FR2937306A1

FR2937306A1 - Drone gyropendulaire amphibie a atterrissage et decollage vertical

Info

Publication number: FR2937306A1
Application number: FR0805805A
Authority: FR
Inventors: Jean Marc Joseph Desaulniers
Original assignee: BREIZHTECH; JMDTHEQUE
Current assignee: JEAN-MARC DESAULNIERS, FR
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-23
Anticipated expiration: 2028-10-20
Also published as: FR2937306B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (FIG.1) de surveillance aérienne, terrestre, maritime et sous-marine, à décollage et atterrissage vertical, comprenant un carénage annulaire supérieur accueillant un certain nombre d'hélices, de turbines hélicoïdales ou de tuyères à gaz rotatives, montées sur rotules 3D, entrainées par des motorisations ou propulseurs asservies électroniquement situées dans le prolongement de l'axe de celui-ci, un corps central articulé inférieur de forme cylindrique procurant une fonction de stabilisation, un plateau à disque rotatif inertiel muni d'un habitacle en-dessous de forme hémisphérique accueillant la charge utile, des propulseurs orientables selon les trois axes fixés sur tiges télescopiques réparties, p.ex. à 120° en périphérie du plateau et orientables sur les trois axes en fonction du plan de vol de l'engin amphibie, dont il autorise l'utilisation avec une charge utile adaptée dans différents domaines d'applications, p.ex. la défense, la sécurité, la surveillance de scènes de type aérienne, terrestre, maritime, sous-marine et les télécommunications par radiofréquences ou liaison optroniques point-à-multipoints.

Description

-1

La présente invention concerne un drone gyropendulaire amphibie à atterrissage et décollage vertical, réalisant la surveillance aérienne, terrestre, maritime et sous-marine, comprenant un carénage annulaire supérieur accueillant un certain nombre d'hélices contrarotatives ou non, à pâles incurvées ou à tuyères à gaz rotatives, asservies électroniquement, entrainées par des motorisations ou propulseurs situées dans le prolongement de l'axe de celui-ci, un corps central inférieur articulé de forme annulaire procurant une fonction de stabilisation et d'orientation de la progression découlant d'un mécanisme de type gyroscope et pendule de Foucault, un plateau muni d'un habitacle de forme hémisphérique logé en dessous accueillant la charge utile, des propulseurs orientables selon les trois axes fixés sur tiges télescopiques réparties, p.ex. à 120°, en périphérie du plateau et orientables sur les trois axes selon le plan de l'axe central en fonction du plan de vol de l'engin amphibie, dont il autorise l'utilisation avec une charge utile adaptée dans différents domaines d'applications, p.ex. la défense, la sécurité, la surveillance de scènes de type aérienne, terrestre, maritime, sous-marine et les télécommunications par radiofréquences ou liaison optroniques point-à-multipoints. Les concepts, dispositifs et implémentations d'aéronefs ou d'hydronefs les plus pertinents relatifs à la présente invention sont décrits dans les documents suivants : US/Des.277,976, US/2,481,745, US/2,481,746, US/2,481,747, US/2,481,748, US/2,481,749, US/2,486,990, US/2,491,733, US/2,534,353, US/2,601,104, US/2,622,826, US/2,631,676, US/2,631,679, US/2,664,700, US/2,668,026, US/2,692,475, US/2,693,079, US/2,708,081, US/2,738,147, US/2,774,554, US/2,943,816, US/2,953,321, US/3,021,095, US/3,066,887, US/3,149,798, US/3,243,144, US/3,381,917, US/3,402,929, US/3,666,209, US/4,296,894, US/4,358,110, US/4,992,999, US/4,786,008, US/6,471,160, US/7,195,207, WO/83/02098, WO85/03267, WO/86/02330, WO/89/09342, WO/93/18966, WO/94/00343, WO/95/09755, WO/98/45172, WO/00/32289, WO/2005/019025, WO/2005/075288, WO/2006/016018, WO/2006/ 13 7880, WO/2008/007147, WO/2008/1 10385. Les drones existants de type autogyre, hélicoptère, avion, fusée, ballon dirigeable permettent de se déplacer à plus ou moins grande vitesse selon un rayon d'action qui dépend principalement de leur envergure, de leur inertie, de leurs caractéristiques aérodynamiques et du mode de