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La présente invention concerne un aérostat pour altitudes extrê- mes, prévu pour s'élever au-delà de la région que l'on désigne sous le nom de stratosphère. Un but de la présente invention est de résoudre les pro- blèmes provenant des grandes variations de volume du gaz de remplissage qui fournit la force ascensionnelle, par exemple entre le niveau du sol et le plafond, ainsi que les problèmes secondaires posés par la résistance des matériaux, le contrôle au sol pendant le remplissage, la prévention des ef- fets dangereux ou nuisibles de l'ionisation et des charges statiques, et la protection de l'équipage et de l'appareillàge contre les faibles tempéra- tures et les faibles pressions ambiantes.
Un autre but de l'invention est de créer dans un aérostat des for- ces ascensionnelles autrement que par les rapports connus existant entre la densité et la pression d'un gaz plus léger que l'air.
Un autre but de l'invention, est encore de pouvoir remplir une en- veloppe d'emmagasinage de gaz au moyen d'un volume initial de gaz considéra- blement supérieur à celui qui est normalement admis ou qu'on estime utile au niveau du sol.
Un autre but de la présente invention est de fixer une nacelle à un aérostat sans avoir recours au dispositif connu de suspension qui forme généralement une partie de la surface extérieure d'une enveloppe de ballon.
Un autre but encore de la présente invention est d'établir une origine inhérente de référence sur un aérostat quand il flotte dans l'atmos- phère supérieure dans un libre état d'équilibre.
Un but supplémentaire de l'invention est de transmettre et d'en- registrer des informations par images qui peuvent être obtenus dans les hau- tes régions et les informations par images terrestres réfléchies qui peuvent être obtenues à partir desdites hautes régions.
Un autre but encore de l'invention est d'émettre des substances physiques choisies, à partir de l'intérieur de la nacelle d'un aérostat, pour procéder à l'analyse expérimentale de leurs réactions dans les condi- tions d'ambiance de la haute atmosphère.
Un autre but encore de l'intention est de produire un aérostat pour altitudes extrêmes qui comprend une enveloppe à gaz destinée à renfer- mer le gaz ascensionnel, plusieurs couches de matériau flexible espacées les unes des autres quand on les étire pour constituer une enveloppe exté- rieure de forme approximativement sphérique, une garniture au sommet pour tenir les bords supérieurs de l'enveloppe de gaz et de l'enveloppe extérieu- re, une garniture pour tenir les bords inférieurs desdits éléments, des moyens pour permettre le passage de gaz entre l'intérieur de l'enveloppe à gaz et les espaces multiples compris entre cette enveloppe et les couches successives de l'enveloppe extérieure pour produire des pressions progres- sivement décroissantes dans les dits espaces en partant de l'intérieur vers l'extérieur,
des cordes de suspension entre lesdites garnitures supérieures et inférieures, et une nacelle suspendue à la garniture inférieure.
De préférence, la nacelle est constituée par plusieurs couches de matériau rigide de forme approximativement sphérique, jointes les unes aux autres en haut et en bas, les couches étant munies de dispositifs pour per- mettre le passage de l'air, sucoessivement entre l'intérieur et les divers espaces compris entre les couches successives pour donner des pressions d'air allant en diminuant successivement dans lesdits espaces, de l'inté- rieur vers l'extérieur.
Dans la description, la conversion en forces ascensionnelles, lorsqu'il en est besoin, de la force électrostatique existant entre le gaz
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de remplissage et le champ terrestre est appelée "force ascensionnelle de champ", pour distinguer cette nouvelle composante ascensionnelle d'un aéro- stat selon la présente invention, au-dessus de certaines altitudes, des for- ces ascensionnelles initiales du gaz exercées par ledit aérostat par suite des. rapports connus densité pression résultant, entre la terre et les alti- tudes de plafond
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemple, des détails d'une.forme d'exécution selon l'invention ainsi que certaines variantes que l'on peut à volonté adopter.
Dans ces dessins :
Figo 1 est une vue en élévation de l'aérostat dont l'enveloppe est dégonflée;
Figo 2 est une vue en élévation latérale du même aérostat ;
Figo 3 est une vue en élévation, partiellement en coupe, de l'aé- rostat dont l'enveloppe est gonflée Figo3A est une vue schématique en plan et en coupe, correspondant à la figure 3, mais à échelle plus petite; Figo 4 est une vue en plan, partielle, correspondant à la figure 3;
Figo 5A est une vue en coupe verticale de la garniture d'envelop- pe supérieure;
Figo 5B est une vue en coupe verticale de la garniture d'envelop- pe inférieure;
Figo 6 est une vue partielle en plan et à plus grande échelle, de la garniture inférieure;
Fige 6A est une vue en coupe verticale de 1 une des soupapes de ladite garniture ;
Figo 7A est une vue en élévation, avec coupe partielle de la par- tie supérieure de la nacelle;
Figo 7B est une vue en élévation, avec coupe partielle de la na- celle et de son berceau-support;
Figo 8 représente une variante des pieds du berceau-support;
Figo 9 est une vue en élévation de la nacelle, avec coupe partiel- le montrant une partie de l'équipement interne;
Figo 10 est une vue en plan avec coupe suivant la ligne J-J de la figure 7B;
Figo 11 est un schéma des connexions de circuit associées avec les boucles de ruban de renforcement de l'enveloppe;
Figo 12 est un schéma qui représente, en élévation, des états de dilatation intermédiaires des couches de l'enveloppe;
Fige 13 est une vue en élévation de la nacelle et de son berceau de support flottant sur l'eau.
