Brevet FR2803272A1 — publié le 20010706

Dirigeable tracteur d'un objet au soi, sur mer ou immergé Les "Sonars" sont des détecteurs de reliefs et objets sous l'eau par écoute d'ondes sonores, actifs (des ondes émises revenant après réflexion) ou passifs. Ils peuvent être incorporés à bateaux ou des sous-marins, ou logés dans des conteneurs fuselés tractés en profondeur un cable attaché à un bateau ou à un hélicoptère, la vitesse étant généralement inférieure cinq nceuds. L'hélicoptère permet une mise en action plus rapide, mais le vol des hélicoptères est onéreux. Dans le cas d'une utilisation militaire, le bruit les rend détectables à grande distance et ils sont vulnérables à des contre-mesures. Seule une faible fraction de la puissance de licoptère peut être utilisée pour la traction, le rotor sustentateur ne pouvant prendre angle important vis-à-vis de la verticale. Pour la traction de sonars ou d'autres objets qui seront indiqués plus loin, il est donc proposé d'utiliser des dirigeables télécommandés, qui pourraient être moins puissants et moins onéreux les hélicoptères et capables cwe couvrir assez rapidement les parcours entre le leu d'ancrage et les lieux de travail. La sustentation étant aérostatique. Bute la cuïssance -eut oasser en traction. Les hélices du dirigeable, assez grandes pour orecurer Jn rendement suffisant en vol lent, peuvent cependant être contenues dans des anneaux de garde qui :es rendent moins sonores. L'enveloppe peut être confectionnée en un matériau non réflecteur aux ondes radar et transparent, rendant l'appareil peu détectable. 'La grande sécurité vis- -,lis d'erreurs ou d'imprévus dans le pilotage (le dirigeable ;ne peut tomber brutalement) facilite l'option de la télécommande qui réduit la masse, le risque et le prix. Toutefois, si un dirigeable de conception habituelle. fuselé avec des axes d'hélices parall ' les au pi médian de symétrie, devait assurer sous des vents quelconques des tractions un objet bout d'un câble selon des trajets déterminés. le vent apparent sur le fuseau, qui vol libre vient de face et agit sur des gouvernes, pourrait devenir oblique, portant ou même arrière. avec des couples considérables sur la carène tandis que les gouvernes prises à contre pourraient agir. L'appareil de conception habituelle n'est donc pas piiotable pour de telles tractions. Des dirigeables déjà proposés, comportant des hélices à axe transversal à l'avant à l'arrière de la carène, n'auraient pas une capacité de vol oblique suffisamment améliorée. imposeraient en vol oblique des efforts considérables à leurs carènes La présente invention a donc pour but de procurer un dirigeable adapté à la traction d'un objet par câble, permettant de parcourir un itinéraire déterminé quel que soit le sens du vent. Selon l'invention, le dirigeable adapté à la traction d'un objet par un câble, quel que soit le sens du vent, est composé d'une partie ballon sustentatrïce fuselée et munie de gouvernes, surmontant une partie nacelle tractrice orientable sous le ballon selon un axe vertical, à laquelle s'attache le câble. La nacelle peut ainsi être orientée dans le plan vertical de traction tandis que la partie ballon peut faire face au vent relatif. L'invention sera spécialement décrite dans le cas de la traction d'un objet immergé tel qu'un detecteur Sonar. Elle fait l'objet des Figures suivantes Fig 1 - schématique en plan avec les vecteurs vitesses, Fig 2 - Elevation de l'ensemble, ' Fig 3 - de profil de la nacelle, Fig 4 - de face de la nacelle. La Figure 1 montre en plan un dirigeable comportant un ballon fuselé 1 et une nacelle tractrice tractant un corps fuselé 3 à une vitesse V, en présence d'un vent W, ce qui donne lieu sur dirigeable à un vent relatif Vr =W - V. Le ballon 1 est figuré en incidence par rapport à Vr, ce procure une force aérodynamique horizontale F2, tandis que nacelle est orientée pour procurer une force horizontale de traction F1, la somme F de F1 et étant dirigée dans le sens V. Bien entendu, s'ajoutent à ces forces des composantes verticales qui peuvent être compensées par des mises en incidence de tangage du ballon et des moteurs sur la nacelle. L'orientation exacte du