WO2003018400A1 - Aerostat captif et equipement de commande associe - Google Patents

Aerostat captif et equipement de commande associe Download PDF

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WO2003018400A1
WO2003018400A1 PCT/FR2002/002930 FR0202930W WO03018400A1 WO 2003018400 A1 WO2003018400 A1 WO 2003018400A1 FR 0202930 W FR0202930 W FR 0202930W WO 03018400 A1 WO03018400 A1 WO 03018400A1
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WO
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aerostat
captive
moorings
control equipment
operator
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Application number
PCT/FR2002/002930
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English (en)
Inventor
David Jamet
Original Assignee
David Jamet
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Publication date
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Priority to EP02796310A priority patent/EP1427632B1/fr
Priority to DE60202626T priority patent/DE60202626D1/de
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/006—Apparatus mounted on flying objects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/10—Balloons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/40—Balloons
    • B64B1/50—Captive balloons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/10—Balloons
    • A63H2027/1008—Anchoring means or weights
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/10—Balloons
    • A63H2027/1066—Having means to guide movement, e.g. propeller or wings

Definitions

  • the present invention relates generally to captive aerostats at low altitude and their associated control equipment, applicable in particular to measurement, aerial photography, aerial advertising, and the like. More specifically, the invention relates to captive aerostats with on-board apparatus which are remotely controlled from the ground.
  • the object of the present invention is to provide captive aerostat systems in which the operator can easily move ground control equipment and thereby place the captive aerostat in a desired position.
  • the present invention also aims to provide captive aerostat systems in which good stability of the captive aerostat is obtained.
  • a captive aerostat system according to the invention comprises an aerostat and control equipment located on the ground, and first and second moorings connecting the aerostat to the control equipment on the ground, the aerostat comprising first and second means stabilization devices connected at first ends to a nacelle of the aerostat and coupled at second ends to the first and second moorings to stabilize movements of the aerostat, and the control equipment being carried by an operator and being ergonomically designed to such that the operator can control the tethered aerostat system while on the move.
  • the first and second stabilization means are constituted by rods forming between them an angle of between 100 and 120 degrees approximately.
  • a captive aerostat system comprises motorized winch control means housed in the control equipment for controlling an ascent or a descent of the aerostat by increasing or reducing a length of the first and second moorings.
  • the motorized winch control means comprise variable speed control means for controlling the raising or lowering of the aerostat at variable speed. More specifically, the motorized winch control means may comprise first and second winches actuated respectively by first and second electric motors, the first and second winches being associated respectively with the first and second moorings.
  • the ground control equipment comprises first and second articulated mechanical means associated respectively with the first and second moorings to reduce by one or more mechanical actions exerted by the operator one or more relative lengths of the first and second moorings in order to induce one or more displacements of the aerostat.
  • the first and second articulated mechanical means may include two independent handles mounted on a pivot at the front ends of the ground control equipment and ergonomically arranged so that they are within natural reach of the operator's hands and can be rotated independently by the operator ci in order to reduce the relative length or lengths of the first and second moorings so as to induce the displacement (s) of the aerostat.
  • the aerostat may also include load stabilization means for stabilizing on a vertical axis a load loaded on the aerostat by damping movements and oscillations applied to the load.
  • the load stabilization means comprise three shock absorbers mounted in a star on two vertical axes coupled by cardan and carrying the load at a lower end.
  • the aerostat comprises means remotely controlled from the ground by the operator to control rotations of the load around different axes, and in particular around a vertical axis and a horizontal axis.
  • bidirectional communication means can also be provided to allow exchanges of information between the ground control equipment and the aerostat, and in particular remote control information and / or video information.
  • the ground control equipment may comprise means for displaying information, including in particular a screen, for viewing information sent by the aerostat and / or for viewing information relating to the operation of the captive aerostat system.
  • the aerostat may include means intended for measurement and / or for taking pictures and / or for advertising and / or for rescue and / or signaling.
  • the means intended for taking pictures comprise a photographic camera and a miniature video camera mounted in the sight of the photographic camera.
  • a spherical balloon type aerostat is particularly well suited for a captive aerostat system according to the invention.
  • an airship type airship is also suitable.
  • FIG. 1 is an overview showing in simplified form a preferred embodiment of a captive aerostat system according to the invention
  • FIG. 2 is a top view, covers removed, of a control console included in the preferred embodiment of Figure 1;
  • - Figure 3 is a sectional view of the control console of Figure 2;
  • FIG. 4 is a top view of a nacelle plate included in an aerostat of the preferred embodiment of Figure 1;
  • - Figure 5 is a perspective view of an assembly of the nacelle plate to the casing of the aerostat;
  • FIG. 6 shows an apparatus section carried by an aerostat of the preferred embodiment of Figure 1;
  • FIG. 7 is a top view of a mechanical transmission and stabilization device for the switchgear section.
  • FIG. 8 shows in detail the mounting of a shock absorber among three included in the mechanical transmission and stabilization device.
  • a captive aerostat system mainly comprises a control console 1, an aerostat 2 and two moorings 3a and 3b connecting the console 1 to the aerostat 2.
  • the control console 1 is carried by an operator.
  • the console 1 is of the back type and is ergonomically designed. Most of the load on the console 1 is located at a rear trunk 10 and is carried by the operator's back. A 1 1 backrest is in contact with the operator's back in order to improve comfort and reduce fatigue.
  • Carrying straps 12a and 12b are provided to pass over the operator's shoulders and securely fix the console 1 to the operator. This design frees the operator's hands when traveling.
  • Two lateral wings 13a and 13b of the console 1 are located on the sides of the operator, at the waist, and form armrests on which the latter rests his forearms.
  • Two articulated control handles 14a and 14b are arranged at the level of the front ends of the lateral wings 13a and 13b and are within the reach of the operator's hands.
  • a dashboard 15 is also placed at the front of the console 1 and provides the operator with all the information useful for implementing the captive aerostat system according to the invention.
  • An anti-light screen 150 is possibly installed to improve the readability of the dashboard 15.
  • the aerostat 2 is of the spherical balloon type. According to other embodiments not described here, the aerostat is of the airship type. As shown in simplified form in FIG. 1, the aerostat 2 comprises a spherical balloon 20, and a nacelle mainly consisting of a nacelle plate 21 equipped with stabilizing rods 210a and 210b, and fixing rods 22.
  • Balloon 20 is inflated with helium and may be a model manufactured by the Canadian company Mobil Airship.
  • the diameter and volume of the balloon 20 can vary depending on the use and the load to be lifted. According to a preferred embodiment, for standard use, the balloon 20 has a diameter of approximately 2.2 m, a volume close to 5.5 m 3 and a lifting capacity of approximately 4.5 kg.
  • the nacelle plate 21 fulfills two important functions for the operation of the captive aerostat system according to the invention, namely, a function for stabilizing the balloon and a function for fixing an apparatus section 4 located under the nacelle.
  • the balloon stabilization function is provided with the help of the two stabilizing rods 210a and 210b. As shown in FIG.
  • the stabilization rods 210a and 210b are arranged in a V and are fixed on an upper face of the nacelle plate 21.
  • a ring 2100a, 2100b is mounted on each stabilizing rod 210a, 210b, at one end of the tube remote from the plate 21.
