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WO1994029171A1 - Procede unifie de propulsion - pilotage des dirigeables en annihilation de poussee laterale des vents et autonomie de lestage - Google Patents

Procede unifie de propulsion - pilotage des dirigeables en annihilation de poussee laterale des vents et autonomie de lestage Download PDF

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Publication number
WO1994029171A1
WO1994029171A1 PCT/FR1994/000557 FR9400557W WO9429171A1 WO 1994029171 A1 WO1994029171 A1 WO 1994029171A1 FR 9400557 W FR9400557 W FR 9400557W WO 9429171 A1 WO9429171 A1 WO 9429171A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
gas
lift
volume
vents
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1994/000557
Other languages
English (en)
Inventor
Claude Bigotte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STERBIK ALAIN
Original Assignee
STERBIK ALAIN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STERBIK ALAIN filed Critical STERBIK ALAIN
Priority to AU67884/94A priority Critical patent/AU6788494A/en
Publication of WO1994029171A1 publication Critical patent/WO1994029171A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
    • B64B1/26—Arrangement of propulsion plant housed in ducts

Definitions

  • the present invention relates to a method capable of replacing by the use of a unified technique the current methods of propulsion and piloting of airships, to which it moreover confers, in addition to the ballast autonomy, the autonomy of maneuver by annihilation of effect of lateral thrust of the winds.
  • the method according to the invention makes it possible to remove these constraints. It provides in fact, according to a first characteristic, that the propulsion and piloting operations, instead of resulting from separate maneuvers carried out using different organs: propellers or reactors for propulsion, rudders, daggerboards, etc., for this which concerns piloting, result from a unified system constituted by the coupling in series, on either side of one (or more) main longitudinal nozzle to the airship, of a gas compressor generator located upstream - or bow - (hereinafter defined by GCP) and an extractor-propellant of this same gas located downstream - or stern - (hereinafter defined by EPR), so that the use in differential powers of the GCP and E.P.R.
  • GCP gas compressor generator located upstream - or bow -
  • EPR extractor-propellant of this same gas located downstream - or stern -
  • the bow compressor generator can supply, instead of a single main nozzle as defined in the first characteristic, two or more main nozzles directly connected in bypass in the immediate vicinity of the generator downstream outlet bow compressor, and located outside of the airship, parallel to its longitudinal axis, this rigid assembly which can constitute the non-deformable and resistant chassis serving to support the structures of the apparatus and the arrangements of the habitable operating volumes.
  • two (or more) unified systems as defined in the first characteristic can equip the apparatus, the main nozzles of each of these systems being in this case mounted parallel to its longitudinal axis outside of the device, thus constituting a rigid non-deformable chassis as defined in the second characteristic
  • the main nozzle (s), as defined in the first 3 characteristics, is equipped, in diversion, with secondary nozzles opening out, some of which are equipped with pointed ejection vents, or horizontally in opposite directions port / starboard (W / E), or vertically in directions "opposite Zenith / Ground (N / S), and for others towards the interior of the device.
  • valves the selective operation of which allows, with regard to the possibilities of overpressure / depression internal to the main nozzle defined in the first characteristic, all types of ejection to the outside (vents) or inside the device (overpressure) or to the on the contrary, suction, either air through the vents, or gas or air internal to the device (vacuum).
  • the simultaneous ejection of air by all of the vents as defined in the fourth characteristic oriented vertically towards the ground promotes the ascent, the reverse operation promoting the descent, all other clean maneuvers during piloting: turns, front or rear lifting, etc., resulting from similar ejection operations by the vents specifically concerned.
  • the mass - or weight - of the lift gas essential at each stage remains invariable during operation, its volume alone varying, by expansion or contraction of the balloons (or envelopes) which contain it, according to pressure and temperature variations (Mariotte law).
  • the upstream compressor generator (s), as defined in the first characteristic will, according to traditional techniques in Aeronautics:
  • the compressed gas injected upstream is in this particular case essentially constituted by atmospheric air at low temperature, close to ambient
  • the compressed gases injected upstream are in this particular case essentially constituted by burnt gases, at high temperature.
