FR3111117A1 - Aerostat intended to carry out payload transport missions - Google Patents
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Abstract
Aérostat destiné à réaliser des missions de transport d’une charge utile La présente invention se rapporte à un aérostat (1) comprenant : - Un corps gonflable (2) de forme cylindrique comprenant un premier pôle (22) et un deuxième pôle (24), - Une voile triangulaire (4), agencée sous le corps gonflable, et comprenant un premier sommet (42) et un deuxième sommet (44) de sorte qu’un premier côté (46) de la voile s’étende au contact du corps gonflable du corps gonflable, la voile comprenant un troisième sommet (48) libre, sur lequel est fixé une charge utile (5), - Un dispositif d’attache (7) comprenant un premier brin (70) et un deuxième brin (72), le dispositif d’attache étant relié à un câble (6) configuré pour maintenir l’aérostat relié à une surface de la planète à atmosphère. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.Aerostat intended to carry out payload transport missions The present invention relates to an aerostat (1) comprising: - an inflatable body (2) of cylindrical shape comprising a first pole (22) and a second pole (24) , - A triangular sail (4), arranged under the inflatable body, and comprising a first vertex (42) and a second vertex (44) so that a first side (46) of the sail extends in contact with the body inflatable of the inflatable body, the sail comprising a third free vertex (48), on which a payload (5) is fixed, - an attachment device (7) comprising a first strand (70) and a second strand (72) , the attachment device being connected to a cable (6) configured to keep the aerostat connected to a surface of the planet with an atmosphere. Figure for abstract: Fig. 1.
Description
La présente invention se rapporte aux aérostats destinés à réaliser des missions de transport d’une charge utile sur une planète à atmosphère.The present invention relates to aerostats intended to carry out transport missions of a payload on a planet with an atmosphere.
Un aérostat est un aéronef plus léger que l’atmosphère configuré pour évoluer entre une surface d’une planète à atmosphère et une altitude prédéterminée dans l’atmosphère.An aerostat is a lighter-than-atmosphere aircraft configured to fly between the surface of an atmospheric planet and a predetermined altitude in the atmosphere.
Les aérostats peuvent être utilisés pour des missions variées comme des missions d’observation par exemple.Aerostats can be used for various missions such as observation missions for example.
On connait de l’art antérieur différents types d’aérostat tels que les aérostats captifs qui sont destinés à réaliser des missions en restant maintenus sur un point fixe de la surface de la planète ou les aérostats dérivants qui sont destinés à réaliser des missions en étant mobile sur la surface de la planète.Different types of aerostats are known from the prior art, such as tethered aerostats which are intended to carry out missions while remaining maintained on a fixed point on the surface of the planet or drifting aerostats which are intended to carry out missions by being mobile on the surface of the planet.
Les aérostats comprennent généralement un corps gonflable rempli d’un gaz qui permet à l’aérostat d’évoluer dans l’atmosphère et peuvent être dotés de dérives rigides qui assurent une stabilité de l’aérostat.Aerostats generally include an inflatable body filled with a gas which allows the aerostat to evolve in the atmosphere and can be equipped with rigid fins which ensure the stability of the aerostat.
Un inconvénient des aérostats de l’art antérieur est la difficulté d’utilisation et de fabrication dû notamment à ces dérives. Il existe donc un besoin de simplifier les aérostats de l’art antérieur.A disadvantage of the aerostats of the prior art is the difficulty of use and manufacture due in particular to these drifts. There is therefore a need to simplify the aerostats of the prior art.
A cet effet et selon un aspect l’invention se rapport à un aérostat destiné à réaliser des missions de transport d’une charge utile sur une planète à atmosphère, l’aérostat comprenant :
- Un corps gonflable de forme cylindrique conçu pour être pressurisé par un gaz plus léger que l’atmosphère, comprenant un premier pôle et un deuxième pôle,
- Une voile triangulaire, agencée sous le corps gonflable, comprenant un premier sommet relié à une première extrémité d’une génératrice du corps gonflable et un deuxième sommet relié à une deuxième extrémité de la génératrice du corps gonflable de sorte qu’un premier côté de la voile triangulaire s’étende au contact du corps gonflable depuis la première extrémité jusqu’à la deuxième extrémité de la génératrice du corps gonflable, la voile triangulaire comprenant un troisième sommet libre sur lequel est fixé une charge utile,
- Un dispositif d’attache comprenant un premier brin relié à la première extrémité de la génératrice du corps gonflable et un deuxième brin relié à la deuxième extrémité de la génératrice du corps gonflable, le dispositif d’attache étant relié à un câble configuré pour maintenir l’aérostat relié à une surface de la planète à atmosphère.