  • the moorings 3a and 3b, shown in FIG. 1, are passed respectively through the rings 2100a and 2100b and are then fixed to the envelope of the balloon 20 using snap hooks (not shown) which close on loops (not shown) glued directly to the lower third of the envelope and located in the vertical alignment of the rings.
  • the function of fixing the switchgear section 4 will be described more precisely below with reference to FIGS. 4 and 6.
  • the fixing rods 22 have the function of fixing the nacelle plate 21 to the envelope of the balloon 20.
  • the fixing rods 22 and their assembly to the plate 21 and to the envelope of the balloon 20 are described in detail below. with reference to Figure 5.
  • the moorings 3a and 3b keep the aerostat 2 captive.
  • the moorings 3a and 3b are made, for example, with a nylon cord (registered trademark) of 3 to 4 mm in diameter.
  • the length of the mooring lines 3a and 3b between the console 1 and the aerostat 2 is controlled by the operator using two winches included in the console 1.
  • the combination of the two moorings 3a and 3b and the stabilizing rods 210a and 210b allows excellent stabilization and facilitates the piloting of the aerostat 2.
  • a bidirectional communication by radio-relay systems 5 is established between the console 1 and the aerostat 2.
  • Adequate electronic transmitting and receiving devices are installed in the console 1 and the aerostat 2. These transmitting and receiving devices are well known to those skilled in the art and will not be described here.
  • bidirectional communication 5 authorizes the transmission of remote control signals. These remote control signals allow the operator, for example, to remote control rotations of the switchgear section 4, to remote control a triggering of a measurement, to remote control a power supply cut-off of servomotors on board the aerostat 2, and the like.
  • rotations of the switchgear section 4 are remote-controlled along two axes, so as to have a horizontal movement of 360 degrees and 90 degrees vertical travel.
  • additional known means are added to the present embodiment in order to authorize rotations of the apparatus section 4 according to a third axis.
  • in advertising applications of captive aerostat systems according to the invention in addition to the logos and advertising messages present on the envelope of the balloon, it is possible to take on remote-controlled animation means in order to further attract the attention of people.
  • bidirectional communication 5 authorizes, for example, the transmission of measurement results, of an indication indicating the state of charge of on-board accumulators for the power supply, of a position information of the aerostat 2 supplied for example by an on-board GPS unit, altitude information, a video signal supplied by an on-board camera, and the like.
  • the transmission of position and altitude information from the aerostat 2 to the console 1 is provided, for example, in the case of an embodiment of the captive aerostat system according to the invention more particularly intended for the measurement (measurement of air pollution around a polluting site, measurement in the near field, in situ, of an electromagnetic radiation diagram of an antenna, etc.).
  • the transmission of a video signal from the aerostat 2 to the console 1 is provided, for example, in the case of an embodiment of the device according to the invention intended more particularly for aerial photography.
  • a miniature video camera is then mounted in the sight of an on-board photographic camera and the video signal produced is transmitted (for example, with a 2.4 GHz video transmitter) intended for console 1.
  • the image seen by the camera is displayed on a liquid crystal display (LCD) included in the dashboard 15 of the console 1. The operator can choose the view that suits him before taking the camera.
  • LCD liquid crystal display
  • control console 1 of the captive aerostat system According to the invention.
  • the console 1 mainly comprises the rear trunk 10, the rear backrest 1 1 and the shoulder straps 12a and 12b, the side wings 13a and 1 3b, the control handles articulated 14a and 14b, and the dashboard 1 5.
  • the rear trunk 10 mainly contains control and power circuits 100, transmission / reception circuits of radio-relay systems 101, a power source 102 and two geared motors 1 03a and 103b. Circuits 100 and 110 are known to those skilled in the art and will not be detailed here.
  • the power source 102 consists of one or more electrical accumulators and adequate voltage conversion circuits.
  • the gearmotors 103a and 103b are controlled at variable speed. Speed variation, direction of rotation switching, and power drive circuits are included in circuits 100.
  • Two winch coils 130a and 130b are mounted on the axes of the gearmotors 103a and 103b, and are housed in the side wings 13a and 13b, respectively.
  • the winch coils 130a and 130b may contain each a reserve of mooring rope of around 200 m, with a rope diameter of 3 to 4 mm.
  • horizontal mooring guide devices 131a and 131b are included in the front ends of the side wings 13a and 13b, respectively.
  • the moorings 3a and 3b run inside the lateral wings 13a and 13b coming from the reels 130a and 130b and pass through the horizontal mooring guide devices 131a and 131b before leaving the lateral wings 13a and 13b, respectively.
  • the horizontal mooring guide devices 131 a and 131 b guide the moorings 13a and 13b towards the outlet orifices 132a and 132b, shown in FIG. 3, located in the front ends of the lateral wings 13a and 13b, respectively.
  • the horizontal mooring guide devices 131 a and 131 b are similar.
  • the device 131b comprises a grooved wheel 1310b, a braking roller 131 1b, and mounting supports 1312b and 1313b.
  • the mounting support 1313b is fixed to the frame of the console 1 and rotatably supports the grooved wheel 1310b.
  • the mounting support 1312b is fixed to the frame of the console 1 and rotatably supports the brake roller 131 1b.
  • the mooring line 3b is engaged in the groove of the wheel 1310b and is pressed at the bottom of the latter by the braking roller 131 1b. The mooring line 3b is thus reliably held in the groove of the wheel 1310b and its travel is braked by the roller 131 1b.
  • the roller 131 1 b is made for example of PVC or rubber material.
  • the articulated control handles 14a and 14b are mounted on the front ends of the side wings 13a and 13b, at the outlet orifices 132a and 132b, respectively.
  • the handles 14a and 14b have similar structures.
  • the handle 14b is shown in detail in FIG. 3 and mainly comprises a base 140b, a return pulley 141b, a vertical mooring guide 142b, and a sleeve 143b.
  • the return pulley 141b is mounted on the base 140b in order to carry out a vertical return of the mooring line 3b to a guide bore 1421 b of the vertical mooring guide 142b.
  • the vertical mooring guide 142b is mounted on an upper part of the base 140b, above the deflection pulley 141b, so that a lower opening of the guide bore 1421b is located opposite the deflection pulley 141b.
  • the sleeve 143b is also mounted on the upper part of the base 140b and is designed to be grasped by the hand of the operator.
  • the base 140b is pivotally mounted on the front end of the side wing 13b and a spring 144b is provided to bring the base 140b back to a horizontal stop level.
  • the pivot and spring mounting of the articulated control handles 14a and 14b allows a vertical movement of the handles downwards.
  • This downward movement of the control handle 14a, 14b makes it possible to reduce the relative length of the mooring line 3a, 3b which is associated with it, and thus, to exert a mechanical action to modify the position of the aerostat 2, by an effect of rotation around its vertical axis.
  • the downward movement of the handles is 15 cm.
  • the sleeves 143a and 143b are equipped with control and adjustment elements 1430a and 1430b, such as switches, keys, and potentiometers, according to the embodiments, in particular in order to transmit control and adjustment information to the circuits 100 control and power located in the rear trunk 10 of the captive aerostat system according to the invention.