  • the bow compressor generator chosen in this particular case of the "supercharging fan” type as defined in the eighth characteristic, injects atmospheric outside air under pressure into the main nozzle, without significant overheating. which, independently of the operations defined in fourth, fifth and sixth characteristics, offers the availability of an autonomous renewable ballast.
  • the internal secondary nozzles defined in the fourth characteristic supply variable masses of air to one or more expandable / retractable envelopes, included inside the invariable volume delimited by the rigid walls of the airship defined below as the lift volume. .
  • the wall of the lift volume has, at certain particular points, leakage orifices and / or openings open to the outside, which allows, by opening air valves defined in ninth characteristic, the use conventional free expansion of gas and air envelopes as defined in seventh and ninth characteristics according to external variations of atmospheric pressure according to altitude.
  • opening air valves defined in ninth characteristic the use conventional free expansion of gas and air envelopes as defined in seventh and ninth characteristics according to external variations of atmospheric pressure according to altitude.
  • the bow injector generator is of the “jet engine” type as defined in the eighth characteristic and the air balloons defined in the ninth characteristic are eliminated, the gases - of high temperature in this case - being directly injected into the lift volume where they come into contact with the balloons containing the invariable mass of lift gas as defined in the seventh characteristic, these injection operations - or conversely of hot gas extraction, being carried out by the play of secondary nozzles with internal outlet defined in the fourth characteristic.
  • the total elimination of the lift gas balloons can be envisaged, the apparatus operating in this case according to the principle of hot air balloons, by injection and / or removal of hot gases, with a density lower than that of air, directly inside the lift volume, control is always carried out according to specifications defined by all of the characteristics from 1 to 6.
  • a ballast / load shedding system external to the apparatus makes it possible to define an original possibility of anchoring to the ground after landing.
  • the variable air or gas masses as defined above in ninth and eleventh characteristics inflate or deflate, depending on the maneuver, an external expandable / retractable chamber housed in a peripheral cell with a flat surface ("anchoring surface") integral with the structures, which equips the device from below, and is perforated, inside the perimeter delimited by the cell of one or more vents as defined in characteristics 4, 5 and six.
  • This chamber closed on itself in the manner of an automobile inner tube, of diameter, perimeter length and resistance compatible with the intended use, deflated at altitude and therefore entirely housed in its cell (load shedding), is inflated under appropriate pressure by injecting air or gas through the play of "specific nozzles" for landing (ballasting) and its lower generator, which therefore extends beyond the cell, comes into contact with the ground.
  • the air or gas inlet valves are then closed and the atmospheric air included in the volume delimited by the underside of the "anchoring surface", the ground, and the peripheral chamber, is sucked in by the vents that equip the anchoring surface, resulting in a plating on the ground by atmospheric pressure. Possible side winds are annihilated as defined in the sixth characteristic.
  • Figure 1 shows in longitudinal and transverse sections the theoretical implementation of the method according to the invention.
  • the bow compressor generator (1) injects under pressure into a single main nozzle (3) the gas or air which is taken up and ejected rearward by the doll's propellant extractor (2).
  • Secondary nozzles (4) derived from the main nozzle (3) and provided with valves (5) pass through the rigid external wall (6) of the lift volume (7) by vents (8) oriented towards the four opposite points ZENITH - Ground - Port - Starboard, the main nozzle (3) is in this case internal to the lift volume (7).
  • FIG. 2 shows, in section along a horizontal median plane, a variant of the method according to the third characteristic of the invention comprising two main nozzles (3) parallel to the lift volume (7), equipped with secondary nozzles (4) (only the horizontal nozzles (4) E / O (port / starboard) with reference to Figures I are illustrated) provided with valves (5) and vents (8), equipped at the head with two bow compressor injectors (1) and terminated in stern by two identical port / starboard stern thrusters (2).