En outre, pour indiquer clairement la capacité cubique utile il doit être entendu que le diamètre intérieur de la nacelle est d'environ 3,5 à 4 mètres, et qu'elle est destinée à offrir une place suffisante à un équi- page de vol de quatre personnes, et à tous les instruments nécessaires au fonctionnement et aux expériences.
Si on se réfère tout d'abord aux figures 1, 2 et 3, l'aérostat
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comporte une enveloppe de pression interne PM enfermant une cavité primaire de gaz B pour le gaz ascensionnel. L'enveloppe peut être en nylon ou en tout autre feuille légère de matière plastique imperméable à l'hydrogène ou à l'hélium, et elle doit avoir une solidité suffisante pour résister à une pression interne de l'ordre de 7 atmosphères. L'enveloppe est contenue par un réseau de pression PH constitué par une feuille en matière plastique ou par des rubans PT tissés en nylon disposés autour d'elle circonférentielle- ment, à intervalles, et par des rubans longitudinaux de nature et de dispo- sition analogues et dont l'un est représenté en pointillés dans la figure 3.
Une enveloppe externe Bl se composant de plusieurs couches sépa- rées, entoure l'enveloppe interne PM. Dans la figure 3 six de ces couches sont représentées, désignées par ml à m6. Ces couches sont fixées, à leur extrémité supérieure, dans une garniture C qu'on appellera la coupole et à leur extrémité inférieure dans une garniture CA qu'on appellera la fermeture de suspension.
Des cordes de suspension SH relient les garnitures C et CA et des cordes SH1 fixées à la fermeture de suspension Ca supportent une nacelle G que l'on décrira plus¯loin. Les diverses couches ml à m6 sont restreintes en dilatation par des rubans circonférentiels T1 à T6 autour de leurs divers équateurs à espacements égaux K comme montré sur le gauche de la figure 3 ou bien encore à une position plus élevée avec des espace- ments graduels K à Kl comme indiqué sur la partie droite de cette même figu- re. Des rubans longitudinaux, t1 à t6 en forme de boucles méridiennes vont de la nacelle G à la fermeture'de suspension CA, à espacements angulaires appropriés, et sont' tenus par des rubans Tl à T6. Douze boucles méridien- nes sont représentées, à titre d'exemple, dans les figures 3A et 4.
Les espaces Ql à Q6 entre les couches ml à m6 sont destinées à recevoir du gaz à des pressions qui diminuent progressivement en allant de l'intérieur de l'espace B jusqu'à l'espace extérieur Ql. La variation gra- duelle de la pression est assurée par un écoulement de gaz comme indiqué par les lignes en pointillés munies de flèches à travers des orifices de commu- nication 02 à 06, disposés alternativement près des extrémités du haut et du bas des couches m2 à m6, avec un orifice final d'échappement EO vers l'ex- térieur, près de l'extrémité du bas de la couche ml.
Les dimensions des ori- fices sont de nature à produire la variation graduelle de pression grâce à l'écoulement de gaz, à partir de l'espace interne B, à travers un orifice U, puis à travers les orifices successifs jusqu'à l'orifice final d'échappe- ment EO. Tous lesdits orifices, en nombre suffisant, sont disposés radia- lement à intervalles sur les membranes respectives, de préférence à mi-che- min entre les boucles méridiennes de ruban comme le montre la figure 4.
Comme indiqué dans ladite figure 4, l'ensemble de rubans allant de haut en bas comprend des rubans à recouvrement paramagnétique M, indiqués par des lignes de hachure serrées, et des rubans électriquement conducteurs et à recouvrement diamagnétique E indiqués par des lignes de hachure espa- cées. Certains des rubans, de référence I, contiennent des brins de fils métalliques qui peuvent être reliés comme boucles inductives dont le rôle sera exposé, plus loin. Les rubans Tl à T5 peuvent également être munis de fils métalliques encastrés.
La fonction des rubans méridiens à recouvre- ment paramagnétique M se composant d'un jeu de boucles de rubans tl à t6 est de permettre à l'aérostat, quand il est dans un état de libre équilibre, de s'orienter dans une direction particulière dans le champ magnétique ter- restre, par rapport à la direction de la ligne d'exploration des appareils de prises de vues de zénith et de nadir TVI, TV2, TV3 qu'on mentionnera plus loin, de sorte qu'un système inhérent de référence est établi sur l'aé- rostat.
Le rôle des rubans méridiens électriquement conducteurs E est de
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neutraliser et de régler par des dispositifs de charge et de décharge, qui seront décrits plus loin, les effets des charges statiques s'accumulant soit sur le gaz, soit sur l'enveloppe membraneuse, de l'électricité stati- que produite par le frottement dû à l'écoulement de gaz ou de l'instabilité électrostatique due à l'ionisation du gaz ascensionnel lorsque l'aérostat flotte dans la haute atmosphère. Une autre fonction principale desdites bou- cles de ruban E consiste dans l'application à ces boucles de potentiels appropriés grâce à une commande exercée de l'intérieur de la nacelle comme il est exposé plus loin.
Les divers rubans qui composent une série quelconque de boucles individuelles tl à t6, y compris les boucles de ruban paramagnétiques M et les boucles de ruban conductrices E sont fixés aux couches de l'enveloppe par soudage plastique. Les couches elles-mêmes sont en feuille plastique très légère, comme du nylon ou de la cellulose régénérée, ayant de préféren- ce de bonnes propriétés diélectriques, car il est clair que la charge de travail nécessaire, et par suite l'épaisseur et le poids du matériau de chaque couche sont réparties selon le nombre de couches utilisées par rap- port au poids total qu'on se propose de soulever, qui doit être réparti uni- formément sur toutes les couches.