  • This control and adjustment information notably includes information on raising / lowering of the aerostat 2, information on speed of ascent / descent, information for initiating an action, such as taking a measurement or taking a picture, and the like.
  • the sleeve 143a, 143b consists of a hollow body inside which pass various connection wires. For reasons of simplification and clarity of the drawings, the routing of the various connection wires and their passage through the constituent elements of the console 1 are not shown.
  • the dashboard 15 is connected to the lateral wings 13a and 13b, by means of flexible tubes 150a and 150b.
  • This assembly allows easy orientation of the dashboard 15 and contributes to the ergonomics of the assembly.
  • the dashboard connection wires go to the interior of the flexible tubes 150a and 150b.
  • the instrument panel 15 comprises an LCD screen 151 and a signaling and control board 152.
  • the instrument panel 15 concentrates all the information useful for the operation of the captive aerostat system according to the invention. This information is displayed on the screen 151 or indicated by indicators on the signaling and control panel 152.
  • An indicator is for example placed in the plate 152 to indicate to the operator the remaining autonomy (state of charge of the accumulators ) of the system.
  • the plate 152 can also include control and adjustment elements, such as switches, keys and potentiometers, in addition to those provided on the sleeves 143a and 143b of the articulated control handles 14a and 14b.
  • the nacelle plate 21 is a disc comprising 3 perforated parts 21 1 in order to reduce its weight.
  • the nacelle plate 21 is made of composite material, for example, carbon and / or keviar (registered trademark).
  • the stabilizing rods 210a and 210b are fixed to the upper face of the nacelle stage 21, on portions which are full in radius thereof, using fixing jumpers 212. First ends of the stabilizing rods 210a and 210b are located near the center of the plate 21.
  • the second ends of the stabilizing rods 210a and 210b include the rings 2100a and 2100b through which the moorings 3a and 3b are passed, respectively.
  • the stabilizing rods 210a and 210b form a V and are spaced at an angle between 100 and 120 degrees.
  • a servomotor 213 is also installed on the upper face of the nacelle plate 21, on a solid central portion 214 of the latter.
  • a transmission belt or chain 215 connects a pinion of the servomotor 213 to a transmission wheel 216 secured to an axis rod 400 shown in FIG. 6.
  • the axis rod 400 is located along the vertical axis passing through the center of plate 21.
  • the axis rod 400 carries the load formed by the switchgear section 4.
  • the axis rod 400 rotates about the vertical axis and drives with it the switchgear section 4.
  • the actuation of the servomotor 213 is remotely controlled from the ground by the operator.
  • the nacelle plate 21 comprises several through orifices 217 grouped in pairs.
  • the pairs of through orifices 217 are distributed regularly over an inner periphery of the nacelle plate 21.
  • the orifices 217 are used to assemble the fixing rods 22 to the nacelle stage 21.
  • a fixing rod 22 comprises a threaded rod 221 and a tube forming a spacer 222.
  • the threaded rod 221 is inserted into the tube 222.
  • a first end of the threaded rod 221 is inserted into a corresponding hole 217 nacelle stage 21 and an ear nut 224 is screwed on this first end, so that the nacelle stage 21 is sandwiched between the tube 222 and the ear nut 224.
  • a second end of the threaded rod 221 is screwed into a ball joint 223 until the tube 222 is immobilized between the upper face of the nacelle plate 21 and the ball joint 223.
  • the pair constituted by two fixing rods 22 is then assembled, by the ball joint 223, to a ball joint assembly cylinder 225.
  • the cylinder 225 is previously inserted into a loop 201 fixed to the envelope of the balloon 20 by means of an attached piece 202.
  • the fixing of the loop 201 and of the insert 202 to the envelope is produced for example using an adhesive.
  • the two ball joint caps 223 of the pair of fixing rods 22 are then inserted into two ball joints 226 situated at the center of two opposite faces, flat and circular, of the cylinder 225.
  • the carbon composite material is used for the stabilizing rods 210 and the fixing rods 22.
  • the loops 201 are made of Nylon (registered trademark). PVC or rubber is used for the ball joint cylinders 225.
  • the switchgear section 4 mainly comprises a mechanical transmission and stabilization device 40, an electronic unit 41, a U-shaped frame 42, and a sensor unit 43.
  • the mechanical transmission and stabilization device The mechanical transmission and stabilization device
  • the mechanical transmission and stabilization device 40 is shown in detail in FIGS. 7 and 8.
  • the function of the mechanical transmission and stabilization device 40 is, on the one hand, to transmit to the apparatus section 4 the rotational movement around the vertical axis controlled by the servomotor 213 and, on the other hand, to ensure the stability of the switchgear section by damping any movement or oscillation of yaw and pitch coming from the nacelle plate 21.
  • the mechanical transmission and stabilization device 40 mainly comprises the axis rod 400, an axis rod 400 ′, a transmission universal joint 401, 3 dampers 402, and various mounting parts.
  • the axle rod 400 is connected to the transmission wheel 216 and is driven in rotation by the latter.
  • the axis rod 400 is coupled to the axis rod 400 'via the transmission universal joint 401.
  • a lower end of the shaft rod 400 ′ is fixedly connected to an upper part of the electronic unit 41 and drives in rotation, with the actuation of the servomotor 213, the assembly consisting of the electronic unit 41, of the U-shaped frame 42, and the sensor housing 43.
  • the 3 shock absorbers 402 are mounted in a star, with angular spacings of 120 degrees between the shock absorbers. Upper ends of the shock absorbers 402 are fixed to the axle rod 400 using assembly bolts 4020 screwed onto an upper portion of the gimbal 401 secured to the axle rod 400. The upper end of a damper 402 is held firmly between a head and a nut of the corresponding bolt 4020. Lower ends of the shock absorbers 402 are fixed to the shaft rod 400 'using assembly bolts 4021 screwed onto an assembly ring 4022 passed through the shaft rod 400'.
  • the threaded ends of the bolts 4021 pass through threaded orifices in the ring 4022 and a tightening is carried out in such a way that the shaft rod 400 ', the assembly ring 4022 and the bolts 4021 are joined together.
  • the lower end of a damper 402 is held firmly between a head and a nut of the corresponding bolt 4021.
  • the electronic unit 41 is mechanically fixedly connected to the shaft rod 400 '.
  • the housing 41 contains a power source comprising one or more electric accumulators, and all the electronics necessary for the operation of the aerostat 2. The necessary electronic components and circuits, well known to those skilled in the art, will not be detailed here.
  • the housing 41 is fixed to a horizontal upper part 420 of the U-shaped frame 42.
  • the U-shaped frame 42 comprises two vertical branches 421 and 422 extending downward from the horizontal upper part 420.
  • the U-shaped frame 42 consists of a hollow body in which are housed a servomotor and a adequate connections (not shown).
  • the sensor housing 43 is mounted between the two vertical branches 421 and 422 of the U-shaped frame 42.
  • the servomotor mentioned above is housed in one of the vertical branches 421, 422, of the frame 42.
  • the operation of the servomotor is remote-controlled from the ground by the operator in order to cause the sensor housing 43 to rotate about a horizontal axis 430.
  • the housing 43 includes a measurement sensor 431.
  • a photographic camera, and a miniature camera mounted in the sight therein are installed in place of the sensor 431.
  • the captive aerostat systems according to the invention find numerous applications.