- A cylindrically-shaped inflatable body designed to be pressurized by a lighter-than-atmosphere gas, comprising a first pole and a second pole,
- A triangular sail, arranged under the inflatable body, comprising a first vertex connected to a first end of a generatrix of the inflatable body and a second vertex connected to a second end of the generatrix of the inflatable body so that a first side of the triangular sail extends in contact with the inflatable body from the first end to the second end of the generatrix of the inflatable body, the triangular sail comprising a third free vertex on which a payload is fixed,
- A fastening device comprising a first strand connected to the first end of the generatrix of the inflatable body and a second strand connected to the second end of the generatrix of the inflatable body, the fastening device being connected to a cable configured to hold the aerostat connected to a surface of the planet with atmosphere.
Ainsi, grâce à l’aérostat selon l’invention comprenant la voile, on s’affranchit des dérives de l’art antérieur et de leur montage sur l’aérostat ce qui permet de faciliter son utilisation et de réduire le poids de l’aérostat. Une mise en opération de l’aérostat peut être immédiate après gonflage du corps gonflable. En outre, l’aérostat ne comprend pas de parties rigides hormis la charge utile, ce qui présente moins de danger en cas de rencontre avec une embarcation par exemple.Thus, thanks to the aerostat according to the invention comprising the sail, one is freed from the drifts of the prior art and their mounting on the aerostat, which makes it possible to facilitate its use and to reduce the weight of the aerostat. . The aerostat can be put into operation immediately after inflation of the inflatable body. In addition, the aerostat does not include any rigid parts apart from the payload, which presents less danger in the event of an encounter with a boat, for example.
Grâce à la forme cylindrique du corps gonflable, la fabrication de l’aérostat est simplifiée, la stabilité du corps gonflable est améliorée en vol et la prise au vent est maximisée.Thanks to the cylindrical shape of the inflatable body, the manufacture of the aerostat is simplified, the stability of the inflatable body is improved in flight and the wind resistance is maximized.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention, l’aérostat de l’invention comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles.According to other characteristics of the invention, the aerostat of the invention comprises one or more of the following optional characteristics considered alone or in all possible combinations.
Selon un mode de réalisation, l’aérostat comprend un câble élastique agencé dans le corps gonflable, le câble élastique comprenant une première extrémité reliée au centre du premier pôle du corps gonflable et une deuxième extrémité reliée au centre du deuxième pôle du corps gonflable.According to one embodiment, the aerostat comprises an elastic cable arranged in the inflatable body, the elastic cable comprising a first end connected to the center of the first pole of the inflatable body and a second end connected to the center of the second pole of the inflatable body.
Selon un mode de réalisation, le premier brin et le deuxième brin du dispositif d’attache sont modulables en longueur.According to one embodiment, the first strand and the second strand of the attachment device are adjustable in length.
Selon un mode de réalisation, l’aérostat comprend un dispositif motorisé configuré pour moduler la longueur du premier brin et/ou du deuxième brin du dispositif d’attache.According to one embodiment, the aerostat comprises a motorized device configured to modulate the length of the first strand and/or of the second strand of the attachment device.
Selon un mode de réalisation, le dispositif motorisé comprend un servomoteur.According to one embodiment, the motorized device comprises a servomotor.
Selon un mode de réalisation, l’aérostat comprend des moyens de commande à distance.According to one embodiment, the aerostat comprises remote control means.
Selon un mode de réalisation, l’aérostat comprend un module de commande à distance configuré pour moduler la longueur du premier brin et/ou du deuxième brin.According to one embodiment, the aerostat comprises a remote control module configured to modulate the length of the first strand and/or of the second strand.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit et des figures annexées qui illustrent de manière schématique plusieurs modes de réalisation de l’aérostat selon l’invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the non-limiting description which follows and the appended figures which schematically illustrate several embodiments of the aerostat according to the invention.
Par souci de simplification, les éléments identiques sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.For the sake of simplification, identical elements are identified by identical reference signs in all the figures.
La figure 1 illustre un aérostat 1 destiné à réaliser des missions de transport d’une charge utile sur une planète à atmosphère selon l’invention.FIG. 1 illustrates an aerostat 1 intended to carry out transport missions of a payload on a planet with an atmosphere according to the invention.