En pratique, les couches membraneuses ml à m6 peuvent être teintes de couleurs appropriées pour constituer un filtre spectral capable de protéger le gaz, dans.les espaces Q1 à Q6 contre les ef- fets directs d'une radiation ultra-violette.
La nacelle G est représentée en détail dans les figures 5A et 5B et elle est en alliage métallique léger ayant un rebord extérieur 1 de sec- tion en U et conformé de façon à recevoir un rebord moulé souple 2 dans le- quel les couches d'enveloppe ml à m6, la membrane à pression PM et le réseau d'attache PH ainsi que l'ensemble de rubans sont fixés par soudage plasti- que. Le rebord 2 a un renflement 3 sur son diamètre interne, sur lequel le rebord 1 est pressé, pendant l'assemblage et qui est fixé, finalement par des boulons et des écrous 4. La partie intérieure du rebord 1 comporte un flasque métallique 5 auquel est attachée une fermeture qui se compose d'un anneau métallique 6 fixé par des écrous et des boulons.
L'anneau 6 est conformé de façon à recevoir un ensemble de soupa- pe de dégagement de gaz VI communiquant avec l'espace B et contient une cellule moulée flexible 8 dans un bol métallique 9 fixé par des tenons 7 à l'anneau 6. La communication pour le gaz est établie à travers les ouver- tures 10 et une tige tubulaire 12 dans un bossage central 11, une transmis- sion pneumatique Pl étant fixée directement à la cellule 8 sans soupape in- termédiaire. La transmission pneumatique Pl est contrôlée de l'intérieur de la nacelle G le tube P1 traversant l'espace interne B
Sur le rebord supérieur de l'anneau 6 se trouve un cône métalli- que 13 pourvu de trois supports 14 pour limiter le dépassement de la cellu- le 8 dans l'anneau 6 lorsqu'elle est sous pression.
L'échappement de gaz a lieu sous la commande de la transmission pneumatique Pl à travers les ou- vertures 10 et les parois latérales affaissées de la cellule moulée 80 On comprendra que la cellule moulée 8 et le bol qui la contient, peuvent, à l'occasion, lorsqu on utilise de hautes pressions de magasinage, être placés en une position inversée par rapport à la position représentée. A cet effet, un rebord métallique d'étanchéité peut également être inclus à la base de la cellule 8.
Sur la surface supérieure du cône 13 est placé un appareil de pri- se de vues de télévision TV1 de petites dimensions visant vers le haut, pour éviter l'interception permanente du zénith par la structure du ballon.
Un câble d'alimentation 15 pour l'appareil de prise de vues est relié à une fiche 16 scellée à travers le flasque métallique 5 et connectée à son autre
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extrémité avec l'intérieur de la nacelle. Les extrémités de rubans tl à t6 sont reliées au moyen d'une fiche 17 à une fiche correspondante à contacts multiples 18 placée sur le rebord métallique 1 pour assurer des connexions et des liaisons.
La flexibilité du rebord 2 est indiquée par des lignes pointillés sur le côté droit des figures 5A et 5B et par ce moyen une compensation est faite pour divers stades de dilatation de l'enveloppe membraneuse B1 On remarquera que la somme des résistances mécaniques des couches membraneuses m1 à m6 est rendue unitaire dans les rebords 1 et 2 pour des fins de répar- tition. A la nacelle G sont fixées des cordes de suspension ou un harnais
SH comme indiqué dans la figure 5A par des pattes à anneau 19, 20.
La garniture CA est représentée en détail dans la figure 5B et elle comprend un anneau de suspension 21 en alliage de métaux légers, ayant un flasque externe 22 avec orifice de transfert U entre l'espace intérieur B et le premier espace Q6 Sur la face interne ou supérieure du flasque
22 se trouve une soupape annulaire de transfert V2 représentée à plus gran- de échelle dans la figure 6 Cette soupape est en forme de tube de substan- ce flexible et elle comporte une base moulée annulaire, renforcée, en prise avec les orifices de transfert U répartis radialement. Ladite soupape est représentée en coupe dans la figure 6Ao La soupape V2 est fixée par des chevilles ou des rivets 23 dans sa paroi supérieure, à une auge annulaire in- versée 24 en alliage métallique léger et de section semi-circulaire.
Les arrivées de gaz u établissent une communication avec l'espa- ce primaire de gaz B. Une transmission pneumatique P2 est prévue pour la soupape V2 sans aucune soupape intermédiaire. La soupape V2 peut être ouver- te par une pression exercée par la transmission pneumatique P2 qui soulè- ve la partie inférieure de la soupape et découvre ainsi les ouvertures u sous la commande assurée à partir de la nacelle G
Un prolongement supérieur latéral du flasque 22 porte, fixé sur lui, un anneau 25 de section en U tenu par des boulons.
