Brevet FR2808769A1 — publié le 20011116

La présente invention concerne une nouvelle disposition dans la structure rigide des dirigeables utilisant la compression de l'hélium pour faire varier leur portance. Pour stocker cet hélium sous pression et provoquer la réduction du volume nécessaire à l'annulation de la portance, on utilise ballasts. Si l'on confectionne ces ballasts de manière ordinaire, soit sous forme cylindrique, soit sous forme d'enveloppes, il ne concourent nullement à rigidité de la structure de l'appareil, mais bien au contraire l'alourdissent. Le dispositif nouveau décrit dans la présente invention permet un gain de masse considérable dans la réalisation du dirigeable en assurant une plus grande rigidité à l'ossature ainsi constituée. dispositif selon l'invention consiste à utiliser des réservoirs d'hélium en forme de tore - planche 1 - fig. 1-2-3, constituant par eux-mêmes les anneaux de l'ossature du dirigeable. Cette géométrie étant très favorable, d'une part aux pressions internes, d'autre part aux sollicitations externes, (contraintes dues aux configurations du vol). La géométrie des couples ainsi formée par les tores comporte en partie basse un aplatissement (3) qui permet d'adapter la coque et l'habitacle du dirigeable. Les anneaux tores sont reliés par des lisses (2) (fig : 2 / planche 1) constituant le volume final de la carcasse en supportant l'enveloppe externe. Les anneaux tores sont interconnectés entre eux par des tubes (4) constituant une poutre longitudinale. Plusieurs anneaux tores peuvent être interconnectés ainsi pour former une unité de ballast, en principe en concordance avec l'unité moteur la plus proche (5) pour faciliter l'entraînement des compresseurs. Un détail des éléments tores est donné sur la fig : - planche 1. Les ballasts sont constitués par des secteurs de tore (6) régulièrement distribués sur toute la circonférence du tore et assemblés par des viroles (7). Sur chaque liaison sont maintenues les lisses (8) supportant les tissus extérieurs (9) de l'enveloppe. Afin d'assurer une étanchéité parfaite à chaque ballast une chaussette (10) continue est disposée à l'intérieur du montage ainsi réalisé. Cette chaussette est constituée d'un tissu complexe, polyéthylène et fibres résistantes assurant l'étanchéité parfaite du tore mais aussi l'isolation et la régulation temporaire des températures du gaz hélium lors des transferts thermodynamiques qui s'effectuent pendant les manoeuvres. Le fonctionnement d'un tel ensemble peut être détaillé par la planche 2 (fig. 4). En (11) l'unité de puissance du dirigeable, en (12) un ballast constitué par l'interconnexion de plusieurs tores. (26) l'enceinte déformable de l'appareil qui est reliée par une vanne (13) au premier étage du compresseur (14), celui-ci refoule l'hélium sous une premiere compression P1 et avec une température T1 dans l'échangeur de température (15) alimenté en air frais par les ouïes du dirigeable. L'hélium est refroidi ' la température T2 et recomprimé par l'étage (16) à la pression finale P2 et à la température T3. Avant d'être introduit dans le ballast l'hélium subit un second cycle de refroidissement dans l'échangeur (17). La vanne (18) assure le verrouillage de l'hélium en fin de compression. Lors de la détente de l'hélium dans une manoeuvre de décollage, par exemple, la vanne (19) est ouverte et l'hélium se détend dans la turbine (20) produisant une récupération de travail qui s'ajoute à celui fourni par le moteur et concourant à l'augmentation de puissance pendant la phase de décollage. La vanne (21) verrouille l'hélium basse pression détendu dans l'enceinte déformable (26). Le compresseur à plusieurs étages (14-16) est entraîné par un dispositif d'embrayage (22) sur l'arbre moteur de l'unité de puissance et la turbine, lors de son fonctionnement, délivre sa puissance à l'arbre moteur par un entraîneur à couple proportionnel. Les échangeurs de température sont indispensables à l'établissement d'une compression polytropique aussi proche que possible d'un soutirage thermodynamique économisant l'énergie afin que le rendement du compresseur soit optimal. D'autre part l'admission de l'hélium a lieu sous des températures compatibles avec les constituants composites des ballasts. Au contraire lors de la détente de l'hélium vers la turbine celle-ci s'effectue avec une forte augmentation de la température mais elle est conçue aussi pour fonctionner en couplage avec la turbine de récupération des gaz d'échappement des moteurs. REVENDICATIONS 1) Dispositif de construction de l'ossature des dirigeables caractérise par le fait constitue cette ossature en utilisant des ballasts en forme de tore, les anneaux (1) de structure ainsi réalisés supportent les lisses et l'enveloppe extérieure (9) du dirigeable. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les anneaux tores sont constitués d'éléments de tores (6) assemblés au droit des supports de lisses (8). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'étanchéité des anneaux tores est obtenue par une enceinte dite chaussette . 4) Dispositif selon la revendication 3 où la chaussette (10) est un assemblage de tissus, polyéthylène et composite. 5) Dispositif selon les revendications 1-2-3 caractérisées par le fait les anneaux tores sont en communication par l'intermédiaire d'une vanne (13) avec l'enveloppe déformable (26) avec le compresseur (14 et 16) par l'intermédiaire des échangeurs (15) et (17) et de la vanne (18) aux tores (12). Dispositif selon les revendications 1-2-3 caractérisées par le fait que les anneaux tores sont mis en communication avec la turbine (9) par l'intermédiaire de la vanne (11) et que le retour est bloqué par la vanne (12). Dispositif suivant les revendications 5 et 6 caractérisées par un entraînement embrayable (22) du compresseur (14-16) sur l'arbre moteur de l'unité de puissance et par une liaison à couple proportionnel entre la turbine (20) et l'arbre de l'unité de puissance. 8) Dispositif remarquable suivant la revendication 5 du fait qu'il comporte des ouïes d'admission d'air frais en relation avec les échangeurs (15) et (17).