FR2681306A1 - Procede de sustentation des aerostats en autonomie de lestage. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé améliorant la rentabilité d'exploitation des Aérostats rigides, par la disponibilité d'un lest autonome renouvelable. Elle prévoit à cette fin que l'enveloppe rigide (1) imperméable à l'air extérieur, contienne une masse interne d'air (4) variable selon manœuvre de la vanne (5), entourant une masse invariable (3) de gaz de sustentation contenue dans une enveloppe déformable (2). Les variations de masse de l'atmosphère controlée (4) constituent les opérations de délestage et/ou d'alourdissement nécessaires au décollage et à l'atterrissage sans perte de gaz de sustentation.

Description

La présente invention concerne un procédé susceptible de remplacer.

ou de perfectionner, les procédés antérieurement utilisés pour la sustentation des Aérostats, notamment des Aérostats rigides plus communément dénommés "Dirigeables ou Zeppelins".

La sustentation d'un Dirigeable est traditionnellement assuree par l'utilisation d'un gaz plus léger que l'air dont sont gonflés plusieurs ballonnets, internes à la structure du Dirigeable et solidaires de cette structure, le volume total des dits ballonnets étant calculé de manière que le poids total de l'appareil, charge comprise (Pl) soit inférieur au poids de l'air déplacé par ce volume (P2) ce qui confère a l'appareil, conforment au principe d'Archimede, une poussee ascensionnelle égale a (P2 - P1).

Ces ballonnets de sustentation sont en communication directe avec l'atmosphère exterieure a 11 enveloppe externe du Dirigeable. et sont pre- vus de telle sorte qu'ils puissent librement se dilater. conformément aux
Lois de Mariotte, au fur et â mesure de la diminution de la Pression Atmos phérique qui resulte de l'ascension. et au contraire, se contracter au cours de la descente.

Le procédé classique ainsi défini est tributaire de deux contraintes.

la première étant l'obligation de disposer. a l'intérieur de l'Appareil.

du lest ( généralement de l'eau) nécessaire au maintien de la poussée as centionnelle en cours d'ascension. l'allégement de l'appareil par délestage régulier, contrebalancant la diminution de poussée ascensionnelle qui résul- te de l'abaissement de densite de l'air atmosphérique consécutif à l'ascension.

La seconde contrainte résulte de la premiere, à savoir l'obligation, pour la descente, et dans lrimpossibilité de renouveler le lest perdu pour l'ascension, de diminuer la poussée ascensionnelle en lachant du gaz de sustentation.

Cette perte fatale de gaz de sustentation diminue sensiblement la ren, tabilité d'Exploitation, et et explique partiellement l'actuelle désaffection pour ce mode de transport, notamment depuis l'utilisation de l'Hélium, gaz rare et cher, en remplacement de l'hydrogène abandonné suite au dramatique incendie du dernier grand Zeppelin exploité en service régulier, avant la derniere guerre, entre l'Allemagne et l'Amérique.

Le procédé selon l'invention permet de supprimer ces 2 contraintes.

.11 prevoit en effet, selon une première caractéristique, que les ballonnets gonflés de gaz de sustentation, au lieu de réagir librement, en équilibre de Pressions avec l'atmosphère ambiante qui les entoure, grace a des orifices prévus à cet effet dans l'enveloppe, reagissent en atmosphère controlëe,isolëe de l'atmosphère ambiante extérieure par une paroi rigide étanche à l'air.

qui constitue le corps et définit la forme de l'appareil. ce volume étant, par définition même, invariable.

- Selon une seconde caractéristique de l'invention, les ballonnets de gaz de sustentation, inclus dans le volume invariable ci dessus défini, contiez nent une masse constante de gaz de sustentation, en équilibre permanent de pression. avec l'atmosphère controlée constituée par l'air qui les entoure.

- Selon une troisieme caractéristique de l'invention, la masse. donc le volume et la pression de l'air qui constitue l'Atmosphère controlée sont variables. et réagissent en interaction avec la masse invariable du gaz de sustentation conformément aux Lois de Mariotte. Il en résulte que toute injection d'air en provenance de l'atmosphère extérieure se traduit par un accroissement des masse. volume et pression de l'atmosphère controlée avec pour corollaire augmentation de pression et diminution du volume de la masse constante du gaz de sustentation, toute évacuation d'air vers l'exté rieur produisant évidemment les effets inverses.

