WO1997004848A1 - Avion jouet pouvant voler par teleguidage dans un espace clos, notamment dans une piece - Google Patents

Avion jouet pouvant voler par teleguidage dans un espace clos, notamment dans une piece Download PDF

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WO1997004848A1
WO1997004848A1 PCT/FR1996/001177 FR9601177W WO9704848A1 WO 1997004848 A1 WO1997004848 A1 WO 1997004848A1 FR 9601177 W FR9601177 W FR 9601177W WO 9704848 A1 WO9704848 A1 WO 9704848A1
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WO
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toy
model
aircraft
airplane
aircraft according
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PCT/FR1996/001177
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Inventor
Jérôme DEPARIS
Frédéric DEPARIS
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Deparis Jerome
Deparis Frederic
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Publication date
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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/04Captive toy aircraft
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H30/00Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02Electrical arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a toy plane which can fly by remote control in an enclosed space or protected from the wind, especially in a room.
  • the room in which the plane can fly can be a relatively small room such as a room in an apartment or house (living room, bedroom, playroom, etc.).
  • Airplane toys are very popular with children especially when they can be flown.
  • the most elaborate are scale models reproducing the essential characteristics of a real airplane and which are remotely controlled by radio. They have a thermal or electric motor to turn the propeller, a fuel tank: or a battery and a mechanism for controlling the rudders and elevator.
  • the engine and control surface control mechanism are controlled by a transmitter housed in a control box and a receiver installed in the aircraft.
  • the present invention has been designed to provide a solution to this problem. It made it possible to design an easily usable flying machine. Its object is a toy plane which can fly in an enclosed space and in particular in a room, comprising:
  • an airplane model provided with an electric motor, driving a propeller, - a device for remote control of the flight of the airplane model, comprising a source of electrical energy and means of electrical control of the flight .
  • airplane model
  • a flexible cable providing the electrical connection between the remote control device and the aircraft model to supply the electric motor from the source of electrical energy, characterized in that the aircraft model is provided with means of action on its flight direction, the flexible cable also connecting said electrical control means to said action means and being attached under the aircraft model and close to its center of gravity, the wing loading of the aircraft model trailing the connecting cable being x ⁇ 1.5 g / dm-.
  • the remote-controlled and flying airplane according to the invention is intended for a child, which is the most likely case for this type of object, it is imperative that it is not dangerous, not only when it flies but also when the child handles it. This toy will also need to be robust to be able to withstand impact and handling while remaining extremely light.
  • - Figure 1 is an overview of the toy aircraft according to the invention, the aircraft model being shown in flight, _ Figure 2 shows an electrical connection cable usable in the toy aircraft according to the invention ,
  • FIG. 3 is an exploded view of a creamer variant of aircraft model according to the invention
  • - Figure 4 is a detail view showing the rudder of the aircraft model according to the invention as well as its motorization ,
  • FIG. 5 is a bottom view of the fuselage and wings of the first variant of the aircraft model according to the invention.
  • FIG. 6 is a structural view of a second variant of aircraft model according to the invention.
  • the maximum speed at which the airplane model must fly has been estimated at 2 m / s. At this low speed, a child can easily control the flight of the aircraft model.
  • the connecting cable is not intended to be stretched.
  • the area of flight is therefore not limited to the surface of a sphere as in the case of circular flight.
  • the aircraft model can evolve brilliantly in all directions. To fly at such a low speed, the plane model must be very light. It is estimated that the wing loading of the aircraft model dragging the connecting cable should be ⁇ 1.5 g / dm ⁇ . this low wing loading value could be obtained because, since the toy aircraft according to the invention has a connecting cable, there is no power source or radio control receiver carried on board the aircraft. airplane model.
  • FIG. 1 shows the three essential elements of the toy airplane according to the invention: the j_5 airplane model 1, the control device 2 and the cable 3 ensuring the electrical connection between the airplane model and the control device .
  • the control device 2 comprises a battery 21 serving as a source of electrical energy 20 which can be switched on by the switch 22.
  • a battery 21 serving as a source of electrical energy 20 which can be switched on by the switch 22.
  • the control device can be given the shape of a modern airplane steering wheel that is to say providing it with two handles 23 and 24 which are connected to the central part 25 which comprises the electrical and electronic control elements.
  • On the left handle 23 is the control member 26 of the engine 11 of the airplane model driving the propeller 19.
  • On the right handle 24 is the control member 27 of the rudder. 30
  • the control members 26 and 27 actuate variable resistors or variators power electronics that are readily available commercially.
  • the voltage at the motor terminals must be adjustable from 0 to the maximum voltage.
  • the voltage at the terminals of the rudder actuator 5 (which will be described later) must be adjustable between a negative value of maximum voltage and a positive value of maximum voltage, this maximum voltage possibly being different from that supplying the engine.
  • the two control members 26 and 27 are provided with JLo ⁇ e springs which bring them to a neutral position corresponding to 0 V in both cases.
  • the electrical connection cable must be as light as possible and for this the electrical wires which compose it must be as light as possible, therefore the thinnest possible.
  • the intensity of the current flowing through them must therefore be limited to a low value. It is therefore necessary, to have sufficient power, to provide a relatively large voltage.
