CA3030917A1 - Dispositif consistant a livrer des cargaisons lourdes par largage aerien parachute a des coordonnees geographiques precises - Google Patents
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Abstract
Dispositif consistant à livrer des cargaisons lourdes par largage aérien parachuté à des coordonnées géographiques précises. Le dispositif est piloté par un drone autonome guidé par coordonnées de géolocalisation (gps) ou téléguidé manuellement et relié à la cargaison par un treuil et un filin. Le dispositif se compose de cinq parties principales ou composants : le parachute(1), la base(2,) le treuil électrique(3), le drone(4) et l'appareillage électronique(5). Le dispositif est particulièrement adapté pour la livraison de colis de secours après catastrophe naturelle et pour la livraison de matériel aux forces armées.
Description
Dispositif consistant à livrer des cargaisons lourdes par largage aérien parachuté à des coordonnées géographiques précises. Le dispositif est piloté par un drone autonome guidé par coordonnées gps ou téléguidé manuellement.
Le dispositif se compose de cinq parties principales ou composants : le parachute, la base, le treuil électrique, le drone et l'appareillage électronique.
Le parachute est fixé au-dessus de la cargaison.
La base permet de recevoir la cargaison préalablement empaquetée et de la maintenir en place à l'aide de sangles ou de tout autre dispositif de fixation. Une autre version de la base peut être formée par une boîte refermable dans laquelle est déposée la cargaison à
livrer. Dans ce cas, le parachute est fixé à la boîte.
Le treuil est fixé sous la base et son filin est relié au drone. Selon la taille de la cargaison, et donc du dispositif, il est possible d'intervertir les positions respectives des trois composant, c'est-à-dire de fixer le treuil sur le drone et de relier le filin à la base. Le filin peut être constitué d'un câble, d'une corde ou de tout autre dispositif permettant de s'enrouler autour de l'axe du treuil pour faire varier la distance entre la base et le drone.
Le drone est relié à la base par le filin du treuil. En configuration de vol, il peut se déplacer dans les trois dimensions de l'espace grâce à des hélices actionnées par moteur électrique. Il est muni de plusieurs dispositifs d'encrage au sol qui peuvent varier selon la nature de ce dernier. Les dispositifs d'encrage peuvent être de type tarière, fusil d'ancrage au béton, ancre, électroaimant ou autre système permettant la fixation du drone au sol.
L'appareillage électronique commande le déroulement et l'enroulement du câble sur le treuil, le positionnement GPS ou manuel et l'ancrage au sol. Il est également pourvu de systèmes de télécommunication permettant de transmettre en temps réel les informations de fonctionnement et de contrôle à distance.
Outre le positionnement précis de la livraison, un autre avantage du dispositif est l'utilisation de parachutes larges permettant un atterrissage en douceur et en sécurité pour le matériel et les utilisateurs. En effet, les dispositifs de largages existants disposent de parachutes sous-dimensionnés pour limiter le rayon probable d'atterrissage qui est aléatoire.
En conséquence, la descente est rapide et l'atterrissage violent, pouvant occasionner des dommages aux personnes, au matériel largué et aux infrastructures. Au contraire, ce dispositif, parce qu'il possède des coordonnées de livraison prédéterminées et un guidage très précis, permet l'utilisation d'un parachute large et donc la descente est lente et sécuritaire. De plus, la mise en oeuvre du dispositif offre la possibilité de récupérer le matériel en bon état et de le réutiliser plusieurs fois.
Principe de fonctionnement :
La cargaison est chargée sur la base puis le dispositif est placé dans la soute de l'aéronef. Une fois en vol, et lorsque l'aéronef approche de la zone de largage, le dispositif est poussé hors de l'avion et le parachute s'ouvre.
Quelques secondes après que les capteurs de sol aient détecté que le dispositif a été largué, le treuil commence à dérouler le filin et le drone se désolidarise de la base. Le drone descend vers la zone de livraison guidé par GPS et/ou téléguidé manuellement. Le filin continue à se dérouler permettant ainsi au drone de se positionner précisément sur la zone de livraison indépendamment des mouvements de la base qui est attachée au parachute.