propulsion retenu. Ces derniers peuvent évoluer soit sur terre, soit sous terre, soit dans les airs, soit sur mer, soit sous la mer ou dans l'espace, selon leur encombrement et leur maniabilité, et nécessitent certaines conditions météorologiques spécifiques. Un des domaines d'applications est : 1) le secteur de la défense : les zones de combats, les zones -2- minés, 2) le secteur de la sécurité : les zones sous incendies, les zones soumises aux séismes de tout ordre ainsi qu'aux perturbations météorologiques de fréquences et d'amplitudes de plus en plus importantes, les bâtiments et galeries qui menacent de s'écrouler, les ouvrages d'arts imposants ou difficiles d'accès qui nécessitent des contrôles et des interventions de maintenance par tous les temps. Les problèmes majeurs liés à l'utilisation des drones actuels sont les faibles capacités et performances de stabilisation au décollage et en vol, puis les contraintes d'autorisation au décollage et en vol lorsque les conditions météorologiques sont critiques. Les systèmes de propulsion des drones aériens et sous-marins se déclinent selon les types suivants : 1) à poussée à hélices à pales simples, ou à turbines 2) à tuyères à combustion de type propulseurs à gaz ou à poudre. La propulsion par hélice est soit unitaire sur un seul axe, en couple sur deux axes distincts, ou en couple à contra-rotation sur un axe. La propulsion à combustion utilise une ou plusieurs tuyères de géométrie et d'orientation spécifique afin d'obtenir une poussée verticale la mieux répartie possible. La stabilisation des systèmes utilisant ce mode de propulsion impose un mélange combustible gazeux ou solide de qualité le plus uniforme possible, sachant que le milieu ambiant vient introduire d'importantes perturbations en ce qui a trait à ce mélange par exposition à l'air, à l'humidité, la pluie, grêle, etc. Le souffle du vent qui varie lorsque la météo est mauvaise induit de brusques variations localisées de la pressions en sortie de la chambre de combustion. Le fait de se déplacer à l'intérieur de la couche atmosphérique et ce par tous les temps impose une très forte réactivité du système de stabilisation mécanique, électronique ou logiciel, et ce en particulier pour les drones de faible dimension et masse. Les systèmes de stabilisation des drones aériens et sous-marins se déclinent selon qu'ils sont de types à ailes, à ailettes, fixes ou orientables, motorisées ou non. Le contrôle de l'assiette de la charge utile et du centre de gravité de l'aéronef est un des éléments clé pour assurer le bon fonctionnement d'un drone télécommandé ou autonome de faible dimension, car de celui-ci dépend sa capacité à réagir de façon adéquate en temps réel lorsque les caractéristiques aérodynamique ou hydrodynamique du milieu s'en trouvent perturbées, problématiques qu'un pilote chevronné sait lui interpréter rapidement et traduire en consignes de navigations précises. On peut noter plusieurs limitations inhérentes à ces dispositifs : L'utilisation de dispositifs trop brusques, trop lents, ou imprécis appliquées au contrôle de l'assiette de la charge utile vient perturber les fonctions même de celles-ci, soit les fonctions : 1) de collectes d'informations visuelles 2D/3D, 2) d'intervention par système à -3 létalité réduite, moyenne ou forte, sur cibles prédéterminées ou identifiées en temps réels, 3) de télécommunications points à multipoints de débit faible à très élevé. La maîtrise approximative du centre de gravité limite la capacité de la charge utile ainsi que les performances pouvant être atteinte par le drone : vitesse, accélération, importance d'une manoeuvre lors d'un brusque changement de cap. 4) la capacité d'intervention rapide en limitant le temps et la préparation au décollage, 5) l'incapacité à apponter un bâtiment en pleine mer par tous les temps à l'intérieur d'une fenêtre très étroite comme cela est réalisé lors de l'envol pour certain système (propulsion par catapulte mécanique ou à élastique), 6) l'incapacité pour la plupart à effectuer un atterrissage et décollage vertical.