  • the assembly defined by the external elements 1-3-2 is integral with the wall (6) by a rigid longitudinal connection system (9), and constitutes a rigid and resistant frame serving as a support for the walls (6) of the lift volume (7) and for the specific arrangements of the habitable volumes (passengers - crew - freight - fuel, etc.) reserved for operation, not illustrated in the drawing .
  • FIG. 3 represents, according to a horizontal median plane, a variant of the method according to the second characteristic.
  • the bow compressor generator (1) in this case feeds two secondary nozzles (3) connected as close as possible to the downstream outlet of the reactor (1) and positioned outside the device in accordance with the specifications defined in FIG. 2.
  • Figure 4 shows in vertical cross section the variant of the process defined in Figures 2 and 3 (only the port side is illustrated, the starboard being symmetrical).
  • the main lateral nozzles (3) provided with their secondary nozzles (4) equipped with valves (5) and end vents (8) directed towards the four directions defined in the fourth characteristic, are integral with the wall (6) of the lift volume (7) by a rigid fixing system (9) which can extend laterally on the periphery of the wall (6) or be limited, according to the requirements determined by the technique, at certain points individuals.
  • each of the horizontal lateral vents and the opposite leading edge of the wall (6) determines the width of lateral horizontal stabilizing fins (10) defined by their upper / lower faces (11), between which the main nozzles (3) are positioned as well as the control valves (5) which are fitted to the secondary nozzles (4), of which only the vents (8) open to the outside, on the upper / lower faces (11) for as regards the vertical vents, and on the thinned leading edges of the fins (10) as regards the lateral vents.
  • the upper / lower faces (11) of the lateral fins (10) are integral with the wall (6) by fixing elements (12).
  • Figure 5 shows schematically in perspective the shape of the device conditioned according to the method defined by Figures 2 and 4.
  • FIG. 6 represents, in partial transverse vertical section (port side with reference to drawings 2 and 3) the connection point of a secondary nozzle (13) intended for supplying the variable air masses defined in ninth and tenth characteristics in the description and not shown, for simplification of the description and diagrams, in drawing 4.
  • the secondary nozzle (13) provided with its control valve (14) connected in bypass on the main lateral nozzle (3) between two points of bypass of the external secondary nozzles (4), injects or extracts in the expandable / retractable envelope (15) located inside the lift volume delimited by the walls (6) the air (16) thanks to the differential powers of the bow booster fan (1) and stern EP (2 ).
  • the epidermis (15) of the air envelope is in contact, by design, at its lower part with the lower internal face of the wall (6) and at its upper median part, with the lower median part of the expandable / retractable envelope (17) which contains a constant / invariable mass of lift gas (18), the upper external surface of the epidermis of the envelope (17) being by design in contact with the upper internal face of the wall (6).
  • the communication with the external atmosphere defined in tenth characteristic is established by leakage orifices (19) and cooling outlets (20) of the nozzles (3) which equip the lower surface (11) of the side fins (10).
  • valve (21) whose opening allows direct communication of the air ( 16) with the outside atmosphere.
  • the valve (21) is open and the valves (14) closed, the envelope (15) inflating / deflating freely as a function of the external variations in atmospheric pressure which cause, according to the same pressure variations, the variations volume opposites of the lift gas (18) contained in the expandable / retractable envelope (17).
  • the transition to piloting under controlled pressure is effected by closing the valve (21) and operating the valve (14).
  • the lift gas supply system (18) is not illustrated, so as not to complicate the drawing.
  • FIG. 7 represents, in vertical cross section identical to the previous one, the ballasting / load shedding device by hot gas detailed in eleventh characteristic.
  • the hot gases emitted by the bow reactors (1) are directly injected, by the operation of the secondary nozzles (13) valves (14), into the lift volume (7), devoid of this case of air balloons (envelopes) defined in FIG. 6, and come directly into contact with the balloons (17) containing the lift gas (18) (maintained in the high position by their lower density), the volume of which increases or decreases as a function of the heating or cooling operations resulting from the injections or aspirations of the hot gases.