  • the invention can be used to transmit video images of a person in distress (for example, a mountaineer on a rock wall) in order for example to better judge his physical condition, or as means of transport for bringing objects, food, medicine, etc. to the person.
  • the invention can also be used for signaling and lighting.
  • control console 1 included in the captive aerostat system according to the invention can easily be adapted for piloting kites.
  • the two moorings are used to connect the kite to the control console, and the console is simplified by removing unnecessary mechanical, electrical and electronic components.
  • the term "aerostat" should therefore be interpreted very broadly.

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Abstract

Un système d'aérostat captif selon l'invention comprend un aérostat 2 et une console de commande 1 située au sol. La console de commande 1 est portée par un opérateur. Elle est conçue ergonomiquement de telle manière que l'opérateur peut commander le système tout en se déplaçant. L'aérostat est relié a la console de commande par deux amarres 3a et 3b. Il est également prévu des tiges en V, 210a et 210b, pour stabiliser l'aérostat, et un dispositif pour stabiliser une section d'appareillage embarquée 4. Les systèmes d'aérostat captif selon l'invention trouvent des applications dans la prise de vue aérienne, la mesure, la publicité, les secours et la signalisation.

Description

AEROSTAT CAPTIF ET EQUIPEMENT DE COMMANDE ASSOCIE
La présente invention concerne de manière générale , des aérostats captifs à basse altitude et leurs équipements de commande associés, applicables notamment à la mesure, à la prise de vue aérienne, à la publicité aérienne, et autres. Plus précisément, l'invention concerne des aérostats captifs avec des appareillages embarqués qui sont télécommandés depuis le sol.
Il est connu du demandeur des aérostats captifs commandés depuis le sol par un opérateur. Ces aérostats sont reliés par une seule amarre à un dispositif de commande au sol. Un premier inconvénient de ces aérostats est que le dispositif de commande au sol ne peut pas être déplacé de manière aisée, ce qui limite considérablement les possibilités de l'opérateur pour les placer rapidement à une position voulue. Un autre inconvénient réside dans leur instabilité par rapport à la position voulue. Le problème de l'instabilité est moins accentué dans le cas des aérostats de type dirigeable, car ces aérostats du fait de leur forme s'orientent dans le sens du vent et acquièrent ainsi une certaine stabilité. Cette stabilité apportée par le vent est toutefois obtenue au détriment de la rapidité de manoeuvre.
Il est donc souhaitable de proposer des solutions aux inconvénients mentionnés ci-dessus, car les aérostats captifs présentent un grand intérêt pour des applications à basse altitude, par rapport à des techniques faisant appel à un avion, un hélicoptère ou un ULM. En effet, outre les avantages évidents de coût, de rapidité et de simplicité de mise en oeuvre, la technique des aérostats captifs minimisent les risques de survol pour les publics et les lieux survolés.
La présente invention a pour but de fournir des systèmes d'aérostat captif dans lesquels l'opérateur peut déplacer aisément un équipement de commande au sol et placer ainsi l'aérostat captif à une position voulue. La présente invention a également pour but de fournir des systèmes d'aérostat captif dans lesquels une bonne stabilité de l'aérostat captif est obtenue. Un système d'aérostat captif selon l'invention comprend un aérostat et un équipement de commande situé au sol, et des première et seconde amarres reliant l'aérostat à l'équipement de commande au sol, l'aérostat comprenant des premier et second moyens de stabilisation reliés en des premières extrémités à une nacelle de l'aérostat et couplés en des secondes extrémités aux première et seconde amarres pour stabiliser des mouvements de l'aérostat, et l'équipement de commande étant porté par un opérateur et étant conçu ergonomiquement de telle manière que l'opérateur peut commander le système d'aérostat captif tout en se déplaçant.
Selon une autre caractéristique, les premier et second moyens de stabilisation sont constitués par des tiges formant entre elles un angle compris entre 100 et 120 degrés environ.
Selon encore une autre caractéristique, un système d'aérostat captif selon l'invention comprend des moyens de commande à treuil motorisé logés dans l'équipement de commande pour commander une montée ou une descente de l'aérostat en augmentant ou en réduisant une longueur des première et seconde amarres.
De préférence, les moyens de commande à treuil motorisé comprennent des moyens de commande à vitesse variable pour commander à vitesse variable la montée ou la descente de l'aérostat. Plus précisément, les moyens de commande à treuil motorisé peuvent comprendre des premier et second treuils actionnés respectivement par des premier et second moteurs électriques, les premier et second treuils étant associés respectivement aux première et seconde amarres.
Selon une autre caractéristique, l'équipement de commande au sol comprend des premier et second moyens mécaniques articulés associés respectivement aux première et seconde amarres pour réduire par une ou des actions mécaniques exercées par l'opérateur une ou des longueurs relatives des première et seconde amarres afin d'induire un ou des déplacements de l'aérostat. Plus précisément, les premier et second moyens mécaniques articulés peuvent comprendre deux poignées indépendantes montées sur pivot à des extrémités avant de l'équipement de commande au sol et disposées ergonomiquement de telle manière qu'elles se trouvent à portée naturelle des mains de l'opérateur et peuvent être basculées en rotation indépendamment par celui-ci afin de réduire la ou les longueurs relatives des première et seconde amarres de façon à induire le ou les déplacements de l'aérostat.
De plus, l'aérostat peut également comprendre des moyens de stabilisation de charge pour stabiliser sur un axe vertical une charge embarquée dans l'aérostat en amortissant des mouvements et oscillations appliqués à la charge. De préférence, les moyens de stabilisation de charge comprennent trois amortisseurs montés en étoile sur deux axes verticaux couplés par cardan et portant la charge en une extrémité inférieure.
Selon encore une autre caractéristique, l'aérostat comprend des moyens télécommandés depuis le sol par l'opérateur pour commander des rotations de la charge autour de différents axes, et notamment autour d'un axe vertical et d'un axe horizontal. De plus, il peut également être fourni des moyens de communication bidirectionnelle pour permettre des échanges d'informations entre l'équipement de commande au sol et l'aérostat, et notamment des informations de télécommande et/ou des informations vidéo.
L'équipement de commande au sol peut comprendre des moyens de visualisation d'informations, incluant notamment un écran, pour visualiser des informations envoyées par l'aérostat et/ou pour visualiser des informations relatives au fonctionnement du système d'aérostat captif.
Par ailleurs, l'aérostat peut comprendre des moyens destinés à la mesure et/ou à la prise de vue et/ou à la publicité et/ou aux secours et/ou à la signalisation. De préférence, les moyens destinés à la prise de vue comprennent un appareil photographique et une caméra vidéo miniature montée dans la visée de l'appareil photographique. Un aérostat de type ballon sphérique est particulièrement bien adapté pour un système d'aérostat captif selon l'invention. Toutefois, un aérostat de type dirigeable est également adapté.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de plusieurs formes de réalisation préférées des systèmes d'aérostat captif selon l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins qu'elle comporte, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue d'ensemble montrant sous forme simplifiée une forme de réalisation préférée d'un système d'aérostat captif selon l'invention;
- la figure 2 est une vue de dessus, habillages retirés, d'une console de commande incluse dans la forme de réalisation préférée de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe de la console de commande de la figure 2;
- la figure 4 est une vue de dessus d'une platine de nacelle incluse dans un aérostat de la forme de réalisation préférée de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue en perspective d'un assemblage de la platine de nacelle à l'enveloppe de l'aérostat;
- la figure 6 montre une section d'appareillage portée par un aérostat de la forme de réalisation préférée de la figure 1 ;
- la figure 7 est une vue de dessus d'un dispositif mécanique de transmission et de stabilisation pour la section d'appareillage; et
- la figure 8 montre en détail le montage d'un amortisseur parmi trois inclus dans le dispositif mécanique de transmission et de stabilisation.
