Brevet FR2859455A1 — publié le 20050311

- 1 - La présente invention concerne un drone à rotors contrarotatifs places dans une veine d'air, et dont la poussée des rotors s'applique sur une articulation à la cardan' reliée à une barre de poussée' située entre les plans de rotation des rotors. Les drones peuvent se classer en deux catégories principales. -ceux capables de voler grâce à leur vitesse horizontale, (Type avion à voilure fixe) Ces drones ne 10 peuvent être utilisés dans des milieux confinés ou espaces restreints. Ils sont stables en translation mais sont incapables du vol stationnaire. -ceux capables d'assurer les vols stationnaires et de translations, (Type hélicoptères, à voilure tournante) Ces drones sont utilisables dans des milieux confinés ou espaces restreints. Ils sont en général difficiles à piloter et à mettre en uvre car instables. Le drone objet de l'invention permet les vols de translations et stationnaires. Le dispositif à la cardan' qui relie les rotors à la barre de poussée' rend possible le basculement de l'ensemble des rotors contrarotatifs autour de deux axes (orthogonaux ou non) de manière séparée et/ou simultanée. Ce concept permet de mettre le drone en mouvements de translation dans toutes les directions selon les basculements imposés aux rotors. Il permet aussi de positionner à la demande le centre de gravite du drone par rapport au centre de poussée des rotors. Ceci réduit l'effet des réactions pendulaires dues aux influences extérieures telles que rafales de vent, chocs etc., qui sont une des sources d'instabilité propres aux hélicoptères. Le drone présente donc une meilleure stabilité que celle des drones de type hélicoptères, tout en lui conservant les capacités de translations dans toutes les directions. Cette stabilité réduit la durée d'apprentissage, facilite son pilotage et sa mise en oeuvre. - 2 La solution proposée consiste en l'utilisation pour la sustentation et les translations, d'un système de rotors contrarotatifs dont la poussée des rotors s'applique sur une articulation à la cardan' incorporée dans une barre de poussée' située entre les plans de rotation des rotors. Les changements d'altitude sont réalisés par des augmentations ou diminutions de vitesses de rotation des rotors. Les translations, latérales et longitudinales, résultent des composantes horizontales de forces générées par l'inclinaison des rotors autour des axes de basculement procures par le dispositif à la cardan' incorpore dans la barre de poussée. La rotation du drone autour de son axe vertical est obtenue par des différences de puissances appliquées sur les rotors, ce qui engendre des différences entre leurs couples de réaction respectifs et mettent le drone en rotation dans un sens ou dans l'autre. Les rotors sont entraînés par une ou des paires de moteurs installés dans des positions diamétralement opposées et symétriques, cette disposition annule les couples de renversement induits par les moteurs eux-mêmes. Selon des modes particuliers de réalisation: - la rotation du drone autour de son axe vertical peut être améliorée par l'utilisation de volets placés dans la partie inférieure de la veine d'air et déviant le jet à la sortie du rotor inférieur. - les rotors peuvent être entraînes séparément par des dispositifs indépendants, ou simultanément au travers d'une transmission mécanique commune. -les décollages et atterrissages du drone sur des surfaces inclinées, sans modification de l'assiette des rotors, peuvent être réalises par l'adjonction d'une deuxième articulation à la cardan' extérieure par rapport à laquelle oscille librement la barre de 75 poussée, cette articulation extérieure supportant la - 3 - partie mobile de la veine d'air inférieure (17) n'influence pas la position d'assiette des rotors. Les dessins annexes illustrent l'invention. La figure 1 représente le drone vu de dessus. La figure 2 représente le drone en coupe AA comme précisé sur la figure 1. La figure 3 représente le drone en coupe AA comme précisé sur la figure 1 avec la variante avec les volets déviateurs. La figure 4 représente le drone en coupe BB avec la variante avec les volets déviateurs. La figure 5 représente le drone en coupe AA avec la variante avec l'articulation extérieure à la cardan' sur la partie inférieure de la veine d'air mobile (17) La figure 6 représente le drone vu de dessus avec la variante avec l'articulation extérieure à la cardan' sur la partie inférieure de la veine d'air mobile (17) En référence à ces dessins, le corps du drone (1) sert de veine d'air et reçoit les pièces (2) et (3) formant une barre de poussée' placée suivant un diamètre. Cette barre de poussée sert de point d'ancrage à la commande en basculement des rotors autour de l'axe YY'. En son centre cette barre de poussée' comporte les paliers (4)et (5) dont l'écartement laisse place à la noix de cardan' (6) Cette noix de cardan' oscille autour de l'axe XX' par rapport au corps du drone (1) Elle reçoit la pièce (7) qui oscille autour l'axe 'YY' et sert aussi de point d'ancrage à la commande des rotors autour de l'axe XX'. La pièce (7) peut donc osciller autour des axes 'YY' et XX' par rapport au corps du drone (1). La pièce (7) supporte les moteurs (8) et (9) ainsi que les axes (10) et (11) des rotors. Les pales (14) sont entraînées par les moyeux (12) auxquels elles sont reliées. Les volets déviateurs de jet indépendants (15) et (16) pivotent autour de l'axe ZZ' en des directions opposées selon le sens de rotation désire du drone. Dans la variante illustrée par les figures 5 et 6 la veine d'air mobile (17), articulée sur les axes MM' et 'NN', s'adapte à la configuration des sols inclines lors des décollages ou atterrissages, sans modifier l'assiette des rotors. Les dimensions du drone (environ 0,60 mètre de diamètre et 0,20 mètre de haut), le nombre de pales, le nombre de moteurs ne sont pas limitatifs. Le drone selon l'invention peut être utilisé dans des espaces ouverts ou confinés, pour des missions civiles ou militaires, en fonction de sa taille, du nombre de pales, de la puissance des moteurs et des équipements associes. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à : l'observation ou la surveillance. -le prélèvement d'échantillons. - l'intervention directe. - la détection. REVENDICATIONS 1)Drone caractérisé en ce qu'il comporte des rotors contrarotatifs placés dans une veine d'air (1), et dont la poussée des rotors s'applique sur une articulation à la cardan' reliée à une barre de poussée' située entre les plans de rotation des rotors. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moteurs (8) et (9) disposés par paires diamétralement opposées. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des volets déviateurs (15) et (16). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une veine d'air inférieure mobile (17) 15 pivotant autour des axes d'un cardan extérieur.