Brevet FR2875213A1 — publié le 20060317

DESCRIPTION La présente invention concerne un ensemble mécanique permettant à un appareil volant de se propulser et de voler par battements et vrillages des ailes imitant le vol des oiseaux. Un prototype a été construit par l'inventeur. Les résultats de celui-ci sont très satisfaisants. Un moteur électrique est nécessaire pour animer l'ensemble de cette mécanique au 5 travers d'un réducteur qui abaisse le régime des tours moteur à 300 t.m. Les dessins figurant en annexes illustrent l'invention: La figure n 1 représente la vue du profil gauche. La figure n 2 représente la vue plongeante des mécanismes. La figure n 3 représente la vue de face. 1 0 La figure n 4 représente la partie centrale des articulations des ailes. La figure n 5 représente l'aile gauche qui, par sa conception, se déforme en sustentation avec le mouvement alternatif comme les ailes des oiseaux. La figure n 6 représente le fonctionnement des bras à glissières (3 -14 15). La figure n 7 représente la cinématique des différents mouvements qui favorisent le vol 1 5. de cette invention, et permet d'extrapoler l'échelle vers un appareil plus grand ou plus petit. La figure n 8 représente un habitacle pour loger le pack des accumulateurs électriques et sert également de pare-choc d'atterrissage. Après ce préambule, nous allons maintenant expliquer le fonctionnement des organes mécaniques dessinés sur les huit figures. 2 0. Figure n 1 représente la pièce principale qui supporte l'ensemble des parties de l'appareil. Les matériaux principalement employés pour la construction consistent en des tubes en carbone torsadés et des plaques de carbone. Ces tubes sont assemblés par des ligatures de fils de carbone noyées dans de la résine époxy et aspergés de microballons. Ce système d'assemblage est très efficace, résistant, et peut être considéré comme une 2 5 soudure à froid (voir détails A-B-C dans la figure n 2). On coupe 4 tubes figure n 1 (1) pour fabriquer le châssis, puis on les assemble aux quatre coins avec des soudures de fils de carbone comme déjà expliqué. Les tubes figure n 2 (23) sont soudés en haut et en bas du châssis et servent à relier les deux plaques de carbone droite et gauche, qui servent à leur tour à contenir le motoréducteur. Ces mêmes plaques servent également à soutenir le système mécanique à 3 0. glissières. Il convient de rappeler que les réducteurs ont été inventés depuis longtemps, et qu'il n'est par conséquent pas nécessaire d'expliquer leur fonctionnement. On retiendra cependant que dans cet ensemble mécanique, il existe un réducteur qui, à la sortie de l'arbre moteur (5), permet d'obtenir environ 300 tours/minutes en charge. 2 2875213 Pour l'inventeur, l'invention commence aux paliers (35), à l'engrenage (7), à l'arbre (5), aux deux manivelles (6) et aux deux roulements (4) avec épaulements montés au bout des manivelles. L'arbre (5) est poussé dans sa rotation par l'engrenage (7) qui permet de mettre en mouvement les deux manivelles (6) qui, par leur déplacement, transformeront le mouvement 5. rotatif de l'arbre (5) en un mouvement alternatif des bras à glissières (3 15) par l'intermédiaire des roulements (4) se déplaçant à l'intérieur des glissières (3). A ce stade de la construction, on dispose d'un mouvement rotatif des manivelles (droite et gauche) qui est nécessaire pour composer le mouvement alternatif réalisé comme suit: deux bras à glissières figure n 2 (15 14a 3) à mouvement oscillant horizontal. 1 0. Les bras figure n 1 comportent un bout de tube carbone (15) suivi d'un profil en U (3) en laiton. Les deux éléments, tube (15) et profil en U (3), sont réunis par la soudure carbone (16). Le bras à glissière de droite est identique au bras à glissière de gauche dans sa conception. Les deux bras sont orientés avec le creux des glissières face à face, figure n 3 (3). Les deux bras à glissière sont par conséquent fixés sur un système de charnière comprenant un tube en laiton 1 5. (14a) soudé sur le bras droit (15) et un deuxième tube en laiton (14a) soudé sur le bras gauche (15). Le support (9.9) porte un tube central à l'horizontale (14b). Les éléments formant l'ensemble charnière des bras à glissières sont ensuite réunis par une broche (19) figure 1. A ce stade, on a réalisé et marié deux mouvements essentiels pour l'invention: des mouvements oscillants et alternatifs simultanés. 2 0, Figures n 2 et 3: sur le devant des glissières (3), on trouve un tube de carbone (22) qui réunit les deux bras à glissières car les deux bras montent et descendent alternativement ensemble et en parallèle. A partir de ce tube (22), on va par la suite amener le mouvement alternatif aux ailes. Ce tube (22) qui sert à réunir les deux glissières, sert également à relier les deux longerons d'ailes (24) par l'intermédiaire des deux biellettes à rotules (28) montées sur 2 5. deux axes en acier droite (21, 21b) et deux gauche. La figure n 3 ne montre que le montage de l'aile droite. A ce stade de la description, nous avons transposé le mouvement alternatif de la barre (22) aux poutres des ailes (24). La figure n 4 décrit le mouvement des ailes (charnières des ailes). Les charnières 3 