FR2673418A1 - Lighter-than-air-machine with steerable propulsion device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif permettant de réaliser un engin aérostatique dirigeable. du type ballon a gaz ou à air chaud, par l'apport d'un groupe motopropulseur orientable. The present invention relates to a device making it possible to produce an aerostatic airship. of the gas or hot air balloon type, by the contribution of an adjustable powertrain.
Actuellement, les dirigeables sont rares et dispendieux en raison de leur taille et de leur volume. Leur maniement, aussi bien en vol qu'au sol, reste délicat. Ils sont pourvus d'empennages développés vers l'arrière pour assurer la stabilité longitudinale dans tous les sens, et de gouvernails de direction, de profondeur oU d'altitude pour orienter leur déplacement. Et, si leur structure est souple, il est indispensable d'installer un système interne de ballonnets d'air à valve automatique, assurant le maintien de la forme et absorbant les variations de volume du gaz sustentateur, dues aux conditions atmosphériques. Leur pilotage en est complexe en raison de l'anticipation qu'il est nécessaire de prévoir pour effectuer un changement de cap ou d'altitude. Currently, airships are rare and expensive due to their size and volume. Their handling, both in flight and on the ground, remains delicate. They are equipped with tail fins developed rearwards to ensure longitudinal stability in all directions, and rudders, deep or high to guide their movement. And, if their structure is flexible, it is essential to install an internal system of air balloons with automatic valve, ensuring the maintenance of the shape and absorbing the variations in volume of the lift gas, due to atmospheric conditions. Their control is complex because of the anticipation that it is necessary to plan to make a change of course or altitude.
Le dispositif de la présente invention permet de procurer à un engin aérostatique des moyens de pilotage facilitant sa mise en oeuvre, sa manoeuvrabilité et son pilotage. The device of the present invention makes it possible to provide an aerostatic device with piloting means facilitating its implementation, its maneuverability and its piloting.
Ce dispositif comporte, selon une caractéristique principale, un moyen de propulsion suspendu à un ballon à gaz ou à air chaud par l'intermédiaire d'une articulation, ce propulseur étant mobile autour de l'axe vertical dudit ballon, et un moyen de commande de l'articulation, direct ou indirect, permettant le pivotement de l'utilisateur. This device comprises, according to a main characteristic, a propulsion means suspended from a gas or hot air balloon by means of a joint, this propellant being movable around the vertical axis of said balloon, and a control means of the joint, direct or indirect, allowing the pivoting of the user.
Les dessins annexés illustrent l'invention appliquee à un engin monoplace. L'ensemble des dispositifs constituant la présente invention s'applique de la meme façon à un engin multi-places. The accompanying drawings illustrate the invention applied to a single-seater machine. All the devices constituting the present invention apply in the same way to a multi-seater machine.
Selon un premier mode de réalisation comportant un poste de pilotage solidaire d'un groupe motopropulseur, l'ensemble étant suspendu au cercle de charge du ballon, illustré par la figure t représentant une vue d'ensemble et la figure 2 représentant une vue de détail des éléments constituant le dispositif, les éléments constitutifs de ce dispositif sont les suivants :
L'engin comporte un ballon aérostatique (1 > de forme symétrique par rapport à l'axe vertical de préférence, par exemple une sphère. Cette caractéristique, combinée avec l'orientation directionnelle de la poussée vis à vis du ballon, autorise la suppression des empennages et gouvernails horizontaux et verticaux habituels.According to a first embodiment comprising a cockpit secured to a powertrain, the assembly being suspended from the balloon charging circle, illustrated by FIG. T representing an overall view and FIG. 2 representing a detail view elements constituting the device, the constituent elements of this device are as follows:
The machine comprises an aerostatic balloon (1> preferably symmetrical with respect to the vertical axis, for example a sphere. This characteristic, combined with the directional orientation of the thrust with respect to the balloon, allows the removal of usual horizontal and vertical empennages and rudders.
