Brevet FR2798427A1 — publié le 20010316

La présente invention concerne un propulseur de véhicules dont la poussée est génerée du fait de la grande différence de pression exercée par centrifugation, contre ses parois internes entre l'avant et l'arrière. On pensait jusqu'à ces dernières années que pour propulser un véhicule, il fallait obligatoirement prendre appui sur le milieu extérieur (roues, rames, hélices, turbine, etc.,). Pour ce qui est ballons à air chaud ou à gaz légers on réduit à l'intérieur du ballon la différence de pression qui est celle existant à l'extérieur entre le haut et le bas du ballon mais ce de façon statique. Depuis quelques temps il existe des propulseurs exploitant des différences de pression importantes générées par centrifugation d'un fluide, entre les deux faces de cloisons internes solidaires de la structure. Suivant les conceptions, la poussée générée est soit parallèle à l'axe de rotation du rotor centrifugation soit perpendiculaire. Ces systèmes, par la mobilité des cloisons internes subissant ces différences de pression, permettent l'inversion instantanée de poussée et son pilotage précis tant en intensité qu'en direction. La présente invention concerne un dispositif de propulseur, peut-être moins souple à piloter, mais plus simple à fabriquer. Le principe de base reste le même que celui des propulseurs précédents à savoir -- On crée un système de forces important, équilibré et multi-directionnel, par centrifugation d'un fluide. - On s'oppose à ces forces de manière dissymétrique. De cette réaction dissymétrique riait une poussée dans une direction déterminée qui transmise à la structure devient propulsion. Ce concept de propulsion par forces internes à un dispositif clos est gênant pour l'esprit pourtant on a déjà l'expérience du principe d'Archimède qui fonctionne parce qu'à l'intérieur du ballon ou sous-marin on crée une différence de pression différente de celle existant à l'extérieur entre le haut et le bas, ce qui crée la poussée. On a aussi l'expérience du balourd où un déséquilibre interne fait vibrer ou sursauter une structure (machines industrielles diverses ou même simplement machine à laver). Un balourd rotatif est préjudiciable de même qu'un balourd alternatif bidirectionnel. II sont généralement inexploitables sauf s'ils sont conçus pour vibrer, tasser, etc.,. Un balourd mono-directionnel est exploitable puisqu'il génère une force de déséquilibre dans une direction définie. Pour ce qui concerne le présent dispositif, le déséquilibre des forces exercées sur l'ensemble de la structure provient de sa dissymétrie importante. En effet, dans sa version de base il est constitué d'un rotor centrifuge(1) type roue à aubes radiales sans particularités. Ce rotor tourne à grande vitesse à l'intérieur d'un carter(2) circulaire fermé. Le fluide entraîné par ce rotor est de l'air, des gaz lourds ou même un liquide. Sa pression d'exploitation peut être de plusieurs bars puisqu'il est généralement enfermé dans un carter hermétique. En tournant ce rotor met le fluide en rotation dans l'ensemble du carter mais, du fait de son excentration, la rotation est plus rapt d'un côté, et la pression exercée sur la paroi(3) située au plus près du rotor est plus importante que la paroi(4) diamétralement opposée beaucoup plus éloignée. A partir de cette base, il est simple d'évoluer vers un système plus efficace. On allonge le carter, le rotor devient un rotor centrifuge à alimentation axiale type compresseur centrifuge double avec deux entrées(7) opposées parallèles à l'axe de rotation. La vitesse monte à 10 000 ou 15 000 trslminute voire beaucoup plus. Deux conduits latéraux(6) amènent le fluide de l'extrémité arrière(4) du carter à l'entrée(7) des compresseurs(1). La conception du compresseur centrifuge(1) et son espace d'éjection périphérique devra faire en sorte que la dissymétrie de l'éjection n'ait pas de réaction sur l'axe. On constate que la centrifugation du fluide va générer une pression très importante sur toute la paroi en couronne placée autour de ce rotor(1) mais ressentie p seulement d'un côté. En effet, de l'autre côté, le fluide expulsé part dans le carter(2) et sa