  • the light alloys derived from aluminum will logically be used for the production of the chassis that constitutes all of the nozzles (3), (4), (13), the availability of valves (5) and (14) and valves (21 ) as defined in the explanatory drawings, as well as the automation of their operation by computer according to the requirements of the operation: external atmospheric pressure, speed and force of the lateral winds (anemometers), expulsion or selective injection of air or hot gas depending on the desired goal (turn, ascent, descent, annihilation of side winds, etc.) not otherwise posing any problem given the current state of computer technology.
  • Extensive use of composite plastics epoxy carbon fiber laminate reinforced with rigid foam for example
  • combining strength and lightness may also facilitate the production of the wall (6) of the lift volume, this preference however not excluding the possibility of to design a type of entirely metallic device resulting from the assembly of thin laminated profiles positioned on transverse arches perpendicular to the longitudinal axis, secured on either side of the longitudinal connecting elements (9) - Figures 2 to 5, nor even the traditional design of flexible envelopes stretched in force over the said hoops.
  • valves (5) and (14) automated by computer could, in the event of an incident, require manual intervention.
  • a port / starboard side inspection sheath can be envisaged inside the enlarged space of the side fins (10) located in the vicinity of the connection to the wall (6) between the points (12) ( see drawings 4, 6 and 7).
  • FIG. 8 represents the assembly of the rigid lateral structures above defined by a set of parallel transverse spacers (22), perpendicular to the nozzles (3), defining between them equal volumes in which the air envelopes will be housed ( 15) and lift gas (17) defined in Figures 6 and 7. These spacers (22) are joined to the parallel nozzles (3) by the connecting pieces (9).
  • Figure 9 shows in perspective the connection of the spacers (22) (consisting for example of section I whose intermediate vertical face is perforated for weight gain) with the nozzle (3) by a jaw system (9) enclosing d on the one hand the nozzle (3) and on the other the upper and lower faces of the spacer (22).
  • FIG. 10 represents the assembly in cross section, perpendicular to the nozzles (3), of the intermediate rectiHgne part, defined in FIG. 8, delimited by the two parallel main external nozzles (3).
  • Figure 11 shows the same assembly in longitudinal section.
  • the straight beams (23) logically extend into the bow and stern and constitute the curved ends of the chassis which will support the upper and lower spherical segments of the bow and stern ends of the lift volume.
  • FIG. 12 shows in section the intermediate element (24) which is necessarily in this case (curved ends of bow and stern) situated parallel to the upper and lower beams (23) which enclose it on all of its upper faces / lower.
  • the support frame of the upper and lower walls (6), constituting the lift volume, will be provided, at specific points not illustrated, with openings intended for the passages of the secondary nozzles (13) putting the main external nozzles (3) into communication and the envelopes (15) containing the variable air masses defined in the ninth characteristic, or injecting the gases at high temperature directly into the lift volume in the case defined in the eleventh characteristic.
  • Figure 13 shows schematically, in cross section, the principle of realization of the lift volume, consisting of two opposite half-volumes, fixed on either side of the side members (23), preferably made to obtain a minimum weight , in resin / carbon fiber composite, this laminate currently defining the best weight / mechanical strength ratio, or in flexible and resistant film stretched over a rigid skeleton defining the shape in the case of permanent operation under internal overpressure as defined in the tenth characteristic.
  • the wall support framework will consist of a series of opposite parallel arches on either side of the profiles (23) defined in Figures 10, 11 and 12.
  • the longitudinal connection of the arches will have an acute angle, preferably in the conventional circular shape
  • SCURED SHEET (RULE 91) used, the connection of two opposite arcs (25), each 120 ° open at the center, the peculiarity of which lies in the fact that the medium (S) of each arc is the geometric center of the opposite arc, s' logically imposing in this case.
  • Figure 14 shows in perspective and in cross section the type of profile that can be envisaged for the production of the arches (25).
