EP0840641B1 - Avion jouet pouvant voler par teleguidage dans un espace clos, notamment dans une piece - Google Patents

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EP0840641B1
EP0840641B1 EP96927084A EP96927084A EP0840641B1 EP 0840641 B1 EP0840641 B1 EP 0840641B1 EP 96927084 A EP96927084 A EP 96927084A EP 96927084 A EP96927084 A EP 96927084A EP 0840641 B1 EP0840641 B1 EP 0840641B1
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EP
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aircraft
toy
aircraft according
model
toy aircraft
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German (de)
English (en)
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EP0840641A1 (fr
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Jérôme DEPARIS
Frédéric DEPARIS
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Individual
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/04—Captive toy aircraft
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H30/00—Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02—Electrical arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a toy plane able to fly by remote control in an enclosed space or protected from the wind, especially in a room.
  • the room in which the plane can fly can be a room relatively small dimensions like a room an apartment or a house (living room, bedroom, bathroom etc.).
  • Airplane toys are very popular with children especially when you can make them steal.
  • the most elaborate are scale models reproducing the essential characteristics of a real airplane and which are remotely controlled by track over the air. They have a heat engine or electric to turn the propeller, a tank fuel or battery and control mechanism rudders and elevators. Engine and the control mechanism for the control surfaces are controlled thanks to a transmitter housed in a control box and a receiver installed on the aircraft. These models discounts are for teenagers or adults and in most cases you can hardly qualify as toys.
  • radio controlled airplanes are relatively heavy and therefore fly at a relatively high speed. Those are must have outdoor planes. Any structural modification would only allow them transform into an interior cheek for a reduced space Nice than an apartment. The need to find open land considerably limits use of these planes.
  • the present invention has been designed to provide a solution to this problem. It made it possible to design a flying machine easily usable.
  • the remote-controlled and flying airplane according to the invention is intended for a child, which is the most likely case for this type of object, it is imperative that it is not dangerous, not only when he flies but also when the child manipulates it. This toy will also have to be robust to be able to resist impact and manipulation while remaining extremely light.
  • the maximum speed at which the model plane must fly has been rated at 2 m / s.
  • a child can easily control the flight of the airplane model.
  • the connecting cable is not not intended to be stretched.
  • the flight domain is therefore not not limited to the surface of a sphere as in the case of circular flight.
  • the airplane model can evolve freely in all directions.
  • the plane model To fly at such a low speed, the plane model must be very light. It is estimated that the wing loading of the aircraft model trailing the connecting cable should be ⁇ 1.5 g / dm 2 . We were able to obtain this low wing loading value because, the toy aircraft according to the invention being with connecting cable, there is no power source or radio control receiver carried on board the model. plane.
  • Figure 1 shows the three elements essentials of the toy aircraft according to the invention: the airplane model 1, the control device 2 and the cable 3 ensuring the electrical connection between the model aircraft and the control device.
  • the control device 2 comprises a battery 21 serving this source of electrical energy can be switched on by switch 22.
  • a battery 21 serving this source of electrical energy can be switched on by switch 22.
  • switch 22 To make the controller more attractive, we can give it the shape of a modern airplane steering wheel that is to say provide it with two handles 23 and 24 are attached to the central part 25 which comprises electrical and electronic control elements.
  • On the left handle 23 is the control member 26 of the engine 11 of the airplane model driving the propeller 19.
  • the control members 26 and 27 operate variable resistors or dimmers power electronics that can be found easily in trade. Terminal voltage of the motor must be adjustable from 0 to the maximum voltage. Voltage across the rudder actuator (which will be described later) must be adjustable between a negative maximum voltage value and a value positive of maximum voltage, this maximum voltage may be different from that supplying the engine.
  • the two control members 26 and 27 are provided springs that bring them back to a neutral position correspond to 0 V in both cases.
  • the electrical connection cable must be as light as possible and for that the electric wires that make it up should be as light as possible, therefore the finest possible. Intensity who runs through them must therefore be limited to a low value. It is therefore necessary, to have a sufficient power, to provide a voltage relatively large.
  • the tension maximum power of the electric motor 11 can be 9 V while the control voltage of the actuator can vary between + 9 V and - 9 V.
  • the electrical connection cable 3 must be flexible and very light so as not to hinder developments of the airplane model 1. A length of about 1.75 m seems well suited for operation in a medium-sized living room.
  • a cable electric of this length and not weighing, feel them connection sockets which 0.6 g knows about 0.35 g / m.
  • This cable is shown alone in Figure 2. It is composed of four conducting wires 31, 32, 33 and 34 0.1 mm in diameter, two wires being intended for power the electric motor and two wires being reserved for the rudder actuator. These wires are made of copper and are electrically insulated with a varnish. We can thus group them in the fold of a fold 35 made from a ribbon of plastic folded in half.