Un rebord moulé 27, semblable au rebord 2 sert à fixer l'enveloppe de gaz PM et son harnais PH, un renflement 28 étant maintenu dans l'anneau 25 Une autre bague 29 en alliage métallique léger de section en U est prévue à une distance appro- priée en dessous de l'anneau 25 et est maintenue par les boulons 30 pour fixer les extrémités inférieures des couches ml à m6 et leurs rubans tl à t6 qui sont attachés à un rebord flexible 31, ce dernier étant tenu au moyen d'un bord élargi 32 et de boulons 33 d'une façon semblable aux parties cor- respondantes de la nacelle Go Les extrémités des rubans sont reliées à des fiches de prises de câble 34 sur l'anneau 29, et des câbles à âmes multiples EC EC1 sont passés à l'extérieur de la nacelle Go
La garniture C comprend également une soupape de gonflage IV,
mon- tée dans un logement de soupape 35 et qui est fixée par des boulons 36 sur un flasque intérieur de l'anneau 21. La soupape IV comporte un joint détan- chéité secondaire 38 en matière plastique moulée, et un joint d'étanchéité conique 39 métal contre métal. La soupape peut être chargée par du mercure dans la tige comme on l'a indiqué en hachures ou bien elle peut être char- gée par un ressort. Un couvercle 40 ferme l'extrémité inférieure de la sou- pape.
Sur le côté supérieur de l'anneau 21 sont prévues quatre pattes annulaires, ou davantage, 41, 42, 43 dont trois seulement sont représentéeso Le harnais de suspension SH est fixé à ces pattes. De même, des pattes 44, 45 46 sont prévues pour fixation au prolongement externe SH1 du harnais SH pour la suspension de la nacelle. En pratique, on préfère faire les pattes en substance diélectrique comme par exemple de la céramique renforcée. Ou
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bien encore, les pattes annulaires et les cordes de suspension peuvent être fixées les unes aux autres par des isolateurs de forme appropriée.
Cette caractéristique importante de l'invention permet la libre di- latation de l'enveloppe Bl à sa forme finale qui peut différer d'une forme sphérique, les forces ascensionnelles du gaz étant transmises par les diver- ses membranes à la nacelle G et de là à la garniture de fermeture CA et au berceau contenant la nacelle qui sera décrit plus loin. Il est clair, ainsi, que lorsque l'enveloppe Bl atteint son état de dilatation maximum une certai- ne proportion des forces ascensionnelles est également transmise par les di- verses membranes à l'endroit de leurs points de fixation à la garniture CA et de là au harnais de suspension SElo
Les tuyaux souples de transmission pneumatique et les câbles con- ducteurs qui traversent 1 espace principal de gaz B sont amenés vers le bas à travers la plaque 35, comme indiqué, pour aller à la nacelle.
Le trans- fert du courant de gaz à haute pression s'effectue à travers la soupape V2 et passe, à travers les orifices U dans l'espace compris entre les anneaux moulés 27 et 31 Une fiche de liaison 47 et un fil de mise à la terre 48 per- mettent la décharge de 1 électricité statique produite par le frottement du gaz qui s'écoule pendant les opérations de relâchement en vol qui seront décrites plus loin, le fil 48 étant connecté au berceau de suspension SC de la nacelle G mis à la terre.
La nacelle G et son berceau de suspension SC sont représentés dans les figures 7A, 7B 10 et 13 Le berceau SC est soutenu par le har- nais en cordes SR1 au moyen de crochets de suspension 49, 50 51 comportant des éléments articulés pivotants et à déclenchement rapide 52, 53 54 dont les extrémités de verrouillage sont indiquées de façon schématiqueo Ces éléments peuvent être actionnés à partir de l'intérieur de la nacelle au moyen d'une transmission pneumatique (non représenté).
Les crochets 49, 50, 51 peuvent être isolés, comme dans le cas des pattes 41 à 46
Le berceau de suspension comporte quatre pieds, dont 1 un d'eux est représenté en coupe sur le côté gauche des figures 7A et 7B Chaque pied comprend une membrure centrale 55 en alliage métallique léger, et il dépasse vers l'extérieur et vers le bas suivant une courbe, jusqu'à l'extré- mité 56.
L'extrémité 56 se raccorde aux patins transversaux de support 57, 58, pour la pose sur le solo Chacun des pieds comporte, près de l'extrémi- té, une cuve à mercure de ballast b et, en outre une cuve à eau de ballast b1 Les quatre pieds qui constituent le berceau SC sont espacés équiangu- lairement autour de la nacelle et sont fixés à une plaque circulaire RL par des pivots 60, 61 La plaque HL comporte une ouverture centrale 62 pour un but qui sera indiqué plus loin.
La cuve à mercure de ballast b est pourvue d'un orifice de remplis- sage 63 qui constamment reste librement ouverte et, au fond, d'une soupape à tiroir 64 commandée par une transmission pneumatique P30 La cuve à eau de ballast b1 comporte un orifice de remplissage 65 avec un capuchon étanche 66 et, à sa base, une entrée ou une sortie 67 avec couvercle à charnière 68 et un verrou libérable 69 commandé par une transmission pneumatique P4 L'eau de ballast n'est utilisée que comme ancrage au sol temporaire quand l'aéro- stat est posé sur le solo Avant que l'aérostat ne quitte le sol le verrou 69 est libéré sur les quatre pieds et le ballast d'eau est abandonné pour commencer l'ascension.
La cuve bl est munie également d'une sortie d'air 70 reliée à un tuyau souple de commande pneumatique P5 qui n'est nécessaire que quand on descend sur l'eau pour régler l'admission d'eau dans la cuve bl, par l'en- trée 67 dans le but de régler le niveau de flottaison et la stabilité de la
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nacelle. Les limites supérieure et inférieure du niveau de flottaison sont indiquées par les lignes ondulées WL1 et WL2 visibles dans la figure
13.