Grâce au capteur d'altitude de précision (par exemple Bosch BMP388 ou Sparkfun Electronics 12C/SPI MS5803-14BA) le drone se pose sur la zone de livraison au sol, les capteurs de sol de type bouton poussoir (par exemple Tru Components 15719) envoient l'information à
l'équipement électronique et le ou les dispositifs d'ancrage prévus en fonction du type de terrain entrent en uvre pour immobiliser le drone au sol. Lorsque le drone est ancré au sol, un signal est envoyé au treuil pour commencer le rembobinage du filin. La base est alors tirée vers le drone, c'est-à-dire vers la zone de livraison où elle vient se poser sur le drone pour reprendre sa position initiale d'avant largage.
Description détaillée Les différentes parties de l'appareillage peuvent avoir des formes et des dimensions variables en fonction de la nature et de la taille de la cargaison à livrer.
Fig. 1 : la base est habituellement formée d'une plateforme carrée de 150 cm de côté et de 30 cm de hauteur. Sous la base sont fixés le treuil et l'équipement électronique.
La base peut être fabriquée en bois, en métal ou en plastique rigide de type polymère thermodurcissable.
Le chargement de la cargaison est réalisé de manière traditionnelle, soit sur un support amovible de type palette qui est ensuite attaché à la base à l'aide de sangle, soit dans une boîte refermable, solidaire de la base, et sur laquelle sera attaché le parachute.
Fig. 2 : le drone est constitué par l'assemblage d'une armature rigide, d'hélices et de dispositifs d'ancrages. Le schéma présente une configuration d'une armature en forme de croix, de 4 hélices et de 4 dispositifs d'ancrage mais ce n'est pas la seule configuration possible. Elle peut en effet évoluer en fonction de la taille et de la nature de la cargaison ainsi que de la nature du sol. Par exemple, si la zone de livraison est un sol de terre des tarières (par exemple tarière électrique Zoette) pourront forer le sol alors que si c'est un plancher de béton il faudra utiliser des ancrages à béton de type Hilti DX 460. Si la livraison est attendue sur une étendue d'eau, une ancre à bateau sera lâchée sur le fond et en cas de livraison sur une plateforme métallique des électroaimants maintiendront le drone en place. Si la cargaison est volumineuse, il suffira d'augmenter les dimensions de la base et le nombre d'hélices et de dispositif d'ancrage. La limite de taille est fixée par la taille de l'avion utilisé pour le largage.
Fig. 3 : cette vue montre les dispositifs d'ancrage en position haute. On peut également voir les batteries utilisées pour la mise en oeuvre des moteurs pour les hélices et les dispositifs d'ancrage. Selon la configuration retenue, il sera possible d'utiliser une ou plusieurs batteries pour alimenter tous les moteurs. Les capteurs de sol, associé à l'équipement électronique et en particulier au capteur d'altitude permettent de détecter l'atterrissage et de donc de signaler à
l'équipement électrique que les dispositifs d'ancrage doivent s'activer.
Fig. 4 : configuration du dispositif prêt à être largué. Le treuil maintient le drone en position contre la base. Les capteurs de sol et les dispositifs d'ancrage sont rentrés.
Fig. 5 : configuration en vol. Le treuil déroule son filin et permet au drone de se déplacer. La longueur du filin est, par défaut, de 1000m et peut-être modifié en cas de besoin. Le drone descend rapidement vers le site de livraison pendant que la base avec la cargaison descend lentement, étant retenu par le parachute qui ralenti la chute.
Fig. 6 : ancrage. Le drone a atteint le site de livraison au sol. Les dispositifs d'ancrage s'activent et immobilise le drone pendant que la cargaison continue sa descente lente.
Lorsque l'ancrage est effectué, le treuil commence à rembobiner le filin pour attirer la base à
lui.
Fig. 7 : atterrissage. La base se pose sur le drone. La cargaison est rendue à
destination. Le parachute se dégonfle et la cargaison est accessible.
Le dispositif se compose de cinq parties principales ou composants : le parachute, la base, le treuil électrique, le drone et l'appareillage électronique.
Le parachute est fixé au-dessus de la cargaison.
La base permet de recevoir la cargaison préalablement empaquetée et de la maintenir en place à l'aide de sangles ou de tout autre dispositif de fixation. Une autre version de la base peut être formée par une boîte refermable dans laquelle est déposée la cargaison à
livrer. Dans ce cas, le parachute est fixé à la boîte.
Le treuil est fixé sous la base et son filin est relié au drone. Selon la taille de la cargaison, et donc du dispositif, il est possible d'intervertir les positions respectives des trois composant, c'est-à-dire de fixer le treuil sur le drone et de relier le filin à la base. Le filin peut être constitué d'un câble, d'une corde ou de tout autre dispositif permettant de s'enrouler autour de l'axe du treuil pour faire varier la distance entre la base et le drone.
