Brevet FR2741856A1 — publié le 19970606

-1- DISPOSITIF DE GONFLAGE D'UNE VOILURE DE PLANEUR DE PENTE. La présente invention se rapporte à un dispositif de gonflage d'une voilure de planeur de pente et plus particulièrement à un dispositif de gonflage comportant une ou des prises d'air qui sont destinées à être montées sur un élément de voilure d'un planeur de pente, chaque prise d'air comportant une soufflante destinée à maintenir les caissons de la voilure sous pression. Les planeurs de pente, et plus particulièrement les parapentes ont connu une très grande évolution ces dernières années aussi bien au point de vue des performances qu'au point de vue du nombre de pratiquants. Le fait que les parapentes sont constitués d'éléments souples qui peuvent être transportés dans un sac à dos explique en grande partie le succès de cette manière de voler. De plus, l'évolution technologique des parapentes a permis d'obtenir des performances de vol très intéressantes se rapprochant des performances de certains planeurs de pente. Il est toutefois connu de tous les spécialistes de l'aéronautique que les voilures souples présentent des limites au point de vue des performances et que les engins volants à voilures souples peuvent présenter d'importants dangers de stabilité lorsqu'ils se trouvent dans des conditions difficiles, par exemple dans des conditions de fort vent et de turbulences. Ces problèmes de stabilité sont provoqués par des déformations des voilures souples lorsqu'elles sont soumises à des turbulences ou tout simplement lorsqu'elles se trouvent dans des situations inhabituelles provoquées par des erreurs de pilotage. Ces situations provoquent des déformations de la voilure provoquant des fermetures, soit une déformation partielle ou complète de la voilure rendant momentanément le parapente incontrôlable. Pour les cas o ces situations se produisent à une altitude suffisament élevée par rapport au sol, il y a possibilité éventuelle pour le pilote de reprendre le contrôle de son parapente ou d'actionner son parachure de secours, mais pour les cas o cette situation se produit à moins de cent mètres du sol, cette situation se conclut dans beaucoup de cas par un accident grave. -2- Les parapentes comportent une voilure constituée de deux toiles, les deux toiles étant reliées entre elles par plusieurs éléments de séparation latéraux souples qui constituent les éléments latéraux de caissons, la forme des éléments de séparation présentant une forme de manière à ce que la voilure présente une forme d'aile. Cette forme d'aile est maintenue pendant le vol par la pression interne, c'est-à- dire par la pression de l'air qui se trouve à l'intérieur de la voilure du parapente, cette pression interne agissant sur les parois des caissons souples qui constituent la voilure. Sous l'action de la pression interne, les caissons constituent une structure de voilure de parapente relativement résistante et rigide. La pression interne est obtenue par l'introduction de l'air dans des entrées d'air situées à l'endroit de bord d'attaque de la voilure. Lors du vol, la vitesse d'avancement de la voilure dans l'air provoque une pression dynamique sur la voilure. La pression interne de l'air contenu dans les caissons est donc obtenue par la pression dynamique qui exerce une pression aux entrées d'air et par la pression de l'air qui s'écoule sur la voilure. Avec les formes d'exécutions connues de parapente, la pression interne est dépendante de la valeur de la pression dynamique et par conséquent de la vitesse d'avancement du parapente dans l'air. Plus la vitesse de vol est élevée, plus la pression dynamique est importante et donc plus la pression interne est élevée. La bonne rigidité d'une voilure de parapente en vol dépend donc directement de la différence de pression entre la pression interne et la pression dynamique, la pression interne devant être suffisante pour que la pression dynamique agissant sur tous les éléments extérieurs de la voilure ne puisse provoquer une déformation de la voilure, et l'idéal avec les formes d'exécutions connues serait que la pression interne soit égale à la pression dynamique. Les formes d'exécutions connues de voilures de parapente comportent des entrées d'air qui sont disposées soit dans le bord d'attaque, soit dans la partie antérieure de la toile inférieure de la voilure. Dès le décollage l'air s'introduit dans les entrées d'air ce qui gonfle les caissons et donne à la voilure sa -3- forme d'aile. Ces formes d'exécutions présentent plusieurs inconvénients. Un inconvénient essentiel est constitué par le fait que, selon les études réalisées, la pression interne à l'intérieur des caissons est inférieure à la pression dynamique agissant à l'endroit des entrées d'air. La pression interne est insuffisante pour garantir une rigidification suffisante de la voilure. En conséquence la voilure est facilement déformable ce qui provoque des fermetures de voilure en cas de turbulences ou en cas de situations anormales de vol, et comme déjà mentionné les fermetures peuvent provoquer des situations extrêmement dangereuses en provoquant la perte de contrôle du parapente. Cet inconvénient essentiel est encore accentué par le fait que la pression interne peut varier fortement en fonction de l'incidence de la voilure et aussi de la vitesse. Dans le cas, par exemple, o le parapente arrive dans un fort courant descendant la pression interne diminue ce qui rend la voilure plus souple justement dans une situation o il serait nécessaire qu'elle reste rigide. Un autre inconvénient est constitué par le fait que la pression interne est nulle dans la première phase de décollage ce qui peut poser de nombreux problèmes lors des décollages. Au point de vue des performances, la faible pression interne dans les caissons ne permet pas au parapente d'atteindre des vitesses élevées, la voilure se déformant par la pression provoquée par la vitesse. Des formes d'exécutions de voilures gonflables sont connues mais elles présentent de nombreux inconvénients qui n'ont pas permis d'arriver à une réalisation valable. L'idée de ces formes d'exécutions était de gonfler tout ou partie de la voilure, comme un matelas pneumatique, avec une pompe par exemple, avant le décollage. De telles formes d'exécutions nécessitent une étanchéité parfaite et en conséquence présentent l'inconvénient important de nécessiter l'utilisation de toiles étanches beaucoup trop lourdes et trop coûteuses. Un autre inconvénient essentiel est constitué par les risques de dégonflages intempestifs, dégonflages qui peuvent provoquer des situations très dangereuses par le fait que la voilure peut devenir complètement souple durant un vol rendant le parapente incontrôlable. -4- D'autres formes d'exécutions sont connues utilisant des éléments rigides pour rigidifier la voilure des parapentes, mais ces formes d'exécutions présentent les inconvénients d'augmenter le poids, de compliquer le transport et de compliquer le montage des parapentes, c'est-à-dire de supprimer les avantages essentiels qui font le succès du parapente. Les buts de la présente invention consistent donc à remédier aux inconvénients précités des formes d'exécutions connues. Les buts sont atteints avec le principe de l'invention tel que décrit par la revendication 1. Le dispositif de gonflage d'une voilure de parapente comporte, selon le principe de l'invention, une, ou deux, entrée d'air sous forme d'un tube de prise d'air qui est fixé à la toile inférieure de la voilure, par exemple. Le tube de prise d'air est disposé de manière à ce que l'ouverture d'entrée d'air soit disposée perpendiculairement par rapport à l'écoulement de l'air, ceci afin que l'air entre directement dans le tube sans angle par rapport au sens d'écoulement. Une soufflante est montée dans le tube de prise d'air ou relié à celui-ci. La soufflante permet d'obtenir le gonflage de la voilure avant le décolage et permet de maintenir lors du vol une pression interne égale ou supérieure à la pression dynamique. Un capteur de pression peut être monté dans la voilure, par exemple, et contrôler la pression en agissant sur la vitesse de rotation de la soufflante. La soufflante peut aussi être commandée directement par le pilote, ce qui peut lui permettre de modifier la pression interne et modifier les performances de la voilure pour les phases d'atterrissage par exemple. Le principe de l'invention comporte de nombreux avantages. Un avantage essentiel est constitué par le fait que la soufflante permet de maintenir une pression interne nécessaire dans les caissons de la voilure permettant d'obtenir en permanence une voilure suffisament rigide indépendament des situations de vol. Les risques de fermetures sont en conséquence considérablement réduits ce qui permet d'augmenter fortement la sécurité. Un autre avantage essentiel est constitué par le fait que la pression interne obtenue dans la voilure permet de limiter très