Brevet FR2904966A1 — publié le 20080222

-1- La présente invention concerne un dispositif pour traverser les espaces aériens dans l'atmosphère avec au moins un passager humain qui est en même temps le pilote. Cette activité de vol aérien est traditionnellement effectuée à l'aide d'avions à hélice, ou à réaction, ou d'hélicoptère, ou de ballon à hélium Etc. Ces systèmes sont très bien adaptés au vol aérien mais sont équipés de moteurs bruyants et polluants, et pour les avions nécessitent d'avoir une piste de décollage et d'atterrissage. Le dispositif selon l'invention propose une alternative écologique à ces systèmes mais principalement pour la plaisance. Il comporte en effet selon une première caractéristique une structure copiée sur le squelette d'un oiseau, une mouette de préférence pour la stabilité de son vol et sa rapidité, réalisée en plastique rigide et creux fabriquée selon les formes exacte du squelette de l'animal naturel. Un tuyau en plastique souple de l'épaisseur de la cavité vertébrale et équipé de disques intervertébraux en caoutchouc est positionné dans la 2904966 -2- colonne vertébrale de l'animal artificiel. C'est donc un ensemble d'os artificiels en plastique rigide attachés entre eux à l'aide d'attaches au niveau des articulations avec une gaine de 5 caoutchouc retenue de chaque coté par une bague de serrage et remplit d'une sorte de gelée placée entre les deux os. Un cadre de saisie d'informations de position (selon un troisième brevet déposé en même temps) est positionné sur le squelette du dispositif 10 pour renseigner l'unité centrale des mouvements qui sont effectués. Les mouvements mécaniques sont effectués à l'aide de muscles mécaniques (selon un premier brevet déposé en même temps) assemblés de façon à épouser les formes presque exactes des 15 muscles de l'animal et qui sont reliés aux os artificiels par des câbles attachés à ceux-ci de la même façon que les tendons chez l'animal, pour les besoins du mouvements les câbles peuvent passer par des attaches cavalières fixées sur les os. Les 20 moteurs des muscles mécaniques sont alimentés en électricité par l'intermédiaire d'un variateur de puissance pour chaque muscle chacun de ces variateurs est contrôlés par une interface de distribution qui reçoit ses ordres de l'unité 25 centrale. L'énergie électrique est fournie aux variateurs par une batterie accu et quelques transformateurs placés à l'intérieur de la structure. Le poste de pilotage est placé au niveau de la tête de l'animal qui est remplacée par une structure en plastique rigide, retenue par les muscles du cou, imitant la base du crâne en bas et 2904966 -3- constituant l'habitacle en haut et surmonté d'un dôme de Plexiglas munis de portes et de hublots. On ajoute un bec en plastique rigide pour l'aèrodynamique. A l'emplacement normalement occupé 5 par le gésier une ouverture dotée d'un clapet de fermeture coulissant est pratiquée dans laquelle est logé un tuyau de plastique assez rigide qui va jusqu'à l'extrémité arrière de la stucture. A l'avant est située une éolienne qui est mise en 10 mouvement par l'arrivée d'air en cours du vol, elle fait alors tourner une dynamo dont la production en électricité est stockée dans les batteries accu avec l'aide d'un régulateur. Les mouvements des muscles mécaniques sont coordonnées par un système 15 informatique piloté par le pilote. Les instruments de navigation nécessaires sont placés dans le cockpit sur le tableau de bord prévu à cet effet et doivent être réalisés en fonction des contraintes liés au système ici décrit. [Les mouvements à 20 maîtriser par le pilote sont: - Agir sur les poignées du guidon = écarter les ailes et les plumes de queue. - Deux pédales aux pieds = courir , sauter avec les pattes, les rentrer. - Tourner les poignées du guidon = accélérer le mouvement des deux ailes en 25 même temps. - Agir sur une mollette à mains sur chaque poignée = accélérer l'une ou l'autre aile de façon indépendante alors que l'action sur n'importe quelle poignée du guidon provoque une accélération des deux ailes en même temps - Pousser le manche = 30 aller vers le bas. - Tirer le manche vers soi = aller vers le haut - Tirer à fond sur le manche = 2904966 -4- manoeuvre d'atterrissage.