Les transmissions pneumatiques de fonctionnement et de régulation pour toutes les cuves à mercure b sont reliées en parallèle, de même que celles qui sont associées avec les cuves à eau bl. Elles sont conduites à un panneau de commandes représenté schématiquement dans la figure 7B, à l'intérieur de la nacelle G ainsi que les autres transmissions pneumatiques.
Les pieds articulés SC ont, sur leur côté interne, des dispositifs absorbeurs de chocs comportant un coussin d'air 71 et des coussins ou tam- pons de caoutchouc 72, 73, 74. Des dispositifs absorbeurs de chocs addi- tionnels peuvent être prévus, comme indiqué dans la figure 8, en articulant l'extrémité inférieure de chaque pied du berceau SC en 79 et en le reliant, par une patte 78, par un joint à pivot 77 au plongeur d'un dash-pot 75 pi- votant en 76 sur la partie principale du pied.
La nacelle est enserrée par les pieds du berceau SC et comprend dans le cas présent, trois feuilles 11 12 13 d'alliage métallique léger ou de matière plastique espacées au plus grand diamètre par un anneau de jonc- tion 80. Une fermeture de fond 81 est prévue avec des flasques en gradins pour espacer les feuilles les unes des autres, et une fermeture au sommet est effectuée par un collier 82 dans lequel les feuilles sont réunies. L'anneau 80 est pourvu de passages d'air à travers lesquels les parties supérieures et inférieures des passages d'air respectifs établis entre les feuilles sont en communication.
La fermeture inférieure 81 comprend un arbre creux 84 comportant une ouverture à l'extrémité inférieure, en libre communication avec l'espa- ce, et des conduites de transfert d'air 85 et des soupapes 86 entre les feuilles les plus intérieureso Une conduite analogue 87 avec soupape, est prévue pour l'espace entre les feuilles 12 et 13, cet espace communiquant avec l'extérieur par un ou plusieurs orifices E01 en dessous du collier mé- tallique supérieur 82.
A l'extrémité supérieure de l'arbre 84 est prévu un cylindre étan- che 88 muni d'un couvercle .89 prévu pour l'émission de vapeur ou de produit luminescent ou d'une autre substance à partir d'un récipient 90 dans le but d'analyser expérimentalement leurs réactions, comme par exemple les réac- tions de la vapeur de mercure, de la vapeur de sodium ou autres gaz dans les conditions ambiantes de la haute atmosphère. Ces buts étant envisagés, le récipient 90 peut comprendre quatre cavités indépendantes d'emmagasinage ou davantage dans sa construction, le mécanisme de déclenchement de chaque cavité étant situé à distance, dans la nacelle.
L'extrémité supérieure du cylindre 88 porte un dispositif de le- vage L actionné manuellement, dont la tige de plongeur peut être télescopi- que. Au haut de la tige, se trouve une plaque OP conformée de façon à résis- ter à la pression et à venir en prise avec un joint 92 fixé sur le collier métallique 82. L'entrée et la sortie du fluide hydraulique sont représentées en 93 et 94. L'arbre de fermeture 81, porteur de'la feuille intérieure 13, est supporté par un coussin d'air 71 tandis que l'extrémité de l'arbre creux de la fermeture 81 s'étend à travers la plaque HL.
Des regards d'observation sont prévus comme indiqué en W dans la figure 7B et ils peuvent être munis d'écrans amovibles S, ultra-violets ou autres. Un disque de verre ou de matière plastique est représenté en 96 dans la figure 9, avec les feuilles tenues ensemble en 95 Quatre ouvertures de base sont prévues comme indiqué dans la figure 10, et de ces ouvertures, A1 reçoit un appareil de prises de vues de télévision TV2 dirigé verticale- ment vers le bas.
Une seconde ouverture A2 reçoit un autre appareil de prises
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de vues semblable de télévision, TVE
Les lignes d'exploration de ces appareils de prises de vues indi- viduels TV2, TV3 sont orientées à angle droit par rapport à la ligne d'ex- ploration de l'appareil de prises de vue zénithal TV1 de sorte qu'en com- binaison avec le ruban à recouvrement paramagnétique M, représenté dans une position à 90 par rapport aux appareils de prises de vues de nadir TV2 et TV3 ils peuvent être utilisés comme référence d'orientation indiquée par un symbole de boussole dans la figure 10, pour des relevés de point terrestre ou céleste par rapport à la position ainsi orientée de l'aérostat par rap- port au champ magnétique terrestre.
Les renseignements ainsi obtenus peu- vent être enregistrés ou transmis au sol par radio.
Les deux autres ouvertures de base A3 et A4 reçoivent des appa- reils de photographie aérienne f1 f2, ou bien en enlevant les appareils photographiques, on peut obtenir une observation directe en direction vers le bas. on a également représenté, dans la figure 9 une installation d'emmagasinage d'air comprimé 97 fixée au cylindre de pression interne 88 pour actionner les divers systèmes de soupapes. Ces systèmes sont comman- dés à partir d'un panneau indiqué dans la figure 7B par les symboles Pl à P5 Les alimentations Pl et P2 pour les soupapes Vl et V2 et le câble d'a- limentation pour 1 organe de télévision TV1 ont des couplages extérieurs et une douille qui passe à travers le collier 82 de l'extérieur à l'intérieur de la nacelle.