pression chute avant d'atteindre la paroi opposée(4), la plus éloignée. La chute de pression est même augmentée du fait de l'aspiration due à la large entrée(8) des conduits d'alimentation(6) des compresseurs(1). Ainsi, les compresseurs centrifuges entretiennent en continu une différence importante de pression entre les faces internes opposées avant(3) et arrière(4) du carter de ce propulseur, ce déséquilibre se transforme obligatoirement en force propulsive dans la direction de la pression la plus importante. Toujours à partir du même principe de base, on peut utiliser deux rotors tournant en sens inverse l'un de l'autre lesquels augmenteront à la fois la valeur de la surpression générée mais aussi la surface de paroi sur laquelle elle s'applique utilement. Des déflecteurs(11) périphériques pourront servir à bloquer le flux périphérique et le concentrer sur la paroi soumise à la surpression. Du fait du brassage important du fluide il est important de prévoir un dispositif auxiliaire de refroidissement et de régulation de la pression. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente une coupe du propulseur, perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor(1) laissant apparaître le positionnement du conduit (6) d'alimentation du compresseur centrifuge(1) La figure 2 représente une coupe perpendiculaire à la précédente, selon faxe(10) de rotation du rotor(1 et du moteur(5), montrant la circulation du fluide matérialisée par des flèches. La figure 3 représente le schéma du principe de base simplifié à l'extrême. La figure 4 présente une coupe de propulseur exploitant deux rotors contrarotatifs avec leurs déflecteurs(11) La figure 5 présente une coupe d'un propulseur utilisant une cloison(9) recevant directement le d'éjection du rotor et canalisant derrière elle le flux périphérique, contre la paroi du carter. En référence à ces dessins, ce propulseur comporte 1 ou plusieurs rotors(1) centrifuges entraînés par un moteur(5) extérieur. Dans le cas de deux rotors contrarotatifs le moteur peut entraîner un seul rotor lequel entraînera le 2# par engrenage soit à l'intérieur du carter, au niveau de la paroi centrale séparant deux faces des compresseurs doubles, soit plus simplement à l'extérieur du carter. Ces compresseurs(1) rotatifs ont leur entrée(7) parallèle à l'axe(10) et est alimentée en fluide par deux conduits latéraux(6) disposés symétriquement de chaque côté du carter. Ces conduits(6) ramènent le fluide de l'extrémité arrière(4) du carter à fentrée(7) des compresseurs. Leur large orifice(8) d'aspiration exploitera au mieux le flux du fluide et contribuera à la dépression de la partie amère(4) ce propulseur. En fonction de la nature du fluide utilisé, de sa pression et de la vitesse de rotation rotors, l'espace séparant rotor et la paroi circulaire(3) en surpression, sera plus ou moins large et permettra d'exploiter au mieux le périphérique c'est-à-dire le fluide tournant autour du rotor, entraîné par les pales. Ce flux périphérique sera exploiter de façon plus importante sur les propulseurs à plusieurs rotors au moyen de déflecteurs(11) qui le retiendront au maximum dans l'espace situé, entre eux d'un côté, et la paroi haute pression(3) l'autre, sur une surface non négligeable. Une cloison(9) demi-circulaire pourra être installée directement en périphérie du rotor. intrados sera soumis à la surpression due à l'éjection du fluide par le rotor. Le flux périphérique entrainé par la rotation du rotor circulera entre l'extrados de cette cloison(6) et la paroi(3) du carter. Ainsi l'extrados sera en dépression et paroi(3) du carter en surpression ce qui augmentera l'efficacité du système. Le pilotage directionnel de la poussée et surtout l'inversion instantanée est plus difficile pour les autres propulseurs. effet, à moins de s'astreindre à rendre mobile le moteur, on est obligé faire pivoter l'ensemble carter autour de l'axe moteur c'est-à-dire l'axe de rotation des rotors qui évidemment excentrés.... Malgré cet inconvénient les applications de ce dispositif de propulsion sont innombrables. Les poussées sont importantes pour un encombrement relativement réduit et sa technologie reste simple. A