FR3030454A1

FR3030454A1 - Dispositif de lancement de drone, notamment pour un vehicule marin

Info

Publication number: FR3030454A1
Application number: FR1402942A
Authority: FR
Inventors: Julien Pierre Guillaume Moresve
Original assignee: DCNS SA
Current assignee: Naval Group SA
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-24
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: FR3030454B1

Abstract

Le dispositif de lancement (10) comporte un tube de lancement (14) de forme générale cylindrique, s'étendant le long d'un axe sensiblement vertical (Z), destiné à recevoir un drone (12) ou une pluralité de drones (12) empilés dans la direction de l'axe vertical (Z), et au moins un rail de guidage (20), agencé dans le tube de lancement (14), s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe vertical (Z), destiné à coopérer avec au moins un élément de guidage porté par chaque drone (12).

Description

Dispositif de lancement de drone, notamment pour un véhicule marin La présente invention concerne un dispositif de lancement de drone, notamment destiné à équiper un véhicule marin.

Certains véhicules marins transportent des drones, qu'ils peuvent lancer en vue d'effectuer une mission, par exemple une mission de reconnaissance. Lorsqu'un drone est lancé depuis un véhicule marin, sa phase d'ascension doit être particulièrement bien maîtrisée, et notamment présenter une trajectoire verticale par rapport au véhicule marin, afin d'éviter toute collision avec des superstructures de ce véhicule marin.

Un lancement de drone à décollage vertical nécessite une surface, formant un pont d'envol, ménagée à l'extérieur du véhicule marin, et suffisamment étendue pour permettre un décollage en toute sécurité. Dans certains cas, où l'on souhaite lancer un essaim de drones, c'est à dire lancer simultanément plusieurs drones, il est nécessaire de disposer d'un pont d'envol présentant une surface suffisamment étendue pour y disposer tous les drones, de sorte qu'ils puissent décoller sans interférer les uns avec les autres. Un tel pont d'envol est donc particulièrement encombrant, et certains véhicules marins ne présentent pas une surface disponible suffisamment importante pour former ce pont d'envol. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un dispositif de lancement de drones dont l'encombrement est réduit. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de lancement de drone, notamment destiné à équiper un véhicule marin, caractérisé en ce qu'il comporte : - un tube de lancement de forme générale cylindrique, s'étendant le long d'un axe sensiblement vertical, destiné à recevoir un drone ou une pluralité de drones empilés dans la direction de l'axe vertical, - au moins un rail de guidage, agencé dans le tube de lancement, s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe vertical, destiné à coopérer avec au moins un élément de guidage porté par chaque drone. Le dispositif de lancement selon l'invention permet de stocker des drones verticalement dans le tube de lancement, ces drones pouvant alors être lancés en série. Un tel tube de lancement peut être intégré à l'intérieur d'un véhicule marin, seule son embouchure de sortie étant agencée à l'air libre, notamment au-dessus des superstructures à éviter pendant les lancements. Un dispositif de lancement selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Le dispositif de lancement comporte deux rails de guidage, agencés dans le tube de lancement l'un en regard de l'autre. - Chaque rail de guidage comporte une partie d'extrémité inférieure, une partie d'extrémité supérieure, et une partie intermédiaire s'étendant entre les parties d'extrémités inférieure et supérieure, les parties intermédiaires des deux rails étant sensiblement parallèles entre elles. - Les parties d'extrémité inférieures des deux rails convergent l'une vers l'autre de bas en haut. - Les parties d'extrémité supérieures des deux rails divergent l'une de l'autre de bas en haut. - Le dispositif de lancement comporte, pour chaque rail de guidage, des tiges de renfort, s'étendant chacune entre ce rail de guidage et une paroi interne du tube de lancement. - Le dispositif de lancement comporte un élément inférieur de support de drones, agencé dans une partie inférieure du tube de lancement, mobile entre une position ouverte autorisant l'introduction de drones dans la partie inférieure du tube de lancement, et une position fermée, dans laquelle cet élément inférieur de support supporte les drones introduits dans le tube de lancement. - L'élément inférieur de support est mobile en rotation autour d'une liaison pivot, par exemple porté par l'un des rails de guidage. - Le tube de lancement comporte une trappe supérieure d'obturation, agencée à une extrémité supérieure de ce tube de lancement, mobile, par exemple par rotation autour d'un axe, entre une position d'obturation et une position de dégagement d'une embouchure supérieure du tube de lancement. L'invention concerne également un ensemble d'un dispositif de lancement tel que défini précédemment et d'au moins un drone, dans lequel le drone comporte, pour chaque rail de guidage, un élément de guidage destiné à coopérer avec ce rail de guidage, par exemple un élément de guidage à billes.