  • Plastic tape used can be 4 mm wide for 10 or 12 ⁇ m thick which is a common thickness for manufacturers of plastic films. It is advantageous to use a little tearable plastic because lengthening a lot before rupture, for example the polyethylene or polypropylene.
  • the cable is finished, device side control, by a connector with four contacts.
  • Another four-way connector connects the cable to the model plane.
  • This last connector can have a weight equal to or less than 0.1 g if chosen from certain minaturized connectors used in computer or mobile phone equipment.
  • These connectors are preferably sized to allow easy disconnection at the slightest abnormal effort. This protects the electric cable and the constraints aircraft model mechanical too important.
  • FIG. 3 represents an airplane model 1 in exploded view but with incomplete wings.
  • its wingspan can be 45 cm, its length by 40 cm, the surface area of the wings by 4.5 dm 2 and its weight by 6 g.
  • the electrical connection cable is attached to the airplane model by its connector, below the model and near its center of gravity.
  • the powertrain 100 is made up electric motor 11, a propeller and a cone propeller 106.
  • Motor 11 must have an excellent ratio power over weight. It can be a direct current with very powerful brushes and magnets (rare earth magnets). The consumption of this engine is around 200 mA at a voltage 7 V power supply.
  • the powertrain must be able to lift two-thirds when stationary the weight of the aircraft, in this case 4 g, i.e. slightly less than twice the weight of the group motor-propellant.
  • the motor can be of the type used in micro-mechanism and equipped with magnets at samarium-cobalt. Engines of this type are available for a weight of around 3.2 g. This weight be reduced by choosing wisely materials and dimensions of the constituent elements.
  • the propeller must not be dangerous. For that, it is flexible, which contributes to solidity. It has a hub 101, which plugs in and sticks on the axis 111 of the motor 11, and two blades 102.
  • a blade is made from film flexible plastic, about 50 ⁇ m thick, folded in half and is slightly arched.
  • Each blade root 103 of the hub is plugged into the fold of each fold 102 constituting a blade.
  • the sides facing each other of each fold are glued incorporating the foot of corresponding blade.
  • the propeller cone 106 protects the propeller and the engine. It is preferably made of plastic expanded to absorb shocks.
  • FIG 4 is a detailed view of the model plane showing rudder 12 and its actuator 200.
  • This actuator must be very light because the aircraft model yaw inertia must be very low in order to have maneuverability when cornering sufficient. Its weight is preferably around 0.3 g. It is advantageously of the type used for mobile equipment of needle multimeters.
  • he includes a permanent magnet 201, Sm-Co or Fe-Nd, linked to an axis 202 (for example in piano string) integral with the rudder 12 and constituting the axis of rotation of this rudder.
  • axis 202 for example in piano string
  • the induction coil 203 is fixed to the fuselage 14 (see Figure 3) by a piece of tape adhesive.
  • a plastic strand 16 in two parts, is fixed on the one hand to the fuselage 14 by gluing and on the other shares the rudder 12. It constitutes a spring element which tends to hold the rudder in neutral position.
  • Figure 4 also allows you to realize of the rudder constitution, the rudder being also constituted on the same principle.
  • a flexible plastic strand 204 with a diameter of 0.6 mm is closed on itself and heat-sealed so as to constitute the periphery of the rudder.
  • Plastic strand 16 is glued to strand 204 on level and behind the actuator 200 which it surrounds.
  • Plastic film 205 8 ⁇ m thick is stretched over the strand 204 and the edge of the film is folded around the strand 204 to be glued or heat sealed on itself.
  • this part consists of an envelope made of plastic film 10 ⁇ m thick and shaped like the fuselage 14 and leading edges 15.
  • the connection between the fuselage and leading edges (by gluing or heat sealing) must be rigid enough to avoid the wings do not collapse.
  • a connecting flange at this level may possibly be necessary to increase the stiffness of the connection.
  • Leading edges 15 are preferably slightly conical in shape, their diameter decreases as one moves away from the fuselage.
  • Each leading edge and attached to the fuselage so as to give the corresponding wing a dihedral a few degrees and an incidence of 5 °.
  • the envelope can also include 10 legs instead of usual wheels to support the aircraft model when he's on the ground. Alternatively, these legs can be of a different structure and related to the model plane.
  • the envelope is inflated to a pressure about 5 mbar higher than atmospheric pressure.
  • the envelope can be sealed or a re-inflation valve.
  • the electric motor 11 is glued to the front face of the fuselage 14 with, optionally, interposition of a reinforcement pad.
  • each wing consists of a flexible strand of plastic 17 of about 1 mm in diameter play the role of trailing edge, and of a plastic film 18 of 8 ⁇ m thick.
  • Strand 17 is attached by one from its ends to the distal end of the edge attack 15 and by its other end to the fuselage 14.