Le drone est relié à la base par le filin du treuil. En configuration de vol, il peut se déplacer dans les trois dimensions de l'espace grâce à des hélices actionnées par moteur électrique. Il est muni de plusieurs dispositifs d'encrage au sol qui peuvent varier selon la nature de ce dernier. Les dispositifs d'encrage peuvent être de type tarière, fusil d'ancrage au béton, ancre, électroaimant ou autre système permettant la fixation du drone au sol.
L'appareillage électronique commande le déroulement et l'enroulement du câble sur le treuil, le positionnement GPS ou manuel et l'ancrage au sol. Il est également pourvu de systèmes de télécommunication permettant de transmettre en temps réel les informations de fonctionnement et de contrôle à distance.
Outre le positionnement précis de la livraison, un autre avantage du dispositif est l'utilisation de parachutes larges permettant un atterrissage en douceur et en sécurité pour le matériel et les utilisateurs. En effet, les dispositifs de largages existants disposent de parachutes sous-dimensionnés pour limiter le rayon probable d'atterrissage qui est aléatoire.
En conséquence, la descente est rapide et l'atterrissage violent, pouvant occasionner des dommages aux personnes, au matériel largué et aux infrastructures. Au contraire, ce dispositif, parce qu'il possède des coordonnées de livraison prédéterminées et un guidage très précis, permet l'utilisation d'un parachute large et donc la descente est lente et sécuritaire. De plus, la mise en oeuvre du dispositif offre la possibilité de récupérer le matériel en bon état et de le réutiliser plusieurs fois.
Principe de fonctionnement :
La cargaison est chargée sur la base puis le dispositif est placé dans la soute de l'aéronef. Une fois en vol, et lorsque l'aéronef approche de la zone de largage, le dispositif est poussé hors de l'avion et le parachute s'ouvre.
Quelques secondes après que les capteurs de sol aient détecté que le dispositif a été largué, le treuil commence à dérouler le filin et le drone se désolidarise de la base. Le drone descend vers la zone de livraison guidé par GPS et/ou téléguidé manuellement. Le filin continue à se dérouler permettant ainsi au drone de se positionner précisément sur la zone de livraison indépendamment des mouvements de la base qui est attachée au parachute.
Grâce au capteur d'altitude de précision (par exemple Bosch BMP388 ou Sparkfun Electronics 12C/SPI MS5803-14BA) le drone se pose sur la zone de livraison au sol, les capteurs de sol de type bouton poussoir (par exemple Tru Components 15719) envoient l'information à
l'équipement électronique et le ou les dispositifs d'ancrage prévus en fonction du type de terrain entrent en uvre pour immobiliser le drone au sol. Lorsque le drone est ancré au sol, un signal est envoyé au treuil pour commencer le rembobinage du filin. La base est alors tirée vers le drone, c'est-à-dire vers la zone de livraison où elle vient se poser sur le drone pour reprendre sa position initiale d'avant largage.
Description détaillée Les différentes parties de l'appareillage peuvent avoir des formes et des dimensions variables en fonction de la nature et de la taille de la cargaison à livrer.
Fig. 1 : la base est habituellement formée d'une plateforme carrée de 150 cm de côté et de 30 cm de hauteur. Sous la base sont fixés le treuil et l'équipement électronique.
La base peut être fabriquée en bois, en métal ou en plastique rigide de type polymère thermodurcissable.
Le chargement de la cargaison est réalisé de manière traditionnelle, soit sur un support amovible de type palette qui est ensuite attaché à la base à l'aide de sangle, soit dans une boîte refermable, solidaire de la base, et sur laquelle sera attaché le parachute.
Fig. 2 : le drone est constitué par l'assemblage d'une armature rigide, d'hélices et de dispositifs d'ancrages. Le schéma présente une configuration d'une armature en forme de croix, de 4 hélices et de 4 dispositifs d'ancrage mais ce n'est pas la seule configuration possible. Elle peut en effet évoluer en fonction de la taille et de la nature de la cargaison ainsi que de la nature du sol. Par exemple, si la zone de livraison est un sol de terre des tarières (par exemple tarière électrique Zoette) pourront forer le sol alors que si c'est un plancher de béton il faudra utiliser des ancrages à béton de type Hilti DX 460. Si la livraison est attendue sur une étendue d'eau, une ancre à bateau sera lâchée sur le fond et en cas de livraison sur une plateforme métallique des électroaimants maintiendront le drone en place. Si la cargaison est volumineuse, il suffira d'augmenter les dimensions de la base et le nombre d'hélices et de dispositif d'ancrage. La limite de taille est fixée par la taille de l'avion utilisé pour le largage.