- Tourner le guidon à droite ou à gauche = aller à droite ou à gauche. .] L'ensemble constitué par les os artificiels, le cadre de saisie d'informations de position par 5 rapport à la direction de la force de gravité terrestre et les muscles mécaniques est enrobé par une gaine de plastique qui est enserrée dans un grillage souple mais très résistant sur les mailles desquels sont fixés des câbles très fins mais très 10 résistants et légers auxquels sont fixés les plumes artificielles qui sont spécifiquement dévolues au vol réalisées presque à l'identique des plumes de l'animal par un procédé décrit dans un deuxième brevet déposé en même temps. Une couche de mousse 15 imperméable et un peu souple ajusté dans du tissu fin et résistant complète la structure dans la forme de l'animal en étant plus ou moins épaisse de façon à s'ajuster en gardant bien la forme de l'animal pris comme modèle et de façon à ce que les 20 mouvements ne soit pas entravés, les plumes spécifiquement dévolues au vol étant fichées dedans avec des renforts tel que des oeillets avec des caoutchoucs pour assurer leurs maintien. Les petites plumes de couverture peuvent être simplement cousues 25 ou collées sur le tissu qui recouvre la mousse. Les pattes sont recouvertes d'une coque en plastique souple mais bien résistant avec des ongles en plastique plus rigide. Selon des modes particuliers de réalisation: 2904966 -5- - Les articulations peuvent être réalisées avec la meilleur technologie existante. - Le bloc éolienne et dynamo peuvent être supprimés mais l'emploi d'une batterie de grande capacité 5 alourdit le dispositif. - Les matériaux utilisés peuvent varier. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe les proportions approximatives des éléments constituant le 10 dispositif les uns par rapport aux autres. La figure 2 représente en coupe le principe de fonctionnement applicable à l'ensemble du dispositif et illustre certain aspects. La figure 3 illustre un exemple de copie d'un 15 muscle naturel à l'aide d'un montage de muscles mécaniques. La figure 4 représente un cadre de saisie d'information dont la forme est adaptée à la forme du dispositif. 20 La figure 5 représente le guidon servant à piloter l'appareil. En référence à ces dessins (Fig.2) le dispositif comporte une structure en plastique rigide creux (1) appelée squelette sur laquelle sont fixés les 25 muscles mécaniques (2) qui doivent être dimensionnés 2904966 -6- et positionnés sur le squelette (1) de la même façon que le sont les muscles biologiques dans l'animal pris comme modèle du dispositif avec simplement des adaptations de simplification empiriques qui 5 diffèrent légèrement de 1' animal en ayant à l'esprit d'utiliser le moins possible de motorisations dans un souci de légèreté mais sans en altérer la puissance de travail.Un tuyau de plastique souple équipé de disque inter vertébraux 10 en caoutchouc est placé dans la colonne vertébrale( ). Les articulations sont jointes dans une gaine de caoutchouc (3) remplie de gelée lubrifiante (4), retenue de chaque coté par des bagues de serrage (5,6).). Les muscles mécaniques (2) sont attachés 15 aux os (1) à l'aide de câbles (7,8,9,) et de points de fixation (10,11,12,) tel que des rivets. De plus les muscles mécaniques (2) sont ajustés aux os du squelette à l'aide d'une gaine de plastique souple (14) et peuvent être maintenus en place par des 20 courroies élastiques là où nécessaire. Entourant cette gaine de plastique souple (14), un filet de mailles (15) trés résistant est ajusté et des câbles (16,17,18) sont fixés sur les mailles pour y accrocher les plumes porteuses artificielles 25 (19,20,21). Les câbles (16,17,18) passent au travers de la couche de mousse (22) et les plumes (19,20,21) y sont fichées, des renforts (23,24) sont installés à ces endroits. La couche de mousse imperméable reprend la forme externe de l'animal. 