  • the film 18 is stretched between the leading edge 15, the trailing edge 17 and the fuselage. It is fixed by bonding or heat sealing at the leading edge and at fuselage. It is fixed by gluing or heat sealing on itself after covering the strand 17.
  • Figure 6 shows, so structural, another model of aircraft.
  • the fuselage and the leading edges of the wings consist of plastic tubes with very thin walls thin.
  • a good example of usable tubes is made up of straws used for drinking. These straws have a diameter ranging from 5 to 7 mm and have a 150 ⁇ m thick wall.
  • the landing gear can advantageously also be made up of such tubes.
  • a central tube 50 constitutes the main axis of the structure. On its end advent will be fitted and stuck on the powertrain. On its end rear will be fixed the rudders and direction.
  • the front part of the tube 50 supports also the landing gear consisting of two sections of tube 51 and 52.
  • the tube sections 51 and 52 support tubes 53 and 54, respectively, serving leading edges.
  • a small connecting tube 55 fixed between sections 51 and 52, ensures the rigidity of the landing gear.
  • a small tube 56 is reported perpendicularly on the tube 50.
  • junction pieces allow the tubes to be assembled together. These parts have shapes adapted to the tubes to be connected. They are advantageously made of plastic. The distance between the junction pieces 57 and 60 is equal to the wing chord. The other elements components of the aircraft model are glued to the tubes.
  • the structure obtained can be dressed with a colored plastic film 6 or 8 ⁇ m thick.
  • the bending stiffnesses and in torsion of the wings can be increased in the guy lines.
  • Guy lines placed under the wings are particularly effective because they limit the bending due to lift.
  • the plane simplified has a fixed rudder and the steering is more controllable in flight. Since there is no longer any actuator the electrical connection cable does not includes more than two wires and the controller no longer has a steering control.
  • the user of the toy adjusts the turning radius of the front airplane the flight. The adjustment consists in shortening the shroud from the inner wing to the bend so as to bend it more.
  • a 40 guy line is visible on the aircraft model 1 shown in Figure 1. It is located between a tab 10 showing a wheel and the trailing edge of the wing corresponding.
  • Guy lines 61 and 62 are also visible in Figure 6.
  • the stay 61 is arranged between the tube 51 and the trailing edge of the corresponding wing.
  • the shroud 62 is disposed between the tube 52 and the edge of the corresponding wing.

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  • Toys (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

La présente invention concerne un avion jouet pouvant voler par téléguidage dans un espace clos ou protégé du vent, notamment dans une pièce. La pièce dans laquelle l'avion peut voler peut être une pièce de dimensions relativement restreintes comme une pièce d'un appartement ou d'une maison (salon, chambre, salle de jeux etc.).
Les jouets reproduisant des avions sont très appréciés des enfants surtout lorsqu'on peut les faire voler. Les plus élaborés sont des modèles réduits reproduisant les caractéristiques essentielles d'un véritable avion et qui sont télécommandés par voie hertzienne. Ils possèdent un moteur thermique ou électrique pour faire tourner l'hélice, un réservoir de carburant ou une batterie et un mécanisme de commande des gouvernes de direction et de profondeur. Le moteur et le mécanisme de commande des gouvernes sont commandés grâce à un émetteur logé dans un boítier de commande et à un récepteur installé dans l'avion. Ces modèles réduits sont destinés à des adolescents ou à des adultes et, dans la plupart des cas, on ne peut guère les qualifier de jouets.
Ces avions télécommandés par voie hertzienne sont relativement lourds et, par conséquent, ils volent à une vitesse relativement élevée. Ce sont obligatoirement des avions d'extérieur. Aucune modification structurelle ne permettrait de les transformer en joue d'intérieur pour un espace réduit Bel qu'une pièce d'appartement. La nécessité de trouver un terrain dégagé limite considérablement l'utilisation de ces avions.
Comme avions volants d'intérieur on ne connaít que certains avions à moteur caoutchouc, qui sont très légers et peuvent être utilisés sans danger dans des pièces d'habitation. Ce ne sont cependant pas des avions que l'on peut diriger et leur intérêt ludique s'en trouve d'autant réduit. De plus, leur temps de vol est réduit à quelques secondes, sauf pour des prototypes de concours réservés à des adultes.
On connaít cependant, par le document DE-A-1603271, un modèle d'aéroport jouet comportant un terrain d'atterrissage pourvu d'un mât central. Des modèles d'avions pourvus de moteurs électriques sont reliés au mât par l'intermédiaire de câbles électriques autorisant un vol circulaire
Il n'existe donc pas d'avion jouet téléguidé et volant, destiné à être utilisé dans un espace restreint tel qu'une pièce ou un appartement. Il n'est pas non plus possible de modifier les avions téléguidés existant pour les utiliser en tant que jouet dans un tel espace.