Ces variations volontaires qui constituent l'essentiel de la manoeuvre, seront effectuées grâce à l'appareillage qui équipe l'Aéronef, à savoir les compresseurs et les pompes à vide indispensables, complétés de l'équi- pement classique en soupapes et vannes d'injection et d'évacuation, éventuellement en soupapes mixtes type "soupapes surpressioniDepression" tant pour ce qui concerne l'alimentation des ballonnets en gaz de sustentation que pour le contrôle permanent de l'Atmosphère controlée qui les entoure.

- Selon une quatrième caractéristique de l'invention, l'allégement de l'appareil par évacuation d'air depuis l'Atmosphère intérieure controlée dans l'Atmosphère extérieure, avec pour corollaire un abaisseient des pressions occasionnant un accroisselent de volute de la masse constante du gaz de sustentation, dont la masse spécifique diminue proportionnellement, permet le décollage et supprime la contrainte traditionnelle de délestage par élimination de sable ou d'eau.

Selon une cinquième caractéristique de l'invention, l'opération inverse d'alourdissement de l'appareil par injection d'air depuis l'atmosphère extérieure dans l'Atmosphère controlée, avec pour corollaire un accroissement de pression provoquant une diminution du volume de la masse constante de gaz de sustentation, dont la masse spécifique augmente proportionnellement, élimine la perte fatale en gaz de sustentation que nécessitait l'atterrissage selon la méthode traditionnelle.

Selon une sixième caractéristique de l'invention, les variations controlées de Pressions de l'atmosphère controlée conferent à L'appareil un lest autonome renouvelable selon besoins de la manoeuvre et notamment pour le contrôle de 1' altitude compte tenu de l'allégement permanent qui résulte de la consommation régulière de carburant.

Selon une septième caractéristique de l'invention. la poussee ascention nelle définie par le Principe d'Archimede s'applique au volume total dé l'appareil et non pas aux seuls ballonnets de sustentation agissant en atmosphère ouverte. comme dans le cas des Aéronefs traditionnels. Il en résulte. à volume me extérieur égal un incontestable gain de poussée ascensionnelle, compte tenu du volume intérieur occupé par l'air atmosphérique extérieur, et donc perdu pour la poussée. qui caractérise les techniques antérieures tradition nelles.

Comparons en effet, à partir des bibliographies couramment disponibles.

les caractéristiques du dernier grand Zeppelin utilise à celles d'un appareil conçu selon les normes de l'invention: - LZ Hindenburg:
Longueur 245m Diamètre 41,20m Hauteur 44,80m
Volume gaz de sustentation 190 000 m3
Poussée ascensionnelle brute au sol 190 000 x 1,3 = 247 tonnes
1 000 sous une atmosphère. densité d'air 1,3

Aéronef conforme à l'invention: Imaginons. pour simplifier le calcul, un appareil de forme cylindrique terminé par deux demisphères. Diametre 42m
Longueur totale 242m. soit un volume de 315 000 metres cubes déterminant une poussée ascensionnelle de 409 tonnes.En supposant égales les autres caractéristiques, notamment le poids qui était de 200 tonnes pour le Zeppelin, il en résulte:
pour le Dirigeable classique une possibilité de charge brute de 247 - 200 = 47 tonnes, et pour l'appareil conforme à l'invention une possibilité de charge brute de 409 - 200 = 209 tonnes, soit un gain de l'ordre de 150 tonnes au bénéfice d'un appareil conçu selon les caractéristiques de l'invention.

Il est bien entendu que la forme définie par cette comparaison n' est retenue qu'à titre indicatif, pour simplifier le calcul, et ne détermine nullement les formes définitives de l'Appareil conforme à l'invention.

Selon une huitième caractéristique de l'Invention, le différentiel de pressions, en cours d'exploitation, entre l'Atmosphère intérieure controlée et l'Atmosphère ambiante extérieure, dont la pression varie selon l'altitude, pourra être:
- soit nul: il y aura dans ce cas égalité entre la Pression intérieure controlée et la pression atmosphérique extérieure.

- soit négatif; il y aura dans ce cas une légère dépressions intérieure se traduisant par une surpression équivalente de 1' atmosphère extérieure sur la surface externe de l'Appareil.

- soit positif: il y aura dans ce cas une légère surpression de l'Atmosphere interne controlée par rapport à la pression Atmosphérique externe.