Il existe plusieurs versions prototypes et commerciales de drone à base des différentes technologies d'usage de portance, de sustentation et de progression à voilure fixe ou tournante. Cependant, ces technologies se heurtent à plusieurs limitations : la stabilité au décollage et en vol, l'autonomie, la signature radioélectrique et acoustique, la capacité en charge utile, le fonctionnement en mode amphibie, la capacité à décoller par tous les temps, la complexité et le temps d'appontage d'un véhicule télécommandé ou autonome de faible dimension, la capacité d'atterrissage et d'amerrissage forcé en cas de panne sans destruction de l'engin. Constatant que l'essentiel de ces limitations est dues à la capacité d'intégration et au degré de maîtrise de nouveaux dispositifs de propulsion d'encombrement réduit et très performant, qui nécessitent une fonction de stabilisation à faible latence et robuste, afin d'autoriser la navigation par tous les temps, la présente invention propose l'utilisation d'un dispositif de navigation gyropendulaire intégré au drone, piloté par un dispositif de commande autonome de stabilisation logé dans la charge utile, permettant de modifier rapidement sa géométrie durant le plan de vol et d'adapter en temps-réel la position de son centre de gravité, selon le contexte défini par les modifications brusques et de fortes intensité du support fluidique de navigation : l'air ou l'eau selon le cas. Les récents progrès faits au niveau des motorisations électriques, thermiques, à gaz ou à poudre, rendent accessible cette technologie pour des applications ou une capacité importante en poussée verticale, une grande maniabilité autour d'un point et à l'intérieur d'une zone, une grande autonomie et de faibles signatures radioélectrique et acoustique sont un facteur déterminant. La présente invention propose l'utilisation d'un drone gyropendulaire amphibie à atterrissage et à décollage vertical caractérisé en ce qu'il comporte : 1) un dispositif de stabilisation gyropendulaire inertielle (intégrant les fonctions gyroscopique et pendulaire de -4 type Foucault), impliquant des mécanismes d'adaptation du centre de gravité et de compensation des couples induits, mises en oeuvre au travers d'un corps central articulé 3D , offrant la même souplesse et adaptabilité que la colonne vertébrale chez le mammifère, le reptile, le poisson, ou que les tentacules de la méduse, et d'un plateau rotatif à disque inertiel accueillant l'habitacle de la charge utile, intégrant une fonction de correction d'assiette de type steady cam réalisée par rotule 3D, le tout permettant de palier aux différentes limitations précitées, 2) un dispositif de propulsion supérieur à poussée verticale de type à hélice simple, ou contrarotatives, ou à turbines hélicoïdales (p.ex. de type Carpyz avec présence obligatoire d'une enveloppe circulaire antagoniste selon le brevet WO/89/09342 de Carrouset, Pierre publié le 5 octobre 1989), pour amener le drone à une certaine altitude ou profondeur et conserver celui-ci en sustentation dans l'air ou en flottaison dans l'eau, en mode immergé ou non, 3) un dispositif de stabilisation avec corps central articulé en guise de colonne vertébrale du drone remplissant la fonction de maintien de la configuration de l'engin en progression dans le fluide et de contrôle du centre de gravité, qui permet de décorréller les assiettes respectives des dispositifs de propulsion supérieur et du plateau inertiel rotatif inférieur, 4) un dispositif plateau inertiel rotatif inférieur de rattachement de l'habitacle de la charge utile et de rattachement des tiges télescopiques amovibles à joints à rotules 3D, permettant de modifier le centre de gravité du drone, de supporter et d'orienter les propulseurs inférieurs, tout en conservant l'assiette de la charge utile et de ses dispositifs internes, 5) un dispositif de commande autonome temps-réel de navigation, de stabilisation gyropendulaire inertielle et de synchronisation intégré dans un composant à logique programmable, p.ex. de type FPGA logé dans la charge utile, permettant de modifier rapidement sa géométrie durant le plan de vol et d'adapter en temps-réel la position de son centre de gravité, selon le contexte défini par les modifications brusques et de fortes intensité du support fluidique de navigation : l'air ou l'eau selon le cas, le tout assurant le décollage, la navigation aérienne ou sous-marine selon un plan de vol spécifique, l'atterrissage, l'amerrissage ainsi que la stabilité du drone et de sa charge utile. Le drone comporte en guise de dispositifs complémentaires : 1) un dispositif de sécurité à ballon gonflable en périphérie du groupe