La présente invention a été conçue pour apporter une solution à ce problème. Elle a permis de concevoir un engin volant facilement utilisable.
Elle a pour objet un avion jouet pouvant voler dans un espace clos et notamment dans une pièce, comprenant :
  • un modèle d'avion pourvu d'un moteur électrique, entraínant une hélice de propulsion,
  • un dispositif de commande à distance du vol du modèle d'avion, comportant une source d'énergie électrique et des moyens de commande électrique du vol du modèle d'avion,
  • un câble souple assurant la liaison électrique entre le dispositif de commande à distance et le modèle d'avion pour alimenter le moteur électrique à partir de la source d'énergie électrique,
    caractérisé en ce que le modèle d'avion est pourvu de moyens d'action sur sa direction de vol, le câble souple reliant également lesdits moyens de commande électrique auxdits moyens d'action et étant attaché sous le modèle d'avion et à proximité de son centre de gravité, la charge alaire du modèle d'avion traínant le câble de liaison étant ≤ 1,5 g/dm2.
Dans le cas où l'avion téléguidé et volant selon l'invention est destiné à un enfant, ce qui est le cas le plus vraisemblable pour ce type d'objet, il faut impérativement qu'il ne soit pas dangereux, non seulement quand il vole mais aussi quand l'enfant le manipule. Il faudra aussi que ce jouet soit robuste pour pouvoir résister aux chocs et aux manipulations tout en restant extrêmement léger.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaítront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels :
  • la figure 1 est une vue d'ensemble de l'avion jouet selon l'invention, le modèle d'avion étant représenté en vol,
  • la figure 2 représente un câble de liaison électrique utilisable dans l'avion jouet selon l'invention,
  • la figure 3 est une vue éclatée d'une première variante de modèle d'avion selon l'invention,
  • la figure 4 est une vue de détail montrant le gouvernail de direction du modèle d'avion selon l'invention ainsi que sa motorisation,
  • la figure 5 est une vue de dessous du fuselage et des ailes de la première variante du modèle d'avion selon l'invention,
  • la figure 6 est une vue structurelle d'une seconde variante de modèle d'avion selon l'invention.
Afin que le modèle d'avion puisse voler sans problème dans un espace aussi restreint qu'un appartement, la vitesse maximale à laquelle le modèle d'avion doit voler a été évaluée à 2 m/s. A cette faible vitesse, un enfant peut arriver facilement à contrôler le vol du modèle d'avion. Le câble de liaison n'est pas destiné à être tendu. Le domaine du vol n'est donc pas limité à la surface d'une sphère comme dans le cas du vol circulaire. Le modèle d'avion peut évoluer librement dans toutes les directions.
Pour voler à si faible vitesse, le modèle d'avion doit être très léger. On estime que la charge alaire du modèle d'avion traínant le câble de liaison doit être ≤ 1,5 g/dm2. On a pu obtenir cette faible valeur de charge alaire parce que, l'avion jouet selon l'invention étant à câble de liaison, il n'y a pas de source d'énergie ni de récepteur de radio-commande emportés à bord du modèle d'avion.
Les exemples de réalisation qui vont maintenant être décrits offrent des modèles d'avion très légers et en même temps robustes, et pas dangereux, ce qui est très important pour un jouet.
La figure 1 montre les trois éléments essentiels de l'avion jouet selon l'invention : le modèle d'avion 1, le dispositif de commande 2 et le câble 3 assurant la liaison électrique entre le modèle d'avion et le dispositif de commande.
Le dispositif de commande 2 comprend une batterie 21 servant ce source d'énergie électrique pouvant être mise en circuit par le commutateur 22. Pour rendra le dispositif de commande plus attrayant, on peut lui donner la forme d'un volant d'avion moderne c'est-à-dire le pourvoir de deux poignées 23 et 24 se rattachent à la partie centrale 25 qui comporte les éléments électriques et électroniques de commande. Sur la poignée gauche 23, se trouve l'organe de commande 26 du moteur 11 du modèle d'avion entraínant l'hélice 19. Sur le poignée droite 24, se trouve l'organe de commande 27 du gouvernail de direction.
On a choisi, par souci de légèreté, de laisser fixe le gouvernail de profondeur 13, la montée et le descente de l'avion en vol se faisant par modification du régime moteur.
Les organes de commande 26 et 27 actionnent des résistances variables ou des variateurs électroniques de puissance que l'on peut trouver facilement dans le commerce. La tension aux bornes du moteur doit être ajustable de 0 à la tension maximum. La tension aux bornes de l'actionneur du gouvernail (qui sera décrit plus loin) doit être ajustable entre une valeur négative de tension maximum et une valeur positive de tension maximum, cette tension maximum pouvant être différente de celle alimentant le moteur. Les deux organes de commande 26 et 27 sont pourvus de ressorts qui les ramènent à une position neutre correspondent à 0 V dans les deux cas.