  • the maximum supply voltage 0 of the electric motor 11 can be 9 V while the actuator control voltage can vary between - 9 V and - 9 V.
  • the electrical connection cable 3 must be flexible and very light so as not to hinder the development 5 of the aircraft model 1. A length of about 1.75 m seems very suitable for operation in a medium-sized living room. . An electric cable of this length is proposed for the toy aircraft according to the invention and weighing, without the 0 connection sockets, only 0.6 g or approximately 0.35 g / m.
  • This cable is shown alone in FIG. 2. It is composed of four conducting wires 31, 32, 33 and 34 of 0.1 mm in diameter, two wires being intended to supply the electric motor and two wires being 5 reserved for the rudder actuator. These wires are made of copper and are electrically insulated with a varnish. They can thus be grouped together in the fold of a fold 35 produced from a plastic ribbon folded in half. After inserting the threads, the two sides of the fold are glued.
  • the plastic tape used can be 4 mm wide and 10 or 12 ⁇ m thick, which is a common thickness for manufacturers of plastic films. It is advantageous to use a plastic that is not very tearable because it lengthens a lot before breaking, for example polyethylene or polypropylene.
  • the cable is terminated, on the control device side, by a connector with four contacts.
  • Another four-pin connector connects the cable to the aircraft model.
  • the latter connector may have a weight equal to or less than 0.1 g if chosen from certain minaturized connectors used in computer science or in portable telephone equipment.
  • These connectors are preferably dimensioned in order to be able to disconnect easily at the slightest abnormal effort. This protects the electric cable and the aircraft model from excessive mechanical stress.
  • FIG. 3 represents an airplane model l in exploded view but with incomplete wings.
  • its wingspan can be 45 cm, its length by 40 cm, the surface area of the wings by 4.5 dm 2 and its weight by 6 g.
  • the electrical connection cable is attached to the aircraft model by its connector, below the model and near its center of gravity.
  • the aircraft model can be divided into the following subsets:
  • the weight corresponding to each sub-assembly can be advantageously distributed as follows:
  • the total therefore makes 6 g.
  • the powertrain 100 consists of the electric motor 11, a propeller and a propeller cone 106.
  • the engine 11 must have an excellent power-to-weight ratio. It can be a DC motor with brushes and very strong magnets (rare earth magnets). The consumption of this engine is around 200 mA at a supply voltage of 7 V.
  • the powerplant must be capable of lifting, when stationary, two-thirds of the weight of the aircraft, i.e. in this case 4 g, that is to say a little less than twice the weight of the powertrain.
  • the motor can be of the type used in micro-mechanism and equipped with samanum-cobalt magnets. Motors of this type are available for a weight of around 3.2 g. This weight can be reduced by judiciously choosing the materials and the dimensions of the constituent elements. The propeller must not be dangerous.
  • a blade is made from a flexible plastic film, about 50 ⁇ m thick, folded in half and is slightly arched.
  • Each blade root 103 of the hub is plugged into the fold of each fold 102 constituting a blade.
  • the facing sides of each fold are glued incorporating the corresponding blade root.
  • the propeller cone 106 protects the propeller and the engine. It is preferably made of expanded plastic to absorb shocks.
  • the powertrain consists of elements having the following characteristics:
  • Figure - is a detail view of the aircraft model showing the rudder 12 and its actuator 200.
  • This actuator must be very light because the yaw inertia of the aircraft model must be very low in order to have sufficient cornering maneuverability. Its weight is preferably of the order of 0.3 g.
  • It is advantageously of the type used for the modular crews of needle multimeters II comprises a permanent magnet 201, at Sm-Co or at Fe-Nd, linked to an axis 202 (for example in piano cord) integral with the rudder 12 and constituent the axis of rotation of this rudder.
  • the magnet 201 is disposed inside a flat induction coil 203, the two ends of which are electrically connected to two wires of the electrical connection cable.
  • the magnet 201 is subjected to a magnetic field of variable amplitude and direction. This results in a couple of forces which rotates the magnet 201, therefore the rudder 12 which is integral with it.
  • the induction coil 203 is fixed to the fuselage 14 (see FIG. 3) by a piece of adhesive tape.
  • a plastic strand 16, in two parts, is fixed on the one hand to the fuselage 14 by gluing and on the other hand to the rudder 12. It constitutes a spring element which tends to keep the rudder in neutral position.
  • Figure 4 also allows to realize the constitution of the rudder, the rudder being also constituted according to the same principle.
  • a flexible plastic strand 204 with a diameter of 0.6 min is closed on itself and heat-sealed so as to constitute the periphery of the elevator.
  • the plastic strand 16 is glued to the strand 204 at and behind the actuator 200 which it surrounds.
  • An 8 ⁇ m thick plastic film 205 is stretched over the strand 204 and the edge of the film is folded around the strand 204 to be glued or heat-sealed on itself.
  • FIGS. 3 and 5 the formation of the fuselage and the leading edge of the wings.
  • this part consists of an envelope made of a plastic film 10 ⁇ m thick and which has the shape of the fuselage.
  • connection between the fuselage and the leading edges must be rigid enough to prevent the wings from sagging.