Des dispositions analogues sont prises pour les connexions des circuits de câbles EC et EC1 de la figure 4 Le fil de mise à la terre 48, de la garniture CA est relié par un tenon 98 au berceau de suspension SC et un fil de liaison est également représenté attaché par des tenons 99, 100 entre le berceau SC et la nacelle Go Ces fils de mise à la terre sont utilisés seulement comme mesure de précaution pendant le remplissage et le transfert du gaz au solo
Une corde 101 représentée dans la figure 7A traverse les pattes 102, 103, 104 pour retenir les pieds du berceau de suspension SC après que la nacelle a été placée sur lui.
La corde 101 peut être munie d'un ten- deur (non représenté)o Bien que la nacelle G soit représentée comme ayant seulement trois feuilles elle peut tout aussi bien en avoir un nombre plus grand, selon, naturellement, la pression ambiante que l'on rencontrée Les pressions décroissent par échelons, de l'intérieur vers l'extérieur, et elles sont déterminées par la pression statiquede l'air qui peut être injec- té entre les feuilles, ou qui peut être réglé par écoulement à travers les orifices diminuant progressivement, de la même façon qu'entre les couches de l'enveloppe déjà décrites. Ceci permet de maintenir l'intérieur de la nacelle à une pression de l'atmosphère selon les besoins physiologiques des occupants.
Les espaces entre les feuilles de la nacelle peuvent être munis de feuillard d'aluminium plissé de façon lâche, pour des fins d'isolation thermique. Dans le cas où les feuilles sont en matière plastique claire et translucide, elles peuvent aussi être teintes de façon à constituer un fil- tre spectral pour empêcher la pénétration d'une radiation ultra-violette intense à l'intérieur de la nacelle. Si les feuilles 11 12 13 sont faites de façon à pouvoir supporter des pressions plus élevées, une pression d'air croissant par échelons peut être prévue entre les feuilles comme réserve d'air pour utilisation dans la nacelle.
Dans tous les cas, il sera néces- saire de prévoir un appareillage de purge d'air dans l'intérieur dela nacel- le tandis que la réserve d'air emmagasinée peut être utilisée occasionnel- lement pour rafraichir la base d'azote de l'air vital purgé dans la nacelleo La conduite 87 peut être munie, si on le désire, d'un appareillage à propul-
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sion à ailettes pour un but désiré quelconque de façon à utiliser l'énergie de 1 air d'échappement .
La figure 11 représente, schématiquement comment les diverses boucles de ruban peuvent être reliées pour diverses fins. Dans cette figure, le schéma xl représente le liage de la série des boucles de ruban en travers de la nacelle G Le schéma x2 représente les connexions de circuit préfé- rées pour la série des rubans en travers de la nacelle G effectuées par les fiches 17, 18 de la figure 5A Le schéma x3 représente le point auquel les mêmes rubans sont sortis à l'extérieur à la garniture de suspension
CA Le schéma x4 indique la connexion des câbles EC ECL venant des rubans tl à t6 allant aux divers appareils.
Comme exemples des divers dispositifs de régulation, de mesureou de consommation qui peuvent être utilisés,on représente, connectés aux bou- cles de ruban conducteur, les suivants un tube à décharge en atmosphère gazeuse dans la boucle t6-t6 ou dans un nombre quelconque de ces boucles, ou de toutes.
Un couplage par condensateur dans la boucle t5-t5 ou dans un nom- bre quelconque de boucles ou dans toutes, en série ou en parallèle.
Un commutateur d'ouverture et de fermeture de circuit sur la bou- cle t4-t4 ou un nombre quelconque de boucles ou sur toutes, en série ou en parallèle.
Une résistance de charge dans la boucle t3-te ou un nombre quel- conque de boucles ou dans touteso
Une résistance capacité dans la boucle t2-t2 en parallèle avec un côté de tl.
En appliquant les mêmes dispositions de distribution pour une bou- cle 1 de ruban inductive contenant du fil métallique en série, on obtient un couplage comme représenté, comprenant :
Une inductance à couplage lâche ou serré dans la boucle I, tl-tl ou dans un nombre quelconque de ces boucles ou dans toutes, en série ou en parallèle.
La fonction principale de la boucle de ruban enroulée inductive,- ment I, représentée espacée méridiennement de la boucle paramagnétique M (fige 4) consiste dans l'établissement d'un couple électro-magnétique par rapport à l'axe vertical de l'aérostat et à la production d'un courant dans la boucle par le champ magnétique terrestre lors de la cessation du couple appliqué. En fonctionnement, un courant appliqué à la boucle inductive I produit 1 orientation de ladite boucle et de l'aérostat dans le champ terres- tre tout en déviant la boucle paramagnétique M de son ancienne position sta- ble dans ledit champ. Comme la boucle I pendant son retour à sa position ini- tiale est alors sous l'influence de la boucle paramagnétique M elle coupe des lignes de force magnétiques du champ terrestre et un courant est créé.
Le courant ainsi créé et tout aussi bien le courant appliqué peuvent être mesurés et analysés en se référant aux intensités de champs magnétiques à des altitudes différentes et extrêmes. Des dispositifs représentés dans la fi gure 11 et décrits plus haut facilitent le passage du courant en provenance ou à destination de la boucle inductive de ruban I ou d'un nombre quelconque de ces boucles en série intérieurement.