Le poste de pilotage (2), ouvert ou fermé, comporte au moins un siège pourvu d'un harnais de sécurité et d'un réceptacle de lest. Il est muni d'attaches (3) permettant à la fois de le suspendre sous le ballon et de l'amarrer au sol, ainsi que d'un support articulé (4) recevant le groupe motopropulseur (5). The cockpit (2), open or closed, comprises at least one seat provided with a safety harness and a ballast receptacle. It is fitted with fasteners (3) allowing it to be suspended both under the balloon and moored to the ground, as well as an articulated support (4) receiving the powertrain (5).
L'ensemble poste de pilotage t2) et groupe motopropulseur (5) est raccorde à une articulation à axe vertical (6), par exemple un émerillon ou un palier à billes, elle-même suspendue au cercle de charge (7) dudit ballon (t) par l'intermédiaire de cables (8), de façon à la rendre solidaire du dit cercle de charge (7). Cette articulation (6), dissociant le mouvement du ballon (1) de celui de l'ensemble propulsif constitué du poste de pilotage (2) et du groupe motopropulseur (5), permet, par la rotation indépendante de cet ensemble à 3600 dans les deux sens, d'effectuer les changements de direction sans avoir à transmettre le mouvement au ballon (1), augmentant ainsi la maniabilité de l'engin par des manoeuvres instantanées et précises. The cockpit t2) and powertrain (5) assembly is connected to a vertical axis articulation (6), for example a swivel or a ball bearing, itself suspended from the load circle (7) of said balloon ( t) by means of cables (8), so as to make it integral with said load circle (7). This articulation (6), dissociating the movement of the balloon (1) from that of the propulsion unit consisting of the cockpit (2) and the powertrain (5), allows, by the independent rotation of this assembly to 3600 in the two directions, to make changes of direction without having to transmit the movement to the balloon (1), thus increasing the maneuverability of the machine by instantaneous and precise maneuvers.
Le cercle de charge (7) est prolongé, vers le bas de manière à le rendre facilement accessible par l'utilisateur, d'un organe circonférenciel (9), tel qu'un volant, permettant au pilote de prendre un appui de façon à faire pivoter l'ensemble poste de pilotage (2) et groupe motopropulseur (5) indépendamment du ballon cri), pour orienter la poussée. The load circle (7) is extended, downwards so as to make it easily accessible to the user, by a circumferential member (9), such as a steering wheel, allowing the pilot to take a support so as to rotate the cockpit (2) and powertrain (5) assembly independent of the Cree balloon), to orient the thrust.
Des modifications peuvent être apportées à cet exemple de réalisation sans que l'on s'écarte de la présente invention, tel qu'un système de transmission de la commande faisant appel à un organe de renvoi, tel une timonerie par exemple, permettant d'actionner le mécanisme à distance, depuis le poste de pilotage (2). Modifications can be made to this exemplary embodiment without departing from the present invention, such as a command transmission system using a return member, such as a wheelhouse for example, allowing operate the mechanism remotely from the cockpit (2).
En outre, le groupe motopropulseur (5) est fixé au poste de pilotage (2) par l'intermédiaire d'une articulation à axe horizontal et transversal (4). Il est muni d'un levier de commande (10), par exemple un manche, permettant l'orientation de la poussée vers le haut ou vers le bas, ce manche étant également muni des commandes moteur telles que starter, accélérateur, démarreur ou coupe-circuit. Une action sur ce levier provoque l'ascension ou la descente de l'aérostat, et ce instantanément et précisément. In addition, the powertrain (5) is fixed to the cockpit (2) by means of a joint with a horizontal and transverse axis (4). It is provided with a control lever (10), for example a handle, allowing the orientation of the thrust up or down, this handle also being provided with engine controls such as choke, accelerator, starter or cut -circuit. An action on this lever causes the aerostat to go up or down, instantly and precisely.
