BALANCIER DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour obejt un aérostat dirigeable à armature gonflable et à pilotage par balancier. Etat de la technique antérieure On connaît depuis longtemps des dirigeables souples et des dirigeables rigides. Les dirigeables souples ont un allongement limité. Les dirigeables rigides sont constitués d'une armature en matériau léger, qui se révèle assez fragile compte tenu des déformations imposées par la taille de la structure. En outre, le problème des variations de poids du dirigeable en vol est difficile à résoudre compte tenu de la consommation de carburant et des variations de température du gaz porteur. Des systèmes comme le "guiderope" ont été imaginés, avec une corde lestée. Mais ils sont assez pénalisants, car la corde lestée doit traîner par terre pendant le vol. D'autres systèmes comprenant en particulier le chauffage du gaz, ou sa compression, ont également été décrits. Enfin, des systèmes ajoutant à la poussée aérostatique une poussée vectorielle créée par un propulseur vertical ou orientable ont été imaginés. Ainsi, l'un des dirigeables récents, le "skyship" comprend deux moteurs entraînant des hélices carénées orientables qui permettent de faire décoller un aérostat plus lourd que l'air et, éventuellement, de le faire redescendre lorsqu'il s'est un peu allégé. Le système est assez peu efficace car la poussée n'est pas transmise selon l'axe de finesse optimal, alors que la prise au vent d'un dirigeable est l'un de ses handicaps essentiels. La présente invention a pour but de remédier à ces principaux inconvénients. Exposé de l'invention L'invention permet de réaliser des aérostats dirigeables à grand allongement pour augmenter leur finesse et, donc, diminuer la motorisation nécessaire pour atteindre une vitesse donnée. Typiquement, on vise un allongement (c'est-à-dire un rapport de la longueur au diamètre du maître-couple) de 8 à 10. I1 n'est pas possible d'obtenir un tel allongement en utilisant une armature souple, car les surpressions à maintenir dans ltenveloppe pour assurer sa rigidité sont de nature à produire son éclatement. Toutefois, une rigidité totale n'est pas nécessaire. L'invention consiste à réaliser une armature en boudins gonflables. Le diamètre de ces boudins n'étant pas trop important, il est possible de maintenir à l'intérieur une surpression importante. En outre, leur volume peut être négligé par rapport à celui de l'enveloppe dans laquelle sont contenus des ballonnets qui assurent la portance aérostatique. Une telle structure doit être propulsée dans l'air et, pour lui transmettre cette force, l'invention prévoit de faire converger les boudins longitudinaux vers une chaise de forme conique, située à l'arrière, réalisée en matériau rigide. Cette chaise porte le palier d'hélice et transmet à la structure la force propulsive. Pour assurer la suspension des éléments pondéreux tels que moteur, poste de pilotage, réservoirs, l'invention prévoit de renforcer les deux boudins inférieurs, appelés boudins porteurs. Ces boudins servent à répartir les poids le long de l'enveloppe. Ainsi, le moteur peut-il être installé dans une nacelle placée beaucoup plus près du centre de portance du dirigeable. Pour assurer la stabilité de vol, un empennage est prévu qui peut être rigidement fixé à la chaise. Mais, comme l'hélice, en tournant, va transmettre un couple de roulis à la structure, il est prévu d'installer des fenestrons dans celui-ci. Ces hélices auxiliaires sont destinées à lutter contre le couple de l'hélice principale et peuvent également faciliter les manoeuvres à basse vitesse. Une autre caractéristique de l'invention concerne le pilotage par le mât. Au sol, traditionnellement, les dirigeables sont accrochés à un mât fixé à l'extrémité avant. Au décollage, ils laissent le mât au sol. Lors de l'atterrissage, l'approche du mât est toujours une opération délicate et dangereuse pour l'enveloppe. Dans l'invention, le mât reste solidaire du dirigeable et est attaché à la partie inférieure avant de l'enveloppe. Par exemple, le mât peut être attaché par un joint articulé à l'extrémité avant des boudins porteurs. Une écoute attachée, d'une part, à la partie inférieure du mât et d'autre part, vers l'arrière du dirigeable, permet de laisser pendre le mât à la verticale ou de le remonter contre l'enveloppe de façon à ce qu'il soit quasiment parallèle à l'axe du dirigeable. Brève description des dessins - la figure 1 représente un aérostat dirigeable