Plus bas dans la figure 11, sont représentés d'autres appareils qui peuvent être utilisés en les connectant à travers toutes ou un nombre quelconque de boucles conductrices de ruban, comme par exemple un oscillo- scope OSC, un éclateur rotatif RSG, dont le symbole représente également un
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commutateur, et un appareillage d'étude et d'enregistrement, récepteur ou transmetteur de radio ou de rayons cosmiqueso
Il doit être entendu clairement, dans toute la description qui suit, que le volume, énormément dilaté d'un gaz ascensionnel, emmagasiné initialement et temporairement dans l'érostat, au sol sous pression, pres- sion qui peut être d'une valeur allant jusqu'à 7 ou 14 atmosphères,
n'est pas en relation directe avec la performance extrême qu'on peut obtenir avec le présent aérostat purement par des relations de densité, mais que ledit volume totalement dilaté et retenu est une condition essentielle pour l'ex- tension de performances d'altitudes extrêmes par une "force ascensionnelle de champ" car le facteur de déplacement d'une particule à charge négative dans le champ terrestre, exprimé en force ascensionnelle représente la base de la somme de l'effort qui doit nécessairement exister dans le volume to- tal dilaté disponible, les deux étant rapportés au champ ambiant et au poids total de l'aérostat à transporter de cette façon, après qu'on a atteint le "plafond" de densité-pression.
En fonctionnement, le processus de gonflement et de préparation pour le vol comprend le gonflement de la cavité primaire d'emmagasinage de gaz B, pour une capacité totale quelconque, par de l'hydrogène jusqu'à une pression de 7 atmosphères ou davantage, ce qui, comme la densité du gaz à cette pression diminue sa force ascensionnelle d'environ moitié, peut être effectué dans une position horizontale, la cavité primaire B contenue dans le réservoir flasque Bl à membranes multiples étant amarrée à plat sur une feuille de sol, de façon appropriéeo Comme la force ascensionnelle est tout à fait insuffisante pour commencer une ascension, relativement au poids to- tal à porter, les enveloppes B, Bl peuvent être maintenues dans un état stable dans le vent au sol puisque ces enveloppes ne sont pas soulevées.
Le processus de la préparation de vol et de l'ascension sont étroi- tement simultanés lors du commencement d'un débit à haute pression à partir de l'enveloppe B, commandé par la soupape annulaire de transfert dans un écoulement à basse pression dans le réservoir de dilatation à membranes mul- tiples Bl, ce qui, enpermettant à la pression et à la densité de diminuer dans la cavité B donne additivement sa force ascensionnelle aux forces as- censionnelles croissantes agissant sur ledit réservoir de dilatation Bl à un degré déterminé par l'ancrage au sol par le ballast d'eau qui est conte- nue dans les cuves d'eau disposées en quadrilatère bl (figure 7B) du berceau de suspension, l'ascension commençant immédiatement lors du déversement instantané des masses d'eau mises en jeu, au moyen des soupapes appropriées.
Pendant l'ascension, par la commande de la soupape annulaire de transfert V2 assurée par la transmission pneumatique P2 depuis 1 intérieur de la nacelle, le passage du gaz de la haute pression à la basse pression peut continuer selon la vitesse d'ascension désirée, la pression relative finissant par atteindre l'unité dans la cavité primaire de gaz B et dans le réservoir d'expansion à membranes multiples Bl, suivant le nombre des enve- loppes membraneuses qui restent encore flasques par rapport au volume total de dilatation retenu qui peut être établi avant l'échappement du gaz par les orifices d'échappement EO ( figo 4 et 5)
On a donc montré clairement que l'ascension initiale de l'aérostat se termine provisoirement à une altitude de plafond qui dépasse considéra- blement les ascensions connues avec personnelo Ensuite,
une continuation soutenue de l'ascension au-delà dudit plafond provisoire, dépend de phénomè- nes qui se rapportent à la force électrostatique créée entre le gaz dilaté et les champs terrestre et solaire et elle se produit par ce qu'on a appe- lé la "force ascensionnelle de champ"o Cette expression est destinée à dé-
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signer les forces de transport qui existent sur un grand volume de gaz dila- té et chargé négativement, de façon appropriée comme dans le cas présent, sous l'influence des champs ambiants terrestre et solaire.
Pour atteindre ce but important de la présente invention, les conditions d'ionisation et les conditions générales électrostatiques du gaz aux altitudes extrêmes sont réglées de telle façon que le gaz peut rester chargé négativement, ou, occasionnellement rester neutre électrostatique- ment, en appliquant des potentiels appropriés aux boucles de ruban conduc- trices E situées entre les membranes. Dans certains cas il peut être avan- tageux de décharger les volumes de gaz entre membranes par le même moyen.
Il est entendu, en conséquence, que des potentiels différents peu- vent être appliqués à l'une quelconque ou à plusieurs des boucles conductri- ces en ruban, occasionnellement, à partir d'un oscillateur convenable du type à alimentation en haute tension situé à l'intérieur de la nacelle. Ces potentiels peuvent être appliqués par des dispositifs de commutation à des rubans conducteurs successifs tl de la figure 3; la polarité de chaque ru- ban étant opposée à celle du ruban correspondant, à 1800 de cette dernière.
De même des potentiels similaires peuvent être appliqués aux ru- bans t2, t3 etc.... et la commutation peut être prévue pour donner lieu à un mouvement analogue ou contraire de la position de charge autour des ru- bans tl et t2, des rubans t2 et t3, etc. Le résultat, dans tous les cas, est de produire des champs électrostatiques dans les espaces entre membra- nes remplis de gaz Ql à Q6, le but étant de régler l'ionisation par la sé- paration des ions positifs et négatifs dans ces espaces, ce qui permet l'é- tablissement de l'action de la force ascensionnelle de champ pour l'éléva- tion de l'aérostat aux altitudes extrêmes.