ballon et de la nacelle est une affaire de pilotage, mais on a intérêt à faire contribuer à la traction la force aérodynamique F2, dans la mesure possible. La Figure 2 montre une élévation du ballon 1 et de la nacelle 2 supposée alignée (sans rotation relative). Le ballon est figuré du type par ailleurs proposé par l'inventeur, comportant à l'avant gouvernes de tangage 4 du type "moustache", un arrière effilé vers un bord de fuite vertical, un empennage horizontal 6 et deux lattes longitudinales liées à des suspentes internes figurées et sous lesquelles s'attachent les charges. La gouverne de lacet 8 est asservie à un détecteur de vent relatif transversal, tel qu'une girouette placée sur l'arrière et non figurée, pour annuler ce vent transversal en plaçant la partie ballon face au vent relatif Vr, sauf correction procurée par le pilotage et imposant un angle d'incidence par rapport à Vr. Ce système d'asservissement, déjà proposé par ailleurs, est indispensable pour obtenir la stabilité en lacet alors que l'appareil est tenu au sol par une rotule placée au voisinage du milieu de l'appareil, pour permettre l'amarrage sur la charge à transporter en conservant l'équilibre de tangage entre l'amarrage et le vol. La Figure 3 est une vue de côté agrandie pour la nacelle 2 vue de bâbord, et la Figure 4 une vue frontale de la partie tribord. La nacelle comporte un corps central mince 10 faible longueur et profilé, lié en rotation par des roulements à un axe vertical 11 suspendu à partie ballon par l'intermédiaire d'un cardan 12 comportant une bague à l'intérieur d'un cadre de répartition doté de bras aboutissant aux lattes longitudinales 7 du ballon. Les oscillations de l'axe 11 rapport au ballon sont amorties pour limiter les oscillations et les efforts, par exemple manière réglable pour s'adapter aux conditions de vol ou d'amarrage de nacelle, soit au , soit à un bateau ou un véhicule. L'amortissement en tangage est procuré par exemple des vérins hydrauliques 14 et 14' rejoignant le cadre 13 et l'amortissement en roulis par vérins 15 et 15', pour lesquels on a figuré une canalisation de réglage avec une vanne 16. rotation de la nacelle sur l'axe 11 au-dessous du cardan est commandee un servomoteur 17 qui permet le blocage, par exemple pour un vol avec portance horizontale du ballon selon Figure 1, ou la rotation libre pour le stationnement dans le vent au-dessus la nacelle attachee au sol. Le corps central 10 porte un tube transversal orientable 20 fixant de chaque coté la nacelle un moteur tel que 21 avec une hélice protégée par un anneau de garde 22 dont bras de fixation tels que 23 aboutissent au tube 20. L'orientation peut s'effectuer, au moyen d'un servomoteur 24, par exemple entre une position horizontale tractrice et une position verticale sustentatrice, sur un quart de tour, le vol étant normalement prévu "lourd" (sustentation le gaz porteur inférieure au poids total) et une force vers le bas n'étant pas demandée pour l'atterrissage. L'angle d'orientation peut cependant être choisi plus grand. Les hélices sont préférence pas variable, pour s'adapter au vol lent de traction avec une grande force, et au vol rapide hors traction. Dans le cas où le vent relatif sur la partie ballon est trop faible pour que le pilotage gouvernes reste efficace, on peut piloter en dosant les forces tractrices à bâbord et tribord. cas de panne d'un des moteurs, le dirigeable peut relever l'objet tracté et revenir à son lieu d'attache sur un moteur, la rotation sur l'axe 11 étant choisie à une valeur optimale pour le pilotage gouvernes. Des flotteurs 26 sont articulés avec rappel élastique à la partie basse des anneaux de garde 22 pour protéger les hélices en cas de contact avec la mer, et portent chacun sur l'arrière une roue 27 pour former un atterrisseur au sol, l'orientation des moteurs étant alors convenable. Le corps central 10 porte un treuil 30 pour le câble 31 qui passe sur une poulie de guidage 32 et assure la traction du corps fuselé et empenné 3 contenant un sonar, à une profondeur imposée une gouverne télécommandée ou un réglage de la position du point d'attache du câble sur longueur de ce corps 3. Le câble contient des