Le câble de liaison électrique doit être le plus léger possible et pour cela las fils électriques qui le composent doivent être les plus légers possible, donc les plus fins possible. L'intensité au courent qui les parcourt doit donc être limitée à une faible valeur. Il est donc nécessaire, pour disposer d'une puissance suffisante, de prévoir une tension relativement importante. A titre d'exemple, le tension maximale d'alimentation du moteur électrique 11 peut être de 9 V tandis que la tension de commande de l'actionneur peut varier entre + 9 V et - 9 V.
La câble électrique de liaison 3 doit être souple et très léger pour ne pas gêner les évolutions du modèle d'avion 1. Une longueur d'environ 1,75 m semble bien appropriée pour un fonctionnement dans une pièce d'habitation de taille moyenne. On propose, pour l'avion jouet selon l'invention, un câble électrique de cette longueur et ne pesant, sens les prises de connexion, que 0,6 g sait environ 0,35 g/m. Ce câble est représenté seul à la figure 2. Il est composé de quatre fils conducteurs 31, 32, 33 et 34 de 0,1 mm de diamètre, deux fils étant destines à alimenter la moteur électrique et deux fils étant réservés pour l'actionneur du gouvernail de direction. Ces fils sont en cuivre et sont isolés électriquement par un vernis. On peut ainsi les regrouper dans la pliure d'un pli 35 réalisé à partir d'un ruban de plastique plié en deux. Après insertion des fils, les deux côtés du pli sont collés. Le ruban de plastique utilisé peut avoir 4 mm de large pour 10 ou 12 µm d'épaisseur ce qui est une épaisseur courante pour les fabricants de films plastiques. Il est avantageux d'utiliser un plastique peu déchirable parce que s'allongeant beaucoup avant rupture, par exemple le polyéthylène ou le polypropylène.
Le câble est terminé, côté dispositif de commande, par un connecteur à quatre contacts. Un autre connecteur à quatre contacts relie la câble au modèle d'avion. Ce dernier connecteur peut avoir un poids égal ou inférieur à 0,1 g si on le choisit parmi certains connecteurs minaturisés utilisés en informatique ou dans le matériel téléphonique portable.
Ces connecteurs sont de préférence dimensionnés afin de pouvoir se déconnecter facilement au moindre effort anormal. Ceci permet de protéger la câble électrique et la modèle d'avion de contraintes mécaniques trop importantes.
Le figure 3 représente un modèle d'avion 1 en vue éclatée mais avec des ailes incomplètes. A titre d'exemple, son envergure peut être de 45 cm, sa longueur de 40 cm, la surface des ailes de 4,5 dm2 et son poids de 6 g. La câble de liaison électrique est attaché eu modèle d'avion par son connecteur, au-dessous du modèle et près de son centre de gravité.
Le modèle d'avion peut être divisé en les sous-ensembles suivants :
  • la groupe moto-propulseur 100,
  • l'actionneur du gouvernail de direction 200,
  • le fuselage 14 et les bords d'attaque des ailes 15,
  • le reste des ailes,
  • les gouvernails de profondeur 13 et de direction 12.
Selon l'invention, le poids correspondant à chaque sous-ensemble peut être avantageusement distribué de la manière suivante :
  • groupe moto-propulseur 2,5 g,
  • actionneur 0,3 g,
  • fuselage et bords d'attaque 1,5 g,
  • le reste des ailes 1 g,
  • les gouvernails 0,3 g,
  • la moitié de la longueur de câble avec son connecteur au modèle d'avion 0,4 g.
    Le total fait donc 6 g.
Le groupe moto-propulseur 100 est constitué du moteur électrique 11, d'une hélice et d'un cône d'hélice 106.
Le moteur 11 doit avoir un excellent rapport puissance sur poids. Il peut s'agir d'un moteur à courant continu avec balais et à aimants très puissants (aimants aux terres rares). La consommation de ce moteur est de l'ordre de 200 mA sous une tension d'alimentation de 7 V. Le groupe moto-propulseur doit être capable de soulever, à l'arrêt, les deux tiers du poids de l'avion, soit dans ce cas 4 g, c'est-à-dire un peu moins de deux fois le poids du groupe moto-propulseur. Le moteur peut être du type utilisé en micro-mécanisme et équipé d'aimants au samarium-cobalt. Des moteurs de ce type sont disponibles pour un poids d'environ 3,2 g. Ce poids petit être réduit en choisissant judicieusement les matériaux et les dimensions des éléments constitutifs.
L'hélice ne doit pas être dangereuse. Pour cela, elle est souple, ce qui contribue à la solidité. Elle comporte un moyeu 101, qui s'enfiche et se colle sur l'axe 111 du moteur 11, et deux pales 102.