de propulsion supérieur permettant d'assurer la flottabilité en cas de panne, un dispositif à cavité cylindrique au centre du groupe de propulsion supérieur permettant d'accueillir des dispositifs de sécurité en cas de naufrage (parachute, ballon ascensionnel stratosphérique gonflable, fusée de détresse, module laser de repérage ou d'interception, module radiofréquence d'alerte,...), 2) un dispositif de charge utile avec un logement cylindrique permettant d'accueillir de nombreux -5 autres dispositifs (commande, visualisation, détection, interception, coussin gonflables d'amortissement des chocs à l'arrivé au sol), 3) un dispositif ombrelle à lamelles semi-rigides permettant de freiner la chute en cas de panne ou en mode économie. Le couple de rotation des hélices ou tuyères rotatives a pour effet de stabiliser le drone selon son axe central (comme la toupie mise en rotation), ce qui améliore le contrôle d'assiette du dispositif de propulsion localisé dans la partie supérieure de celui-ci, en particulier lorsque de fortes perturbations (aérodynamiques ou hydrodynamiques), régies par la loi de la mécanique des fluides, sont appliquées à l'engin. Dans une variante, la contra-rotation des hélices permet d'annuler en quasi-totalité le couple gyroscopique induit. Dans un autre variante, l'adjonction au corps central d'un turbine axiale, de diamètre plus faible que l'hélice mais de vitesse de rotation plus élevée, avec une structure à lamelles radiales incurvées orientées vers le bas (afm de compléter la poussée verticale du groupe de propulsion supérieur), en contra-rotation du groupe de propulsion supérieur permet de compenser le couple gyroscopique induit.

Le dispositif rotatif de propulsion, logé dans la partie supérieure du drone générant une force ascendante, permet au drone de s'élever, puis de bénéficier d'une orientation stable du couple de rotation induit par la force stabilisatrice opposée . Celle-ci est appliquée sur la partie inférieure du drone et résulte de l'application du poids de la charge utile logée dans l'habitacle fixé sous le plateau (qui agit tel le poids d'un pendule ou de la ficelle tendue du cerf-volant porté par le vent). Le centre de gravité en vol doit demeurer le plus bas possible afin d'assurer la stabilité du drone selon son axe central, sans générer une surchage pénalisante pour le plan de vol et l'autonomie. La turbine axiale réalisant une fonction auxiliaire de compensation du couple gyroscopique induit par le groupe de propulsion supérieur, peut ainsi se déplacer par translation sur l'axe du corps central afm d'optimiser la position du centre de gravité. La liaison articulée, asservie par commande électronique autonome, située entre le dispositif de propulsion et le plateau accueillant la charge utile, permet de décorréler les assiettes de ces derniers. Ceci autorise un fonctionnement correct des dispositifs de sécurité (parachute, fusée de détresse, module laser de repérage ou d'interception, module radiofréquence d'alerte,...), logés dans la partie cylindrique centrale des hélices, turbines ou tuyères rotatives, étant à l'abri de tout mouvement de rotation, de vibrations ou de chocs importants. Cette liaison est un véritable corps central articulé à fonction de stabilisation dynamique, de forme quelconque, p.ex. de section circulaire, rectangulaire ou elliptique, mû par des actuateurs de type, p.ex. piézoélectriques à long filaments, motorisations à vis -6 sans fin, pneumatique, hydrauliques, permet : 1) de relier le plateau accueillant la charge utile au dispositif de propulsion, 2) d'acheminer les différents signaux nécessaires au pilotage du drone, 3) permet de modifier le centre de gravité du drone en fonction du plan de vol de ce dernier, 4) d'assurer une assiette idéale du dispositif de propulsion en fonction du plan de vol (accélération, décélération, ascension, descente, virage, immobilisation,...), de ce dernier, 5) d'assurer la stabilité et l'assiette idéale du plateau accueillant la charge utile afin de procurer la précision nécessaire au bon fonctionnement des dispositifs supportées par la charge utile (commande de navigation et de stabilisation gyropendulaire inertielle du drone, pointage laser, projection laser multifaisceaux, télécommunications inter-systèmes ou avec le réseau arien, terrestre, maritime, sous-marin ou spatial, tirs laser multifaisceaux multi-cibles incapacitants, répulsifs ou destructifs,...). La configuration en vol adoptée par le drone s'apparente ainsi à celle de la méduse munie d'une ombrelle (groupe propulseur supérieur) et de ses tentacules (groupe propulseur inférieur) comme moyen de propulsion et de guidage.

Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente, en perspective, le drone et les différents dispositifs qui le composent. La figure 2 représente, en perspective différentes types de motorisations ou propulseurs supérieurs du drone. La figure 3 représente, en perspective différentes configurations possibles des motorisations 20 ou propulseurs inférieurs du drone. La figure 4 représente, en perspective différentes configurations possibles des motorisations ou propulseurs supérieurs du drone. La figure 5 représente, en perspective, le corps articulé central et les joints à rotules. La figure 6 représente, en vue de profil , la procédure d'amerrissage du drone. 25 La figure 7 représente, en vue de profil , la progression sous-marine du drone. La figure 8 représente, en perspective, le déclenchement du parachute de sécurité supérieur et du coussin gonflable inférieur d'amortissement du choc à l'arrivée au sol. La figure 9 représente, en perspective, le déclenchement du ballon ascensionnel à l'hélium ou à l'hydrogène ainsi que la zone de détection, numérisation et déclenchement de tirs laser 30 couverte par la charge utile. La figure 10 représente, en perspective, le déclenchement de l'ombrelle semi-rigide permettant de maintenir un plan de vol à l'économie ou de freiner la chute en cas de dysfonctionnement des propulseurs. La figure 11 représente, en vue de profil, la procédure de décollage en position inclinée. -7 La figure 12 représente, en perspective la manoeuvre de réception du drone sur socle d'appontage. La figure 13 représente, en perspective, la manoeuvre d'appontage vertical du drone sur cavités adaptées.

La figure 14 représente, la vue fonctionnelle du principe gyropendulaire et de la façon dont les forces résultantes , moments et couples induits interagissent. En référence à ces dessins, le drone (FIG. 1) permet de décoller verticalement puis de se déplacer, selon les trois axes en fonction d'un plan de vol spécifique, sans modifier si cela est nécessaire l'assiette du plateau (3) accueillant l'habitacle (4) de la charge utile (5) qui intègre les autres dispositifs de commande de navigation et de stabilisation (61), de synchronisation (60), de détection et d'interception (62), puis de télécommunications (64) . L'ascension verticale du drone est assuré par la poussée produite par une motorisation ou un propulseur supérieur (1) de type hélice (10) ou à turbine (10). Une grille de protection (11) protège la partie supérieure et inférieure du groupe de propulsion p.ex. de type motorisation à hélice (10), à turbine hélicoïdale (10) ou a réacteur avec tuyères à gaz rotatives (10). Un logement central (9) permet d'accueillir différents accessoires (fusée éclairante, laser de repérage ou d'interception, parachute, ballon gonflable, balise radio, lance-roquette légère à guidage laser,...). Un fonction rotule 3D (13) permet d'orienter l'assiette du groupe de propulsion (1) afin d'autoriser la progression selon une direction donnée. Un corps central (2) établit un lien rigide ou souple entre le groupe propulseur supérieur et l'habitacle (4) de la charge utile (5). Le corps central (2) composé d'un certain nombre de sections (2) et fonctions rotules (13), (14), (15), (16) et (17), peut prendre toute configuration nécessaire afin de préserver l'équilibre du drone en optimisant la position de son centre de gravité (54), en compensant les différentes forces de poussée ou freinage, moments ou couples (49), (50), (52), (53), (55) et (57), tout en limitant les modifications d'assiettes et les à-coups appliquées à la charge utile. Des corps latéraux (17) relient les propulseurs inférieurs (7) au plateau (3). Des fonctions rotules 3D (18) aux deux extrémités de ces corps latéraux (17) permettent d'orienter librement ces derniers et les propulseurs inférieurs (7) à leur extrémités afin de reproduire les différentes configurations, p.ex. adoptées par la méduse, pour un plan de vol ou de plongée donné. Les propulseurs inférieurs (7) étant en rotation génère plusieurs couples gyroscopiques (49), (50), (52), (53), (55) et (57), qui permettent d'appliquer au drone la résultante (58) des forces de compensation d'équilibre mises en oeuvre. Ce mécanisme d'équilibrage des forces peut ainsi s'appliquer dans l'air, dans l'eau et dans l'espace (sous vide), selon le mode de propulsion retenu. -8 Des variantes de configurations intégrant