conducteurs pour les commandes émises vers le sonar pour la réception des informations. Lorsque le cable est relevé selon les Figures 3 et 4, le corps 3 se loge dans un berceau 33 adapté ouvert vers le bas. Le corps central 10 contient egalement un ensemble électronique 35 pour le pilotage et les transmissions, une réserve de carburant 36, un ensemble électrique avec accumulateur, et des dispositifs de prehension pour l'atterrissage et l'amarrage au de la nacelle, ces ensembles n'étant détaillés ici. Des contacts tournants non figurés assurent les liaisons électriques entre le ballon 1 et la nacelle 2, mais dans le cas d'une télecommande du sol vers les parties 1 et 2 ils peuvent n'être pas nécessaires. On a décrit spécialement l'appareil pouvant tirer un sonar immergé dont la route par rapport à l'eau serait dans plan vertical de traction, mais d'autres objets peuvent être envisagés, ce qui conduirait à modifications de la nacelle décrite, sans sortir du cadre de l'invention. On n'en évoquera ci-dessous que quelques-uns. On pourrait ainsi tirer en biais un sonar doté d'un pilotage latéral, tirer deux engins sur des routes parallèles, l'orientation de la nacelle tractrice sur le dirigeable étant à régler dans chaque cas. Pour sauvetages en mer, le dirigeable pourrait lancer bateau pneumatique puis assurer la traction du bateau chargé. On peut aussi, un sol miné, tirer des engins détectant les mines, ou provoquant sans risque leur mise a II peut s'agir de chaînes telles que parfois attachées à des bras dépassant l'avant véhicule terrestre. Dans le cas dirigeables de grande taille destinés à des manutentions d'objets au sol, la possibilité d'évoluer dans différentes directions en maintenant la partie ballon face au vent relatif assure une plus grande souplesse d'utilisation. Un objet étant déposé en position provisoire, on peut le "riper" sur avec précision. On peut aussi coupler plusieurs dirigeables pour soulever un objet particulierement lourd, en assurant un écartement suffisant des dirigeables. Ce dirigeable peut aussi être utilisé sportivement pour tracter un bateau muni d'une dérive, soit au moteur s'il y peu de vent, soit par orientation de la carène en voile comme cela a déjà été décrit pour des dirigeables habituels. En propulsion mixte voile-moteur, la nacelle orientable permet d'optimiser les divers angles d'incidence. Revendications 1. Dirigeable caractérisé en ce qu'il comporte une partie ballon sustentatrice surmontant une partie nacelle tractrice 2, et entre ces parties une liaison orientable sur un vertical. 2. Dirigeable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie ballon est fuselée et munie notamment d'une gouverne de lacet 8 asservie à un détecteur de vent relatif transversal sur l'arrière, dans le sens d'une orientation annulant ce vent transversal et plaçant la partie ballon face au vent relatif, sauf correction procurée parle pilotage. 3. Dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison orientable sur un axe vertical comporte un cardan 12 fixé sous la partie ballon, muni d'amortisseurs tangage et /ou en roulis, et au-dessous un axe sensiblement vertical 11 avec une rotation commandée et libérable par rapport à la nacelle. 4. Dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nacelle tractrice 2 porte treuil d'enroulement pour le câble d'un objet à tracter, et au-dessous un berceau dirigé vers le bas adapté à la réception de cet objet lorsque le câble est rétracté. 5. Dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que la nacelle tractrice comporte deux groupes propulseurs symétriques orientables autour d'un axe transversal à la nacelle. 6. Dirigeable selon revendication précédente, caractérisé en ce que les groupes propulseurs ont des hélices protégées par des anneaux de garde portant des flotteurs. 7. Dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce l'objet tracté est un sonar contenu dans une enveloppe profilée, le câble comportant des conducteurs pour la transmission des informations et des ordres de commandes pour cet objet. 8. Dirigeable selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble est télécommandé ou programmé sans pilote à bord.