L'une ou l'autre de ces trois possibilités pourra se rencontrer en cours d'exploitation.

Il sera toutefois préférable de prévoir l'utilisation avec maintien permanent d'un différentiel très légèrement positif - de l'ordre de un à quelques centièmes d'Atmosphere - ce qui se traduira par un renforcement de la rigidité, donc de la tenue mécanique, ayant pour conséquence la possibilité d'un sensible gain de poids dans les structures et l'enveloppe de l'Aérostat.

Reprenons pour illustrer cette possibilité l'exemple d'un Appareil conforme aux caractéristiques de l'Invention telles que précédemment finies:
- Forme cylindrique à extrémités hémisphériques
- Longueur totale 242 mètres - Diametre 42 mètres
- Volume extérieur déterminant la poussée 315 000 m3
- Volume utile intérieur: estimé à 300 000 m3 en tenant compte d'une perte de 15 000 m3 de volume utile. réservé aux services techniques. espace passagers, fret. réservoirs. etc..

- Gaz de sustentation: Hélium - Densité 0,13 sous 1 atm
- Consommation prévue en carburant: 10 tonnes.

Cette consommation n'étant prise qu'à titre d'exemple pour illustrer les possibilités de l'invention.

Les données de ce plan de vol théorique peuvent dès lors s'établir comme suit, en admettant, pour une pression atmosphérique au sol de une Atmosphère, une densité de l'air de 1,3, et pour l'Hélium de 0.13:
- Volume d'air déplacé 315 000 m3
- Poussée ascensionnelle au sol 409 tonnes
- Masse invariable d'Hélium 300 OOU x 0a3 = 39 tonnes 1000
- Masse de carburant 10 tonnes
- Poids de l'Appareil 200 tonnes.

En admettant la décision de fonctionner avec un différentiel positif de pression, tel que précédemment défini, de l'ordre de quelques centièmes d'Atmos phère - soit par exemple 3i100 au sol- la manoeuvre au de part consistera à injecter de l'air dans l'atmosphère interne controlée. en provenance de l'air atmosphérique extérieur. jusqu a obtention d'une pression interne con trolée de 1,03 atmosphère.

Le volume de la Masse Constante des 39 tonnes d'Hélium diminuera dans ces conditions conformément aux Lois de Mariotte et se stabilisera à
300 000 =291 300 m3
1.03
Soit une injection de 8 700 m3 d'air sous pression de 1.03 atmosphère representant une masse d'air lest de ll tonnes.

L'équilibre des nasses - ou pesage - au départ permettra donc une charge utile de
409 - ( 200 - 39 + 10 ell - = 149 tonnes et le décollage s'effectuera par degazage progressif des il tonnes d'air lest de 1'Atmosphère controlée.

Inversement, l'atterrissage s'effectuera par injection progressive d'air provenant de l'atmosphère extérieure, en quantité suffisante pour compenser la perte des 10 tonnes de carburant utilisés durant le vol, augmentées des 11 tonnes d'air lest lachées au décollage. soit une masse de 21 tonnes d'air représentant, au sol. un volume de 16 000 mètres cubes environ.

Le volume des 39 tonnes invariables d'Hélium qui représentait 300 Zoom3 sous une atmosphère au départ se contractera dans ces conditions jusqu'a 284 000 m3, ce qui représentera, conformément aux Lois de Mariotte. une pression interne de l'atmosphère controlée égale à 300 = 1,056 atm.

284
Une exploitation mixte de type " Décollage sous dépression - Atterrissage sous surpression" peut également se concevoir. Il suffit dans ce cas de définir l'équilibre initial entre l'atmosphère controlée et le gaz de sustentation sous Pression Atmosphérique de 1 atm au sol, ce qui représente par exemple 10 tonnes d'air soit 7 700 m3 pour l'atmosphère controlée. correspondant à un volume d'Hélium de 292 300 a3 représentant une masse constante de 38 tonnes.

Le décollage se fera dans ce cas sous légère dépression correspondant à l'extraction de l'air lest et l'atterrissage sous légère surpression compensant la perte de carburant utilisé durant l'étape.

Selon une neuvième caractéristique de l'Invention, une conception de l'Appareil qui permettrait, par un renforcement adéquat des structures, une utilisation permanente en différentiel de pression négatif - c'est à dire avec maintien permanent d'une pression de l'Atmosphère controlée sensiblement inférieure à la pression atmosphérique exterieure - rendrait théoriquement possible , dans le cas limite, l'utilisation de l'air comme gaz de sustentation, la masse spécifique d'un gaz diminuant conformément aux Lois de Mariotte, proportionnellement à l'abaissement de sa pression.