L’aérostat comprend un corps fermé gonflable 2 dit ballon porteur. Le corps gonflable est destiné à contenir un gaz plus léger que le gaz présent dans l’atmosphère de la planète, tel que de l’hélium. Le corps gonflable est ainsi configuré pour évoluer entre une surface « S » de la planète à atmosphère et une altitude prédéterminée dans l’atmosphère.The aerostat comprises an inflatable closed body 2 called a carrier balloon. The inflatable body is intended to contain a gas lighter than the gas present in the atmosphere of the planet, such as helium. The inflatable body is thus configured to evolve between a surface “S” of the planet with an atmosphere and a predetermined altitude in the atmosphere.
Par surface on entend toute surface de la planète telle que l’eau (les mers, les océans) ou la terre (tels que les glaciers par exemple).By surface we mean any surface of the planet such as water (seas, oceans) or land (such as glaciers for example).
Par altitude prédéterminée on entend une altitude choisie en amont d’une mise en opération de l’aérostat et à laquelle l’aérostat est destiné à évoluer par rapport à la surface de la terre.By predetermined altitude is meant an altitude chosen upstream of the operation of the aerostat and at which the aerostat is intended to evolve relative to the surface of the earth.
Le corps gonflable 2 est de forme cylindrique. Le corps comprend ainsi une première base dite premier pôle 22, une deuxième base opposée dite deuxième pôle 24 et une surface cylindrique 26 agencée entre les deux pôles.The inflatable body 2 is cylindrical in shape. The body thus comprises a first base called first pole 22, a second opposite base called second pole 24 and a cylindrical surface 26 arranged between the two poles.
La forme cylindrique du corps gonflable permet d’en faciliter sa fabrication et d’en réduire les coûts par rapport aux formes profilées des aérostats de l’art antérieur (sphériques ou en goutte d’eau par exemple). En effet, il suffit de souder des rouleaux du matériau le long de leurs longueurs et de fermer les extrémités de sorte à former le premier pôle 22 et le deuxième pôle 24.The cylindrical shape of the inflatable body facilitates its manufacture and reduces its costs compared to the profiled shapes of the aerostats of the prior art (spherical or teardrop for example). Indeed, it suffices to weld rolls of material along their lengths and to close the ends so as to form the first pole 22 and the second pole 24.
Le corps gonflable cylindrique 2 est configuré pour flotter horizontalement par rapport à la surface de la planète dans l’atmosphère. Cette configuration permet en outre d’offrir la meilleure prise au vent pour l’aérostat.The cylindrical inflatable body 2 is configured to float horizontally relative to the surface of the planet in the atmosphere. This configuration also makes it possible to offer the best wind resistance for the aerostat.
Comme l’illustre la figure 2, l’aérostat peut comprendre un câble élastique 3 agencé dans le corps gonflable. Le câble élastique comprend une première extrémité (non visible) reliée au centre du premier pôle 22 du corps gonflable 2 et une deuxième extrémité reliée au centre du deuxième pôle 24 du corps gonflable 2. Ainsi le câble élastique 3 s’étend en tension dans le corps gonflable cylindrique 2, entre le premier pôle 22 et le deuxième pôle 24. En d’autres termes, les deux pôles 22, 24 du corps gonflable 2 sont reliés à l’intérieur du corps gonflable par le câble élastique 3 en tension qui maintient le corps gonflable 2 tendu au gré des variations de pressions, ou de la perte de gaz par diffusion à travers le corps gonflable. Le câble élastique 3 permet de reprendre et d’accepter les variations de volume en variant sa tension en cas de baisse de la pression atmosphérique par exemple.As shown in Figure 2, the aerostat may include an elastic cable 3 arranged in the inflatable body. The elastic cable comprises a first end (not visible) connected to the center of the first pole 22 of the inflatable body 2 and a second end connected to the center of the second pole 24 of the inflatable body 2. Thus the elastic cable 3 extends under tension in the cylindrical inflatable body 2, between the first pole 22 and the second pole 24. In other words, the two poles 22, 24 of the inflatable body 2 are connected inside the inflatable body by the elastic cable 3 in tension which maintains the inflatable body 2 stretched according to variations in pressure, or the loss of gas by diffusion through the inflatable body. The elastic cable 3 makes it possible to take up and accept variations in volume by varying its tension in the event of a drop in atmospheric pressure, for example.