  • a connection flange at this level may possibly be necessary to increase the stiffness of the connection.
  • the envelope 15 are preferably slightly conical in shape, their diameter decreasing as one moves away from the fuselage. Each leading edge is fixed to the fuselage so as to give the corresponding wing a dihedral of a few degrees and an incidence of 5 °.
  • the envelope can also include legs 10 instead of the usual wheels to support the aircraft model when it is on the ground. As a variant, these legs can be of a different structure and attached to the aircraft model.
  • the envelope is inflated to a pressure approximately 5 mbar higher than atmospheric pressure.
  • the envelope can be sealed or a re-inflation valve can be provided.
  • each wing consists of a flexible plastic strand 17 of about 1 mm in diameter playing the role of trailing edge, and a plastic film 18 of 8 ⁇ m thick.
  • Strand 17 is attached by one of its ends to the distal end of the edge leading 15 and by its other end to the fuselage 14.
  • the film 18 is stretched between the leading edge 15, the trailing edge 17 and the fuselage. It is fixed there by gluing or heat sealing at the leading edge and at the 5 fuselage. It is fixed by gluing or heat-sealing on itself after covering the strand 17.
  • Figure 6 shows, structurally, another model of aircraft.
  • the fuselage and the leading edges of the wings 0 are made of plastic tubes with very thin walls.
  • a good example of usable tubes consists of the straws used for drinking. These straws have a diameter ranging from 5 to 7 mm and have a wall 150 ⁇ m thick.
  • the landing gear 5 can advantageously also consist of such tubes.
  • a central tube 50 constitutes the main axis of the structure. On its front end will be fitted and glued the powertrain. On its rear end 0 will be fixed the rudders and direction.
  • the front part of the tube 50 also supports the landing gear made up of two tube sections 51 and 52.
  • the tube sections 51 and 52 support tubes 53 and 54, respectively, serving as leading edges.
  • a small connecting tube 55 fixed between the sections 51 and 52, ensures the rigidity of the landing gear.
  • a small tube 56 is attached perpendicularly to " the tube 50.
  • junction pieces make it possible to assemble the tubes together. These parts have shapes adapted to the tubes to be connected. They are advantageously made of plastic. The distance between the junction pieces 57 and 60 is equal to the wing chord. The other 5 components of the aircraft model are glued to the tubes.
  • the structure obtained can be covered with a colored plastic film 6 or 3 ⁇ m thick.
  • the flexural and torsional stiffnesses of the wings can be increased by bracing them.
  • Guy lines placed under the wings are particularly effective because they limit the flexion due to lift.
  • a good way of guying consists in connecting by a wire the trailing edge of the wing, towards its external end, at the bottom of the landing gear and this for each wing.
  • the length of each of the shrouds adjustable by means suitable for the points of attachment to the landing gear, the following two possibilities are obtained:
  • the simplified aircraft has a fixed rudder and the steering is no longer controllable in flight. Since there is no longer a corresponding actuator, the electrical connection cable only comprises two wires and the control device no longer has a direction control.
  • the user of the toy adjusts the turning radius of the aircraft before the flight. The adjustment consists in shortening the shroud of the inner wing at the turn so as to bend it more.
  • a shroud 40 is visible on the aircraft model L shown in FIG. 1. It is located between a tab 10 representing a wheel and the trailing edge of the corresponding wing. Guy lines 61 and 62 are also visible in Figure 6. The guy cable 61 is disposed between the tube 51 and the trailing edge of the corresponding wing.
  • the shroud 62 is disposed between the tube 52 and the trailing edge of the corresponding wing.

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

L'invention concerne un avion jouet pouvant voler dans un espace clos et notamment dans une pièce. Il comprend: un modèle d'avion (1) pourvu d'un moteur électrique (11), entraînant une hélice de propulsion (19), et des moyens d'action sur la direction de vol du modèle d'avion; un dispositif de commande à distance (2) du vol du modèle d'avion, comportant une source d'énergie électrique (21) et des moyens de commande électrique du vol du modèle d'avion; un câble souple (3) assurant la liaison électrique entre le dispositif de commande à distance (2) et le modèle d'avion (1) pour alimenter le moteur électrique (11) à partir de la source d'énergie électrique et pour relier lesdits moyens de commande électrique auxdits moyens d'action, la charge alaire du modèle d'avion (1) traînant le câble de liaison (3) étant ≤ 1,5 g/dm2, le câble souple étant attaché sous le modèle d'avion et à proximité de son centre de gravité.