Avantageusement, un ensemble selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. - L'ensemble comporte une pluralité de drones empilés dans le tube de lancement, et comprend, entre chaque paire de drones adjacents, une entretoise séparant ces drones adjacents, par exemple une entretoise de forme tronconique. - Chaque drone comporte : un corps central, portant un équipement de mission, quatre branches s'étendant, chacune perpendiculairement à deux branches adjacentes, entre une extrémité liée au corps central, et une extrémité libre portant une hélice, et, pour chaque rail de guidage, l'élément de guidage correspondant, chaque élément de guidage étant porté par le corps central entre deux branches adjacentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de lancement de drone selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositif de lancement de la figure 1 ; - la figure 3 est un détail d'une partie inférieure du dispositif de lancement de la figure 1, logeant deux drones ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un drone évoluant dans le dispositif de lancement de la figure 1. On a représenté, sur les figures 1 et 2, un dispositif 10 de lancement de drones 12.

Ce dispositif de lancement 10 est notamment destiné à équiper un véhicule marin (non représenté). Le dispositif de lancement 10 comporte un tube de lancement 14, de forme générale cylindrique, notamment à section transversale circulaire, s'étendant le long d'un axe vertical Z entre une embouchure inférieure d'insertion 16 et une embouchure supérieure de sortie 18. Dans la présente description, les termes « inférieur », « supérieur », « haut », « bas », « dessus » et « dessous » sont employés dans leurs sens usuels selon la direction de l'axe vertical Z, lorsque le tube de lancement 14 est agencé verticalement, en configuration de fonctionnement normal.

Le tube de lancement 14 est par exemple destiné à être agencé à l'intérieur du véhicule marin. Dans ce cas, ce tube de lancement 14 s'étend en partie à l'intérieur du véhicule marin, et en partie à l'air libre, notamment de sorte que son embouchure supérieure 18 soit agencée au-dessus de superstructures du véhicule marin. Le tube de lancement 14 est destiné à recevoir au moins un drone 12, et plus particulièrement une pluralité de drones 12 empilés dans la direction de l'axe vertical Z, comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, sur lesquelles deux drones 12 sont empilés dans une partie inférieure 14A du tube de lancement 14, un drone 12 est en cours de lancement, atteignant une partie supérieure 14B du tube de lancement 14, et un drone 12 a été lancé.

Le dispositif de lancement 10 comporte par ailleurs au moins un rail de guidage 20, agencé à l'intérieur du tube de lancement 14, et s'étendant parallèlement à l'axe vertical Z. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le dispositif de lancement 10 comporte deux rails de guidage 20, agencés à l'intérieur du tube de lancement, l'un en regard de l'autre. Chaque rail de guidage 20 comporte une partie d'extrémité inférieure 20A, une partie d'extrémité supérieure 20B, et une partie intermédiaire 20C s'étendant entre les parties d'extrémités inférieure 20A et supérieure 20B dans la direction de l'axe vertical Z.