différents types de propulseurs sont représentés (FIG. 2). La première configuration associe au groupe propulseur supérieur (1) une double hélices (20) ou turbines contrarotatives (19) avec des groupes propulseurs inférieurs (7) à hélices (22). La seconde configuration intègre pour le propulseur supérieur (1) une turbine hélicoïdale (21) et pour les propulseurs inférieurs (7) des turbines hélicoïdales (23). La troisième variante intègre pour le propulseur supérieur (1) une hélice simple et pour les propulseurs inférieurs (7) des turbines hélicoïdales (23). La quatrième variante intègre pour le propulseur supérieur un double hélices (20) contrarotatives (19) et pour les propulseurs inférieurs (7) des turbines hélicoïdales (23). La cinquième variante intègre pour le propulseur supérieur (1) une turbine hélicoïdale(23) et pour les propulseurs inférieurs (7) des hélices simples (22). Des variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.3) impliquant une orientation spécifique des corps latéraux (6) et des propulseurs inférieurs (7). La première configuration est le mode au repos du drone avec les corps latéraux (6) en position axiale le long du corps central (2). La deuxième configuration a une géométrie à inclinaison positive des corps latéraux (6). La troisième configuration a une géométrie à inclinaison négative des corps latéraux (6). La quatrième configuration a une géométrie à inclinaison négative des corps latéraux (6) avec les propulseurs inférieurs (7) en position axiale (à plat). D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.4) impliquant une orientation spécifique du groupe de propulsion supérieur (1). D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.5) impliquant une orientation spécifique du groupe de propulsion supérieur (1) ainsi que du corps central (2) par le jeu des fonctions rotules 3D (13), (14), (15), (16) et (17) associées. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.6) lors de la procédure d'amerrissage d'urgence avec déclenchement du coussin gonflable de flottaison (27) et (29) suivi de l'activation de la balise de détresse radiofréquence et de localisation laser à courte distance (30) lorsque la récupération est imminente. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.7) lors de la procédure d'amerrissage contrôlé suivi d'une progression sous-marine.

D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.8) lors de la procédure de déclenchement du parachute de sécurité supérieur (31) et (32) et du coussin gonflable inférieur (33) d'amortissement du choc à l'arrivée au sol. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.9) lors de la procédure de déclenchement du ballon ascensionnel (35) et (36) à l'hélium ou à l'hydrogène -9 ainsi que la zone de détection (39), numérisation (39) et déclenchement de tirs laser (40) couverte par la charge utile. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.10) lors de la procédure de déploiement de l'ombrelle semi-rigide (41) et (42) permettant de maintenir un 5 plan de vol à l'économie ou de freiner la chute en cas de dysfonctionnement des propulseurs. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.11) lors de la procédure de décollage en position inclinée. D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.12) lors de la 10 procédure de manoeuvre de réception du drone sur socle d'appontage (43). D'autres variantes de configurations de vol sont représentées (FIG.13) lors de la procédure de manoeuvre d'appontage vertical du drone sur bâtiment (44) à l'intérieur de cavités adaptées (45). La vue fonctionnelle du principe gyropendulaire (59) du drone représentée (FIG.14), 15 implique plusieurs dispositifs : un composant à logique programmable (65), p.ex. de type FPGA, intégrant une fonction temps-réel d'adaptation du centre de gravité (54) et de compensation des couples induits (49), (50), (52) ,(53), (55) et (57), un groupe de propulsion supérieur (1), un corps central articulé (2), une turbine axiale (12) réalisant une fonction auxiliaire de compensation du couple gyroscopique induit par le groupe de 20 propulsion supérieur (1), un plateau inertiel rotatif (3) accueillant l'habitacle (4) de la charge utile (5) et des propulseurs inférieurs (7), afin d'équilibrer les différentes forces, et différents moments et couples qui interagissent, pour obtenir la résultante (58) souhaitée, appliquée au centre de gravité (54).