Le groupe motopropulseur (5) peut être avantageusement pourvu d'un système de démarrage, soit par démarreur et batterie, soit par lanceur manuel avec un renvoi du cordon ramené au poste de pilotage, permettant sa mise en route aussi bien en vol qu'au sol. The powertrain (5) can advantageously be provided with a starting system, either by starter and battery, or by manual launcher with a return of the cord brought back to the cockpit, allowing it to be started both in flight and in ground.
Selon un deuxième mode de réalisation comportant un groupe motopropulseur se déplaçant autour du poste de pilotage, illustré par la figure 3, les éléments constitutifs du dispositif sont les suivants
l'engin comporte un poste de pilotage (2), qui peut alors prendre la forme d'une nacelle a l'intérieur de laquelle l'utilisateur s'oriente en fonction du sens du déplacement, suspendu au ballon (l) par l'intermédiaire d'un cercle de charge (7). Le groupe motopropulseur (5) est raccordé au poste de pilotage (2) par l'intermédiaire d'un système d'articulation rotative, disposée circonférenciellement autour de la nacelle.According to a second embodiment comprising a powertrain moving around the cockpit, illustrated in FIG. 3, the components of the device are as follows:
the machine comprises a cockpit (2), which can then take the form of a nacelle inside which the user turns according to the direction of movement, suspended from the balloon (l) by the through a load circle (7). The powertrain (5) is connected to the cockpit (2) via a rotary articulation system, arranged circumferentially around the nacelle.
Cette articulation est composée, par exemple, d'une glissière ou d'un rail circulaire (6a), solidaire de la nacelle (2), et de galets (6b) supportant le propulseur (5) coulissant dans la glissière (6a), le groupe motopropulseur (5) se déplaçant autour du poste de pilotage (2). Le déplacement du groupe motopropulseur (5) est contrôlé par une commande (9) directement fixée sur le propulseur, telle une poignée, ou à distance, comme par exemple une télécommande électrique.This articulation is composed, for example, of a slide or a circular rail (6a), integral with the nacelle (2), and rollers (6b) supporting the propellant (5) sliding in the slide (6a), the powertrain (5) moving around the cockpit (2). The movement of the powertrain (5) is controlled by a control (9) directly attached to the propellant, such as a handle, or remotely, such as an electric remote control.
Comme dans le premier mode de réalisation, le groupe motopropulseur (5) peut être en outre articulé horizontalement par rapport à la glissière (6a) afin de permettre l'orientation de la poussée vers le haut ou vers le bas, utilisant pour son actionnement le même levier (9) que celui servant à commander le déplacement du propulseur (5) autour du poste de pilotage (2). As in the first embodiment, the powertrain (5) can also be articulated horizontally relative to the slide (6a) in order to allow the orientation of the thrust up or down, using for its actuation the same lever (9) as that used to control the movement of the thruster (5) around the cockpit (2).
Quel que soit le mode de réalisation, le groupe motopropulseur (5) peut être amovible, par l'emploi de fixations démontables telles que boulons, goupilles ou broches à billes, par exemple, de manière à permettre l'utilisation de l'appareil soit en ballon dirigeable, soit en ballon libre ou captif, selon l'application souhaitée, ce qui multiplie d'autant les possibilités d'exploitation. Whatever the embodiment, the powertrain (5) can be removable, by the use of removable fasteners such as bolts, pins or ball pins, for example, so as to allow the use of the device either in an airship, either in a free or captive balloon, depending on the desired application, which multiplies the possibilities of exploitation.
