Brevet FR2832383A1 — publié le 20030523

L'invention concerne un engin volant télécommandé, notamment utilisé pour la prise de vues aériennes. Il s'agit ici d'engins volants de petite taille adaptés à la prise de vues à basse vitesse et basse altitude. Ce type d'engin doit pouvoir être mis en oeuvre facilement par le pilote de l'engin. Or il n'existe pas forcément d'aire d'atterrissage disponible à proximité de l'objectif à photographier, notamment en milieu urbain. L'invention vise donc à proposer une structure particulière d'engin volant qui permette sa mise en oeuvre aisée, et son rattrapage à la fin de sa mission. A cet effet, un engin volant télécommandé selon l'invention comprend une nacelle fixée de façon détachable à une partie de sustentation, la nacelle comportant une partie allongée qui reçoit un organe de propulsion entraînant une hélice montée propulsive et qui s'étend depuis un organe de fixation à la partie de sustentation jusqu'à une partie basse proéminente vers l'avant. La partie proéminente forme une zone de préhension pour le rattrapage manuel en vol de l'engin volant. L'hélice étant montée propulsive, elle ne constitue pas un danger pour celui qui réalise le rattrapage, quand bien même l'organe de propulsion n'aurait pu être arrêté. Par ailleurs, la partie proéminente forme une zone de contact privilégiée avec le sol. Ce contact provoque le basculement de l'engin autour de la partie pro- éminente, ce qui éloigne l'hélice du sol et permet ainsi de la protéger. On peut donc éventuellement faire venir volontairement l'engin volant au sol, sans que l'engin ne subisse de dégâts, s'il n'est pas possible de rattraper celui-ci en vol. Enfin, le fait que la partie de sustentation soit détachable de la nacelle permet la liaison de ces deux éléments à l'aide de pièces fusibles, qui peuvent rompre en cas d'impact trop violent, ce qui permet de protéger les deux éléments. De préférence, la nacelle comporte des bras qui s'étendent latéralement de part et d'autre de la nacelle. Les bras empêchent le contact de l'hélice avec le sol en cas de basculement latéral de l'engin volant lors d'un contact avec le sol. Selon un aspect particulier de l'invention, l'organe de propulsion est un moteur électrique alimenté par un accumulateur disposé dans la partie basse de la nacelle. Le moteur électrique est assez silencieux pour autoriser le vol de l'engin dans des zones urbaines sans créer de nuisance sonore importante. Par ailleurs, il peut être arrêté en vol lors de la prise de vue en vue d'éviter que les vibrations générées par le moteur et l'hélice n'affectent la netteté de l'image, et peut être remis en route très facilement après la prise de vue. Le fait que l'accumulateur se trouve en partie basse de la nacelle déporte le centre de gravité de l'engin volant vers l'extrémité de la nacelle éloignée de la partie de sustentation. Lorsqu'une oscillation de roulis ou de tangage est imprimée à l'engin volant du fait de la turbulence atmosphérique, la gravité agissant sur la nacelle engendre naturellement un couple de rappel qui a tendance à amortir lesdites oscillations. Ce déport augmente donc la stabilité de l'engin volant, ce qui est particulièrement avantageux pour un engin destiné à la prise de vues. Selon un mode de réalisation particulier, la partie basse de la nacelle comporte un logement pour un organe de prise de vues. Ainsi, on profite de la présence de la partie basse pour transformer celle-ci en une baie de transport de charge utile. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour la prise de vues selon un axe vertical. La partie de sustentation comporte une voilure de forme Delta, qui a une armature comprenant une poutre centrale et deux bords d'attaque formant une pointe. La voilure s'étend depuis la poutre centrale de part et d'autre de celle-ci vers les bords d'attaque, l'organe de fixation de la nacelle étant relié à la poutre centrale. La partie de sustentation est simple et peut facilement être démontée pour être transportée. De préférence, les bords d'attaque sont rotulés sur la poutre centrale. Ainsi, en rapprochant l'un des bords d'attaque de la poutre centrale et/ou en permettant l'éloignement de l'autre bord d'attaque de la poutre centrale, on provoque un gauchissement de la voilure qui permet de diriger l'engin volant. La partie de sustentation comporte avantageusement une gouverne de profondeur qui permet de contrôler l'attitude de l'engin volant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en référence aux figures parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un engin volant selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté schématique de la nacelle de l'engin volant selon l'invention, permettant de visualiser l'implantation des différents organes de l'engin volant. Afin de faciliter la compréhension de la description, les termes avant et arrière, latéral, vertical, haut, bas, utilisés dans tout ce document sont relatifs à la direction de vol de l'engin volant, celui-ci étant considéré dans une attitude de vol en ligne droite sans roulis. En référence aux figures, un engin volant selon l'invention comporte une partie de sustentation 1 et une nacelle 100 qui est rapportée de façon détachable sur la partie de sustentation 