Les parties intermédiaires 20C des deux rails 20 sont sensiblement parallèles entre elles. En d'autres termes, l'entraxe entre les rails de guidage 20 est constant sur toute la longueur de la partie intermédiaire 20C. Par ailleurs, les parties d'extrémités inférieures 20A des deux rails 20 convergent l'une vers l'autre de bas en haut. De préférence, ces parties d'extrémité inférieures 20A présentent une forme générale courbée. Cette forme des parties d'extrémités inférieures 20A permet de faciliter l'accostage des drones 12 lors de leur insertion dans le tube de lancement 14. Par ailleurs, les parties d'extrémités supérieures 20B des deux rails 20 divergent l'une de l'autre de bas en haut. De préférence, ces parties d'extrémités supérieures 20B présentent une forme générale courbée. Cette forme de parties d'extrémités supérieures 20B favorise la libération des drones 12 lancés à travers l'embouchure supérieure 18 du tube lancement 14. Afin d'assurer un bon maintien des rails de guidage 20, et notamment assurer de maintenir constant l'entraxe entre ces rails de guidage 20, le dispositif de lancement 10 comporte, pour chaque rail de guidage 20, des tiges de renfort 22, s'étendant chacune entre ce rail de guidage 20 et une paroi interne du tube de lancement 14. Dans l'exemple représenté, chaque rail de guidage 20 est relié à cinq tiges de renfort 22, réparties selon la longueur de ce rail de guidage 20. Chaque tige de renfort 22 est reliée au rail de guidage 20 correspondant et à la paroi interne du tube de lancement 14 par des moyens classiques, par exemple par soudage ou par vissage. Afin que les drones 12 introduits dans le tube de lancement 14 ne tombent pas à travers l'embouchure inférieure 16 sous l'effet de la gravité, le dispositif de lancement 10 comporte un élément inférieur 24 de support de drone, agencé dans la partie inférieure 14A du tube de lancement 14, mobile entre une position ouverte (désignée par la référence 24A sur la figure 3) autorisant l'introduction de drones 12 dans la partie inférieure 14A du tube de lancement 14, et une position fermée (désignée par la référence 24B sur la figure 3), dans laquelle cet élément inférieur 24 supporte les drones 12 introduits dans le tube de lancement 14, les maintenant ainsi dans le tube de lancement 14, comme cela est représenté sur la figure 3. L'élément inférieur de support 24 est par exemple mobile en rotation autour d'une liaison pivot 25, par exemple portée par l'un des rails de guidage 20. Dans ce cas, l'autre rail de guidage 20 comporte des moyens 27 de verrouillage de l'élément inférieur de support 24 en position fermée. Ces moyens de verrouillage 27 sont bien entendu libérables pour autoriser le passage de l'élément inférieur de support 24 vers sa position ouverte.