  • the suggested U-section presents, by its vertical parallel edges a better resistance to expansion and buckling, the upper surface, which will face outwards, will serve as support for the final covering.
  • Each final hoop will be made by assembling (not shown) sections taking account of the radius.
  • a radius of 30 meters would define a device 30 meters high in the center, for a width between nozzles (3) of around 50 meters, these dimensions being of the order of those of the last large ones.
  • the hoops will be mechanically fixed (not shown) on either side of the side members (23) ( Figures 11 and 12), this assembly can be done at the particular point defined by Figures 9 and 10, or any other place that technology would impose.
  • FIG. 15 shows in perspective a type of rectilinear profiles (26) used for coating the rectilinear longitudinal intermediate part defined in FIG. 8, the lateral vertical edges are of the same height as their counterparts (25) in FIG. 14, the upper free parts end, whose length equals half the width of the arch 25, connecting face to face by the top of the support arch 25.
  • FIG. 16 shows in longitudinal section the connection of the covering profiles (26) and support arch (25). With reference to the drawing, this assembly is carried out for the upper part by bolting (27) and copolymerization at interfaces (29) with the resin constituting the laminate and for the vertical edges by the positioning of angles (28) produced in the same laminate and fixed. also by bolting (27) and copolymerization at interfaces (29).
  • FIG. 17 represents this same assembly in horizontal section.
  • the covering profiles (26) are joined to the support arch (25), on its external surface, by bolting (27) and copolymerization at the interface (29) and on the perpendicular vertical edges of the arches ( 25) and coating profiles (26) by interposing an angle iron (28), U-shaped, joined to the profiles and arches by the same technique of copolymerization (29) and bolting (27).
  • This assembly (29) (27) extends over the entire length of the covering profiles (26) of which it secures the contiguous vertical edges, as it appears in this figure.
  • Figure 18 shows schematically, in perspective, the realization of this first stage of production (upper bow). With reference to this figure, it appears that the bow and stern coverings will be fixed on the one hand on the last vertical arch (25), on the other hand on the rounded horizontal end of the frame (23) defined in Figure 12 .
  • FIG. 19 represents, in external perspective, a type of module in the form of spherical segments which will be used for coating the spherical parts of the bow and stern.
  • the intermediate module (30) has, at its connection part with the last vertical arch (25), a free part which will be positioned, on the terminal arch (25), opposite the last rectilinear profile coating (26) similar to the process detailed in Figure (17).
  • This module (30) also has on its three other sides vertical edges which will be joined to similar edges of the terminal modules (31), equipped, as far as they are concerned, with four vertical edges.
  • FIG. 20 represents, in perspective seen from the inside, the modules (30) and (31) defined above, the connections being made by union of their contiguous vertical edges, by the process of copolymerization interfaces and bolting above defined, this type of connection constituting, in addition, thanks to the double thickness which characterizes it, a system of longitudinal and transverse reinforcement of the ends of the device.
  • the wall (6) initially defined is constituted by the assembly of the various elements (25) (26) and modules (30) (31), including the vertical edges, projecting inside the 'device, could damage, during operation, the air and gas envelopes (15) and (17) defined in Figures 6 and 7.
  • the interior surface of the wall will therefore be leveled by the application (not illustrated), by projection or bonding of a light and rigid foam with a thickness equal to the height of the edges, further improving the mechanical strength of the assembly.