L’aérostat comprend une voile triangulaire 4 qui est accolée au corps gonflable 2 le long d’une de ses génératrices. En pratique, la voile triangulaire 4 est agencée sous le corps gonflable 2. Par l’expression « agencée sous le corps gonflable » on entend que la voile est configurée pour être agencée sur une surface du corps gonflable disposée en regard de la surface de la planète lorsque l’aérostat est mis en opération et élevé dans l’atmosphère.The aerostat comprises a triangular sail 4 which is attached to the inflatable body 2 along one of its generatrices. In practice, the triangular sail 4 is arranged under the inflatable body 2. By the expression "arranged under the inflatable body" is meant that the sail is configured to be arranged on a surface of the inflatable body arranged facing the surface of the planet when the aerostat is put into operation and lifted into the atmosphere.
La voile triangulaire 4 comprend un premier sommet 42 relié à une première extrémité d’une génératrice 260 du corps gonflable 2 cylindrique et un deuxième sommet 44 relié à une deuxième extrémité de la génératrice 260 du corps gonflable 2 cylindrique, opposée à la première extrémité de la génératrice 260. Un premier côté de la voile 46, agencé entre le premier sommet 42 et le deuxième sommet 44, s’étend au contact du corps gonflable 2 depuis la première extrémité jusqu’à la deuxième extrémité de la génératrice 260 du corps gonflable 2.The triangular sail 4 comprises a first vertex 42 connected to a first end of a generatrix 260 of the cylindrical inflatable body 2 and a second vertex 44 connected to a second end of the generatrix 260 of the cylindrical inflatable body 2, opposite the first end of the generatrix 260. A first side of the sail 46, arranged between the first vertex 42 and the second vertex 44, extends in contact with the inflatable body 2 from the first end to the second end of the generatrix 260 of the inflatable body 2.
La voile triangulaire comprend un troisième sommet 48, libre, opposé au premier côté 46 de la voile au contact du corps gonflable 2 sur lequel est directement fixée une charge utile 5. Ainsi le troisième sommet 48 de la voile 4 permet de suspendre la charge utile 5.The triangular sail comprises a third vertex 48, free, opposite the first side 46 of the sail in contact with the inflatable body 2 on which is directly fixed a payload 5. Thus the third vertex 48 of the sail 4 makes it possible to suspend the payload 5.
Par sommet libre, on entend que le troisième sommet 48 de la voile triangulaire n’est pas relié à une autre entité que la charge utile. Cette configuration permet à la voile d’être mobile et d’augmenter la portance du corps gonflable.By free vertex, it is meant that the third vertex 48 of the triangular sail is not connected to any entity other than the payload. This configuration allows the sail to be mobile and to increase the lift of the inflatable body.
Par exemple, le troisième sommet 48 libre n’est pas relié à un système d’attache qui pourrait entrainer un rabattement du corps gonflable 2 vers le sol lorsque le vent s’engage dans la voile triangulaire 4.For example, the third free vertex 48 is not connected to a fastening system which could cause the inflatable body 2 to fall down towards the ground when the wind engages in the triangular sail 4.
La voile triangulaire 4 permet d’augmenter la prise au vent du corps gonflable mais aussi de créer un effet de portance « P » en proportion du vent « V » perçu qui s’engage dans la voile et qui la cabre. En se cabrant, la voile 4 chasse le vent en direction de la surface « S » de la planète et permet de créer un effet cerf-volant qui améliore la portance de l’aéronef comme l’illustre la figure 2.The triangular sail 4 makes it possible to increase the wind resistance of the inflatable body but also to create a "P" lift effect in proportion to the perceived wind "V" which enters the sail and raises it. By pitching up, the sail 4 chases the wind in the direction of the "S" surface of the planet and makes it possible to create a kite effect which improves the lift of the aircraft as illustrated in figure 2.
On peut noter que la voile triangulaire 4 étant démunie de partie rigide, hormis la charge utile, l’aérostat 1 est plus léger, pliable et plus facilement transportable.It can be noted that the triangular sail 4 being devoid of a rigid part, apart from the payload, the aerostat 1 is lighter, foldable and more easily transportable.
Par charge utile on entend tout dispositif destiné à remplir les objectifs d’une mission telle que des missions de transport ou d’observation par exemple.By payload we mean any device intended to fulfill the objectives of a mission such as transport or observation missions for example.