En référence à la figure 1 , un système d'aérostat captif selon une forme de réalisation préférée de l'invention comprend principalement une console de commande 1 , un aérostat 2 et deux amarres 3a et 3b reliant la console 1 à l'aérostat 2. La console de commande 1 est portée par un opérateur. La console 1 est de type dorsale et est conçue de manière ergonomique. L'essentiel de la charge de la console 1 est localisée au niveau d'un coffre arrière 10 et est portée par le dos de l'opérateur. Un dossier 1 1 est en contact avec le dos de l'opérateur afin d'améliorer sont confort et de réduire sa fatigue. Des bretelles de portage 12a et 12b sont prévues pour passer sur les épaules de l'opérateur et fixer de manière sûre la console 1 sur l'opérateur. Cette conception permet de libérer les mains de l'opérateur lors des déplacements. Deux ailes latérales 13a et 13b de la console 1 sont situées sur les flancs de l'opérateur, au niveau de sa taille, et forment des accoudoirs sur lesquels celui-ci repose ses avant-bras. Deux poignées de commande articulées 14a et 14b sont disposées au niveau d'extrémités avant des ailes latérales 13a et 13b et sont à la portée des mains de l'opérateur. Un tableau de bord 15 est également disposé à l'avant de la console 1 et fournit à l'opérateur toutes les informations utiles à la mise en oeuvre du système d'aérostat captif selon l'invention. Un écran anti-lumière 150 est éventuellement installé pour améliorer la lisibilité du tableau de bord 15. Ainsi équipé de la console 1 , l'opérateur peut se déplacer sans difficulté, à sa guise, sur des distances courtes ou longues, afin d'amener l'aérostat 2 à l'emplacement voulu.
Dans cette forme de réalisation préférée, l'aérostat 2 est de type ballon sphérique. Selon d'autres formes de réalisation non décrites ici, l'aérostat est de type dirigeable. Comme montré de manière simplifiée à la figure 1 , l'aérostat 2 comprend un ballon sphérique 20, et une nacelle constituée principalement d'une platine de nacelle 21 équipée de tiges de stabilisation 210a et 210b, et de tiges de fixation 22.
Le ballon 20 est gonflé à l'hélium et peut être un modèle fabriqué par la société canadienne Mobil Airship. Le diamètre et le volume du ballon 20 peuvent varier en fonction de l'utilisation et de la charge à soulever. Selon une forme de réalisation préférée, pour une utilisation standard, le ballon 20 a un diamètre de 2,2 m environ, un volume voisin de 5,5 m3 et une capacité de levage d'environ 4,5 kg. La platine de nacelle 21 remplit deux fonctions importantes pour le fonctionnement du système d'aérostat captif selon l'invention, à savoir, une fonction de stabilisation du ballon et une fonction de fixation d'une section d'appareillage 4 située sous la nacelle. La fonction de stabilisation du ballon est assurée avec le concours des deux tiges de stabilisation 210a et 210b. Comme montré à la figure 4, les tiges de stabilisation 210a et 210b sont disposées en V et sont fixées sur une face supérieure de la platine de nacelle 21 . Un anneau 2100a, 2100b, est monté sur chaque tige de stabilisation 210a, 210b, à une extrémité du tube éloignée de la platine 21 . Les amarres 3a et 3b, montrées à la figure 1 , sont passées respectivement dans les anneaux 2100a et 2100b et sont ensuite fixées à l'enveloppe du ballon 20 à l'aide de mousquetons (non représentés) qui se ferment sur des boucles (non représentées) collées directement sur le tiers inférieur de l'enveloppe et situées dans l'alignement vertical des anneaux. La fonction de fixation de la section d'appareillage 4 sera décrite plus précisément par la suite en référence aux figures 4 et 6.
Les tiges de fixation 22 ont pour fonction de fixer la platine de nacelle 21 à l'enveloppe du ballon 20. Les tiges de fixation 22 et leur assemblage à la platine 21 et à l'enveloppe du ballon 20 sont décrits en détail par la suite en référence à la figure 5.
Les amarres 3a et 3b maintiennent captif l'aérostat 2. Les amarres 3a et 3b sont réalisées, par exemple, avec une corde Nylon (marque déposée) de 3 à 4 mm de diamètre. La longueur des amarres 3a et 3b entre la console 1 et l'aérostat 2 est commandée par l'opérateur à l'aide de deux treuils inclus dans la console 1 . Dans la présente invention, la combinaison des deux amarres 3a et 3b et des tiges de stabilisation 210a et 210b autorise une excellente stabilisation et facilite le pilotage de l'aérostat 2.
Une communication bidirectionnelle par faisceaux hertziens 5 est établie entre la console 1 et l'aérostat 2. Des dispositifs électroniques adéquats d'émission et de réception sont installés dans la console 1 et l'aérostat 2. Ces dispositifs d'émission et de réception sont bien connus des hommes du métier et ne seront pas décrits ici. Dans le sens console-vers-aérostat, la communication bidirectionnelle 5 autorise une transmission de signaux de télécommande. Ces signaux de télécommande permettent à l'opérateur, par exemple, de télécommander des rotations de la section d'appareillage 4, de télécommander un déclenchement d'une mesure, de télécommander une coupure d'alimentation de servomoteurs embarqués dans l'aérostat 2, et autres analogues. Comme cela apparaîtra plus clairement par la suite en référence à la description des figures 4 et 6, dans cette forme réalisation, des rotations de la section d'appareillage 4 sont télécommandées selon deux axes, de façon à avoir un débattement horizontal de 360 degrés et un débattement vertical de 90 degrés. Selon une variante, aisément réalisable par les hommes du métier compte-tenu des enseignements apportés dans la présente demande, des moyens connus supplémentaires sont ajoutés à la présente forme de réalisation afin d'autoriser des rotations de la section d'appareillage 4 selon un troisième axe. Dans des applications à la publicité des systèmes d'aérostat captif selon l'invention, outre les logos et messages publicitaires présents sur l'enveloppe du ballon, il est possible d'embarquer des moyens d'animation télécommandés afin d'attirer davantage l'attention des personnes.
Dans le sens "aérostat-vers-console", la communication bidirectionnelle 5 autorise, par exemple, la transmission de résultats de mesure, d'une indication indiquant l'état de charge d'accumulateurs embarqués pour l'alimentation électrique, d'une information de position de l'aérostat 2 fournie par exemple par un boîtier GPS embarqué, d'une information d'altitude, d'un signal vidéo fourni par une caméra embarquée, et autres analogues.