fortement les déformations de la voilure. Cet avantage est -5- extrêmement important parce qu'il permet l'utilisation de voilures à profils auto-stables tels qu'utilisés dans les autres domaines de l'aéronautique. En effet les profils auto-stables, appelés les profils en S, nécessitent une bonne rigidité pour fonctionner correctement. L'utilisation du principe de l'invention permet de réaliser une voilure de parapente avec profil auto-stable en S ce qui procure une très importante amélioration de la sécurité des parapentes, les profils auto- stables remettant automatiquement la voilure dans une position normale de vol. Le principe de l'invention permet également d'améliorer les performances des parapentes, d'une part en permettant d'utiliser des profils performants et d'autre part en permettant d'utiliser les parapentes à des vitesses plus élevées. La pression interne nécessaire à obtenir peut être obtenue avec une soufflante électrique d'un poids de quelques centaines de grammes nécessitant une très faible énergie d'actionnement fournie par quelques piles conventionnelles ou par des accumulateurs rechargeables légers et peu coûteux. Il est également envisageable d'alimenter la soufflante avec des cellules photo- voltaïques montées sur la voilure. Au point de vue fiabilité et sécurité, le dispositif peut être doublé pour avoir un dispositif de secours, mais en cas de panne totale des deux dispositifs la ou les entrées d'air continuent de garantir une pression interne suffisante pour un vol normal, le pilote pouvant être averti de la panne par un voyant ou par un signal acoustique intégré au boîtier commutateur qu'il porte sur lui. La sécurité des décollages est augmentée par le fait que la voilure est gonflée par la soufflante avant le décollage. Les dessins annexés illustrent schématiquement et à titre d'exemple les principes de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe de-côté de la voilure comportant un dispositif de gonflage. La figure 2 est une vue en coupe de face de la partie centrale de la voilure comportant le dispositif de gonflage et un dispositif de gonflage additionnel. -6- La figure 3 est une vue d'ensemble, de face, d'un parapente comportant des dispositifs de gonflage. La figure 4 est une vue de dessous de la voilure montrant un dispositif de dégonflage. En référence tout d'abord à la figure 1, la voilure 1 du parapente est constituée par une toile supérieure 2 et une toile inférieure 3. La toile inférieure 3 comporte des suspentes 5 et 6 qui sont reliées au harnais du pilote. Les toiles supérieure 2 et inférieure 3 sont reliées entre elles par des éléments de séparation, tel que l'élément de séparation 4 montré sur les figure 1 et 2. Les éléments de séparation souples, réalisés en toile par exemple, présentent une forme d'aile donnant ainsi à la voilure une forme d'aile lorsque la voilure est gonflée. Un tube de prise d'air 7 est monté dans la toile inférieure 3 de la voilure, le tube de prise d'air constituant une prise d'air. La partie antérieure du tube de prise d'air 7 est disposée dans une position permettant à l'air d'entrer dans la prise d'air d'une manière optimale lors du vol, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport à la surface de l'entrée d'air. Une soufflante 8 est montée dans le tube de prise d'air 7. Un capteur de pression 9 est monté dans la partie intérieure de la voilure et reliée à la soufflante. La soufflante et le capteur de pression sont reliés à un boîtier électronique 10 qui permet de maintenir constamment la pression interne de la voilure en contrôlant la vitesse de rotation de la soufflante en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression. La soufflante qui est électrique, le capteur de pression et le boîtier électronique sont alimentés par un câble 11 qui est relié à des piles qui sont montées sur la harnais de pilote. Les piles sont montées dans un petit boîtier qui comporte un commutateur d'enclenchement-déclenchement actionnable par le pilote. Le boîtier commutateur peut comporter un voyant ou, et un signal accoustique de panne permettant d'avertir le pilote d'une panne éventuelle du ou des dispositifs de gonflage. L'élément de séparation 4 montré sur la figure 1 comporte, comme tous les autres éléments de séparation, une ouverture 12 permettant à l'air sous pression de se diffuser dans toute la voilure. La soufflante 8 comporte un clapet anti- retour -7- 14. La partie arrière 13 de la voilure 1 