La charge utile 5 directement fixée au troisième sommet 48 de la voile triangulaire 4 permet en outre d’améliorer la stabilité du corps gonflable 2 et d’accentuer l’effet cerf-volant du corps gonflable 2 et de la voile triangulaire 4. La charge utile a ainsi un effet de quille stabilisant horizontalement le corps gonflable 2. Cette configuration permet également d’augmenter la portance de l’aérostat par rapport à ce que le gaz contenu dans le corps seul permettrait d’obtenir, une portance aérodynamique s’ajoute ainsi à la portance archimédienne.The payload 5 directly attached to the third vertex 48 of the triangular sail 4 also makes it possible to improve the stability of the inflatable body 2 and to accentuate the kite effect of the inflatable body 2 and of the triangular sail 4. The payload useful thus has a keel effect horizontally stabilizing the inflatable body 2. This configuration also makes it possible to increase the lift of the balloon compared to what the gas contained in the body alone would make it possible to obtain, an aerodynamic lift thus to Archimedean lift.
L’aérostat 1 peut comprendre un câble 6 configuré pour maintenir l’aérostat relié à une surface de la planète à atmosphère.The aerostat 1 can comprise a cable 6 configured to maintain the aerostat connected to a surface of the planet with an atmosphere.
Dans les modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 4 l’aérostat est dérivant c’est-à-dire qu’il est configuré pour être mobile sur la surface S de la planète de manière à permettre de réaliser des missions dérivantes de transport d’une charge utile au-dessus de la surface des océans, ou de régions polaires au gré des vents par exemple. Selon ce mode de réalisation le câble 6 est configuré pour créer une force de trainée par frottement sur la surface « S » de la planète. Cette force de trainée permet au ballon de s’orienter de façon transversale par rapport au vent de sorte qu’il offre le plus de prise au vent et le plus de portance. Le câble permet de par son poids de maintenir l’aérostat 1 relié à la surface « S ». Le câble 6 permet en outre de contrôler l’altitude de l’aérostat 1. Par exemple, dans le cas où l’aérostat serait destiné à étudier une interface océan-atmosphère, il est nécessaire que l’aérostat soit toujours relié à la surface de l’eau. Le câble 6 permet de maitriser l’altitude de l’aérostat et d’empêcher son envol dans l’atmosphère grâce au poids du câble.In the embodiments illustrated in Figures 1 to 4 the aerostat is drifting, that is to say it is configured to be mobile on the surface S of the planet so as to allow drifting transport missions to be carried out. a payload above the surface of the oceans, or polar regions depending on the wind, for example. According to this embodiment the cable 6 is configured to create a drag force by friction on the surface “S” of the planet. This drag force allows the balloon to orient itself transversely to the wind so that it offers the most wind resistance and the most lift. The cable makes it possible, by its weight, to keep the aerostat 1 connected to the surface "S". The cable 6 also makes it possible to control the altitude of the aerostat 1. For example, in the case where the aerostat is intended to study an ocean-atmosphere interface, it is necessary for the aerostat to always be connected to the surface. some water. The cable 6 makes it possible to control the altitude of the aerostat and to prevent it from taking off in the atmosphere thanks to the weight of the cable.
Selon un mode de réalisation de l’invention non illustré l’aérostat peut être captif. Selon ce mode de réalisation, le câble 6 est destiné à être attaché à un point fixe de la surface « S » de la planète.According to an embodiment of the invention not shown, the aerostat can be captive. According to this embodiment, the cable 6 is intended to be attached to a fixed point on the surface “S” of the planet.
L’aérostat comprend un dispositif d’attache 70.The aerostat includes a tethering device 70.
Le dispositif d’attache comprend un premier brin 70 relié à la première extrémité de la génératrice 260 du corps gonflable 2 et un deuxième brin 72 relié à la deuxième extrémité de la génératrice 260 du corps gonflable 2, opposée à la première extrémité de la génératrice260. Le premier brin et le deuxième brin peuvent être reliés par l’intermédiaire de patchs collés au corps gonflable. Le premier brin 70 et le deuxième brin 72 sont reliés au câble 6 configuré pour maintenir l’aérostat relié à une surface de la planète à atmosphère. La configuration des brins 70, 72 permet au corps gonflable 2 d’être maintenu de sorte qu’il offre sa plus grande surface projetée transversalement à la direction du vent «V » de manière à maximiser sa prise au vent.The attachment device comprises a first strand 70 connected to the first end of the generator 260 of the inflatable body 2 and a second strand 72 connected to the second end of the generator 260 of the inflatable body 2, opposite the first end of the generator 260 . The first strand and the second strand can be connected via patches glued to the inflatable body. The first strand 70 and the second strand 72 are connected to the cable 6 configured to maintain the aerostat connected to a surface of the planet with an atmosphere. The configuration of the strands 70, 72 allows the inflatable body 2 to be maintained so that it offers its largest projected surface transversely to the direction of the wind "V" so as to maximize its catch in the wind.