O. reposent sur le tube supérieur du châssis (1) où sont soudées deux lames à charnières avec deux charnons (18a, 18b). Pour l'emplanture des ailes figures n 3 (4), sur les tubes de l'emplanture d'ailes (25) droite et gauche sont soudées quatre lames à charnières avec quatre charnons (29a droite, 29a gauche, 29b droite et 29b gauche'. Le montage des ailes sur le châssis (1) se fait par la broche (19) figure n 1 3 5. Figure n 5. Le vol d'un oiseau comportant à la fois des battements d'ailes et leur vrillage, nous allons maintenant décrire les ailes de notre invention. Pour l'emplanture, les matériaux employés sont un tube de carbone torsadé (25) ; pour les longerons (ou bords d'attaque des ailes), c'est un tube de carbone torsadé (24) ; le bout d'aile consiste en une nervure courbée en carbone (37). Le tout est assemblé par des soudures en carbone. Un jonc en carbone 4 0. (36) sert de renfort entre le tube 24 et 25. 3 2875213 On remarquera que le bord d'attaque de l'aile est courbé. Pour réaliser cette courbure, on tend un fil entre les points a et b figure n 5, puis on colle de la toile à parapente sur la structure de l'aile. Une fois la colle sèche, on coupe le fil entre les points a et b, et la toile et le bord de fuite restent tendus. Lorsque les ailes sont montées et prêtes à fonctionner, on remarque que grâce à la 5..souplesse des tubes de carbone des bords d'attaque (24), on obtient un battement et un vrillage simultané des ailes. Le renfort (36) en carbone, selon sa longueur, règle l'amplitude du vrillage des ailes. Les figures n 6 et 7 décrivent la cinématique des mécanismes de l'invention. Ces descriptions permettent d'extrapoler l'échelle d'un appareil soit plus petit, soit plus grand. 1 0- La figure n 8 représente une forme d'habitacle (32) en polystyrène renforcé qui sert de pare-choc à l'atterrissage de l'appareil, et sert à contenir à l'intérieur (31) le pack pour l'alimentation en électricité de l'appareil. A droite et à gauche sont montées deux gaines (34) qui amènent de l'air pour le refroidissement des accumulateurs. 1 5. Les gouvernes pour le pilotage de cet appareil volant sont à volets de direction et à volets de profondeur. Le pilotage pour les petits avions se fait par un système radiocommandé. REVENDICATIONS 1) Ensemble de mécanismes permettant à un appareil volant de se propulser et de voler dans l'air par battements et vrillages des ailes imitant le vol des oiseaux, caractérisé par la partie centrale de l'appareil qui contient un réducteur, lequel comporte un arbre (5) qui repose sur les paliers (35) où sont montées deux manivelles (6) droite et gauche, au bout desquelles sont fixés deux roulements (4). L'arbre (5), poussé dans sa rotation par l'engrenage (7), permet de mettre en mouvement les deux manivelles (6) qui, par leur déplacement, transformeront le mouvement rotatif de l'arbre (5) en mouvement alternatif des bras à glissières (3 15). Ce mouvement alternatif est obtenu par l'intermédiaire des roulements (4) qui se déplacent à l'intérieur des glissières (3). 1 0 2) Ensemble selon revendication 1 caractérisé par les bras à glissières, fixés sur le support (9.9) s'articulant sur les charnières (14a) droite et (14a) gauche, et soutenus par le charnon 14b. Le tout est réuni par la broche (19), et les roulements (4) par la rotation des manivelles (6) se déplaçant à l'intérieur des glissières (3) provoquent un mouvement oscillatoire et alternatif simultané des bras à glissières nécessaire au battement des ailes. Les bras à glissière, 1 5 à leur tour, sont réunis par une barre transversale de carbone (22) car les bras à glissières bougent ensemble, parallèlement, dans leur mouvement alternatif. 3) Ensemble selon revendication 1, caractérisé en ce que sur les deux bouts de la barre transversale (22) sont soudées deux broches d'acier (21) . Sur le longeron d'aile (24) sont soudées deux broches d'acier (21b). Par l'intermédiaire des biellettes à rotules (28) montées sur 2 0 les broches (21) et (21b), on transfère les mouvements alternatifs de la barre (22) aux points de poussée et de traction des longerons d'ailes (24). 4) Dispositif selon les revendications précédentes ensemble, caractérisé par des ailes constituées par une structure comportant un longeron 24 (tube de carbone torsadé) qui, en réalité, fait office de bord d'attaque des ailes. Un tube de carbone (25) qui sert d'emplanture des 2 5 ailes, et au bout des ailes, une nervure carbone recourbée (37). Ces trois pièces sont reliées entre elles par des soudures de carbone, et renforcées par un jonc (36) en carbone. Ce renfort, selon sa longueur, règle l'amplitude du vrillage des ailes. Le bord d'attaque (24) est courbé. Cette courbure est réalisée avec un fil tendu entre les points a et b de la structure d'aile. 3 0 5) Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'entoilage des ailes est réalisé en toile de parapente collée sur les bords de la structure (24 25 37). 6) Dispositifs selon toutes les revendications ensemble, caractérisés en ce que les points de poussée et de traction (21 et 21b) amenés depuis la barre (22) et les biellettes (28) au 3 4 longeron (24), sont très loin du point de pivotement (19).