Les dessins annexés illustrent l'invention.

La figure 1 représente en coupe la réalisation théorique du Procédé selon l'invention.

En référence à ce dessin, l'enveloppe rigide étanche à l'air (1) entoure de maniere hermétique l'enveloppe souple et extensible (2), contenant la masse constante de gaz de sustentation (3), l'atmosphère controlée (4) entourant l'enveloppe extensible (2) à l'intérieur du volume invariable délimité par l'enveloppe (1).

L'enveloppe rigide (1) est reliée aux installations de surpression etiou de vide grâce à une vanne réversible type surpression/ dépression (5) connec tée à une canalisation (6) permettant, soit d'injecter de l'air provenant de l'atmosphère extérieure à l'intérieur de la chambre (1) sous une legere sur pression de l'atmosphère controlée (4), soit au contraire de diminuer la masse et la pression de l'atmosphère controlée (4) par extraction et rejet d'air dans l'atmosphère extérieure.

Selon une variante de réalisation non illustrée, la vanne réversible unique type "surpressionidepression (5)" peut etre remplacée par deux vannes distinc tes, destinées l'une à l'extraction d'air grace aux pompes à vide, l'autre à l'injection d'air, grâce aux compresseurs equipant l'Aéronef.

L'enveloppe souple et déformable (2) est alimentée en gaz de sustenta tion par une canalisation (7) qui traverse, sans en altérer l'étanchéité, l'enveloppe rigide (1), l'injection et éventuellement l'extraction du gaz de sustentation s'effectuant grâce à une vanne réversible (8) type "surpression/ dépression", qui peut etre également, pour des impératifs particuliers de réalisation, remplacée, comme pour le cas de la vanne (5), et selon une variante non illustrée par deCux vannes distinctes destinées, l'une à l'in jection de la masse constante de gaz de sustentation, l'autre à son éven tuelle modification par extraction, selon impératifs des différents plans de vols envisagés.

- La figure 2 représente, en coupe transversale, un type particulier d'appareil conçu selon les caractéristiques de l'invention.Une particu larité de conception fait apparaître dans la partie inférieur du dessin, une bifurcation de l'enveloppe(l) qui soustend une corde ab qui delimite un 1Q volume inférieur (9), extérieur à l'atmosphère controlée (4), et isolé de celle ci par la paroi rigide ab.

Ce volume extérieur (9), qui s'étend tout le long de l'appareil dans sa partie inférieure sera utilisable en gaine technique visitable, et reçoit par conséquent les sorties des canalisations(6) et(7) de meme que les vannes (5) et (8) precedemment définis, les canalisations (6) et (7) représentées en coupe dans leur partie inférieure longeant de ce fait l'appareil jusqu'aux installations de vide et de compression qui l'équipent.

Une partie du volume (9),sera utilement utilisable pour le logement de l'équipage et des passagers, le reste, indépendamment du rôle de gaine technique visitable, étant utilisable tant pour les réservoirs de carburant, réserves d'eaux, réceptacles d'eaux vannes et usées, soutes à bagages et fret, etc.

Le volume (9) ainsi défini sera par conséquent empli d'air naturel, respirable, et éventuellement pressurisé.

-La figure 3 représente, en coupe transversale, un autre type partie lier d'appareil conçu selon les caractéristiques de l'invention. La gaine technique visitable est dans ce cas particulier constituée par une enveloppe rigide interne imperméable à l'atmosphère controlée (10), axiale à l'appareil, rectiligne et s'étendant de la proue à la poupe.Les ballonnets de gaz de sustentation(2) sont obligatoirement dans ce cas positionnés deux par deux et face à face de part et d'autre de cette gaine, soit en position verticale comme dans le cas de la figure (3). soit en position horizontale selon variante non illustrée.

Les canalisations (6) et(7) et vannes (5) et(8) débouchent dans cette gaine, comme dans le cas défini en figure (2), selon possibilité non représentée en figure (3).0utre son rôle de gaine technique visitable, impliquant un diamètre suffisant de l'ordre de quatre à cinq metres par exemple cette gaine technique longitudinale(10) servira de raidisseur longitudinal, et également de support axial aux raidisseurs rayonnés ou autres indispensables au maintien de rigidité de l'enveloppe extérieure (1).