Dans l'exemple représenté, l'élément inférieur de support 24 est formé par une traverse, dont la longueur correspond sensiblement à l'entraxe entre les deux rails de guidage 20. Avantageusement, le tube de lancement 14 comporte une trappe supérieure 26 d'obturation, agencée à une extrémité supérieure de ce tube de lancement 14, mobile par exemple par rotation autour d'un axe, entre une position d'obturation de l'embouchure supérieure 18 du tube 14, et une position de dégagement de cette embouchure supérieure 18. Cette trappe supérieure d'obturation 26 est maintenue en position d'obturation lorsque les drones 12 sont stockés dans le tube de lancement 14, notamment afin d'empêcher des éléments indésirables, notamment de l'eau, de s'introduire dans le tube de lancement 14, et elle est passée en position de dégagement lorsque l'on souhaite lancer au moins un drone 12. Avantageusement, la trappe d'obturation 26 est équipée de moyens d'actionnement (non représentés), par exemple commandables à distance, actionnant le basculement de la trappe d'obturation 26 entre ses positions d'obturation et de dégagement. On a représenté l'un des drones 12 plus en détail sur la figure 4. Tous les drones 12 lancés par le dispositif de lancement 10 sont sensiblement identiques, si bien qu'un seul sera décrit en détail. Chaque drone 12 comporte un corps central 28, portant un équipement de mission 30, par exemple agencé en dessous de ce corps central 28. L'équipement de mission 30 peut par exemple comporter au moins un radar, au moins une caméra, au moins un émetteur et/ou récepteur d'informations, des moyens de guidage à distance, des moyens de pilotage automatique, ou tout autre élément nécessaire à la mission du drone 12. Le drone 12 comporte également un train d'atterrissage 31, porté par le corps central 28. Par exemple, le train d'atterrissage 31 comporte deux traverses 31A, disposées de part et d'autre du corps central 28, chacune reliée au corps central 28 par deux montants 31B. Lorsque le drone 12 est posé sur un support, ce sont ces traverses 31A qui reposent sur ce support. Les montants 31B présentent une longueur suffisamment importante pour que les équipements 30 soient agencés au-dessus des traverses 31A. Plus particulièrement, les équipements 30 sont agencés, dans la direction de l'axe vertical Z, entre un plan passant par les traverses 31A et le corps central 28 et, dans une direction transversale perpendiculaire à l'axe vertical Z, entre deux plans, passant chacun par l'une respective des traverses 31A. Par ailleurs, chaque drone 12 comporte, pour chaque rail de guidage 20, un élément de guidage 36 coopérant avec ce rail de guidage 20. Par exemple, chaque élément de guidage 36 comporte des billes destinées à rouler sur le rail de guidage 20 correspondant, et présentent une forme permettant de maintenir latéralement le drone 12 sur chaque rail 20. Par exemple, chaque rail 20 présente une section circulaire, et chaque élément de guidage présente une encoche de forme semi-circulaire, dans laquelle est engagé le rail 20. Lesdites billes sont alors agencées dans cette encoche. Dans l'exemple décrit, le drone 12 comporte quatre branches 32, s'étendant, chacune perpendiculairement à deux branches 32 adjacentes, et dans le prolongement d'une branche 32 opposée, entre une extrémité liée au corps central 28 et une extrémité libre portant une hélice 34. Ainsi, l'extrémité libre de chaque branche 32 porte généralement également des moyens de motorisation de l'hélice 34 correspondante. Ces hélices 34 sont commandées par des moyens de pilotage, généralement inclus dans les équipements 30, et sont de préférence orientables. En variante, le drone 12 pourrait comporter tout autre nombre de branches, chacune munie d'une hélice à son extrémité libre. Il est à noter que chaque élément de guidage 36 est agencé, sur le corps central 28, entre deux branches 32 adjacentes. Ainsi, chaque rail 20 passe entre deux branches 32 adjacentes. Bien entendu, l'étendue des branches 32 et les dimensions des hélices 34 sont choisies pour ne pas interférer avec les rails 20, de sorte que les hélices 34 peuvent entrer en rotation à l'intérieur du tube de lancement 14 sans venir en butée contre les rails 20. De même, le diamètre du tube de lancement 14 est supérieur à l'envergure du drone, incluant les hélices 34. Afin d'assurer une hauteur suffisante entre deux drones 12 adjacents empilés l'un sur l'autre, une entretoise 38, représentée sur la figure 3, est agencée entre chaque paire de drones 12 adjacents pour séparer ces drones adjacents 12.

Chaque entretoise 38 présente par exemple une forme générale tronconique présentant une grande base supérieure 38A, sur laquelle repose le train d'atterrissage 31 (notamment les traverses 31A) du drone 12 agencé au-dessus, et une base inférieure 38B, plus petite que la base supérieure 38A, reposant sur le corps central 28 du drone 12 agencé au-dessous. Le fonctionnement du dispositif de lancement 10 selon l'invention va maintenant être décrit. Tout d'abord, les drones 12 sont chargés dans le tube de lancement 14, dont la trappe supérieure 26 est en position d'obturation.

L'élément inférieur de support 24 est dans sa position ouverte 24A, afin de permettre l'accès à l'intérieur du tube de lancement 14. Une pluralité de drones 12 est alors introduite dans ce tube de lancement 14, en passant par son embouchure inférieure 16. Comme indiqué précédemment, une entretoise 38 est introduite après chaque drone 12, de sorte que les drones 12 de chaque paire de drones adjacents soient séparés par une telle entretoise 38, laissant ainsi une hauteur suffisante entre deux drones 12 empilés dans le tube 14. Une fois l'empilement de drones 12 (et d'entretoises 38) introduit dans le tube de lancement 14, l'élément inférieur de support 24 est basculé dans sa position fermée 24B.

L'empilement de drones 12 est alors supporté par cet élément inférieur de support 24. Les drones 12 sont ainsi stockés dans le tube de lancement 14, jusqu'à ce qu'ils doivent être lancés, notamment en vue d'une mission. Pour leur lancement, la trappe d'obturation 26 est basculée en position de dégagement.

Le drone 12 supérieur de l'empilement de drones est activé à distance. Ces hélices 34 sont alors actionnées, entrainant l'élévation du drone 12. Ce drone 12 s'élève verticalement dans le tube de lancement 14, étant guidé le long de l'axe vertical Z par les rails 20, jusqu'à atteindre l'embouchure supérieure 18 du tube de lancement 14, à laquelle ce drone 12 est libéré, et peut partir en mission.