1. La partie de sustentation 1 comprend une armature comportant une poutre centrale 2 et deux bords d'attaque 3 reliés à la poutre centrale 2 de façon à former une pointe 4. Une voilure 5 s'étend de part et d'autre de la poutre centrale 2 jusqu'aux bords d'attaque 3 pour former une voilure en Delta. La liaison entre chaque bord d'attaque 3 et la poutre centrale 2 n'est pas rigide, mais admet un certain rotulage. Chacun des bords d'attaque 3 comporte un point d'accrochage 6 pour un hauban 7 et une suspente 8. Chacun des haubans 7 est par ailleurs attaché à l'extrémité d'un bras 114 s'étendant latéralement de la nacelle 100, tandis que chacune des suspentes 8 est reliée à la nacelle 100, comme cela sera détaillé plus loin. Chacun des bords d'attaque 3 est ainsi en équilibre entre l'effort aérodynamique subi par la voilure 5, la traction du hauban 7 et la traction de la suspente 8 associée. Les haubans 7 sont ici avantageusement constitués par des tiges tubulaires articulées à leurs deux extrémités. En variante, les bords d'attaque 3 peuvent être articulés sur la poutre centrale 2 au moyen de charnières ayant un axe sensiblement vertical, auquel cas les haubans 7 deviennent inutiles, la seule action des suspentes 8 suffisant à assurer l'équilibre des bords d'attaque 3 autour de l'axe de leurs charnières respectives. Une tension sur l'une des suspentes 8 simultanément à un relâchement de l'autre suspente 8 provoque un gauchissement de la voilure 5 permettant le virage de l'engin volant vers le côté de la suspente tendue. La surface alaire de la voilure 5 est de préférence choisie assez grande pour permettre une vitesse de vol lente, ce qui facilite la prise de vues. Le fait que la partie de sustentation 1 soit détachable de la nacelle 100 facilite le transport de l'engin volant, quand bien même la surface alaire de la voilure 5 est importante. Une gouverne de profondeur 9 est articulée sur la poutre centrale 2 à l'extrémité opposée de la pointe 4. Un renvoi 10 solidaire de la gouverne de profondeur 9 re- çoit une tringle 11 à articulation. Une traction sur la tringle 11 force l'engin volant à prendre une attitude piquée, tandis qu'une poussée sur la tringle 11 force l'engin volant à prendre une attitude cabrée. La nacelle 100 comporte quant à elle un corps composé d'une partie allongée 101 s'étendant depuis un organe d'accrochage 102 à la partie de sustentation 1 jusqu'à une partie basse 103. L'organe d'accrochage 102 est conformé en gouttière apte à recevoir la poutre centrale 2 de la partie de sustentation 1. La poutre centrale 2 est simplement brochée sur la nacelle 100 par deux boulons 107 faisant office de fusible en cas de crash. La partie de sustentation 1 est donc facilement détachable de la nacelle 100. La liaison ainsi réalisée entre la poutre centrale 2 de la partie de sustentation 1 et la nacelle 100 est rigide. En ligne de vol, la nacelle 100 est donc suspendue sous la partie de sustentation 1. La partie allongée 101 comporte un fuseau 104 recevant un moteur électrique 105 qui entraîne une hélice 106 montée propulsive (c'est-à-dire montée à l'arrière de la nacelle 100). Le moteur électrique 105 est alimenté par un accumulateur 108 disposé dans la partie basse 103 de la nacelle 100, via un variateur de vitesse 109 commandé par un récepteur 110 qui communique avec un émetteur non représenté, manipulé par le pilote de l'engin volant. La nacelle comporte un servomoteur 111 commandant le gauchissement de la voilure 5 et un servomoteur 112 commandant la profondeur 9. De façon connue en soi, le servomoteur 111 actionne un levier non représenté à l'extrémité duquel sont reliées les deux suspentes 8 (de fa- çon détachable pour permettre la séparation entre la partie de sustentation 1 et la nacelle 1), de sorte qu'une rotation du levier provoque la tension d'une des suspentes et le relâchement de l'autre. De même, le servomoteur 112 actionne un levier non représenté à l'extrémité duquel est articulée (de façon détachable) la tringle 11, de sorte que le levier forme avec la tringle 11 et le renvoi 10 un parallélogramme déformable. En variante, l'un des servomoteurs, ou les deux, peuvent être disposés directement sur la partie de sustentation 1. Il faut alors prévoir une connexion électrique entre la nacelle 100 et la partie de sustentation 1, afin de permettre la liaison électrique entre les servomoteurs déportés sur la partie de sustentation et le récepteur 110. La partie basse 103 de la nacelle 100 s'étend en s'éloignant de l'organe de fixation 102 au delà du disque balayé par l'hélice 106, et est proéminente vers l'avant de façon à présenter un apex 113 qui forme un point de contact privilégié avec le sol en cas de crash. Lors d'une telle circonstance, l'engin volant bascule alors vers l'avant autour de l'apex 113 jusqu'à ce que la pointe 4 de la partie de sustentation vienne elle-même en contact avec le sol. Les parties en contact avec le sol sont ainsi minimisées, et les conséquences d'un crash sont réduites. Les bras 114 qui s'étendent latéralement de la nacelle 100 empêchent par ailleurs le contact direct des pales de l'hélice 106 avec le sol en cas de basculement latéral. La forme de la nacelle 100 offre donc une protection totale de l'hélice 106 vis à vis des contacts