Dans le cas particulier illustré par la figure 3, le volume inférieur (9) ne sera plus nécessairement étendu depuis la proue jusqu a la poupe, mais sera utilement limité à la partie centrale de l'Appareil et réservé exclusivement aux différentes installations de passagers, fret, carburant, réservoirs, par exemple.

Une communication verticale (11) existera nécessairement entre la partie basse (9) et la gaine technique axiale (10), l'Atmosphère intérieure respirable et éventuellement préssurisée emplissant de ce fait la totalité des volumes habitables ainsi définis.

L'extrémité de proue de la gaine technique axiale (10) recevra logiquement, de par sa position privilégiée, le poste de pilotage et les services centraux de commande de l'Aéronef.

Il parait utile d'insister, en ce qui concerne les précisions relatives aux figures 2 et 3, que la forme circulaire retenue correspond à un dirigeable de forme cylindrique à extrémités hémisphériques retenu à type d'exemple.

mais que cette forme n'est nullement limitative quant aux formes définitives qui pourront etre retenues pour la fabrication d'un Appareil conçu selon les caractéristiques de l'Invention.

- La figure 4 represente. par exemple, la coupe transversale d'un aerostat dans lequel le volume habitable, permettant les accès techniques aux vannes et canalisations(5)-(6)-(7)-(8), est positionné de manière plus classique à l'extérieur du volume principal défini par l'enveloppe (1), qui contient l'atmosphère controlée (4), et les ballons gonflés de gaz de sustentation(2). Cette partie extérieure rapportée (12) est directement solidaire des infrastructures de l'appareil la surface de séparation ab entre le volume habitable (9) et l'atmosphère controlée (4) étant dans ce cas curviligne et, partie de l'enveloppe (1).

Selon une variante non illustrée, ce mode de positionnement des cabines à l'exterieur de l'enveloppe (1) est également compatible avec la disposition d'une gaine technique axiale, rigide et longitudinale s'étendant de la proue à la poupe, telle que défini en figure 3.

- Selon des modes particuliers de fabrication, les matériaux et techniques nécessaires à la fabrication d'Aerostat conçus selon les caractéristiques de l'invention sont aujourd'hui courants, tant dans l'Industrie Spaciale ou encore en Industrie Nautique et Aéronautique.

Pour l'enveloppe rigide extérieure(1) le procédé traditionnel de pose d'un revêtement extérieur rigide et imperméable, susceptible de supporter de légères surpressions ou dépressions de l'ordre de quelques centièmes d'atmosphère, sur une infrastructure d'anneaux paralleles verticaux régulièrement espacés depuis la proue jusqu'à la poupe de l'Aerostat, peut être envisagé.

Dans le cas précis de l'exemple retenu pour illustrer notre comparaison avec les procédés antérieurs, une série de 40 anneaux, de diametre égal à 42 mètres, pourrait se concevoir - soit un espace entr'anneaux de 5 mètres pour ce qui concerne la partie centrale cylindrique longue de 200 mètres, un anneau sur deux pouvant être utilement renforcé par des renforts ou haubans rayonnés solidaires au centre et déterminant sur la périphérie une série d'arcs égaux.Les ballonnets de sustentation seraient dans ce cas positionnés parallellement entre deux anneaux renforcés ainsi défini, ce qui représenterait 20 espaces cylindriques de 10 mètres de longueur sur 42 mètres de diamètre, soit un volume global disponible de 13850 M3 maximum par espace.

- La figure 5 représente de face un tel anneau renforcé de 12 haubans.

L'anneau périphérique (13). d'une longueur périmètrique de 132 mètres.

dans le cas de notre exemple. est dans ce cas précis divisé en 12 arcs égaux d'angle au centre de 30 ", d'une longueur de 11 mètres chacun. Les 12 rayons de renfort (14) sont solidaires d'un renfort circulaire central (15) qui peut être. soit plein. soit evidé, selon une variante non illustrée. et d'un diamètre d'ouverture suffisant pour servir de support à l'éventuelle gaine technique axiale définie en figure 3.