Les autres drones 12 de l'empilement sont ensuite lancés de la même manière, les uns après les autres, avec d'une part une cadence suffisamment faible pour que les drones 12 lancés les uns après les autres n'interfèrent pas les uns avec les autres, et d'autre part une cadence suffisamment importante pour que le lancement de drones 12 soit considéré comme un lancement d'un essaim de drones 12.

On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes.

Par exemple, le dispositif de lancement 10 pourrait comporter des moyens d'entrainement des drones 12 vers l'embouchure supérieure 18.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de lancement de drone (12), notamment destiné à équiper un véhicule marin, caractérisé en ce qu'il comporte : - un tube de lancement (14) de forme générale cylindrique, s'étendant le long d'un axe sensiblement vertical (Z), destiné à recevoir un drone (12) ou une pluralité de drones (12) empilés dans la direction de l'axe vertical (Z), - au moins un rail de guidage (20), agencé dans le tube de lancement (14), s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe vertical (Z), destiné à coopérer avec au moins un élément de guidage (36) porté par chaque drone (12).
2. Dispositif de lancement (10) selon la revendication 1, comportant deux rails de guidage (20), agencés dans le tube de lancement (14) en regard l'un de l'autre.
3. Dispositif de lancement (10) selon la revendication 2, dans lequel chaque rail de guidage (20) comporte une partie d'extrémité inférieure (20A), une partie d'extrémité supérieure (20B), et une partie intermédiaire (20C) s'étendant entre les parties d'extrémités inférieure (20A) et supérieure (20B), les parties intermédiaires (20C) des deux rails (20) étant sensiblement parallèles entre elles.
4. Dispositif de lancement (10) selon la revendication 3, dans lequel les parties d'extrémité inférieures (20A) des deux rails (20) convergent l'une vers l'autre de bas en haut.
5. Dispositif de lancement (10) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les parties d'extrémité supérieures (20B) des deux rails (20) divergent l'une de l'autre de bas en haut.
6. Dispositif de lancement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant, pour chaque rail de guidage (20), des tiges de renfort (22), s'étendant chacune entre ce rail de guidage (20) et une paroi interne du tube de lancement (14).
7. Dispositif de lancement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un élément inférieur (24) de support de drones (12), agencé dans une partie inférieure (14A) du tube de lancement (14), mobile entre une position ouverte (24A) autorisant l'introduction de drones (12) dans la partie inférieure (14A) du tube de lancement (14), et une position fermée (24B), dans laquelle cet élément inférieur de support (24) supporte les drones (12) introduits dans le tube de lancement (14).
8. Dispositif de lancement (10) selon la revendication 7, dans lequel l'élément inférieur de support (24) est mobile en rotation autour d'une liaison pivot (25), par exemple porté par l'un des rails de guidage (20).
9. Dispositif de lancement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tube de lancement (14) comporte une trappe supérieure d'obturation (26), agencée à une extrémité supérieure de ce tube de lancement (14), mobile, par exemple par rotation autour d'un axe, entre une position d'obturation et une position de dégagement d'une embouchure supérieure (18) du tube de lancement (14).
10. Ensemble d'un dispositif de lancement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et d'au moins un drone (12), dans lequel le drone (12) comporte, pour chaque rail de guidage (20), un élément de guidage (36) destiné à coopérer avec ce rail de guidage (20), par exemple un élément de guidage (36) à billes.
11. Ensemble selon la revendication 10, comportant une pluralité de drones (12) empilés dans le tube de lancement (14), et comprenant, entre chaque paire de drones (12) adjacents, une entretoise (38) séparant ces drones adjacents (12), par exemple une entretoise de forme tronconique.
12. Ensemble selon la revendication 10 ou 11, dans lequel chaque drone (12) comporte : - un corps central (28), portant un équipement de mission (30), - quatre branches (32) s'étendant, chacune perpendiculairement à deux branches adjacentes, entre une extrémité liée au corps central (28), et une extrémité libre portant une hélice (34), - pour chaque rail de guidage (20), l'élément de guidage (36) correspondant, chaque élément de guidage (36) étant porté par le corps central (28) entre deux branches (32) adjacentes.