Selon une particularité commune aux deux modes de réalisation, illustrée en figure 4, dans le but de donner a l'engin des possibilités complémentaires de manoeuvrabilité, le groupe motopropulseur (5) peut être pourvu d'une canalisation (lit, souple de préférence, passant par l'axe de pivotement vertical (6) reliant le poste de pilotage (2) au ballon (1), permettant de récupérer le dégagement thermique que produit son fonctionnement et de le diriger vers l'enveloppe du ballon (t), afin d'assurer une partie ou la totalité de la sustentation de l'engin.Cette canalisation (1l) est munie d'une prise d'air chaud constituée d'une boîte de réchauffage d'air ou échangeur (12) par conduction de la chaleur émanant du système d'échappement et d'un ventilateur (13) permettant l'aspiration et la diffusion de l'air chaud dans le ballon (1) par un manchon (14). La canalisation (11) est équipée d'un moyen de commande (15), clapet ou vanne par exemple, actionné par l'utilisateur directement ou à distance, permettant d'ouvrir ou de fermer l'arrivée d'air chaud dans le ballon (1), afin de contrôler l'équilibre aérostatique de l'engin par variation de la sustentation. According to a characteristic common to the two embodiments, illustrated in FIG. 4, in order to give the machine additional maneuverability possibilities, the power train (5) can be provided with a pipe (bed, preferably flexible, passing through the vertical pivot axis (6) connecting the cockpit (2) to the balloon (1), making it possible to recover the thermal release produced by its operation and to direct it towards the envelope of the balloon (t), to provide part or all of the lift of the machine. This pipe (1l) is provided with a hot air intake consisting of an air reheating box or exchanger (12) by conduction of the heat from the exhaust system and a fan (13) enabling the hot air to be drawn in and distributed in the balloon (1) by a sleeve (14). The pipe (11) is fitted with a control means (15), valve or valve for example, actuated by the user d directly or remotely, allowing to open or close the hot air supply to the balloon (1), in order to control the aerostatic balance of the machine by varying the lift.
Dans le cas d'un engin dont le propulseur est du type turbo-réacteur par exemple, illustré en figure 4, le propulseur, équipé de ce système de récupération de l'air chaud, permet de fournir à un engin du type ballon à air chaud la totalité de sa sustentation, le propulseur remplissant dans ce cas a la fois la fonction du brûleur classique et celle de propulseur directionnel. In the case of a machine whose propellant is of the turbo-reactor type for example, illustrated in FIG. 4, the propellant, equipped with this system for recovering hot air, makes it possible to supply a machine of the air balloon type hot all of its lift, the propellant fulfilling in this case both the function of the conventional burner and that of a directional propellant.
Dans le cas d'un ballon à gaz, hélium par exemple, le manchon (14) peut être prolongé d'un organe indépendant de l'enveloppe dudit ballon (1) et le traversant de part en part, un conduit en forme de spirale par exemple, à la manière du serpentin ou de la résistance d'un ballon d'eau chaude, provoquant la dilatation de ce gaz par une diffusion général de la chaleur et permettant ainsi d'augmenter la sustentation de l'engin. Comme dans le cas du ballon à air chaud, un clapet (15) permet de réguler l'arrivée de l'air chaud dans le serpentin afin de contrôler la sustentation. In the case of a gas balloon, helium for example, the sleeve (14) can be extended by a member independent of the envelope of said balloon (1) and passing right through it, a conduit in the form of a spiral for example, like the coil or the resistance of a hot water tank, causing the expansion of this gas by a general diffusion of heat and thus increasing the lift of the machine. As in the case of the hot air balloon, a valve (15) makes it possible to regulate the arrival of hot air in the coil in order to control the lift.
Des modifications peuvent être apportées à ce système de diffusion de la chaleur sans que l'on s'écarte de la présente invention, telle qu'une canalisation ( munie d'un diffuseur de chaleur, une bouche par exemple, a son extrémité située cote ballon et soufflant de l'air chaud autour de l'enveloppe dudit ballon, assurant ainsi l'augmentation de la température par rayonnement. Modifications can be made to this heat diffusion system without departing from the present invention, such as a pipe (provided with a heat diffuser, a mouth for example, at its end located side balloon and blowing hot air around the envelope of said balloon, thereby increasing the temperature by radiation.