Selon un mode de réalisation, le premier brin 70 et le deuxième brin 72 du dispositif d’attache 7 sont modulables en longueur et peuvent être de longueurs inégales. Cette caractéristique offre la possibilité de modifier la trajectoire de l’aérostat vers la droite ou la gauche du vent.According to one embodiment, the first strand 70 and the second strand 72 of the attachment device 7 are adjustable in length and can be of unequal lengths. This characteristic offers the possibility of modifying the trajectory of the balloon to the right or to the left of the wind.
L’expression « à droite ou à gauche du vent » doit s’entendre par rapport à la direction de circulation du vent, au regard de la figure 3. Comme visible sur la figure 3, la trajectoire « T » de l’aérostat est modifiée latéralement vers la droite suivant la flèche « F » en raccourcissant la longueur du deuxième brin 72. Ainsi dans le présent exemple, le deuxième brin 72 présente une longueur « L2 » inférieure à la longueur « L1 » du premier brin 70The expression "to the right or to the left of the wind" must be understood in relation to the direction of wind circulation, with regard to figure 3. As can be seen in figure 3, the trajectory "T" of the aerostat is modified laterally to the right along the arrow "F" by shortening the length of the second strand 72. Thus in the present example, the second strand 72 has a length "L2" less than the length "L1" of the first strand 70
Ainsi, en raccourcissant ou en allongeant le premier brin 70 et/ou le deuxième brin 72 du dispositif d’attache 7, le corps gonflable offrira davantage l’un ou l’autre de ses flancs au vent entraînant ainsi une dérive latérale par rapport à la direction du vent. Le câble 6 sert de point d’appui créant une force de rappel. Cette force de rappel participe à l’inclinaison du corps gonflable lors de la modification de la longueur du premier et/ou du deuxième brin.Thus, by shortening or lengthening the first strand 70 and/or the second strand 72 of the attachment device 7, the inflatable body will offer more of one or the other of its sides to the wind, thus causing a lateral drift with respect to the direction of the wind. Cable 6 serves as a fulcrum creating a restoring force. This restoring force participates in the inclination of the inflatable body when modifying the length of the first and/or the second strand.
Selon un mode de réalisation, l’aéronef 1 comprend un dispositif motorisé 8 configuré pour moduler la longueur du premier et/ou du deuxième brin du dispositif d’attache. Selon un mode de réalisation, le dispositif motorisé 8 comprend un servomoteur.According to one embodiment, the aircraft 1 comprises a motorized device 8 configured to modulate the length of the first and/or the second strand of the attachment device. According to one embodiment, the motorized device 8 comprises a servomotor.
Selon un mode de réalisation, l’aérostat est commandable à distance. L’aérostat comprend des moyens de commande à distance. Les moyens de commandes à distance sont associés au dispositif de motorisation 8. Ainsi, il est possible de moduler la longueur des brins 70, 72 du dispositif d’attache 7 à tout moment pendant l’opération de l’aérostat. Ainsi le premier et deuxième brin sont modulables en longueur de manière réversible.According to one embodiment, the aerostat is remotely controllable. The aerostat includes remote control means. The remote control means are associated with the motorization device 8. Thus, it is possible to modulate the length of the strands 70, 72 of the attachment device 7 at any time during the operation of the aerostat. Thus the first and second strand are adjustable in length in a reversible manner.
Cette pilotabilité permet, en outre, de pouvoir d’une part, guider l’aérostat vers un lieu précis et d’autre part, de pouvoir récupérer l’aérostat une fois la mission terminée dans le cas d’un aérostat dérivant par exemple. Une récupération de l’aérostat grâce à sa pilotabilité permettrait d’éviter des déchets supplémentaires sur la surface de la planète (mers, océans par exemple) et rend l’aérostat de l’invention plus écologique.This controllability also makes it possible, on the one hand, to guide the aerostat to a specific location and, on the other hand, to be able to recover the aerostat once the mission is over in the case of a drifting aerostat, for example. A recovery of the aerostat thanks to its pilotability would avoid additional waste on the surface of the planet (seas, oceans for example) and makes the aerostat of the invention more ecological.