30 A la place de la tête (25) ,et retenu par les muscles de cou, un sol (26) est fixé sur la colonne 2904966 -7- vertébrale (27). Sur ce sol, le siège du pilote(28) est fixé devant les instruments servant au pilotage (29). Le cockpit (30) est une structure de plastique rigide surmonté d'un dôme de Plexiglas sur lequel on 5 peut pratiquer une porte et des hublots. Figure 1: Un bec en plastique rigide (31) est positionné à l'avant. Au niveau du gésier chez l'animal une ouverture est réservée (32) et son clapet de fermeture coulissant (33) et un tuyau en 10 plastique assez rigide (34) est placé qui va jusqu'à l'extrémité arrière. Dans ce tuyau à l'avant une éolienne (35) est positionnée qui est reliée à une dynamo (36) pour générer de l'électricité durant le vol qui sera stockée dans des batteries accu(37), 15 avec un régulateur, qui doivent être placées dans l'appareil de façon équilibré. Les batteries accus (37) apportent de l'énergie électrique à un bloc de variateurs de puissance avec le nombre de transformateurs adéquats contrôlé par 20 un programme, aidé aussi par le cadre de saisie d'informations de position, qui va permettre de dispatcher, en corrélation avec les instruments de pilotage contrôlés par le pilote, à chacun des blocs muscle qui constituent le système une énergie 25 modulée en durée et en puissance adaptée aux différentes phases de vol. Le dispositif ne peut donc fonctionner qu'avec l'apport de programmes informatiques adaptés mais qui ne font pas partie du brevet. 30 2904966 -8- La figure 3 présente à titre illustratif un exemple de copie d'un muscle naturel avec des muscles mécaniques électriques mais il faut se référer au brevet correspondant pour plus de 5 précision. La figure 4 présente à titre illustratif le cadre de saisie d'information de position dont la forme est prévue pour s'intégrer au dispositif La figure 5 illustre le procédé de pilotage de 10 l'appareil avec en A les poignées accélérantes, en B les molettes accélérantes, en C la fourche inclinable, en D le manche à pousser ou à tirer et en E les pédales pour les pattes. Les dimensions du dispositif doivent être 15 déterminées lors de la réalisation en fonction des proportions selon la figure 1 en prenant comme base la taille d'un homme ou plusieurs dont le cockpit doit servir d'habitacle. Le dispositif selon 1' invention est 20 particulièrement destiné à l'aéronautique de plaisance et de voltige aérienne car on peut aussi réaliser une hirondelle avec ce système. 25 15 20 25 REVENDICATIONS 1) Dispositif pour traverser les espaces aériens de l'atmosphère avec des passagers, dont le pilote, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de plastique rigide (1) et creux ayant la même forme 5 que le squelette d'un oiseau, une mouette par exemple, et composé d'éléments en forme d'os de l'animal pris comme modèle. Les os artificiels (1) sont joints entre eux aux articulations par des gaines en caoutchouc (3) retenue de chaque coté de 10 l'articulation par des bagues de serrage (5,6) et remplie de gelée lubrifiante (4). Un tuyau équipé de disques intervertébraux soutient la colonne vertébrale. Un cadre de saisie d'informations de position (38) est fixé sur la structure du squelette artificiel (1). Des muscles mécaniques électriques (selon un brevet déposé en même temps) (2) sont fixés aux os (1) à l'aide de câbles (7,8,9) positionnés de façon à exercer les même actions de traction que les tendons naturels chez l'animal biologique. Une gaine de plastique souple (14) enveloppe l'ensemble ainsi formé. Un filet très résistant de mailles assez serrées (15) enveloppe la gaine de plastique et une mousse imperméable ajustée dans du tissu fin, léger et très résistant (22) enveloppe le filet de mailles. Des câbles (16,17,18) sont fixés aux mailles du filet (15) qui 2904966 -10- passent au travers de la couche de mousse imperméable (22) et des plumes artificielles spécifiquement dévolues au vol (19,20,21) sont attachées à ces câbles (16,17,18), des renforts tels que des oeillets avec des caoutchoucs (22,23,24) sont placés à ces endroits. Les petites plumes artificielles de couverture sont simplement cousues ou collées sur le tissu protégeant la mousse imperméable (22). A la place du crâne, un plancher (26) est fixé qui est retenu par les muscles mécanique (2) du cou. Ce plancher est celui du cockptit (30) ou sont placés les sièges des passagers et le siège du pilote (28), qui sont pourvus de harnais de sécurité (39). Devant le siège du pilote (28) qui est placé à l'avant du cockpit (30) ,un guidon (40) est placé qui contrôle les actions d'écartement des ailes et de la queue, d'accélération des battements simultanée pour les deux ailes avec les poignées et aussi ailes par ailes avec des mollettes située sur les poignées , et de direction : vers le bas en poussant le guidon, vers le haut en tirant le guidon vers soi, à gauche ou à droite en tournant le guidon vers la gauche ou la droite ,et d'atterrissage en tirant le guidon à fond. Deux pédales aux pieds permettent d'actionner les pattes. Les instruments de navigation classiques sont placés sur le tableau de bord. Un dôme de Plexiglas (30) munis de portes et de hublots est positionné pour compléter la structure du cockpit et un bec de plastique rigide (31) est placé à la place du bec chez l'animal pour l'aérodynamique. Les 2904966 -11- pattes (41) sont recouvertes d'une écorce en plastique assez rigide et sont pourvues d'ongles en plastique très rigide. Au niveau qui est le gésier chez l'animal biologique une ouverture (32) est 5 pratiquée et un tuyau (33) est placé à l'intérieur du corps du dispositif jusqu'à l'extrémité arrière sous la queue de plume artificielles. Ce tuyau est fixé aux côtes artificielles du dispositif. A l'entrée du tuyau un clapet de fermeture coulissant 10 (33) est positionné. Derrière ce clapet une éolienne (35) est placée qui est raccordée à une dynamo (36) ce qui permet de générer de l'électricité lorsque l'on ouvre le clapet en cours du vol ,l'air s'engouffrant dans le tuyau de 15 plastique (34). L'électricité ainsi généré par la dynamo (36) est stockée avec un régulateur dans des batteries accu (37) qui sont placées dans le corps du dispositif de façon à ce qu'il soit bien équilibré. Les éléments étant réalisés selon les 20 proportions approximatives de la figure 1 ne sont pas d'un poids trop excessif. Une unité centrale (39) placée dans le cockpit doit traiter les informations provenant des organes de contrôle des mouvements et du cadre de saisie d'informations de 25 position {38) de façon à déterminer les impulsions électriques qui seront adressées au muscles mécaniques (2) par l'intermédiaire d'un bloc de transformateurs (40) et de variateur de puissance (41) contenant un variateur de puissance pour chaque 30 muscles mécanique (2) de façon à ce qu'il puissent fonctionner de manière indépendante les uns des 2904966 12- autres. Des interfaces de communication (42) entre l'unité centrale (39) et les éléments physiques du dispositifs et des logiciels adaptés doivent être crées pour que le système puissent fonctionner. Les 5 batteries accu (37) sont raccordées par fil ou par circuit imprimé de façon adaptée à tous les éléments du dispositif fonctionnant à l'électricité. 2) Revendication selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif soit équipé 10 d'éléments de sécurité ou de confort supplémentaires. 3) revendication selon la revendication 1 caractérisé en ce que les matières utilisées pour sa réalisation soit différentes. 15 4) Revendication selon la revendication 1 caractérisé en ce que les instruments de contrôle des fonctions du dispositif soit réalisés de façon différente, avec un joystick par exemple.