selon l'invention ; - la figure 2 montre un détail des longerons inférieurs et des moyens de suspension ; - la figure 3 montre un exemple de réalisation des ailerons ; - la figure 4 illustre l'utilisation du mât. Exposé détaillé de modes de réalisation La figure 1 montre un aérostat dirigeable 8 conforme à l'invention. Cet aérostat comprend une armature 10 supportant une enveloppe 12 à l'intérieur de laquelle sont disposés des ballonnets 14 (dont un seul est représenté) remplis d'un gaz plus léger que l'air (hélium ou hydrogène). L'armature 10 est composée de boudins gonflables répartis en deux familles : des boudins longitudinaux 20 (ou longerons) et des boudins transversaux 22 circulaires ou elliptiques. Tous ces boudins sont sous pression. Un compresseur embarqué non représenté peut assurer la pression adéquate. Un système de vannes non représenté, analogue à celui que l'on trouve sur les canots pneumatiques, permet d'isoler les boudins en cas de fuite. Les boudins longitudinaux 20 convergent vers l'arrière de l'aérostat et permettent de donner à celui-ci une forme aérodynamique appropriée. Ces boudins convergent vers une chaise 24 de forme conique réalisée en matériau rigide tel que le duralumin ou un composite en fibres de carbone. Cette chaise assure la propulsion et sera décrite plus en détail sur la figure 3. Les boudins longitudinaux situés à la partie inférieure de la structure peuvent être renforcés comme illustré sur la figure 2. Sur cette figure, les deux boudins inférieurs 201, 202, appelés boudins porteurs, ont leur diamètre augmenté par rapport aux autres boudins longitudinaux 20. Ces deux boudins supportent le poste de pilotage 30 pouvant contenir les réservoirs de la structure et le moteur 32. Celui-ci est relié à l'hélice principale par un arbre de couche ultraléger 34. L'hélice est représentée figure 3 sous la référence 36. Cette même figure montre trois ailerons 38, 40, 42 avec trois fenestrons ou rotors anticouple 44, 46, 48. Les deux hélices auxiliaires sont destinées à lutter contre le couple de l'hélice principale 36. La figure 4 illustre le mode d'utilisation du mât ou balancier 50 attaché à la partie inférieure de l'enveloppe et articulé à l'avant. Si la masse du mât est judicieusement calculée, le dirigeable 8a est horizontal lorsque le mât est parallèle à son axe. Par contre, le dirigeable 8b peut pencher sensiblement vers l'avant lorsque le mât pend verticalement. En marche avant, le dirigeable descend. Lorsque l'hélice est tractrice, le dirigeable 8b monte en marche arrière. En outre, en position de vol horizontal, le mât vient augmenter la rigidité de l'ensemble de la structure. Au moment de l'approche au sol, le mât préalablement équipé d'une pompe de relevage peut être trempé dans l'eau (position 8c) afin d'aspirer du lest. Enfin, le mât peut servir de support à divers accessoires de l'aérostat, tels que chiens de mer, plate forme pour récupérer des nageurs ou échelons pour remonter dans le dirigeable. Le fait que, lors des manoeuvres d'approche, l'hélice soit très largement au dessus du sol augmente la sécurité des personnels qui sont autour. L'articulation mobile du mât peut être fixée à l'extrémité avant des deux boudins porteurs renforcés (201, 202). REVENDICATIONS 1. Aérostat dirigeable comprenant une armature (10) supportant une enveloppe (12) contenant des ballonnets (14), caractérisé par le fait que l'armature (10) est constituée par des boudins gonflables (20, 22). 2. Aérostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des boudins longitudinaux (20) qui convergent vers l'arrière de l'aérostat vers une chaise de structure rigide comprenant une hélice de propulsion (36) et des ailerons (38, 40, 42). 3. Aérostat selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les ailerons (38, 40, 42) comprennent chacun un rotor anticouple (44, 46, 48). 4. Aérostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux boudins longitudinaux inférieurs (201, 202) sont renforcés. 5. Aérostat selon la revendication 4, caractérisé par le fait que des moyens pondéreux (30, 32) de l'aérostat sont accrochés aux deux boudins longitudinaux renforcés (201, 202). 6. Aérostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un mât (50) attaché sous l'aérostat par une articulation située à l'avant de l'aérostat, ce mât pouvant être abaissé en position verticale ou relevé en position horizontale. 7. Aérostat selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le mât est équipé d'une pompe.