Fig. 3 : cette vue montre les dispositifs d'ancrage en position haute. On peut également voir les batteries utilisées pour la mise en oeuvre des moteurs pour les hélices et les dispositifs d'ancrage. Selon la configuration retenue, il sera possible d'utiliser une ou plusieurs batteries pour alimenter tous les moteurs. Les capteurs de sol, associé à l'équipement électronique et en particulier au capteur d'altitude permettent de détecter l'atterrissage et de donc de signaler à
l'équipement électrique que les dispositifs d'ancrage doivent s'activer.
Fig. 4 : configuration du dispositif prêt à être largué. Le treuil maintient le drone en position contre la base. Les capteurs de sol et les dispositifs d'ancrage sont rentrés.
Fig. 5 : configuration en vol. Le treuil déroule son filin et permet au drone de se déplacer. La longueur du filin est, par défaut, de 1000m et peut-être modifié en cas de besoin. Le drone descend rapidement vers le site de livraison pendant que la base avec la cargaison descend lentement, étant retenu par le parachute qui ralenti la chute.
Fig. 6 : ancrage. Le drone a atteint le site de livraison au sol. Les dispositifs d'ancrage s'activent et immobilise le drone pendant que la cargaison continue sa descente lente.
Lorsque l'ancrage est effectué, le treuil commence à rembobiner le filin pour attirer la base à
lui.
Fig. 7 : atterrissage. La base se pose sur le drone. La cargaison est rendue à
destination. Le parachute se dégonfle et la cargaison est accessible.
Claims (4)
1- Dispositif de largage de cargaison parachuté depuis un aéronef et guidé par drone piloté
de manière autonome par coordonnées GPS ou par pilotage télécommandé à
distance.
Caractérisé par le positionnement prédéterminé et précis de la livraison, par l'atterrissage en douceur et la réutilisation du dispositif pour plusieurs largages.
de manière autonome par coordonnées GPS ou par pilotage télécommandé à
distance.
Caractérisé par le positionnement prédéterminé et précis de la livraison, par l'atterrissage en douceur et la réutilisation du dispositif pour plusieurs largages.
2- Ancrage interchangeable du drone pour utilisation sur différents type de sol. Le dispositif peut être équipé de différents types d'ancrage au sol qui s'activent automatiquement lorsque le drone a atterri. La zone d'atterrissage étant prédéterminée, la qualité du sol est connue à l'avance et l'équipement du dispositif est adapté en conséquence.
3- Gestion automatique des opérations à partir du moment où le dispositif a été poussé
hors de l'aéronef jusqu'au moment où la cargaison atterrit.
hors de l'aéronef jusqu'au moment où la cargaison atterrit.
4- Réglage automatique de la vitesse du rembobinage du filin sur le treuil en fonction de la vitesse de chute de la cargaison accrochée au parachute. Un capteur d'altitude embarqué dans l'équipement électronique permet de calculer la vitesse de chute et d'adapter la vitesse de rembobinage du filin sur le treuil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA3030917A CA3030917A1 (fr) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Dispositif consistant a livrer des cargaisons lourdes par largage aerien parachute a des coordonnees geographiques precises |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA3030917A CA3030917A1 (fr) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Dispositif consistant a livrer des cargaisons lourdes par largage aerien parachute a des coordonnees geographiques precises |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA3030917A1 true CA3030917A1 (fr) | 2020-07-22 |
Family
ID=71729096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA3030917A Abandoned CA3030917A1 (fr) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Dispositif consistant a livrer des cargaisons lourdes par largage aerien parachute a des coordonnees geographiques precises |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA3030917A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220324566A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | Patrick Lee Nikitenko | Remote Drop Zone Atmospherics and Marking Platform |
-
2019
- 2019-01-22 CA CA3030917A patent/CA3030917A1/fr not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220324566A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | Patrick Lee Nikitenko | Remote Drop Zone Atmospherics and Marking Platform |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20220722 |
|
| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20220722 |