Description

AVION JOUET POUVANT VOLER PAR TELEGUIDAGE DANS UN ESPACE CLOS, NOTAMMENT DANS UNE PIECE
La présente invention concerne un avion jouet pouvant voler par téléguidage dans un espace clos ou protégé du vent, notamment dans une pièce. La pièce dans laquelle l'avion peut voler peut être une pièce de dimensions relativement restreintes comme une pièce d'un appartement ou d'une maison (salon, chambre, salle de jeux etc. ) . Les jouets reproduisant des avions sont très appréciés des enfants surtour lorsqu'on peut les faire voler. Les plus élaborés sont des modèles réduits reproduisant les caractéristiques essentielles d'un véritable avion et qui sont télécommandés par voie hertzienne. Ils possèdent un moteur thermique ou électrique pour faire tourner l'hélice, un réservoir de carburant: ou une batterie ec un mécanisme de commande des gouvernes de direction et de profondeur. Le moteur et le mécanisme de commande des gouvernes sont commandés grâce à un émetteur logé dans un boîtier de commande et à un récepteur installé dans l'avion. Ces modèles réduits sont destinés à des adolescents ou à des adultes et, dans la plupart des cas, on ne peut guère les qualifier de jouets. Ces avions télécommandés par voie hertzienne sont relativement lourds et, par conséquent, ils volent à une vitesse relativement élevée. Ce sont obligatoirement des avions d'extérieur. Aucune modification structurelle ne permettrait de les transformer en jouet d'intérieur pour un espace réduit tel qu'une pièce d'appartement. La nécessité de trouver un terrain dégagé limite considérablement l'utilisation de ces avions .
Comme avions volants d'intérieur cn ne connaît que certains avions à moteur caoutcnouc, qui sont très légers et peuvent être utilisés sans danger dans des pièces d'habitation. Ce ne sont cependant pas des avions que l'on peut diriger et leur intérêt ludique s'en trouve d'autant réduit. De plus, leur temps de vol est réduit à quelques secondes, sauf pour des prototypes de concours réservés à des adultes
Il n'existe donc pas d'avion jouet téléguidé et volant, destiné à être utilisé dans un espace restreint tel qu'une pièce ou un appartement. Il n'est pas non plus possible de modifier les avions téléguidés existant pour les utiliser en tant que jouet dans un tel espace.
La présente invention a été conçue pour apporter une solution à ce problème. Elle a permis de concevoir un engin volant facilement utilisable. Elle a pour objet un avion jouet pouvant voler dans un espace clos et notamment dans une pièce, comprenant :
- un modèle d'avion pourvu d'un moteur électrique, entraînant une hélice de propulsion, - un dispositif de commande à distance du vol du modèle d'avion, comportant une source d'énergie électrique et des moyens de commande électrique du vol àv. modèle d'avion,
- un câble souple assurant la liaison électrique entre le dispositif de commande à distance et le modèle d'avion pour alimenter le moteur électrique à partir de la source d'énergie électrique, caractérisé en ce que le modèle d'avion est pourvu de moyens d'action sur sa direction de vol, le câble souple reliant également lesdits moyens de commande électrique auxdits moyens d'action et étant attaché sous le modèle d'avion et à proximité de son centre de gravité, la charge alaire du modèle d'avion traînant le câble de liaison étant x< 1,5 g/dm-. Dans le cas où l'avion téléguidé et volant selon l'invention est destiné à un enfant, ce qui est le cas le plus vraisemblable pour ce type d'objet, il faut impérativement qu'il ne soit pas dangereux, non seulement quand il vole mais aussi quand l'enfant le manipule. Il faudra aussi que ce jouet soit robuste pour pouvoir résister aux chocs et aux manipulations tout en restant extrêmement léger.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue d'ensemble de l'avion jouet selon l'invention, le modèle d'avion étant représenté en vol, _ la figure 2 représente un câble de liaison électrique utilisable dans l'avion jouet selon 1 ' invention,
- la figure 3 est une vue éclatée d'une crémière variante de modèle d'avion selon l'invention, - la figure 4 est une vue de détail montrant le gouvernail de direction du modèle d'avion selon l'invention ainsi que sa motorisation,
- la figure 5 est une vue de dessous du fuselage et des ailes de la première variante du modèle c'avion selon l'invention,
- la figure 6 est une vue structurelle d'une seconde variante de modèle d'avion selon l'invention.
Afin que le modèle d'avion puisse voler sans problème dans un espace aussi restreint qu'un appartement, la vitesse maximale à laquelle le modèle d'avion doit voler a été évaluée à 2 m/s. A cette faible /itesse, un enfant peut arriver facilement à contrôler le vol du modèle d'avion. Le câble de liaison n'est pas destiné à être tendu. Le domaine du vol n'est donc pas limité à la surface d'une spnère comme dans le cas du vol circulaire. Le modèle d'avion peut évoluer liorement dans toutes les directions. Pour voler à si faible vitesse, le modèle d'avion doit être très léger. On estime que la charge alaire du modèle d'avion traînant le câble de liaison doit être ^ 1,5 g/dm^ . on a pu obtenir cette faible 5 valeur de charge alaire parce que, l'avion jouet selon l'invention étant à câble de liaison, il n'y a pas de source d'énergie ni de récepteur de radio-commande emportés à bord du modèle d'avion.
Les exemples de réalisation qui vont 10 maintenant être décrits offrent des modèles d'avion très légers et en même temps robustes, et pas dangereux, ce qui est très important pour un jouet.
La figure 1 montre les trois éléments essentiels de l'avion jouet selon l'invention : le j_5 modèle d'avion 1, le dispositif de commande 2 et le câble 3 assurant la liaison électrique entre le modèle d'avion et le dispositif de commande.
