Brevet FR3091265A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Plateforme d'Appontage, de Catapultage et de Stabilisation de drones aériens modifiés. [0001] L'invention dont la protection par vos soins est demandée consiste en un dispositif d'interface (1) constitué d'une structure orientable intégrant une plateforme en matériau ferro-magnétique (2) solidaire d'un chariot coulissant sur des rails, dont le mouvement est initié ou ralenti par des élastiques (3), l'ensemble étant éventuellement amorti par des vérins (6). Ce dispositif constitue la « Plateforme d'Appontage, de Catapultage et de Stabilisation ». L'invention est associée à une modification d'un drone aérien (100) sur lequel le système d'atterrissage a été adapté avec des aimants (101 et 102). [0002] Cet ensemble permet dc stabiliser tout drone modifié et le faire décoller ou atterrir à partir du pont d'un navire (1000) - ou à partir du toit d'un véhicule terrestre, dénommé « porteur ». [0003] Les systèmes actuels existants connus qui catapultent des drones aériens à voilure fixe ne permettent pas de les récupérer sans dommage de façon fiable ni de permettre plusieurs tentatives (à l'instar d'un appontage d'un avion sur un porte-avions) : [0004] les systèmes de récupération existants par filets sont davantage susceptibles d'endommager la structure, le système de propulsion, ou les capteurs d'un drone ; [0005] faire décrocher une drone en vol au dessus d'une zone de récupération se traduit par une vitesse verticale significative et des décélérations brutales, et ne garantit pas une précision de posé, ni une stabilisation au sol, surtout s'il y a un vent fort ; [0006] pas davantage que l'intégration d'un parachute ou d'un coussin amortisseur qui diminue la charge utile, et ne permet pas un reconditionnement rapide ; [0007] l'amerrissage implique une étanchéité de l'ensemble difficile à garantir, et des contraintes dc récupération si l'eau est agitée ; [0008] le brevet EP2899 128 Al relatif à un dispositif d'accueil d'un dronc sur un véhicule ne s'applique qu'à un drone multi-rotors capable dc vol stationnaire (beaucoup moins endurant qu'un drone à voilure fixe), et nécessite que le véhicule soit à l'arrêt lors du décollage ou de la récupération. [0009] Le dispositif selon l'invention présente un intérêt tout particulièrement lorsque la vitesse minimale de vol (ou vitesse de décrochage) d'un drone aérien est supérieure à la vitesse de déplacement du navire ou du véhicule qui le transporte, ce qui permet de ne pas immobiliser la plateforme, et de minimiser les durées de reconditionnement. [0010] De plus, les systèmes de stabilisation connus d'hélicoptères sur le pont d'un navire se limitent à un système de harponnage, difficilement transposable à un drone aérien sans 2 pénaliser lourdement sa charge utile. [0011] Compte tenu des caractéristiques connues des matériaux couramment utilisables, la catégorie des drones éligibles à cette modification peut varier entre quelques kilogrammes et plusieurs centaines de kilogrammes. [0012] Même pour un dronc à décollage et atterrissage vertical (VTOL - Vertical Takc-Off & Landing, TWUAV ou TRUAV - Tilt Wing / Rotor Unmanned Acrial Vehicle), la fonction de stabilisation de la plateforme permet de le récupérer sur un porteur mobile dans des conditions mouvementées. De plus, lorsque les conditions aérologiques à l'atterrissage sont telles qu'il ne peut que reculer face au vent, le dispositif selon l'invention peut également permettre sa récupération en sécurité et sans dommages. Elle peut également assurer la stabilisation d'un dronc sur une plateforme subissant des mouvements aléatoires, dès lors qu'il est modifié en utilisant les principes figurant dans les revendications N1'4, 5 ou 6 de cette demande de brevet, et qu'il y a moyen de guider sa trajectoire précisément relativement à la plateforme. [0013] On peut également trouver un intérêt à cette plate-forme orientable lors du ca- tapultage pour apporter une énergie supplémentaire lors de la prise de hauteur initiale, et permettre un dégagement suffisant de tout obstacle ou infrastructure (arbres, immeubles, barrières...) générant des turbulences susceptibles d'en compromettre le contrôle. [0014] Les dessins annexés illustrent l'invention : [0015] [fig.1] représente une plateforme en position stabilisation [0016] [fig.2] représente une plateforme en position catapultage [0017] [fig.3] représente des droites modifiés Caractéristiques techniques [0018] L'invention présentée dont la protection à titre dc brevet est demandée a pour carac- téristiques : [0019] a. une structure orientable (1) supportant une plateforme (2) de récupération et de lancement en matériau ferro-magnétique fixée sur un chariot coulissant sur un ou deux rails ou tubes, susceptible d'être orientée vers le haut et face au vent apparent lors des catapultages selon un angle variable grâce à un système de montants croisés qui contribuent à l'amortissement lors de l'appontage ; b. la partie arrière (99) de la structure est solidaire du porteur (navire ou du véhicule - 1000), alors que la partie awutt (98), peut rouler ou glisser pour absorber l'énergie de l'impact, suite à la mise sous tension d'élastiques (9) ; c. un système de propulsion et de ralentissement du chariot à base d'un ou plusieurs élastiques (3) fixés sur la structure (1) et reliés au dispositif coulissant solidaire de la plateforme (2); d. si les efforts le nécessitent, un moyen de mise en tension (4) des élastiques 3 (par exemple winch actionné par une manivelle, roue à cliquet actionnée par un levier, enrouleur ou treuil électrique...), c. un système de retenue et de largage (5) de la plateforme de récupération et de lancement (2) pour déclencher les catapultages, à base d'anneau ou de crochet(s), voire d'électro-aimant ; f. un système de maintien en position stable de la PFACS constitué d'aimants (6) et/ou d'élastiques (9) sollicités dans des directions opposées, et qui assurent la stabilisation du drone sur la plateforme en mouvement, autant en dynamique (vitesses et vitesses angulaires élevées) qu'en tenue statique (angles extrêmes importants) ; [0020] Nota : ce même système contribue à décélérer la PFACS lors d'un appontage ; par ailleurs, si les accélérations au catapultage sont supérieures à la capacité de maintien en position du dronc, des cales, crocs ou des moyens de retenue compatibles du drone pourront être avantageusement rajoutés à la PFACS ; [0021] a. L'ajout sur un drone d'au moins 2 aimants, qui remplacent les atterrisseurs, fixés sous le drone sur des patins ou les jambes de train par collage, sertissage ou emboutissage. h. Avantageusement, si le drone dispose de batteries rechargeables, un système de rechargement peut être intégré à la plateforme, en isolant deux parties conductrices de la plateforme (2) afin de les alimenter électriquement sur deux bornes distinctes (103+ et 103-) en contact électrique avec les batteries du drone. c. En variante, si l'on souhaite conserver une capacité d'atterrissage hors de la PFACS, les aimants peuvent être fixés sur le drone par l'intermédiaire d'un mors (non représenté sur le dessin), ce qui peut permettre de régler leur hauteur par rapport aux roues, et continuer à bénéficier de l'amortissement pneumatique tout en réduisant la force d'attraction. d. En variante, afin d'éviter les décélérations trop brutales au moment du contact du drone sur la plateforme, un système de crosse (102) peut être ajouté sous le drone à voilure fixe, légèrement en arrière du centre de gravité, pour accrocher, juste avant l'impact, un élastique solidaire de la plateforme d'appontage (2). e. Avantageusement, afin d'éviter les décélérations trop brutales en fin de course de la plateforme sur les rails, un système d'amortissement ou de ralentissement des chariots coulissants peut être ajouté (frottement accru sur les rails, frein magnétique, système hydraulique...) t. Avantageusement, des filets de protection peuvent être également ajoutés à l'ensemble, notamment afin de pallier à des aléas lors des appontages (mouvements parasites imprévus, turbulences et imprécision de pilotage à l'approche de la plateforme, pilonnement ou embardée du bateau aux vagues ou à la houle, impact asymétrique...) susceptibles de compromettre l'immobilisation sur la platefortne de récupération jusqu'à l'arrêt complet des moteurs du drone. g. Avantageusement, le porteur dispose d'un système de protection du dronc sur sa platefortne (déflecteurs de vent et d'embruns, enceinte à fermeture automatique, ascenseur ...) 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Plateforme (2) caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un matériau ferro-magnétique et stabilisée sur un ou plusieurs rails d'un dispositif d'interface (1) entre un porteur (navire ou véhicule susceptible d'être en mouvement) ; [Revendication 2] Drone aérien (100) destiné à être positionné, se poser, ou décoller depuis la plateforme selon la revendication 1, intégrant sur sa partie inférieure au moins deux aimants (101) contribuant a minima à sa stabilisation, voire à son décollage, et/ou à sa récupération sur la plateforme (2) [Revendication 3] Plateforme (2) selon la revendication I caractérisée par système de ré- cupération de ce drone permettant, au moyen d'élastiques (3) et/ou de vérins ou d'amortisseurs (6), d'en absorber l'énergie mécanique lors de l'impact sur le porteur ; [Revendication 4] Plateforme (2) selon la revendication I caractérisée par un système de catapultage du drone selon la revendication 2, utilisant des élastiques propulsant la plateforme (2) sur le dispositif orientable (1) lorsqu'elle est libérée par un système de maintien (5), lui transmettant une énergie lui permettant d'atteindre une vitesse et/ou une hauteur suffisante pour voler à partir de sa zone de lancement ; [Revendication 5] Plateforme (2) selon la revendication I caractérisée par au moins un élastique contribuant à la décélération initiale d'un drone à voilure fixe répondant à la revendication 2, et intégrant un crochet ou une crosse (102) lui permettant d'accrocher un élastique et se maintenir sur une plateforme d'appontage. [Revendication 6] Plateforme (2) selon la revendication I caractérisée par l'utilisation de deux aimants du drone comme interfaces électriques (103+ et 103-) vers ses batteries, les connectant à un système de rechargement lorsqu'il est maintenu sur la plate-forme. [Revendication 7] Platefimne (2) selon la revendication 1 caractérisée par l'utilisation d'aimants ou d'électro-aimants intégrés au dispositif (l'interface (1) et participant à la stabilisation, la libération, et/ou l'accélération de la plateforme (2) sur laquelle est posé le drone objet de la revendication 2. [Revendication 8] Platelonne (2) selon la revendication 1 comprenant un système de montants croisés intégré au dispositif d'inteiftice (1), caractérisé par une partie arrière (99) le fixant au porteur (1000), ainsi qu'une partie avant (98) en contact avec le porteur (1000) permettant au dispositif 6 [Revendication 9] d'interface (I) de rouler ou glisser en absorbant les accélérations exercées sur la platefortne (2). [Revendication 10] Platefortne (2) selon la revendication I comprenant un système de vérins sur le dispositif d'interface, augmentant les capacités d'amortissement lors de l'impact d'un drone répondant à la revendication 2. Plaufortne (2) selon la revendication I comprenant un filet ou tout autre système de protection du drone objet de la revendication 2, associé au dispositif d'interface (1), lui permettant de conserver son intégrité même en cas d'aléas.