Le matériau retenu pour la réalisation de cet ensemble peut etre soit métalique-aluminium ou tout alliage dérivé de densité voisine de 2.9 -soit plus conforme aux actuelles possibilités offertes par les matériaux plastiques. notamment du type stratifié fibre/ resine couramment utilisés en industrie aéronautique,l'idéal étant représenté par le stratifié Fibre de
Carbone, résine polyester ou Epoxy.qui. pour une densite voisine de 1,70 présente les caractéristiques mécaniques les meilleures, supérieures dans tous les cas à celles des alliages légers.

Différents types de profils peuvent être envisagés. le plus avantageux semblant être un profil de section T qui, pour un minimum de poids. offre le maximum de caractéristiques mécaniques.

L'anneau support de revêtement extérieur serait dans ce cas constitué par l'assemblage d'un nombre d'arcs suffisant.

La figure 6 représente en perspective un type d'assemblage de deux arcs consécutifs constitutifs de l'anneau support (13) solidarisés par leurs faces inférieures concaves par un profilé (16) copolyméris en interfaces.

grâce à la résine constitutive, avec les deux tronçons d'anneaux contigus.

la lame verticale du T étant tournée vers l'exterieur de l'appareil.

La couverture extérieure sera constituée d'éléments ou modules réalisés en stratifié identique à celui des anneaux.

La figure 7 représente en perspective un tel module de couverture (17).

La figure 8 represente ce même module (17)en coupe longitudinale et transversale selon AA et BB. Sa forme est celle d'un bac allongé, au fond convexe cylindrique de rayon égal à celui de l'anneau support. partie convexe vers l'intérieur du bac. Les bords transversaux AA forment avec les génératrices du fond un angle droit, les bords longitudinaux BB forment entrteux un angle au centre résultant du nombre de modules prévus.

Dans le cas précis de notre exemple, en supposant par exemple l'emploi de 60 modules par tour, l'angle au centre ainsi défini serait de 6 degrés, la longueur BB un arc de 220 cm de développé, et la longueur AA égale à 5 mètres.

La figure 9 représente en coupe longitudinale AA et transversale BB le principe de pose des modules de couverture (17) sur les anneaux supports (13).Les extrémités AA des modules reposent sur la face convexe extérieure de l'anneau (13), la face inférieure concave du module epouse la surface supérieure convexe de l'anneau (13). le bord vertical A s'applique contre l'arête verticale de l'anneau (13). deux modules longitudinaux consécutifs s'opposent de part et d'autre de l'arête verticale de l'anneau (13) par leurs extrémités A/A, les modules longitudinaux parallèles sont réunis entr'eux par leurs bords longitudinaux B/B. la solidarisation des diffe- rents éléments concernés se faisant par copolymérisation en inter-faces, a l'aide de la résine constitutive du stratifie.

La figure 10 représente en perspective le type d'assemblage ci dessus détaillé.On notera que la cohesion de l'anneau (13) est renforcé au niveau du raccordement des 2 arètes verticales de deux arcs contigus par le positionnement des deux modules opposés par leurs faces AA de part et d'autre, de ces arètes et à cheval sur le raccordement.

Il résulte de ce procédé un évident renforcement de l'ensemble. les arêtes verticales des modules et anneaux de soutènement, orientées vers l'exterieur de l'appareil constituant en fait un système de poutres extérieures en double épaisseur pour ce qui concerne les arêtes longitudinale résultant de l'accolement par deux des montants longitudinaux BB des modules, en triple épaisseur pour ce qui concerne les anneaux de soutènement. Il sera de ce fait possible d'envisager, pour cette première partie de réalisation, l'emploi d'un stratifié mince, d'épaisseur inférieure à 1 mm.

La figure 11 représente en perspective, un type de modules utilisables, selon la méthode précitée, pour la réalisation des deux hémisphères de proue et de poupe, chaque module présentant un fond convexe sphérique, les bords A des modules périphériques extérieur se rattachant aux arêtes verticales de proue et de poupe des anneaux terminaux de la partie cylindrique, les bords A des modules centraux se rattachant, soit à un point d'attache central (15) soit aux extrémités de proue et de poupe de la gaine technique axiale pour ce type particulier de réalisation. selon procédé non illustré défini en figure 5.

La figure 12 représente en perspective le type de haubans rayonnés qui pourraient être utilisés pour renforcer certains anneaux, par exemple un anneau sur deux, soit un rayonnage tous les dix mètres dans le cas de notre exemple. Pour accroître au maximum la resistance au flambage en cas d'exploitation alternée surpression/dépression, un profil de section H semble le plus indiqué, la face intermédiaire (18)étant fixée sur la face inferieure du profilé (16) qui solidarise les arc contigus constitutifs de l'anneau (13) par deux cornières (19). appliquées de part et d'autre de 118) dans leur partie verticale, et solidaires de (16) par leur partie supérieure curviligne. par copolymérisation en interfaces.