Le dispositif de commande 2 comprend une batterie 21 servant de source d'énergie électrique 20 pouvant être mise en circuit par le commutateur 22. Pour rendre le dispositif de commande plus attrayant, on peut lui donner la forme d'un volant d'avion moderne c'est-à-dire le pourvoir de deux poignées 23 et 24 se rattachant à la partie centrale 25 qui comporte 25 les éléments électriques et électroniques de commande. Sur la poignée gauche 23, se trouve l'organe de commande 26 du moteur 11 du modèle d'avion entraînant l'hélice 19. Sur la poignée droite 24, se trouve l'organe de commande 27 du gouvernail de direction. 30 On a choisi, par souci de légèreté, de laisser fixe le gouvernail de profondeur 13, la montée et la descente de l'avion en vol se faisant par modification du régime moteur.
Les organes de commande 26 et 27 actionnent 35 des résistances variables ou des variateurs électroniques de puissance que l'on peut trouver facilement dans le commerce. La tension aux bornes du moteur doit être ajustable de 0 à la tension maximum. La tension aux bornes de l'actionneur du gouvernail 5 (qui sera décrit plus loin) doit être ajustable entre une valeur négative de tension maximum et une valeur positive de tension maximum, cette tension maximum pouvant être différente de celle alimentant le moteur. Les deux organes de commande 26 et 27 sont pourvus JLo ^e ressorts qui les ramènent à une position neutre correspondant à 0 V dans les deux cas.
Le câble de liaison électrique doit être le plus léger possible et pour cela les fils électriques qui le composent doivent être les plus légers possible, 15 donc les plus fins possible. L'intensité du courant qui les parcourt doit donc être limitée à une faible valeur. Il est donc nécessaire, pour disposer d'une puissance suffisante, de prévoir une tension relativement importante. A titre d'exemple, la tension 0 maximale d'alimentation du moteur électrique 11 peut être de 9 V tandis que la tension de commande de l'actionneur peut varier entre - 9 V et - 9 V.
Le câble électrique de liaison 3 doit être souple et très léger pour ne pas gêner les évolutions 5 du modèle d'avion 1. Une longueur d'environ 1,75 m semble bien appropriée pour un fonctionnement dans une pièce d'habitation de taille moyenne. On propose, pour l'avion jouet selon l'invention, un câble électrique de cette longueur et ne pesant, sans les 0 prises de connexion, que 0,6 g soit environ 0,35 g/m.
Ce câble est représenté seul à la figure 2. Il est composé de quatre fils conducteurs 31, 32, 33 et 34 de 0, 1 mm de diamètre, deux fils étant destinés à alimenter le moteur électrique et deux fils étant 5 réservés oour l'actionneur du gouvernail de direction. Ces fils sont en cuivre et sont isolés électriquement par un vernis. On peut ainsi les regrouper dans la pliure d'un pli 35 réalisé à partir d'un ruban de plastique plié en deux. Après insertion des fils, les deux côtés du pli sont collés. Le ruban de plastique utilisé peut avoir 4 mm de large pour 10 ou 12 um d'épaisseur ce qui est une épaisseur courante pour les fabricants de films plastiques. Il est avantageux d'utiliser un plastique peu déchirablε parce que s'allongeant beaucoup avant rupture, par exemple le polyethylene ou le polypropylène.
Le câble est terminé, côté dispositif de commande, par un connecteur à quatre contacts. Un autre connecteur à quatre contacts relie le câble au modèle d'avion. Ce dernier connecteur peut avoir un poids égal ou inférieur à 0,1 g si on le choisit parmi certains connecteurs minaturisés utilisés en informatique ou dans le matériel téléphonique portable.
Ces connecteurs sont de préférence dimensionnés afin de pouvoir se déconnecter facilement au moindre effort anormal. Ceci permet de protéger le câble électrique et le modèle d'avion de contraintes mécaniques trop importantes .
La figure 3 représente un modèle d'avion l en vue éclatée mais avec des ailes incomplètes. A titre d'exemple, son envergure peut être de 45 cm, sa longueur de 40 cm, la surface des ailes de 4,5 dm2 et son poids de 6 g. Le câble de liaison électrique est attaché au modèle d'avion par son connecteur, au-dessous du modèle et près de son centre de gravité.
Le modèle d'avion peut être divisé en les sous-ensembles suivants :
- le groupe moto-propulseur 100,
- l'actionneur du gouvernail de direction 200, - le fuselage 14 et les bords d'attaque des ailes 15,
- le reste des ailes,
- les gouvernails de profondeur 13 et de direction 12.
Selon l'invention, le poids correspondant à chaque sous-ensemble peut être avantageusement distribué de la manière suivante :
- groupe moto-propulseur 2,5 g, - actionneur 0,3 g,
- fuselage et bords d'attaque 1,5 g,
- le reste des ailes 1 g,
- les gouvernails 0,3 g,
- la moitié de la longueur de câble avec son connecteur au modèle d'avion 0,4 g-
Le total fait donc 6 g.
Le groupe moto-propulseur 100 est constitué du moteur électrique 11, d'une hélice et d'un cône d'hélice 106.