Le ballon (1), lorsqu'il est du type à gaz, peut comporter une enveloppe étanche constituée d'un matériau extensible, par exemple un film polyuréthane, permettant à celle-ci d'absorber les variations de volume du gaz sustentateur qu'elle contient, dues aux changements de pression et de température atmosphériques. Ceci autorise la suppression des ballonnets compensateurs, d'ou une réduction du temps et du coût de fabrication, un allégement de la structure, ainsi qu'une simplification de la maintenance et du pilotage. The balloon (1), when it is of the gas type, may comprise a sealed envelope made of an extensible material, for example a polyurethane film, allowing it to absorb the variations in volume of the lift gas that it contains, due to changes in atmospheric pressure and temperature. This allows the elimination of compensating balloons, hence a reduction in manufacturing time and cost, a reduction in the structure, as well as a simplification of maintenance and control.
Grâce à l'utilisation d'un système de propulsion orientable, donnant une meilleurs maniabilité à l'engin, on peut prévoir un système d'amarrage autonome, illustré en figure 5, faisant intervenir les éléments suivants
le poste de pilotage (2) est pourvu de deux attaches (3) disposées de part et d'autre de celui-ci destinées à recevoir deux amarres (r6) munies d'éléments d'attache (17), tels que des mousquetons à ouverture rapide par exemple. La disposition et la longueur de ces amarres (16) sont ajustées de manière à permettre au pilote d'intervenir sur les mousquetons (17) à partir du poste de pilotage (2), tant pour l'amarrage que pour le larguage, sans aide extérieure.Le siège du poste de pilotage (2) est disposé de sorte qu'il puisse venir reposer sur le sol pour permettre au pilote de prélever les mousquetons (17) des dites amarres (16) posées à terre afin de les attacher au dit poste de pilotage (2), sans aide extérieure et, une fois l'appareil ainsi immobilisé, de quitter le poste de pilotage (2) -
En résumé, l'orientation de la poussée dans le plan horizontal associée à l'orientation de la poussée dans le plan vertical, par l'apport d'un ensemble propulseur orientable, appliquées à un ballon aérostatique, de preférence de forme symétrique par rapport à son axe vertical pour obtenir de meilleurs résultats, constituent de nouveaux moyens de pilotage permettant d'étendre les possibilités d'exploitation des aérostats. Une plus grande maniabilité, une sécurité accrue, une mise en oeuvre et une maintenance aisées, un côut d'achat et d'entretien réduit et une polyvalence nouvelle multiplient les possibilités d'applications industrielles telles que surveillance, prise de vue aérienne, contrôle et intervention sur installations extérieures, transport de charges ou passagers, nouveau sport aérien. Thanks to the use of a steerable propulsion system, giving better maneuverability to the machine, one can provide an autonomous mooring system, illustrated in Figure 5, involving the following elements
the cockpit (2) is provided with two fasteners (3) arranged on either side thereof intended to receive two moorings (r6) provided with fastening elements (17), such as snap hooks quick opening for example. The arrangement and the length of these moorings (16) are adjusted so as to allow the pilot to intervene on the carabiners (17) from the cockpit (2), both for mooring and for dropping, without assistance The cockpit seat (2) is arranged so that it can come to rest on the ground to allow the pilot to take the carabiners (17) of the said moorings (16) placed on the ground in order to attach them to the said cockpit (2), without external assistance and, once the aircraft is thus immobilized, to leave the cockpit (2) -
In summary, the orientation of the thrust in the horizontal plane associated with the orientation of the thrust in the vertical plane, by the contribution of an adjustable propellant assembly, applied to an aerostatic balloon, preferably of symmetrical shape with respect to to its vertical axis to obtain better results, constitute new means of piloting making it possible to extend the possibilities of operating aerostats. Greater maneuverability, increased security, easy implementation and maintenance, reduced purchase and maintenance cost and new versatility multiply the possibilities of industrial applications such as surveillance, aerial photography, control and intervention on outdoor installations, transport of loads or passengers, new air sport.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9102456A FR2673418A1 (en) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | Lighter-than-air-machine with steerable propulsion device |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9102456A FR2673418A1 (en) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | Lighter-than-air-machine with steerable propulsion device |
Publications (1)
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| FR2673418A1 true FR2673418A1 (en) | 1992-09-04 |
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ID=9410234
Family Applications (1)
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