- La figure (13) represente cet assemblage en coupe suivant CC, les raccordements interface se faisant comme précédemment par copolymerisation de la resine de base, les raccordements au centre des haubans se faisant. de la meme manière soit sur la pièce centrale (15) définie en figure 5, soit sur l'anneau central, support axial de l'éventuelle gaine technique longitudinnale axiale, définie Figure 3.

Dans tous les cas, et selon variante non illustrée sur les figures. la solidarisation des différants éléments peut être renforcée , outre copoly merisation interface constituant une véritable soudure, par un système classique de boulonnage des faces contigües des différants éléments.

Par ailleurs, compte tenu du renforcement extérieur que représentent les raidisseurs constitués longitudinalement par les assemblages des faces
B des modules. et transversalement par les assemblages des faces A de part et d'autre de l'arête verticale extérieure des anneaux (13). les calculs pourraient faire apparaître la possibilité de suppression du haubanage défini en figure 5-12 et 13, par multiplication du nombre des modules périphériques servant de raidisseurs externes.

- La figure 14 représente, en perspective, fragment du support de l'enveloppe externe réalisée selon processus défini précédemment, la surface inférieure, non visible sur la figure, constituant la surface interne de l'enveloppe rigide extérieure contenant l'atmosphère controlée.

L'aspect extérieur se présente comme une enveloppe rigide alvéolée, mais non étanche à ce stade de la réalisation.

- La figure 15 représente en coupe perpendiculaire transversale selon n le second stade de réalisation possible d'un appareil conçu selon les caractéristiques de l'invention. Un système de boulonnage (20), complémen taire à la soudure interface BB, apparait sur cette figure. Ce boulonnage formant saillie de part et d'autre des différentes faces des éléments copolymérisés en interface,est noyé dans une mousse rigide(21) appliquee par projection et polymérisation directe sur la surface alvéolaire de la paroi extérieure défini en figure (14), selon technique couramment utilisée en industrie Aéronautique, de manière à constituer. après polymérisation complète un ensemble monolithique avec le support stratifié sous-jacent.

L'épaisseur de ce revêtement est déterminée par la hauteur des arètes verticales des modules et anneaux de soutènement, dont le calcul déterminera les dimensions adéquates. Outre le renforcement des caractéristiques mécaniques de l'enveloppe extérieure, par augmentation de l'épaisseur, ce revêtement alvéolaire (21). servira de support à l'enveloppe externe (1) de Aéronef.

- La figure 16 représente en coupe longitudinale selon génératrices de l'Appareil conçu selon caractéristique de l'Invention, le détail de l'enveloppe extérieure étanche à l'air contenant l'atmosphère controlée, après application, sur la couche alvéolaire (21), de l'enveloppe définitive (1).

Ce revêtement définitif (1) sera constitué d'un statifié identique à celui utilisé pour la fabrication et l'assemblage des différents éléments constitutifs.

Certaines techniques de réalisation de stratifiés favorisant les carat téristiques mécaniques selon axes directionnels déterminés par la technique, il pourrait être judicieux de profiter de cette possibilité pour améliorer au maximum la tenue mécanique de l'enveloppe réalisée selon processus cidessus suggéré. L'amélioration des caractéristiques mécaniques serait dans ce cas recherchée dans le sens longitudinal pour la fabrication des modules de revêtement(17) définis par les figures 7 et 8, leur forme allongée dans le sens proue/poupe se prétant particulièrement à cette solution, l'amélioration dans le sens transversal étant, au contraire. recherchée lors de la pose finale du revetement externe définitif (1).

- Ce processus de fabrication est également applicable à la réalisation d'une cellule autonome, telle que définie en figure 1, dont l'utilisation, en complément aux ballonnets traditionnels, confèrerait aux Dirigeables conçus selon normes antérieures, l'autonomie de lestage caractéristique de l'invention.

La forme sphérique serait logiquement indiquée dans ce cas, l'équipement d'un Dirigeable classique de deux cellules d'auto lestage, situées, l'une en proue, l'autre en poupe, conférant à l'Appareil, outre l'autonomie de lestage, une meilleure maniabilité grâce aux possibilités d'allègement sélectif en proue ou en poupe susceptible de faciliter les manoeuvres de décollage ou d'atterrissage.