Le moteur 11 doit avoir un excellent rapport puissance sur poids. Il peut s'agir d'un moteur à courant continu avec balais et à aimants très puissants (aimants aux terres rares). La consommation de ce moteur est de l'ordre de 200 mA sous une tension d'alimentation de 7 V. Le groupe moto-propulseur doit être capable de soulever, à l'arrêt, les deux tiers du poids de l'avion, soit dans ce cas 4 g, c'est-à-dire un peu moins de deux fois le poids du groupe moto-propulseur. Le moteur peut être du type utilisé en micro-mécanisme et équipé d'aimants au samanum-cobalt. Des moteurs de ce type sont disponibles pour un poids d'environ 3,2 g. Ce poids peut être réduit en choisissant judicieusement les matériaux et les dimensions des éléments constitutifs. L'hélice ne doit pas être dangereuse. Pour cela, elle est souple, ce qui contribue à la solidité. Elle comporte un moyeu 101, qui s'enfiche et se colle sur l'axe 111 du moteur 11, et deux pales 102. Une pale est faite à partir d'un film plastique souple, d'environ 50 pm d'épaisseur, plié en deux et est légèrement arquée. Chaque pied de pale 103 du moyeu s'enfiche dans la pliure de chaque pli 102 constituant une pale. Les côtés se faisant face de chaque pli sont collés en incorporant le pied de pale correspondant.
Le cône d'hélice 106 protège l'hélice et le moteur. Il est de préférence en matière plastique expansé pour amortir les chocs. Dans le détail, le groupe moto-propulseur est constitué d'éléments ayant les caractéristiques suivantes :
- moteur 2,25 g,
- hélice plus cône 0,25 g dont 0,02 g pour le cône d'hélice,
- diamètre de l'nélice 8 cm,
- calage de l'hélice 15°,
- vitesse de rotation maximale du moteur
Figure imgf000010_0001
La figure -- est une vue de détail du modèle d'avion montrant le gouvernail de direction 12 et son actionneur 200. Cet actionneur doit être très léger car l'inertie en lacet du modèle d'avion doit être très faible afin d'avoir une maniabilité en virage suffisante. Son poids est de préférence de l'ordre de 0,3 g. Il est avantageusement du type utilisé pour les équipages moDiles des multimètres à aiguille II comprend un aimant permanent 201, au Sm-Co ou au Fe-Nd, lié à un axe 202 (par exemple en corde de piano) solidaire du gouvernail de direction 12 et constituant l'axe de rotation de ce gouvernail. L'aimant 201 est disposé à l'intérieur d'une bobine d'induction plate 203 dont les deux extrémités sont réliées électriquement à deux fils du câble de liaison électrique. Suivant l'intensité et le sens du courant qui traverse la bobine 203, l'aimant 201 est soumis à un champ magnétique d'amplitude et de direction variable. Il en résulte un couple de forces qui fait tourner l'aimant 201, donc le gouvernail 12 qui lui est solidaire. La bobine d'induction 203 est fixée au fuselage 14 (voir la figure 3) par un morceau de ruban adhésif. Un brin plastique 16, en deux parties, est fixé d'une part au fuselage 14 par collage et d'autre part au gouvernail de direction 12. Il constitue un élément ressort qui tend à maintenir le gouvernail en position neutre.
Afin de diminuer le couple de commande du gouvernail de direction, celui-ci est compensé (son axe de rotation 202 divise sa surface en deux parties presque égales) et est équilibré (l'axe de rotation 202 passe par le centre de gravité de l'équipage mobile) .
La figure 4 permet aussi de se rendre compte de la constitution du gouvernail de direction, le gouvernail de profondeur étant d'ailleurs constitué selon le même principe. Un brin plastique souple 204 de diamètre 0,6 mn est refermé sur lui-même et thermosoudé de façon à constituer le pourtour du gouvernail de profondeur. Le brin plastique 16 est collé au brin 204 au niveau et en arrière de l'actionneur 200 qu'il entoure. Un film plastique 205 de 8 um d'épaisseur est tendu sur le brin 204 et le bord du film est rabattu autour du orin 204 pour être collé ou thermosoudé sur lui-même. On va maintenant décrire, en relation avec les figures 3 et 5, la formation du fuselage et du bord d'attaque des ailes. Afin d'être suffisamment léger et raide devant les forces en vol, cette partie est constituée d'une enveloppe faite d'un film plastique de 10 μm d'épaisseur et qui a la forme du fuselage
14 et des bords d'attaque 15. La liaison entre le fuselage et les bords d'attaque (par collage ou thermosoudage) doit être suffisamment rigide pour éviter que les ailes ne s'affaissent. Une collerette de liaison à ce niveau peut éventuellement être nécessaire pour augmenter la raideur de la liaison. Les bords d'attaque
15 sont de préférence de forme légèrement conique, leur diamètre diminuant à mesure qu'on s'éloigne du fuselage. Chaque bord d'attaque est fixé au fuselage de façon à donner à l'aile correspondante un dièdre de quelques degrés et une incidence de 5°. L'enveloppe peut aussi comprendre des pattes 10 à la place des roues habituelles pour supporter le modèle d'avion quand il est au sol. En variante, ces pattes peuvent être d'une structure différente et rapportées au modèle d ' avion.