La transmission d'informations de position et d'altitude de l'aérostat 2 vers la console 1 est prévue, par exemple, dans le cas d'une forme de réalisation du système d'aérostat captif selon l'invention plus particulièrement destinée à la mesure (mesure de la pollution de l'air autour d'un site polluant, mesure en champ proche, in situ, d'un diagramme de rayonnement électromagnétique d'une antenne, etc.). La transmission d'un signal vidéo de l'aérostat 2 vers la console 1 est prévue, par exemple, dans le cas d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention destinée plus particulièrement à la prise de vue aérienne. Une caméra vidéo miniature est alors montée dans la visée d'un appareil photographique embarqué et le signal vidéo produit est transmis (par exemple, avec un émetteur vidéo à 2,4 GHz) à destination de la console 1 . L'image vue par la caméra est affichée sur un écran à cristaux liquides (LCD) inclus dans le tableau de bord 15 de la console 1 . L'opérateur peut ainsi choisir la vue qui lui convient avant de déclencher l'appareil photographique.
En référence aux figures 2 et 3, il est maintenant décrit de manière détaillée la console de commande 1 du système d'aérostat captif selon l'invention.
Comme montré à la figure 2 en vue de dessus, avec les habillages retirés, la console 1 comprend principalement le coffre arrière 10, le dossier arrière 1 1 et les bretelles 12a et 12b, les ailes latérales 13a et 1 3b, les poignées de commande articulées 14a et 14b, et le tableau de bord 1 5.
Le coffre arrière 10 contient principalement des circuits de commande et de puissance 100, des circuits d'émission/réception de faisceaux hertziens 101 , une source d'alimentation 102 et deux motoréducteurs 1 03a et 103b. Les circuits 100 et 1 01 sont connus des hommes du métier et ne seront pas détaillés ici. La source d'alimentation 102 est constituée d'un ou de plusieurs accumulateurs électriques et de circuits de conversion de tension adéquats. Les motoréducteurs 103a et 103b sont commandés à vitesse variable. Des circuits de variation de vitesse, de commutation de sens de rotation, et d'attaque en puissance des motoréducteurs sont inclus dans les circuits 100.
Deux bobines de treuil 130a et 130b sont montées sur les axes des motoréducteurs 103a et 103b, et sont logées dans les ailes latérales 13a et 13b, respectivement. Selon une forme de réalisation préférée, les bobines de treuil 130a et 130b peuvent contenir chacune une réserve de corde d'amarre de 200 m environ, avec un diamètre de corde de 3 à 4 mm.
Comme montré aux figures 2 et 3, des dispositifs de guidage horizontal d'amarre 131 a et 131 b sont inclus dans les extrémités avant des ailes latérales 13a et 13b, respectivement. Les amarres 3a et 3b courent à l'intérieur des ailes latérales 13a et 13b en provenance des bobines 130a et 130b et traversent les dispositifs de guidage horizontal d'amarre 131 a et 131 b avant de sortir des ailes latérales 13a et 13b, respectivement. Les dispositifs de guidage horizontal d'amarre 131 a et 131 b guident les amarres 13a et 13b vers des orifices de sortie 132a et 132b, montrés à la figure 3, situés dans les extrémités avant des ailes latérales 13a et 13b, respectivement. Les dispositifs de guidage horizontal d'amarre 131 a et 131 b sont analogues. Seul le dispositif de guidage d'amarre horizontal 131 b est montré en détail à la figure 3. Le dispositif 131 b comprend une roue à rainure 1310b, un galet de freinage 131 1 b, et des supports de montage 1312b et 1313b. Le support de montage 1313b est fixé sur le bâti de la console 1 et supporte en rotation la roue à rainure 1310b. Le support de montage 1312b est fixé sur le bâti de la console 1 et supporte en rotation le galet de freinage 131 1 b. L'amarre 3b est engagée dans la rainure de la roue 1310b et est pressée au fond de celle-ci par le galet de freinage 131 1 b. L'amarre 3b est ainsi maintenue de manière fiable dans la rainure de la roue 1310b et son défilement est freiné par le galet 131 1 b. Le galet 131 1 b est réalisé par exemple en matériau PVC ou caoutchouc.
Les poignées de commande articulées 14a et 14b sont montées sur les extrémités avant des ailes latérales 13a et 13b, au niveau des orifices de sortie 132a et 132b, respectivement. Les poignées 14a et 14b ont des structures analogues.
La poignée 14b est montrée en détail à la figure 3 et comprend principalement une base 140b, une poulie de renvoi 141 b, un guide vertical d'amarre 142b, et un manchon 143b. La poulie de renvoi 141 b est montée sur la base 140b afin d'effectuer un renvoi vertical de l'amarre 3b vers un alésage de guidage 1421 b du guide vertical d'amarre 142b. Le guide vertical d'amarre 142b est monté sur une partie supérieure de la base 140b, au-dessus de la poulie de renvoi 141 b, de telle manière qu'une ouverture inférieure de l'alésage de guidage 1421 b est située face à la poulie de renvoi 141 b. Le manchon 143b est monté également sur la partie supérieure de la base 140b et est conçu pour être saisi par la main de l'opérateur. La base 140b est montée sur pivot sur l'extrémité avant de l'aile latérale 13b et un ressort 144b est prévu pour ramener la base 140b vers un niveau de butée horizontal.
Le montage sur pivot et ressort des poignées de commande articulées 14a et 14b permet un débattement vertical des poignées vers le bas. Ce débattement vers le bas de la poignée de commande 14a, 14b permet de réduire la longueur relative de l'amarre 3a, 3b qui lui est associée, et ainsi, d'exercer une action mécanique pour modifier la position de l'aérostat 2, par un effet de rotation autour de son axe vertical. Selon une forme de réalisation préférée, le débattement vers le bas des poignées est de 15 cm.
Les manchons 143a et 143b sont équipés d'éléments de commande et de réglage 1430a et 1430b, tels que des interrupteurs, des touches, et des potentiomètres, selon les formes de réalisation, afin notamment de transmettre des informations de commande et de réglage aux circuits de commande et de puissance 100 situés dans le coffre arrière 10 du système d'aérostat captif selon l'invention. Ces informations de commande et de réglage incluent notamment une information de montée/descente de l'aérostat 2, une information de vitesse de montée/descente, une information de déclenchement d'une action, telle qu'une prise de mesure ou de vue, et autres analogues. Le manchon 143a, 143b est constitué d'un corps creux à l'intérieur duquel passent différents fils de connexion. Pour des raisons de simplification et de clarté des dessins, l'acheminement des différents fils de connexion et leurs passages à travers les éléments constitutifs de la console 1 ne sont pas représentés.
Comme cela apparaîtra clairement à la figure 2, le tableau de bord 15 est relié aux ailes latérales 13a et 13b, au moyen de tubes flexibles 150a et 150b. Ce montage autorise une orientation aisée du tableau de bord 15 et participe à l'ergonomie de l'ensemble. Les fils de connexion du tableau de bord passent à l'intérieur des tubes flexibles 150a et 150b. Dans cette forme de réalisation préférée, le tableau de bord 15 comprend un écran LCD 151 et une platine de signalisation et de commande 152. Le tableau de bord 15 concentre toutes les informations utiles au fonctionnement du système d'aérostat captif selon l'invention. Ces informations sont affichées sur l'écran 151 ou indiquées par des voyants de la platine de signalisation et de commande 152. Un voyant est par exemple disposé dans la platine 152 pour indiquer à l'opérateur l'autonomie restante (état de charge des accumulateurs) du système. La platine 152 peut comprendre également des éléments de commande et de réglage, tels que des interrupteurs, des touches, et des potentiomètres, en complément de ceux prévus sur les manchons 143a et 143b des poignées de commande articulées 14a et 14b.