Une pale est faite à partir d'un film plastique souple, d'environ 50 µm d'épaisseur, plié en deux et est légèrement arquée. Chaque pied de pale 103 du moyeu s'enfiche dans la pliure de chaque pli 102 constituant une pale. Les côtés se faisant face de chaque pli sont collés en incorporant le pied de pale correspondant.
Le cône d'hélice 106 protège l'hélice et le moteur. Il est de préférence en matière plastique expansé pour amortir les chocs.
Dans le détail, le groupe moto-propulseur est constitué d'éléments ayant les caractéristiques suivantes :
  • moteur 2,25 g,
  • hélice plus cône 0,25 g dont 0,02 g pour le cône d'hélice,
  • diamètre de l'hélice 8 cm,
  • calage de l'hélice 15°,
  • vitesse de rotation maximale du moteur 6000 t/min.
La figure 4 est une vue de détail du modèle d'avion montrant le gouvernail de direction 12 et son actionneur 200. Cet actionneur doit être très léger car l'inertie en lacet du modèle d'avion doit être très faible afin d'avoir une maniabilité en virage suffisante. Son poids est de préférence de l'ordre de 0,3 g. Il est avantageusement du type utilisé pour les équipages mobiles des multimètres à aiguille. Il comprend un aimant permanent 201, au Sm-Co ou au Fe-Nd, lié à un axe 202 (par exemple en corde de piano) solidaire du gouvernail de direction 12 et constituant l'axe de rotation de ce gouvernail. L'aiment 201 est disposé à l'intérieur d'une bobine d'induction plate 203 dont les deux extrémités sont réliées électriquement à deux fils du câble de liaison électrique. Suivant l'intensité et le sens du courant qui traverse la bobine 203, l'aimant 201 est soumis à un champ magnétique d'amplitude et de direction variable. Il en résulte un couple de forces qui fait tourner l'aimant 201, donc le gouvernail 12 qui lui est solidaire.
La bobine d'induction 203 est fixée au fuselage 14 (voir la figure 3) par un morceau de ruban adhésif. Un brin plastique 16, en deux parties, est fixé d'une part au fuselage 14 par collage et d'autre part au gouvernail de direction 12. Il constitue un élément ressort qui tend à maintenir le gouvernail en position neutre.
Afin de diminuer le couple de commande du gouvernail de direction, celui-ci est compensé (son axe de rotation 202 divise sa surface en deux parties presque égales) et est équilibré (l'axe de rotation 202 passe par le centre de gravité de l'équipage mobile).
La figure 4 permet aussi de se rendre compte de la constitution du gouvernail de direction, le gouvernail de profondeur étant d'ailleurs constitué selon le même principe. Un brin plastique souple 204 de diamètre 0,6 mm est refermé sur lui-même et thermosoudé de façon à constituer le pourtour du gouvernail de profondeur. Le brin plastique 16 est collé au brin 204 eu niveau et en arrière de l'actionneur 200 qu'il entoure. Un film plastique 205 de 8 µm d'épaisseur est tendu sur le brin 204 et le bord du film est rabattu autour du brin 204 pour être collé ou thermosoudé sur lui-même.
On va maintenant décrire, en relation avec les figures 3 et 5, la formation du fuselage et du bord d'attaque des ailes. Afin d'être suffisamment léger et raide devant les forces en vol, cette partie est constituée d'une enveloppe faite d'un film plastique de 10 µm d'épaisseur et qui a la forme du fuselage 14 et des bords d'attaque 15. La liaison entre le fuselage et les bords d'attaque (par collage ou thermosoudage) doit être suffisamment rigide pour éviter que les ailes ne s'affaissent. Une collerette de liaison à ce niveau peut éventuellement être nécessaire pour augmenter la raideur de la liaison. Les bords d'attaque 15 sont de préférence de forme légèrement conique, leur diamètre diminuant à mesure qu'on s'éloigne du fuselage. Chaque bord d'attaque et fixé au fuselage de façon à donner à l'aile correspondante un dièdre de quelques degrés et une incidence de 5°. L'enveloppe peut aussi comprendre des pattes 10 à la place des roues habituelles pour supporter le modèle d'avion quand il est au sol. En variante, ces pattes peuvent être d'une structure différente et rapportées au modèle d'avion.
L'enveloppe est gonflée à une pression supérieure d'environ 5 mbar à la pression atmosphérique. L'enveloppe peut être scellée ou on peut prévoir une valve de regonflage.
Le moteur électrique 11 est collé sur la face avant du fuselage 14 avec, éventuellement, interposition d'une pastille de renforcement.