Insistons toutefois sur le fait que le processus de fabrication détail lé dans le présent brevet ne représente qu'une possibilité de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et n'élimine aucunement d'autres techniques, notamment l'utilisation de métaux légers, ou l'utilisation de matériaux dits "Nid d'Abeille" en remplacement des mousses rigides illustrant notre exemple.

Claims (8)

Revendications

1) Procédé de sustentation autonome des Aérostats rigides, caractérisé en ce que

l'enveloppe extérieure rigide (1).. indéformable et étanche à l'air, définit

un volume intérieur invariable contenant une atmosphère interne d'air (4),

isolée de l'atmosphère extérieure, dont la Pression est modifiable par

injection ou Ejection d'air depuis ou vers l'atmosphère extérieure afin de

faire varier en plus ou en moins la masse globale de l'appareil, grâce à la

canalisation (6) munie de la vanne (5), cette atmosphère intérieure contrôlée

(4) entourant les ballonnets déformables et extensibles (2) alimentés en gaz

de sustentation (3) grâce au système de canalisation (7) et de vanne (8), la

canalisation (7) traversant, sans en altérer l'étanchéité, l'enveloppe rigide

(1), l'ensemble de ces manoeuvres étant réalisables grâce aux installations de

compression et de pompes à vide, qui équipent l'Aéronef.

2) Procédé selon la revendication 1., caractérisé en ce que les ballonnets (2)

reçoivent, pour chaque étape envisagée, une masse donnée de gaz de sustenta

tion (3) maintenue constante depuis le décollage jusqu'à l'atterrissage par

fermeture de la vanne (8).

3) Procédé selon les revendications 1. et 2., caractérisé en ce qu'un équilibre

permanent de pressions existe et se maintient, de part et d'autre de l'enve

loppe extensible (2), entre la pression de l'atmosphère contrôlée (4) et la

pression intérieure à l'enveloppe extensible (2) de la Masse invariable de gaz

de sustentation (3).

4) Procédé selon les revendications de 1. à 3., caractérisé en ce que le pilotage

s'effectue par modifications de la pression de l'atmosphère contrôlée (4) qui

fait office de lest autonome variable, permettant aussi bien le décollage que

l'atterrissage, de même que le maintien de l'altitude en fonction de l'allé

gement progressif de l'Appareil résultant de la consommation de carburant.

5) Procédé selon la revendication 1., caractérisé en ce que la poussée

ascensionnelle, correspondant au poids d'air déplacé, s'applique à l'ensemble

du volume de l'enveloppe (1) imperméable à l'air atmosphérique extérieur, et

non aux seuls ballonnets internes de gaz de sustentation fonctionnant en enve

loppe ouverte en contact direct avec l'atmosphère extérieure, cette différence

fondamentale de conception se traduisant par un incontestable gain de poussée

ascensionnelle.

6) Procédé selon les revendications de 1 à4, caractérisé en ce que un mode

particulier d'exploitation en légère surpression permanente de l'atmosphère

contrôlée par rapport à la pression atmosphérique extérieure favorise l'allé

gement des structures de l'Aérostat consécutif à l'amélioration de rigidité de

l'ensemble de l'Appareil qui en résulte.

7) Procédé selon la revendication 1., caractérisé en ce que le remplacement, dans

un dirigeable conçu selon techniques antérieures, de un ou plusieurs

ballonnets extensibles fonctionnant en atmosphère libre par une ou plusieurs

cellules rigides fonctionnant en atmosphère contrôlée, confère à l'appareil

l'autonomie de lestage, tant au décollage qu'à l'atterrissage, réalisable sans

perte de gaz de sustentation, tout en améliorant la manoeuvre par un meilleur

contrôle de l'horizontabilité.

8) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des

revendications de 1 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe rigide est cons

tituée de modules (17) solidarisés par leurs arêtes extérieures par collage,

soudure, et/ou boulonnage, positionnés sur des anneaux supports (13), éven

tuellement renforcés de rayons de renfort (14), rigidifiés par projection de

mousse rigide (21) polymérisée en surface en épaisseur déterminée par la

hauteur des arêtes des modules (17), et rendue étanche par application sur la

mousse rigide (21) d'un stratifié fibre/résine polymérisé en contact direct (1).