En référence aux figures 4 à 8, il est maintenant décrit plus particulièrement l'aérostat 2.
Comme montré à la figure 4, la platine de nacelle 21 est un disque comprenant 3 parties ajourées 21 1 afin d'en réduire le poids. Selon une forme de réalisation préférée, la platine de nacelle 21 est fabriquée en matériau composite, par exemple, carbone et/ou keviar (marque déposée). Les tiges de stabilisation 210a et 210b sont fixées sur la face supérieure de la platine de nacelle 21 , sur des portions pleines en rayon de celle-ci, à l'aide de cavaliers de fixation 212. Des premières extrémités des tiges de stabilisation 210a et 210b sont situées à proximité du centre de la platine 21 . Les secondes extrémités des tiges de stabilisation 210a et 210b comportent les anneaux 2100a et 2100b à travers lesquels sont passées les amarres 3a et 3b, respectivement. Les tiges de stabilisation 210a et 210b forment un V et sont écartés d'un angle compris entre 100 et 120 degrés. Un servomoteur 213 est également installé sur la face supérieure de la platine de nacelle 21 , sur une portion pleine centrale 214 de celle-ci. Une courroie ou chaîne de transmission 215 relie un pignon du servomoteur 213 à une roue de transmission 216 solidaire d'une tige d'axe 400 montrée à la figure 6. La tige d'axe 400 est située suivant l'axe vertical traversant le centre de la platine 21 . La tige d'axe 400 porte la charge constituée par la section d'appareillage 4. Lorsque le servomoteur 213 est alimenté, la tige d'axe 400 effectue une rotation autour de l'axe vertical et entraîne avec elle la section d'appareillage 4. L'actionnement du servomoteur 213 est télécommandé depuis le sol par l'opérateur.
Comme montré également à la figure 4, la platine de nacelle 21 comprend plusieurs orifices traversants 217 regroupés par paires. Les paires des orifices traversants 217 sont réparties régulièrement sur un pourtour intérieur de la platine de nacelle 21 . Les orifices 217 sont utilisés pour assembler les tiges de fixation 22 à la platine de nacelle 21.
L'assemblage des tiges de fixation 22 à la platine de nacelle 21 et au ballon 20 est montré à la figure 5.
Selon la forme de réalisation représentée, une tige de fixation 22 comprend une tige filetée 221 et un tube formant entretoise 222. La tige filetée 221 est insérée dans le tube 222. Une première extrémité de la tige filetée 221 est insérée dans un orifice 217 correspondant de la platine de nacelle 21 et un écrou oreille 224 est vissé sur cette première extrémité, de telle manière que la platine de nacelle 21 est prise en sandwich entre le tube 222 et l'écrou oreille 224. Une seconde extrémité de la tige filetée 221 est vissée dans une chape de rotule 223 jusqu'à immobilisation du tube 222 entre la face supérieure de la platine de nacelle 21 et la chape de rotule 223. La paire constituée par deux tiges de fixation 22 est ensuite assemblée, par les chapes de rotule 223, à un cylindre d'assemblage à rotules 225. Le cylindre 225 est préalablement inséré dans une boucle 201 fixée à l'enveloppe du ballon 20 à l'aide d'une pièce rapportée 202. La fixation de la boucle 201 et de la pièce rapportée 202 à l'enveloppe est réalisée par exemple à l'aide d'un adhésif. Les deux chapes de rotule 223 de la paire de tiges de fixation 22 sont ensuite insérées dans deux rotules 226 situées au centre de deux faces opposées, planes et circulaires, du cylindre 225.
Selon une forme de réalisation préférée, le matériau composite carbone est utilisé pour les tiges de stabilisation 210 et les tiges de fixation 22. Les boucles 201 sont réalisées en Nylon (marque déposée). Le PVC ou le caoutchouc est utilisé pour les cylindres d'assemblage à rotules 225.
En référence aux figures 6 à 8, il est maintenant décrit plus particulièrement la section d'appareillage 4.
Comme montré à la figure 6, la section d'appareillage 4 comprend principalement un dispositif mécanique de transmission et de stabilisation 40, un boîtier électronique 41 , un cadre en U 42, et un boîtier de capteur 43.
Le dispositif mécanique de transmission et de stabilisation
40 est montré en détail aux figures 7 et 8. Le dispositif mécanique de transmission et de stabilisation 40 a pour fonction, d'une part, de transmettre à la section d'appareillage 4 le mouvement de rotation autour de l'axe vertical commandé par le servomoteur 213 et, d'autre part, d'assurer la stabilité de la section d'appareillage en amortissant tout mouvement ou oscillation de lacet et de tangage en provenance de la platine de nacelle 21 . Le dispositif mécanique de transmission et de stabilisation 40 comprend principalement la tige d'axe 400, une tige d'axe 400', un cardan de transmission 401 , 3 amortisseurs 402, et différentes pièces de montage.
La tige d'axe 400 est reliée à la roue de transmission 216 et est entraînée en rotation par celle-ci. La tige d'axe 400 est couplée à la tige d'axe 400' par l'intermédiaire du cardan de transmission 401 . Une extrémité inférieure de la tige d'axe 400' est reliée de manière fixe à une partie supérieure du boîtier électronique 41 et entraîne en rotation, avec l'actionnement du servomoteur 213, l'ensemble constitué du boîtier électronique 41 , du cadre en U 42, et du boîtier de capteur 43.
Comme montré aux figures 7 et 8, les 3 amortisseurs 402 sont montés en étoile, avec des ecartements angulaires de 120 degrés entre les amortisseurs. Des extrémités supérieures des amortisseurs 402 sont fixées à la tige d'axe 400 à l'aide de boulons d'assemblage 4020 vissés sur une portion supérieure du cardan 401 solidaire de la tige d'axe 400. L'extrémité supérieure d'un amortisseur 402 est maintenue fermement entre une tête et un écrou du boulon 4020 correspondant. Des extrémités inférieures des amortisseurs 402 sont fixées à la tige d'axe 400' à l'aide de boulons d'assemblage 4021 vissés sur une bague d'assemblage 4022 passée dans la tige d'axe 400'. Les extrémités filetées des boulons 4021 traversent des orifices filetés de la bague 4022 et un serrage est effectué de telle manière que la tige d'axe 400', la bague d'assemblage 4022 et les boulons 4021 sont assemblés solidairement. L'extrémité inférieure d'un amortisseur 402 est maintenue fermement entre une tête et un écrou du boulon 4021 correspondant.
Le boîtier électronique 41 est relié mécaniquement de manière fixe à la tige d'axe 400'. Le boîtier 41 contient une source d'alimentation comprenant un ou plusieurs accumulateurs électriques, et l'ensemble de l'électronique nécessaire au fonctionnement de l'aérostat 2. Les composants et circuits électroniques nécessaires, bien connus des hommes du métier, ne seront pas détaillés ici. Le boîtier 41 est fixé sur une partie supérieure horizontale 420 du cadre en U 42.