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif de drone gyropendulaire amphibie à atterrissage et a décollage vertical caractérisé en ce qu'il comporte : - un dispositif de propulsion supérieur (1) à poussée verticale de type à hélice simple (10) pour amener le drone à une certaine altitude ou profondeur et conserver celui-ci en sustentation dans l'air ou en flottaison dans l'eau, en mode immergé ou non, - un dispositif de corps central articulé (2) en guise de colonne vertébrale du drone remplissant la fonction de maintien de la configuration de l'engin dans le fluide et de contrôle du centre de gravité, qui permet de décorréller les assiettes respectives des dispositifs de propulsion supérieur (1) et du plateau inertiel rotatif inférieur (3), - un dispositif plateau rotatif inférieur à disque inertiel (3) accueillant l'habitacle (4) de la charge utile (5), et rattaché des tiges télescopiques amovibles (6) à joints à rotules 3D, permettant de modifier le centre de gravité du drone, de supporter et d'orienter les propulseurs inférieurs (7), tout en conservant l'assiette de la charge utile (5) et de ses dispositifs de commande de navigation et de stabilisation (61), de synchronisation (60), de détection et interception (62) et de télécommunications (64), à l'aide d'une fonction de correction d'assiette de type steady cam réalisée par rotules 3D, - un dispositif de stabilisation gyropendulaire inertielle (59) impliquant des mécanismes d'adaptation du centre de gravité (54) et de compensation des couples 20 induits (49), (50), (52) ,(53), (55) et (57), - un dispositif de sécurité à ballon gonflable (27) et (29) en périphérie du groupe de propulsion supérieur permettant d'assurer la flottabilité en cas de panne, - un dispositif à cavité cylindrique au centre du groupe de propulsion supérieur permettant d'accueillir des dispositifs de sécurité en cas de naufrage (parachute, 25 ballon ascensionnel stratosphérique gonflable, fusée de détresse, module laser de repérage ou d'interception, module radiofréquence d'alerte,...), - un dispositif de charge utile (5) avec un logement cylindrique permettant d'accueillir de nombreux autres dispositifs (commande, visualisation, détection, interception, coussin gonflables d'amortissement des chocs à l'arrivé au sol), 30 - un dispositif ombrelle à lamelles semi-rigides permettant de freiner la chute en cas de panne ou en mode économie, - un dispositif de commande autonome temps-réel de navigation (61), de stabilisation gyropendulaire inertielle (59) et (61) et de synchronisation (60) intégré -11 REVENDICATIONS dans un composant à logique programmable (65) de type FPGA, logé dans la charge utile (5), permettant de modifier rapidement sa géométrie durant le plan de vol et d'adapter en temps-réel la position de son centre de gravité, selon le contexte défini par les modifications brusques et de fortes intensité du support fluidique de navigation : l'air ou l'eau selon le cas. assurant le décollage, la navigation aérienne ou sous-marine selon un plan de vol spécifique, l'atterrissage, l'amerrissage ainsi que la stabilité du drone et de sa charge utile.
2) Dispositif drone selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps central articulé (2) de stabilisation dynamique est rigide, de forme cylindrique, rectangulaire ou elliptique, annelé ou non, comportant un certain nombre de sections orientables munis de rotules 3D (13), (14), (15), (16) et (17).
3) Dispositif drone selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps central articulé (2) de stabilisation dynamique est semi-rigide de forme cylindrique, rectangulaire ou elliptique, annelé ou non, comportant un certain nombre de sections orientables munis de rotules 3D (13), (14), (15), (16) et (17).
4) Dispositif drone selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le corps central articulé (2) de stabilisation dynamique est mû par des actuateurs piézoélectriques à long filaments.
5) Dispositif drone selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le corps 20 central articulé de stabilisation dynamique est mû par des actuateurs à motorisations avec vis sans fin.
6) Dispositif drone selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps central articulé de stabilisation dynamique est mû par des actuateurs pneumatiques.
7) Dispositif drone selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 25 le corps central articulé de stabilisation dynamique est mû par des actuateurs hydrauliques.
8 Dispositif drone selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de propulsion supérieur (1) à poussée verticale est de type à hélices contrarotatives (19) ou à turbines hélicoïdales (21).
9) Dispositif drone selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 30 les dispositifs de propulsion inférieurs (7) est de type à hélices contrarotatives (19) ou à turbines hélicoïdales (21).