avec le sol. L'apex 113 forme également une zone de préhension pour le rattrapage manuel en vol de l'engin volant. L'hélice 106 étant montée propulsive, elle ne constitue pas un danger pour celui qui rattrape l'engin volant en vol, si jamais le moteur électrique 105 n'avait pu, pour une raison quelconque, être arrêté. Le rattrapage est encore facilité par le fait qu'en phase d'approche, l'engin volant peut être astreint à une vitesse de vol faible. La nacelle emporte un organe de prise de vues (par exemple un appareil photo) soit dans un boîtier amovible 115 dédié situé en partie basse 103 de la nacelle 100 pour des prises de vues selon un axe vertical, soit, comme cela est représenté en pointillés sur la figure 2, au bout d'un support 116 fixé sur la partie allongée 101 de la nacelle 100, pour des prises de vues selon un axe oblique. La prise de vue peut être commandée électriquement, ou mécaniquement par l'intermédiaire d'un servomoteur dédié qui est agencé pour pousser sur le déclencheur de l'organe de prise de vues. L'organe de prise de vues peut être alimenté par l'accumulateur 108, ou disposer d'une alimentation autonome. L'engin volant est de préférence agencé pour embarquer une caméra numérique (non représentée) associée à un émetteur en temps réel, de sorte que le pilote puisse apprécier la position de l'engin volant par rapport à l'objectif et l'effet de ses commandes sur le vol de l'engin. De préférence, la caméra numérique à un axe optique qui est parallèle à l'axe optique de l'organe de prise de vues. Le centre de gravité de la nacelle 100 est éloigné de l'organe de fixation 102 du fait que les organes pesants (accumulateur 108, moteur électrique 105) sont situés dans la partie basse 103 ou à proximité de celleci. Ce déport vers le bas du centre de gravité entraîne la création d'un couple tendant à rappeler l'engin volant vers une attitude de vol stable (définie par la position des leviers des servomoteurs 111 et 112) à chaque fois qu'il en est écarté, par exemple par l'effet de la turbulence atmosphérique. Le couple de rappel est d'autant plus fort que le déport du centre de gravité est grand, toutes choses étant égales par ailleurs. On aura donc intérêt à concentrer les parties pesantes à l'extrémité basse de la nacelle 100. La grande surface alaire de la partie de sustentation 1 associée à sa grande stabilité donne à l'engin volant des performances de plané appréciables qui permettent d'arrêter le moteur électrique 105 lors de la prise de vues, pour éviter que les vibrations générées par le moteur électrique 105 et l'hélice 106 n'influent sur la netteté de la prise de vues. Bien que la partie de sustentation ait été illustrée ici comme étant du type à voilure Delta à bords d'attaque mobiles, tout autre type de partie de sustentation est envisagé dans le cadre de l'invention, comme par exemple une partie de sustentation comprenant une aile cantilever associée à un empennage et une dérive. Bien que l'organe de propulsion ait été décrit ici comme étant un moteur électrique, l'invention couvre également l'utilisation d'un moteur thermique. Bien que la charge utile soit ici un organe de prise de vues, il est évident que cette charge pourra également être constituée par d'autres types de capteurs (comme par exemple des capteurs thermiques, infrarouges, ou des radars), sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Bien que la forme de la nacelle soit adaptée à son rattrapage manuel, on pourra, dans le cadre de l'invention, équiper la nacelle d'un train d'atterrissage. REVENDICATIONS 1. Engin volant télécommandé, notamment pour prise de vues aériennes, caractérisé en ce qu'il comprend une nacelle (100) fixée de façon détachable à une partie de sustentation (1), la nacelle (100) comportant une partie allongée (101) qui reçoit un organe de propulsion (105) entraînant une hélice (106) montée propulsive et qui s'étend depuis un organe de fixation (102) à la partie de sustentation (1) jusqu'à une partie basse (103) proéminente vers l'avant. 2. Engin volant télécommandé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nacelle (100) comporte des bras (114) qui s'étendent latéralement de part et d'autre de la nacelle (100). 3. Engin volant télécommandé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de propulsion (105) est un moteur électrique alimenté par un accumulateur (108) disposé dans la partie basse (103) de la nacelle (100). 4. Engin volant télécommandé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie basse (103) de la nacelle (100) comporte un logement (115) pour un organe de prise de vues. 5. Engin volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de sustentation (1) comporte une voilure (5) de forme Delta. 6. Engin volant selon la revendication 5, caractérisé en ce la partie de sustentation (1) comporte une armature comprenant une poutre centrale (2) et deux bords d'attaque (3) formant une pointe (4), l'organe de fixation (102) de la nacelle (100) étant relié à la poutre centrale (2). 7. Engin volant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bords d'attaque (3) sont rotulés sur la poutre centrale (2). 8. Engin volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de sustentation (1) comporte une gouverne de profondeur (9).