Ainsi qu'on peut le voir sur le figure 5, le reste de chaque aile est constitué d'un brin souple de plastique 17 d'environ 1 mm de diamètre jouent le rôle de bord de fuite, et d'un film plastique 18 de 8 µm d'épaisseur. Le brin 17 est attaché par l'une de ses extrémités à l'extrémité distale du bord d'attaque 15 et par son autre extrémité au fuselage 14. Le film 18 est tendu entre le bord d'attaque 15, le bord de fuite 17 et le fuselage. Il y est fixé par collage ou thermosoudage au bord d'attaque et au fuselage. Il est fixé par collage ou thermosoudage sur lui-même après recouvrement du brin 17.
La figure 6 représente, de manière structurelle, un autre modèle d'avion. Dans cette variante, le fuselage et les bords d'attaque des ailes sont constitués de tubes en plastique à parois très minces. Un bon exemple de tubes utilisables est constitué par les pailles utilisées pour boire. Ces pailles ont un diamètre allant de 5 à 7 mm et ont une paroi de 150 µm d'épaisseur. Le train d'atterrissage peut, avantageusement, être aussi constitué de tels tubes.
Un tube central 50 constitue l'axe principal de la structure. Sur son extrémité avent sera emmanché et collé le groupe moto-propulseur. Sur son extrémité arrière seront fixés les gouvernails de profondeur et de direction. Le partie avant du tube 50 supporte aussi le train d'atterrissage constitué de deux tronçons de tube 51 et 52. Les tronçons de tube 51 et 52 supportent des tubes 53 et 54, respectivement, servant de bords d'attaque. Un petit tube de liaison 55, fixé entre les tronçons 51 et 52, assure le rigidité du train d'atterrissage. Un petit tube 56 est rapporté perpendiculairement sur la tube 50.
Des pièces de jonction, référencées 57 à 60, permettent d'assembler les tubes entre eux. Ces pièces ont des formes adaptées aux tubes à relier. Elles sont avantageusement réalisées en plastique. La distance entre les pièces de jonction 57 et 60 est égale à le corde de l'aile. Les autres éléments constitutifs du modèle d'avion sont collés aux tubes.
La structure obtenue peut être habillée avec un film plastique coloré de 6 ou 8 um d'épaisseur.
Pour les deux modèles d'avion décrits ci-dessus à titre d'exemple, les raideurs en flexion et en torsion des ailes peuvent être augmentées en les haubanant. Des haubans placés en-dessous des ailes sont particulièrement efficaces car ils limitent la flexion due à la portance.
Une bonne façon de haubaner consiste à relier par un fil le bord de fuite de l'aile, vers son extrémité externe, au bas du train d'atterissage et ceci pour chaque aile. En outre, en rendant réglable la longueur de chacun des haubans par un moyen approprié aux points de fixation au train d'atterrissage, on obtient les deux possibilités suivantes :
  • en tirant pareillement les haubans droit et gauche, donc en cintrant également les deux ailes, on modifie l'incidence des ailes et on règle ainsi la stabilité longitudinale de l'avion ;
  • en tirant différemment les deux haubans, on crée ou on corrige le vrillage des ailes et on règle ainsi la stabilité en lacet et en roulis de l'avion.
Grâce à ces haubans, il est possible de fabriquer une version simplifiée de ce jouet. L'avion simplifié a un gouvernail fixe et la direction n'est plus pilotable en vol. Puisqu'il n'y a plus d'actionneur correspondant, le câble de liaison électrique ne comprend plus que deux fils et le dispositif de commande ne possède plus de commande de direction. L'utilisateur du jouet règle le rayon de giration de l'avion avant le vol. Le réglage consiste à raccourcir le hauban de l'aile intérieure au virage de façon à le cintrer davantage.
Un hauban 40 est visible sur le modèle d'avion 1 représenté à le figure 1. Il est situé entre une patte 10 figurant une roue et le bord de fuite de l'aile correspondante.
Des haubans 61 et 62 sont également visibles sur la figure 6. Le hauban 61 est disposé entre le tube 51 et le bord de fuite de l'aile correspondante. Le hauban 62 est disposé entre le tube 52 et le bord de fuite de l'aile correspondante.
L'absence de danger de ce jouet vient de son faible poids et de sa faible inertie, de sa faible puissance (inférieure à 3 W) et de la souplesse de ses constituants et notamment de l'hélice.

Claims (24)

  1. Avion jouet pouvant voler dans un espace clos et notamment dans une pièce, comprenant :
    un modèle d'avion (1) pourvu d'un moteur électrique (11), entraínant une hélice de propulsion (19),
    un dispositif de commande à distance (2) du vol du modèle d'avion, comportant une source d'énergie électrique (21) et des moyens de commande électrique du vol du modèle d'avion,
    un câble souple (3) assurant la liaison électrique entre le dispositif de commande à distance (2) et le modèle d'avion (1) pour alimenter le moteur électrique (11) à partir de la source d'énergie électrique,
    caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) est pourvu de moyens d'action sur sa direction de vol, le câble souple (3) reliant également lesdits moyens de commande électrique auxdits moyens d'action et étant attaché sous le modèle d'avion (1) et à proximité de son centre de gravité, le charge alaire du modèle d'avion (1) traínant le câble de liaison (3) étant ≤ 1,5 g/dm2.