L'enveloppe est gonflée à une pression supérieure d'environ 5 mbar à la pression atmosphérique. L'enveloppe peut être scellée ou on peut prévoir une valve de regonflage.
Le moteur électrique 11 est collé sur la face avant du fuselage 14 avec, éventuellement, interposition d'une pastille de renforcement. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 5, le reste de chaque aile est constitué d'un brin souple de plastique 17 d'environ 1 mm de diamètre jouant le rôle de bord de fuite, et d'un film plastique 18 de 8 um d'épaisseur. Le brin 17 est attaché par l'une de ses extrémités à l'extrémité distale du bord d'attaque 15 et par son autre extrémité au fuselage 14. Le film 18 est tendu entre le bord d'attaque 15, le bord de fuite 17 et le fuselage. Il y est fixé par collage ou thermosoudage au bord d'attaque et au 5 fuselage. Il est fixé par collage ou thermosoudage sur lui-même après recouvrement du brin 17.
La figure 6 représente, de manière structurelle, un autre modèle d'avion. Dans cette variante, le fuselage et les bords d'attaque des ailes 0 sont constitués de tubes en plastique à parois très minces. Un bon exemple de tubes utilisables est constitué par les pailles utilisées pour boire. Ces pailles ont un diamètre allant de 5 à 7 mm et ont une paroi de 150 um d'épaisseur. Le train d'atterrissage 5 peut, avantageusement, être aussi constitué de tels tubes .
Un tube central 50 constitue l'axe principal de la structure. Sur son extrémité avant sera emmanché et collé le groupe moto-propulseur. Sur son extrémité 0 arrière seront fixés les gouvernails de profondeur et de direction. La partie avant du tube 50 supporte aussi le train d'atterrissage constitué de deux tronçons de tube 51 et 52. Les tronçons de tube 51 et 52 supportent des tubes 53 et 54, respectivement, servant 5 de bords d'attaque. Un petit tube de liaison 55, fixé entre les tronçons 51 et 52, assure la rigidité du train d'atterrissage. Un petit tube 56 est rapporté perpendiculairement sur" le tube 50.
Des pièces de jonction, référencées 57 à ° 60, permettent d'assembler les tubes entre eux. Ces pièces ont des formes adaptées aux tubes à relier. Elles sont avantageusement réalisées en plastique. La distance entre les pièces de jonction 57 et 60 est égale à la corde de l'aile. Les autres éléments 5 constitutifs du modèle d'avion sont collés aux tubes.
La structure obtenue peut être habillée avec un film plastique coloré de 6 ou 3 um d'épaisseur. Pour les deux modèles d'avion décrits ci-dessus à titre d'exemple, les raideurs en flexion et en torsion des ailes peuvent être augmentées en les haubanant. Des haubans placés en-dessous des ailes sont particulièrement efficaces car ils limitent la flexion due à la portance.
Une bonne façon de haubaner consiste à relier par un fil le bord de fuite de l'aile, vers son extrémité externe, au bas du train d 'atterissage et ceci pour chaque aile. En outre, en rendant réglable la longueur de chacun des haubans par un moyen approprié aux points de fixation au train d'atterrissage, on obtient les deux possibilités suivantes :
- en tirant pareillement les haubans droit et gauche, donc en cintrant également les deux ailes, on modifie l'incidence des ailes et on règle ainsi la stabilité longitudinale de l'avion ;
- en tirant différemment les deux haubans, on crée ou on corrige le vrillage des ailes et on règle ainsi la stabilité en lacet et en roulis de l'avion.
Grâce à ces haubans, il est possible de fabriquer une version simplifiée de ce jouet. L'avion simplifie a un gouvernail fixe et la direction n'est plus pilotable en vol. Puisqu'il n'y a plus d 'actionneur correspondant, le câble de liaison électrique ne comprend plus que deux fils et le dispositif de commande ne possède plus de commande de direction. L'utilisateur du jouet règle le rayon de giration de l'avion avant le vol. Le réglage consiste à raccourcir le hauban de l'aile intérieure au virage de façon à la cintrer davantage .
Un hauban 40 est visible sur le modèle d'avion L représenté à la figure 1. Il est situé entre une patte 10 figurant une roue et le bord de fuite de l'aile corresoondante . Des haubans 61 et 62 sont également visibles sur la figure 6. Le hauban 61 est disposé entre le tube 51 et le bord de fuite de l'aile correspondante.
Le hauban 62 est disposé entre le tube 52 et le bord de fuite de l'aile correspondante.
L'absence de danger de ce jouet vient de son faible poids et de sa faible inertie, de sa faible puissance (inférieure à 3 W) et de la souplesse de ses constituants et notamment de l'hélice.