est relevée ce qui constitue un profil de voilure auto-stable en S. La figure 2 montre, en vue en coupe de face, la voilure 1 dans sa portion centrale. Les toiles supérieure 2 et inférieure 3 sont reliées entre-elles par des éléments de séparation qui constituent des caissons. La figure 2 montre un élément de séparation 4 et un élément de séparation 16 qui constituent, avec les toiles supérieure et inférieur, un caisson 15, ainsi qu'un élément de séparation 21 qui avec l'élément de séparation 16 constituent un caisson 18. Les différents éléments de séparation comportent des ouvertures 12, 17, 22, permettant à l'air sous pression qui est propulsée par les soufflantes 8 et 20 de se diffuser dans tous les caissons de la voilure. L'air sous pression provient également en partie des tubes de prise d'airs 7 et 19. Des suspentes, par exemple la suspente 5, sont fixées à la toile inférieure de la voilure et sont reliées au harnais du pilote. La figure 3 montre en vue d'ensemble un parapente comportant la voilure 1 qui comporte dans sa partie centrale des tubes de prise d'airs 7 et 19 comportant les soufflantes. Les suspentes, par exemple la suspente 5, sont reliées au harnais 23 du pilote sur lequel un boîtier commutateur 24 est fixé. Les câbles 11 et relient les soufflantes, ainsi que les capteurs de pression et les boîtiers électroniques, au boîtier commutateur. Les câbles peuvent être disposés de manière à ce qu'ils soient inbtégrés à des suspentes. La figure 4 montre en vue de dessous la partie centrale de la voilure 1 qui comporte les tubes de prise d'airs 7 et 19 et les soufflantes, et un dispositif de dégonflage 26 qui peut être constitué par une ouverture pratiquée dans la toile inférieure, l'ouverture étant ouverte ou fermée par l'action d'une fermeture éclair par exemple. Dans la pratique, lors du transport, la voilure, le harnais et les dispositifs de gonflage sont contenus dans un sac à dos. Avant le décollage, le pilote déplie la voilure et actionne un dispositif de gonflage. En très peu de temps, deux ou trois -8- minutes par exemple, la voilure est gonflée et la pression interne nécessaire à la rigidité de la voilure est obtenue. Lorsque la pression interne nécessaire est obtenue, la soufflante est réglée pour s'arrêter sur commande du capteur de pression, et le clapet anti-retour se ferme permettant ainsi à la voilure de se maintenir gonflée jusqu'au moment effectif du décollage. La soufflante peut également être commandé manuellement. Dès le moment du gonflage et durant toutes les phases de pré-décollage, décollage et durant le vol, la pression interne nécessaire est constamment maintenue par l'enclenchement de la soufflante dès que la pression interne diminue. En cas de panne de la soufflante principal, la deuxième soufflante qui est connecté au boîtier électronique s'enclenche automatiquement. En cas de panne totale des deux soufflantes lors du vol le pilote est averti de la panne par un voyant ou, et un par signal accoustique montés dans le boitier commutateur qui est fixé sur son harnais. Le cas d'une panne totale des deux soufflantes ne peut pas créer un danger pour le pilote durant le vol. En effet, d'une part par le fait que les clapets anti- retour sont fermés, la pression interne se maintient durant un temps assez long et d'autre part une certaine pression interne est maintenue par la pression dynamique agissant dans les entrées d'air constituées par les tubes de prise d'airs. Lorsque le pilote a atterri, il peut dégonfler la voilure en ouvrant le dispositif de dégonflage, par exemple en tirant sur la fermeture éclair qui ferme l'ouverture. Le principe de l'invention permet d'utiliser des profils auto- stables. L'utilisation d'un profil auto-stable permet d'obtenir une simplification aussi bien de construction que de pilotage dans la mesure o elle peut permettre de supprimer les freins et suspentes de frein, les commandes étant reliées uniquement aux deux rangées de suspentes 5 et 6 montrées sur la figure 1. Les figures montrent une voilure de parapente. Le principe de l'invention peut s'appliquer à tous les planeurs de pente, par exemple les ailes delta, ainsi qu'à tous les planeurs de pente motorisés qui sont appelés ultra-légers motorisés. Lorsque la pression interne nécessaire est atteinte et durant le vol il est possible qu'une forte et momentanée pression -9- dynamique, provoquée par une rafale de vent par exemple, provoque une augmentation de la pression interne