  2. Avion jouet selon le revendication 1, caractérisé en ce que, le modèle d'avion (1) étant pourvu d'un gouvernail de profondeur (13) fixe, une modification de la direction de vol consistant en une montée ou une descente du modèle d'avion (1) est obtenue par variation de la vitesse du moteur, les moyens d'action pour assurer la montée ou le descente étant alors constitués par le moteur électrique (11), les moyens de commande électrique correspondants étant constitués par des moyens de variation de l'énergie électrique fournie eu moteur par le source d'énergie électrique (21).
  3. Avion jouet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'action pour effectuer un virage comprennent un aimant permanent (201), solidaire d'un axe (202) fixé au gouvernail de direction (12), et une bobine d'induction (203) fixée au modèle d'avion (1) et capable de soumettre ledit aimant permanent (201) à l'action d'un champ magnétique généré par le passage d'un courant électrique continu dans ladite bobine d'induction (203), les moyens de commande électrique correspondants étant constitués par des moyens de variation de l'intensité du courant électrique continu passant dans la bobine d'induction (203).
  4. Avion jouet selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de variation de l'intensité du courant électrique continu passant dans la bobine d'induction (203) comprennent des moyens de variation de la tension continue appliquée aux bornes de la bobine d'induction (203) pour générer ledit courant électrique et pouvant faire varier cette tension continue de manière négative ou positive autour d'une valeur zéro correspondant à le position neutre du gouvernail de direction (12).
  5. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte des moyens ressort (16) tendant à maintenir le gouvernail de direction (12) dans sa position neutre.
  6. Avion jouet selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ressort (16) comportent au moins un brin plastique relient mécaniquement le gouvernail de direction (12) au fuselage (14) du modèle d'avion.
  7. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur électrique (11) est un moteur à courant continu à balais et à aimants eux terres rares.
  8. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque pale (102) de l'hélice (19) est constituée d'un pli de film plastique souple dont les côtés en vis-à-vis sont solidarisés entre eux.
  9. Avion jouet selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque pale (102) est fixée au moyeu de l'hélice (19) par un pied de pale (103) solidaire du moyeu, pénétrant dans la pliure du pli constituant la pale (102) pour y être fixé.
  10. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte un cône d'hélice (106) en matière plastique expansée.
  11. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fuselage (14) et les bords d'attaque (15) des ailes sont constitués par une enveloppe de film plastique gonflé.
  12. Avion jouet selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'enveloppe de film plastique est gonflé à une pression supérieure d'environ 5 mbar par rapport à la pression atmosphérique.
  13. Avion jouet selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque aile comprend un brin souple (17) attaché par l'une de ses extrémités à l'extrémité distale du bord d'attaque (15) et par son autre extrémité au fuselage (14) pour délimiter le bord de fuite de l'aile, un film plastique (18) étant fixé entre le bord d'attaque (15), le brin (17) délimitant le bord de fuite et le fuselage (14) pour compléter l'aile.
  14. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fuselage et les bords d'attaque des ailes sont réalisés à partir de tubes (50 à 56).
  15. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le gouvernail de profondeur (13) du modèle d'avion est constitué par un brin souple délimitant son étendue et supportant un film plastique.
  16. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le gouvernail de direction (12) du modèle d'avion est constitué par un brin souple (204) délimitant son étendue et supportant un film plastique (205).
  17. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte des pattes (10) à la place de roues pour le supporter quand il est au sol.
  18. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le dispositif de commande à distance (2) est logé dans un boítier ayant le forme d'un volent d'avion moderne.
  19. Avion jouet selon le revendication 18, caractérisé en ce que l'une (23) des poignées du volent comporte un organe manoeuvrable (26) permettant de faire monter ou descendre le modèle d'avion en vol tandis que l'autre poignée (24) du volent comporte un organe manoeuvrable (27) permettent de faire virer le modèle d'avion (1).
  20. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le câble (3) comprend des fils isolés (31 à 34), conducteurs de l'électricité, logés dans le pliure d'un pli obtenu par pliage longitudinal d'un ruban souple dont les côtés en vis-à-vis sont soliderisés entre eux.
  21. Avion jouet selon le revendication 20, caractérisé en ce que le ruban souple est un film plastique.
  22. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (3) est relié électriquement au modèle d'avion par une broche déconnectable.
  23. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des haubans (40, 61, 62) pour augmenter les raideurs en flexion et en torsion des ailes.
  24. Avion jouet selon la revendication 23, caractérisé en ce que le longueur des haubans est réglable.
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