La figure 4 illustre l’aérostat 1 selon un mode de réalisation dans lequel l’aérostat 1 est configuré pour réaliser des missions de transport d’une charge utile pour l’étude d’un cyclone. Dans ce mode de réalisation, l’aérostat 1 est dérivant. Dans le présent exemple, la charge utile 5 est configurée pour enregistrer des données scientifiques relatives à l’étude des cyclones.FIG. 4 illustrates the aerostat 1 according to an embodiment in which the aerostat 1 is configured to carry out transport missions of a payload for the study of a cyclone. In this embodiment, the aerostat 1 is drifting. In this example, payload 5 is configured to record scientific data related to the study of cyclones.
En fonctionnement, le corps gonflable 2 est gonflé au gaz. L’aéronef 1 peut être mis en fonctionnement immédiatement après gonflage grâce à sa simplification structurelle, dans une zone de formation de cyclone. L’aéronef 1 évolue dans l’atmosphère jusqu’à atteindre une altitude prédéterminée. Le câble 6 est configuré pour maintenir l’aérostat relié à la surface de la planète.In operation, the inflatable body 2 is inflated with gas. The aircraft 1 can be put into operation immediately after inflation thanks to its structural simplification, in a cyclone formation zone. The aircraft 1 evolves in the atmosphere until reaching a predetermined altitude. Cable 6 is configured to keep the aerostat connected to the surface of the planet.
Lorsqu’un champ de vent « C » souffle, le corps gonflable 2 se place transversalement par rapport au vent ; le champ de vent s’engouffre selon la direction de la flèche « F » dans la voile qui se cabre et créer un profil de cerf-volant à l’aérostat qui lui procure une portance maximisée. La force de trainée du câble 6 permet de maintenir le corps gonflable 2 au moyen du dispositif d’attache de manière à ce que le corps gonflable 2 offre sa plus grande surface projetée transversalement à la direction du vent, maximisant ainsi sa prise au vent.When a wind field "C" blows, the inflatable body 2 is placed transversely relative to the wind; the wind field rushes in the direction of the arrow "F" in the rearing sail and creates a kite profile to the aerostat which gives it maximum lift. The drag force of the cable 6 makes it possible to hold the inflatable body 2 by means of the attachment device so that the inflatable body 2 offers its largest surface projected transversely to the direction of the wind, thus maximizing its grip in the wind.
Le champ de vent « C » du cyclone s’organise en spirale qui tourne en convergeant vers l’œil du cyclone « O » avec un angle de 10° vers l’intérieur. Ainsi l’aérostat 1 illustré en pointillé est entrainé vers l’œil du cyclone « O » par le champ de vent « C », suivant cette spirale selon une trajectoire « T1 ».The wind field "C" of the cyclone is organized in a spiral which turns converging towards the eye of the cyclone "O" with an angle of 10° inwards. Thus the aerostat 1 illustrated in dotted lines is driven towards the eye of the cyclone "O" by the wind field "C", following this spiral along a trajectory "T1".
Le câble élastique 3 agencé dans le corps gonflable 2 permet d’encaisser la forte variation de pression à mesure que l’aérostat 1 rejoint le centre du cyclone « O ». En effet l’œil du cyclone est le point le plus bas en pression atmosphérique.The elastic cable 3 arranged in the inflatable body 2 makes it possible to absorb the strong pressure variation as the aerostat 1 reaches the center of the cyclone "O". Indeed the eye of the cyclone is the lowest point in atmospheric pressure.
Afin de rejoindre l’œil du cyclone plus efficacement, le deuxième brin 72 du dispositif d’attache peut être raccourci au moyen du dispositif de motorisation et du module de commande à distance. Le raccourcissement du deuxième brin permet d’entrainer une dérive latérale de l’aérostat par rapport à la direction du champ du vent selon une trajectoire « T2 », plus directe en direction de l’œil du cyclone « O ».In order to reach the eye of the cyclone more efficiently, the second strand 72 of the attachment device can be shortened by means of the motorization device and the remote control module. The shortening of the second strand makes it possible to cause a lateral drift of the aerostat in relation to the direction of the wind field according to a trajectory "T2", more direct in the direction of the eye of the cyclone "O".