utile. Afin d'éviter une telle surpression interne qui peut modifier la forme des caissons, il est envisageable de monter une valve de pression dans une partie de la voilure. Les figures 1 à 2 montrent un, ou deux, tube de prise d'air qui est monté dans la toile inférieure de la voilure, le tube présentant une forme coudée. La forme du tube est indépendante du principe de l'invention, cette forme pouvant varier selon la disposition du tube de prise d'air, l'important étant que la surface d'entrée d'air soit perpendiculaire par rapport au sens de l'écoulement de l'air. En effet, le tube d'entrée d'air peut également être monté dans la toile supérieure de la voilure ou dans le bord d'attaque de la voilure. Les figures 2 et 3 montrent les tubes d'entrée d'air et les soufflantes qui sont montées dans la partie centrale de la voilure. Cette disposition est indépendante du principe l'invention, le ou les dispositifs de gonflage pouvant être montés dans n'importe quel caisson de la voilure. Les caissons comportant des ouvertures de passage d'air, il est par exemple envisageable de monter deux dispositifs de gonflage dans les deux caissons extrêmes de la voilure. Les soufflantes sont mentionnées comme propulseur d'air permettant d'obtenir tout ou partie de la pression interne de la voilure. Le principe de l'invention peut fonctionner avec divers propulseurs d'air à hélice, à pâles, ou sous forme de turbine. -10- REVENDICATIONS 1. Dispositif de gonflage d'une voilure de planeur de pente destiné à être monté dans un élément d'une voilure qui est constituée par des toiles supérieure et inférieure qui sont reliées entre elles par des éléments de séparation souples qui présentent une forme d'aile et qui constituent des caissons destinés à contenir de l'air sous pression, caractérisé par le fait que le dispositif de gonflage est constitué par un, ou plusieurs, tube de prise d'air (7) qui est fixé dans une partie de la voilure (1) et par une soufflante (8) qui est montéedans le tube d'entrée d'air, la soufflante étant destinée à propulser de l'air sous pression à l'intérieur des caissons (4) de la voilure de manière à obtenir une pression interne dans les caissons permettant de rigidifier les caissons et la voilure et de manière à obtenir une pression interne égale ou supérieure à la pression dynamique agissant sur la voilure, et par le fait que l'extrémité extérieure du tube d'entrée d'air constitue une entrée d'air dont la surface d'ouverture est perpendiculaire par rapport au sens de l'écoulement de l'air. 2. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la soufflante (8) comporte un clapet anti-retour (14) qui permet, lorsqu'il est fermé, de maintenir la pression interne à l'intérieur des caissons lorsque la soufflante n'est pas enclenchée ou lorsqu'aucune pression dynamique n'agit sur la voilure. 3. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un capteur de pression (9) qui est monté à l'intérieur de la voilure, et par le fait que le capteur de pression est relié à la soufflante par l'intermédiaire d'un boîtier électronique (10), le capteur de pression étant destiné à régler l'action de la soufflante en fonction de la pression interne captée. -11- 4. Dispositif de gonflage selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la soufflante est alimentée par une source d'énergie électrique et par le fait qu'un boîtier de commutateur d'enclenchement et de déclenchement de la soufflante est monté sur le harnais du pilote. 5. Dispositif de gonflage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la soufflante est alimentée par des accumulateurs. 6. Dispositif de gonflage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la soufflante est alimentée par des cellules photo-voltaïques qui sont montées sur la voilure. 7. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de séparation présentent une forme de profil en S. 8. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif de dégonflage est disposé dans la toile inférieure de la voilure, et par le fait que le dispositif de dégonflage est constitué par une ouverture qui comporte une fermeture éclair. 9. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de séparation comportent chacun une ouverture permettant à l'air sous pression interne de se diffuser dans tous la caissons de la voilure. 10. Dispositif de gonflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une valve de pression est montée dans un élément de la voilure.