titre d'exemple, pour un propulseur constitué d'un seul rotor, type compresseur centrifuge 2 faces en symétrie (Fig. 2), on peut obtenir une poussée de plusieurs tonnes. Diamètre compresseur: 50 cm, largeur deux fois 15 cm, vitesse de rotation 12 trslmn, fluide : gaz lourds sous pression, surface efficace moyenne de paroi soumise à la surpression : x 40 = 1 200 cm2 , surpression moyenne : 5 bars, poussée : 1200 x 5 = 6 000 kgf ou 60 000 N Même s'il ne 'agit là que d'une approximation que l'évolution de la technologie permettra d'améliorer, ces performances ouvrent à ce type de propulseur un marché énorme et un champ d'application immense. Contrairement aux précédents propulseurs utilisant des différences de pression importantes générées par centrifugation, ce propulseur, dans la présente version, se conçoit de préférence dans un carter hermétique et exploitant de préférence des gaz lourds sous pression. Toutefois est parfaitement envisageable d'ouvrir la paroi arrière du carter et d'alimenter le compresseur centrifuge de l'air extérieur ou même le transformer en simple turbine d'éjection de gaz de combustion, tel un réacteur ou un moteur- fusée, tout gardant ses particularités dues à la centrifugation excentrée. Ce propulseur est donc entièrement indépendant du milieu extérieur, c'est-à-dire, qu'il exerce sa poussée quelle soit la vitesse déjà acquise par le véhicule, quelle que soit la pression extérieure, donc quelle que soit profondeur, l'altitude ou même le vide spatial. propulseur selon l'invention est particulièrement destiné à la propulsion de véhicules aériens, marins, sous-marins, spatiaux, routiers, ferroviaires, agricoles ou autres. REVENDICATIONS 1 Propulseur de tous types de véhicules, caractérisé en ce que la force propulsive due à la différence importante de pression générée directement, entre les parois internes avant(3) et anière(4) du carter(2), centrifugation du fluide interne, au moyen d'un rotor(1) entraîné par un moteur(5) extérieur. 2 Propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surpression générée contre la face interne de la paroi Avant(3) du carter de ce propulseur, est due à l'excentration maximum rotor en rotation rapide contre cette paroi. Du fait de la différence de distance la pression exercée la paroi arrière(4) beaucoup plus faible. 3 - Propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce rotor(1) est soit type simple roue à aubes radiales entraînant le fluide avec elles, soit du type compresseur centrifuge, de préférence à 2 faces symétriques expulsant radialement le fluide pénétrant au centre selon son axe de rotation(1 4 - Propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte 1 ou plusieurs rotors à axes parallèles tournant en sens inverse les uns par rapport aux autres afin d'augmenter surpression et ce, sur une surface plus importante de paroi(3). 5 - Propulseur selon la revendication 4 caractérisé en ce que des déflecteurs(1 placés en périphérie rotors sont utilisés pour bloquer le flux périphérique et contribuer à augmenter surpression sur une surface plus importante de paroi(3). 6 Propulseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alimentation en fluide au centre des rotors du type compresseur centrifuge se fait par des conduits latéraux(6) ramenant le fluide de l'arrière du carter jusqu'à l'entrée(7) des compresseurs selon leur axe(10) ce qui contribue à augmenter la dépression sur l'arrière du propulseur, 7 - Propulseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que des cloisons(9) demi cylindriques peuvent être installées directement en périphérie des compresseurs afin de supporter sur leur intrados la surpression d'éjection alors que le flux périphérique sera canalisé entre elles et la paroi(3) carter, laquelle(3) supportera l'effet centrifuge de celui-ci alors que l'intrados des cloisons sera en dépression. 8 - Propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où la paroi (4) arrière du carter est ouverte, le compresseur centrifuge(1) devra être, soit alimenté en air extérieur, soit transformé en simple turbine d'éjection de gaz de combustion tout en gardant ses particularités dues à la centrifugation excentrée.