Claims

REVENDICATIONS
1. Avion jouet pouvant voler dans un espace clos et notamment dans une pièce, comprenant :
- un modèle d'avion (1) pourvu d'un moteur électrique (11), entraînant une hélice de propulsion
(19),
- un dispositif de commande à distance (2) du vol du modèle d'avion, comportant une source d'énergie électrique (21) et des moyens de commande électrique du vol du modèle d'avion,
- un câble souple (3) assurant la liaison électrique entre le dispositif de commande à distance (2) et le modèle d'avion (1) pour alimenter le moteur électrique (11) à partir de la source d'énergie él~~trιque, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) est pourvu de moyens d'action sur sa direction de vol, le câble souple (3) reliant également lesdits moyens ce commande électrique auxdits moyens d'action et étant attaché sous le modèle d'avion (1) et à proximité de son centre de gravité, la charge alaire du modèle a'avion (1) traînant le câble de liaison (3) étant ^ 1,5 g/dm2.
2. Avion jouet selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le modèle d'avion (1) étant pourvu d'un gouvernail de profondeur (13) fixe, une modification de la direction de vol consistant en une montée ou une descente du modèle d'avion (1) est obtenue par variation de la vitesse du moteur, les moyens d'action pour assurer la montée ou la descente étant alors constitués par le moteur électrique (11), les moyens de commande électrique correspondants étant constitués par des moyens de variation de l'énergie électrique fournie au moteur par la source d'énergie électrique ( 21 ) .
3. Avion jouet selon l'une des revendications
1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'action pour effectuer un virage comprennent un aimant permanent
(201), solidaire d'un axe (202) fixé au gouvernail de direction (12), et une bobine d'induction (203) fixée au modèle d'avion (1) et capable de soumettre ledit aimant permanent (201) à l'action d'un champ magnétique généré par le passage d'un courant électrique continu dans ladite bobine d'induction (203), les moyens de commande électrique correspondants étant constitués par des moyens de variation de l'intensité du courant électrique continu passant dans la bobine d'induction
(203) .
4. Avion jouet selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de variation de l'intensité du courant électrique continu passant dans la bobine d'induction (203) comprennent des moyens de variation de la tension continue appliquée aux bornes de la bobine d'induction (203) pour générer ledit courant électrique et pouvant faire varier cette tension continue de manière négative ou positive autour d'une valeur zéro correspondant à la position neutre du gouvernail de direction (12).
5. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte des moyens ressort (16) tendant a maintenir le gouvernail de direction (12) dans sa position neutre.
6. Avion jouet selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ressort (16) comportent au moins un brin plastique reliant mécaniquement le gouvernail de direction (12) au fuselage (14) du modèle d'avion.
7. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur électrique (11) est un moteur à courant continu à balais et à aimants aux terres rares.
8. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque pale (102) de l'hélice (19) est constituée d'un pli de film plastique souple dont les côtés en vis-à-vis sont solidarisés entre eux.
9. Avion jouet selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque pale (102) est fixée au moyeu de l'hélice (19) par un pied de pale (103) solidaire du moyeu, pénétrant dans la pliure du pli constituant la pale (102) pour y être fixé.
10. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte un cône d'hélice (106) en matière plastique expansée.
11. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fuselage (14) et les bords d'attaque (15) des ailes sont constitués par une enveloppe de film plastique gonflé.
12. Avion jouet selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'enveloppe de filn plastique est gonflé à une pression supérieure d'environ 5 mbar par rapport à la pression atmospnérique.
13. Avion jouet selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque aile comprend un brin souple (17) attaché par l'une de ses extrémités à l'extrémité distale du bord d'attaque (15) et par son autre extrémité au fuselage (14) pour délimiter le bord de fuite de l'aile, un film plastique (18) étant fixé entre le bord d'attaque (15), le brin (17) délimitant le bord de fuite et le fuselage (14) pour compléter l'aile.
14. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fuselage et les bords d'attaque des ailes sont réalisés à partir de tubes (50 à 56).
15. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le gouvernail de profondeur (13) du modèle d'avion est constitué par un brin souple délimitant son étendue
5 et supportant un film plastique.
16. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le gouvernail de direction (12) du modèle d'avion est constitué par un brin souple (204) délimitant son
10 étendue et supportant un film plastique (205).
17. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le modèle d'avion (1) comporte des pattes (10) à la place de roues pour le supporter quand il est au sol.
15 18. Avion juuet selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le dispositif de commande à distance (2) est logé dans un ooîtier ayant la forme d'un volant d'avion moderne.
19- Avion jouet selon la revendication 18,
20 caractérisé en ce que l'une (23) des poignées du volant comporte un organe manoeuvraole (26) permettant de faire monter ou descendre le modèle d'avion en vol tancis que l'autre poignée (2-) eu volant comporte un organe manoeuvrable (27) permettant de faire virer
25 le rrodele d'avion (1).
20. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (3) comprend des fils isolés (31 à 2- ) , conducteurs de l'électricité, logés dans la pliure
30 α ' un pli ODtenu par pliage longitudinal d'un ruban souple dont les côtés en vis-à-vis sont solidarisés entre eux.
21. Avion jouet selon le revendication 20, caractérisé en ce que le ruban souple est un film
J "> olastiσue.
22. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (3) est relié électriquement au modèle d'avion par une broche déconnectable.
23. Avion jouet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des haubans (40, 61, 62) pour augmenter les raideurs en flexion et en torsion des ailes.
24. Avion jouet selon la revendication 23, caractérisé en ce que la longueur des haubans est réglable.
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