Ou bien encore, occasionnellement, toutes les boucles méridiennes de ruban conducteur E et par conséquent les volumes de gaz entre membranes peuvent être maintenues' à une polarité négative par rapport à l'alimentation en potentiel et au champ ambiant, auquel cas la nacelle et le berceau peu- vent être à une polarité positive, ou bien encore un fil extérieur de "terre" peut être suspendu au-dessous de la nacelle. On remarquera,à ce sujet, qu'u- ne capacité est introduite dans le système décrit entre le gaz et le champ terrestre.
En service, le réglage de la force ascensionnelle de champ pour une ascension additionnelle ou une descente, dans les hautes régions extrê- mes de l'atmosphère, est effectué en augmentant, en réduisant ou en annulant les efforts électro-statiques qui existent entre le gaz et le champ terres- tre. Pendant l'ascension, la transition entre le fonctionnement par force ascensionnelle de densité et le fonctionnement par force ascensionnelle de champ est aidée par l'opposition du mercure de ballast.
L'efficacité de la force ascensionnelle de champ que l'on peut obtenir en termes de transport ascensionnel du poids total du présent aéro- stat est aidée avantageusement par les pertes de frottement faibles dans les conditions ambiantes atténuées et par une valeur décroissante de l'accéléra- tion due à la pesanteuro Le "plafond absolu" d'une ascension dépendra du potentiel disponible pour maintenir lesdits efforts nécessaires par rapport à un degré d'ionisation qui croît avec l'altitude. Il est également apparu de façon manifeste que pendant l'action de la force ascensionnelle de champ, la perte de gaz dans le système au-delà des altitudes du plafond de densité- pression, est négligeable par suite de variations analogues mais relativement insensibles dans les régions extrêmes de la haute atmosphère.
Particulièrement dans le cas de la descente, il est entendu égale- ment qu'en arrivant de nouveau à l'altidutde du plafond de densité", la mé-
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thode de commande revient aux moyens normaux disponibles, c'est-à-dire par une libération graduelle de gaz par la soupape V1 l'écoulement de gaz entre les couches de l'enveloppe extérieure B1 et dans la cavité de gaz B étant inversé par rapport aux conditions de l'ascension. Le réglage secondaire par la soupape V2 peut encore être utilisé, dans cet écoulement inversé de gaz dans la cavité de gaz B, en ouvrant la soupape Vl pour régler la vites- se de descente et la vitesse d'admission de l'air dans les orifices d'échap- pement EO et pour le balayage du gaz résiduel entre, les membranes.
La dispo- sition d'un ballast de mercure dans des cuves b (figo 7) a spécifiquement pour but de régler l'altitude dans des températures ambiantes extrêmement basses, ainsi qu'on l'a déjà mentionné, tandis qu'une quantité minimum est réservée pour l'emploi pendant l'atterrissage pour terminer sans danger la descente décrite ci-dessuso
Il est manifeste également que, par une augmentation du nombre total des couches dans l'enveloppe extérieure Bl qui peuvent comprendre un espacement accru K agissant sur les volumes de gaz entre membranes Q1 à Q6, et par une augmentation de la pression du gaz emmagasiné, et par suite du volume dans l'enveloppe B, qui peut être égale à 14 atmosphères, on peut ai- sément atteindre une capacité cubique totale de l'aérostat qui,
en termes de "plafond absolu" peut permettre des ascensions dans des régions entre les altitudes stratosphériques et ionosphériques, les forces ascensionnelles par potentiel combinées constituées de la force ascensionnelle par densité et de la force ascensionnelle de champ, le poids total du système, une gran- de capacité de contenance de la nacelle et une grande durée de vol étant dû- ment pris en considération.
Alors que le dispositif décrit a été établi principalement pour emploi avec du personnel dans la nacelle, un aérostat selon l'invention peut être utilisé pour des ascensions sans personnel jusqu'à des altitudes extrê- mes avec commande par radio ou automatiqueo REVENDICATIONS.
1 Aérostat pour altitudes extrêmes, comprenant une enveloppe pour contenir le gaz ascensionnel, une enveloppe extérieure de forme appro- ximativement sphérique formée par plusieurs couches de matière flexible es- pacées les unes des autres lorsqu'elles sont distendues, une garniture au sommet et à la base des deux enveloppes pour tenir, respectivement, les bords supérieurs et inférieurs de ces dernières, des moyens pour permettre le pas- sage du gaz entre l'intérieur de l'enveloppe à gaz et les divers espaces com- pris entre cette enveloppe et les couches successives de l'enveloppe exté- rieure pour créer des pressions de gaz décroissant successivement dans les- dits espaces en allant de l'intérieur vers l'extérieur,
des cordes de sus- pension entre lesdites garnitures supérieure et inférieure et une nacelle suspendue à la garniture inférieureo
2 Aérostat suivant la revendication 1, dans lequel la nacelle est constituée par plusieurs couches de matériau rigide de forme approxima- tivement sphérique jointes les unes aux autres en haut et en bas, lesdites couches étant munies de moyens pour permettre le passage d'air successivement entre l'intérieur et les divers espaces compris entre les couches successi- ves de manière à obtenir des pressions d'air décroissant successivement dans lesdits espaces en allant de l'intérieur vers l'extérieure
3 Aérostat suivant les revendications 1 et 2 dans lequel l'en- veloppe à gaz, ou les couches de l'enveloppe extérieure,
ou les deux sont munies de bandes de renforcement allant d'une garniture à l'autre ou dans la direction circonférentielle des couches, ou les deux, pour limiter la di- latation sous l'action de la pression interneo
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