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à un aérostat dérivant. L’aérostat peut également être utilisé pour des missions nécessitant à l’aérostat d’être captif.Of course, the invention is not limited to a drifting aerostat. The Aerostat can also be used for missions that require the Aerostat to be captive.
L’aérostat selon l’invention permet ainsi de réaliser des missions dérivantes de transport d’une charge utile au-dessus de la surface des océans, ou de régions polaires au gré des vents par exemple, mais peut aussi servir de manière captive attaché au sol ou une surface fixe de la planète.The aerostat according to the invention thus makes it possible to carry out drifting missions of transporting a payload above the surface of the oceans, or of polar regions according to the winds for example, but can also be used in a captive manner attached to the ground or a fixed surface of the planet.
Ainsi, l’invention propose un aérostat dont la fabrication et l’utilisation sont simplifiées et dont la portance et la prise au vent sont maximisées.Thus, the invention proposes an aerostat whose manufacture and use are simplified and whose lift and wind resistance are maximized.
Bien évidemment, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. En particulier, toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, the different characteristics, shapes, variants and embodiments of the invention may be associated with each other in various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, all the variants and embodiments described previously can be combined with each other.
Claims (7)
- Un corps gonflable (2) de forme cylindrique conçu pour être pressurisé par un gaz plus léger que l’atmosphère, comprenant un premier pôle (22) et un deuxième pôle (24),
- Une voile triangulaire (4), agencée sous le corps gonflable (2), comprenant un premier sommet (42) relié à une première extrémité d’une génératrice (260) du corps gonflable (2) et un deuxième sommet (44) à une deuxième extrémité de la génératrice (260) du corps gonflable (2) de sorte qu’un premier côté (46) de la voile triangulaire (4) s’étende au contact du corps gonflable (2) depuis la première extrémité jusqu’à la deuxième extrémité de la génératrice du corps gonflable (2), la voile triangulaire (4) comprenant un troisième sommet (48) libre, sur lequel est fixé une charge utile (5),
- Un dispositif d’attache (7) comprenant un premier brin (70) relié à la première extrémité de la génératrice (260) du corps gonflable (2) et un deuxième brin (72) relié à la deuxième extrémité de la génératrice (260) du corps gonflable (2), le dispositif d’attache (7) étant relié à un câble (6) configuré pour maintenir l’aérostat relié à une surface de la planète à atmosphère.
- An inflatable body (2) of cylindrical shape designed to be pressurized by a gas lighter than the atmosphere, comprising a first pole (22) and a second pole (24),
- A triangular sail (4), arranged under the inflatable body (2), comprising a first vertex (42) connected to a first end of a generatrix (260) of the inflatable body (2) and a second vertex (44) to a second end of the generatrix (260) of the inflatable body (2) so that a first side (46) of the triangular sail (4) extends in contact with the inflatable body (2) from the first end to the second end of the generatrix of the inflatable body (2), the triangular sail (4) comprising a third free vertex (48), on which a payload (5) is fixed,
- A fastening device (7) comprising a first strand (70) connected to the first end of the generator (260) of the inflatable body (2) and a second strand (72) connected to the second end of the generator (260) of the inflatable body (2), the attachment device (7) being connected to a cable (6) configured to keep the aerostat connected to a surface of the planet with an atmosphere.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| FR2005916A FR3111117B1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Aerostat intended to carry out payload transport missions |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2005916 | 2020-06-05 | ||
| FR2005916A FR3111117B1 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Aerostat intended to carry out payload transport missions |
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ID=72644357
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| GB190225934A (en) * | 1902-11-25 | 1903-10-15 | Henri Alphonse Herve | Improvements in Captive Balloons. |
| US4919365A (en) * | 1988-06-06 | 1990-04-24 | Mears Arthur W | Airfoil |
| JP2016002973A (en) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | ソフトバンク株式会社 | Captive balloon |
-
2020
- 2020-06-05 FR FR2005916A patent/FR3111117B1/en active Active
-
2021
- 2021-06-04 WO PCT/FR2021/051012 patent/WO2021245363A1/en unknown
Patent Citations (3)
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| JP2016002973A (en) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | ソフトバンク株式会社 | Captive balloon |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| WO2021245363A1 (en) | 2021-12-09 |
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