Le cadre en U 42 comprend deux branches verticales 421 et 422 s'étendant vers le bas à partir de la partie supérieure horizontale 420. De préférence, le cadre en U 42 est constitué d'un corps creux dans lequel sont logés un servomoteur et une connectique adéquate (non représentés).
Le boîtier de capteur 43 est monté entre les deux branches verticales 421 et 422 du cadre en U 42. Le servomoteur mentionné ci-dessus est logé dans l'une des branches verticales 421 , 422, du cadre 42. Le fonctionnement du servomoteur est télécommandé depuis le sol par l'opérateur afin de provoquer une rotation du boîtier de capteur 43 autour d'un axe horizontal 430.
Dans cette forme de réalisation, le boîtier 43 inclus un capteur de mesure 431 . Dans une autre forme de réalisation, un appareil photographique, et une caméra miniature montée dans la visée dans celui-ci, sont installés à la place du capteur 431 . Les systèmes d'aérostat captif selon l'invention trouvent de nombreuses applications. Dans une application pour les secours aux personnes, l'invention peut être utilisée pour transmettre des images vidéo d'une personne en détresse (par exemple, un alpiniste sur une paroi rocheuse) afin par exemple de mieux juger de son état physique, ou comme moyens de transport pour faire parvenir à la personne des objets, de la nourriture, des médicaments, etc.. L'invention peut également être utilisée pour la signalisation et l'éclairage. Ces applications ne seront pas décrites ici en détail car elles font appel à des moyens connus aisément intégrables, compte- tenu de la description ci-dessus.
Par ailleurs, il apparaîtra de manière évidente aux hommes du métier que la console de commande 1 inclut dans le système d'aérostat captif selon l'invention peut aisément être adaptée pour le pilotage de cerfs-volants. Les deux amarres sont utilisées pour relier le cerf-volant à la console de commande, et la console est simplifiée en supprimant des composants mécaniques, électriques et électroniques superflus. Dans la présente demande, il conviendra donc d'interpréter le terme "aérostat" de manière très large.
Les principes de l'invention étant ici divulgués, différentes autres modifications et variantes seront apportées par les hommes du métier. Ces modifications et variantes devront être considérées comme incluses dans le champ d'application de l'invention, lequel n'est nullement limité aux formes de réalisation actuellement préférées telles qu'elles ont été décrites ci-dessus.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 . Système d'aérostat captif comprenant un aérostat (2) et un équipement de commande (1 ) situé au sol, et des première et seconde amarres (3a, 3b) reliant ledit aérostat (2) audit équipement de commande au sol ( 1 ), ledit aérostat (2) comprenant des premier et second moyens de stabilisation (21 0a, 210b) reliés en des premières extrémités à une nacelle (21 ) de l'aérostat (2) et couplés en des secondes extrémités auxdites première et seconde amarres (3a, 3b) pour stabiliser des mouvements de l'aérostat (2), et ledit équipement de commande (1 ) étant porté par un opérateur et étant conçu ergonomiquement de telle manière que ledit opérateur peut commander le système d'aérostat captif tout en se déplaçant.
2. Système d'aérostat captif selon la revendication 1 , dans lequel lesdits premier et second moyens de stabilisation sont constitués par des tiges (210a, 210b) formant entre elles un angle compris entre 100 et 120 degrés environ.
3. Système d'aérostat captif selon la revendication 1 ou 2, comprenant des moyens de commande à treuil motorisé (103a, 130a, 103b, 130b) logés dans ledit équipement de commande (1 ) pour commander une montée ou une descente dudit aérostat (2) en augmentant ou en réduisant une longueur desdites première et seconde amarres (3a, 3b).
4. Système d'aérostat captif selon la revendication 3, dans lequel lesdits moyens de commande à treuil motorisé (103a,
130a, 103b, 1 30b) comprennent des moyens de commande à vitesse variable (100, 103a, 103b) pour commander à vitesse variable ladite montée ou ladite descente dudit aérostat (2).
5. Système d'aérostat captif selon la revendication 3 ou
4, dans lequel lesdits moyens de commande à treuil motorisé (1 03a, 130a, 103b, 130b) comprennent des premier et second treuils (130a, 130b) actionnés respectivement par des premier et second moteurs électriques (103a, 1 03b), lesdits premier et second treuils (130a, 130b) étant associés respectivement auxdites première et seconde amarres (3a, 3b).
6. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit équipement de commande au sol (1 ) comprend des premier et second moyens mécaniques articulés (14a, 14b) associés respectivement auxdites première et seconde amarres (3a, 3b) pour réduire par une ou des actions mécaniques exercées par l'opérateur une ou des longueurs relatives desdites première et seconde amarres (3a, 3b) afin d'induire un ou des déplacements dudit aérostat (2).
7. Système d'aérostat captif selon la revendication 6, dans lequel lesdits premier et second moyens mécaniques articulés (14a, 14b) comprennent deux poignées indépendantes (14a, 14b) montées sur pivot à des extrémités avant dudit équipement de commande au sol (1 ) et disposées ergonomiquement de telle manière qu'elles se trouvent à portée naturelle des mains dudit opérateur et peuvent être basculées en rotation indépendamment par celui-ci afin de réduire lesdites une ou des longueurs relatives desdites première et seconde amarres (3a, 3b) de façon à induire lesdits un ou des déplacements dudit aérostat (2).
8. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit aérostat (2) comprend des moyens de stabilisation de charge (40) pour stabiliser sur un axe vertical une charge (4) embarquée dans l'aérostat (2) en amortissant des mouvements et oscillations appliqués à ladite charge (4).
9. Système d'aérostat captif selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens de stabilisation de charge (40) comprennent trois amortisseurs (402) montés en étoile sur deux axes verticaux (400, 400') couplés par cardan et portant ladite charge (4) en une extrémité inférieure.
10. Système d'aérostat captif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel ledit aérostat (2) comprend des moyens télécommandés (213, 41 , 43, 431 ) depuis le sol par ledit opérateur pour commander des rotations de ladite charge autour de différents axes, et notamment autour d'un axe vertical et d'un axe horizontal.
1 1. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 0, comprenant des moyens de communication bidirectionnelle (5) pour permettre des échanges d'informations entre ledit équipement de commande au sol (1 ) et ledit aérostat (2), et notamment des informations de télécommande et/ou des informations vidéo.
12. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel ledit équipement de commande au sol (1 ) comprend des moyens de visualisation d'informations (15), incluant notamment un écran (151 ), pour visualiser des informations envoyées par ledit aérostat (2) et/ou pour visualiser des informations relatives au fonctionnement du système d'aérostat captif.
13. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel ledit aérostat (2) comprend des moyens (431 ) destinés à la mesure et/ou à la prise de vue et/ou à la publicité et/ou aux secours et/ou à la signalisation.
14. Système d'aérostat captif selon la revendication 13, dans lequel lesdits moyens (431 ) destinés à la prise de vue comprennent un appareil photographique et une caméra vidéo miniature montée dans la visée dudit appareil photographique.
15. Système d'aérostat captif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ledit aérostat (2) est de type ballon sphérique.
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