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Abstract

L'invention concerne un procédé réunissant, dans une man÷uvre unifiée faisant appel à un appareillage unique, l'ensemble des man÷uvres indispensables au pilotage d'un dirigeable. Elle prévoit à cette fin qu'une tuyère principale (3) longitudinale à l'appareil, soit équipée en série d'un générateur compresseur de gaz en proue et d'un extracteur propulseur en poupe, de sorte que les puissances différentielles de fonctionnement des appareils de proue et de poupe - celui-ci jouant le rôle de propulseur - induisent à l'intérieur de la tuyère des pressions variables, déterminées par le pilotage et aptes à provoquer, par le canal de tuyères secondaires (4) dérivées de (3), munies de vannes (5) et d'évents terminaux (8), dirigés, à l'extérieur de l'appareil, en direction des 4 points cardinaux, soit une éjection sous pression, soit au contraire une aspiration, cette double possibilité permettant en outre, par le biais d'autres types de tuyères spécifiques (13) de faire varier des masses de gaz internes à l'appareil, aux fins de lestage autonome et de compensation de pression interne face aux variations extérieures de pression atmosphérique en fonction de l'altitude.

Description

PROCEDE UNIFIE DE PROPULSION - PILOTAGE DES DIRIGEABLES EN
ANNIHILATION DE POUSSEE LATERALE DES VENTS ET AUTONOMIE DE
LESTAGE.
La présente invention concerne un procédé susceptible de remplacer par l'utilisation d'une technique unifiée les actuels procédés de propulsion et pilotage des dirigeables, auxquels elle confère, par ailleurs, outre l'autonomie de lestage, l'autonomie de manoeuvre par annihilation d'effet de poussée latérale des vents.
La renaissance de cet ancien mode de transport aérien, courant en vols transatlantiques jusqu'au début de la dernière guerre, est en effet freinée, malgré ses incontestables avantages : confort, économie d'énergie et d'exploitation, tant par l'inertie de manoeuvre qu'imposent aux appareils leurs grands volumes, et que ne solutionnent qu'imparfaitement les procédés classiques de pilotage par gouvernails, dérives, etc, que par leur importante prise aux vents latéraux, principal handicap à leur retour auquel aucune réponse efficace ne semble avoir, jusqu'à présent, été proposée.
Le procédé selon l'invention permet de supprimer ces contraintes. Il prévoit en effet, selon une première caractéristique, que les opérations de propulsion et pilotage, au lieu de résulter de manoeuvres distinctes effectuées à l'aide d'organes différents : hélices ou réacteurs pour la propulsion, gouvernails, dérives, etc, pour ce qui concerne le pilotage, résultent d'un système unifié constitué par le couplage en série, de part et d'autre d'une (ou plusieurs) tuyère principale longitudinale au dirigeable, d'un générateur compresseur de gaz situé en amont - ou proue - (ci-après défini par G.C.P.) et d'un extracteur-propulseur de ce même gaz situé en aval - ou poupe - (ci-après défini par E.P.R.), en sorte que l'utilisation en puissances différentielles des G.C.P. et E.P.R. est susceptible de déterminer, au sein de la tuyère principale, soit une surpression lorsque la puissance de fonctionnement du G.C.P. est supérieure à celle de E.P.R., soit au contraire une dépression lorsque la puissance de fonctionnement du E.P.R. est supérieure à celle du G.C.P.
Selon une seconde caractéristique de l'invention, le générateur compresseur de proue peut alimenter, au lieu d'une seule tuyère principale telle que définie en première caractéristique, deux ou plusieurs tuyères principales directement branchées en dérivation au voisinage immédiat de la sortie aval du générateur compresseur de proue, et situées à l'extérieur du dirigeable, parallèlement à son axe longitudinal, cet ensemble rigide pouvant constituer le châssis indéformable et résistant servant de support aux structures de l'appareil et aux aménagements des volumes habitables d'exploitation. Selon une troisième caractéristique de l'invention, deux (ou plusieurs) systèmes unifiés tels que définis en première caractéristique peuvent équiper l'appareil, les tuyères principales de chacun de ces systèmes étant dans ce cas montées parallèlement à son axe longitudinal à l'extérieur de l'appareil, constituant ainsi un châssis rigide indéformable tel que défini en deuxième caractéristique
Selon une quatrième caractéristique de l'invention, la (les) tuyère principale, telle que définie dans les 3 premières caractéristiques, est équipée, en dérivation, de tuyères secondaires débouchant, pour certaines équipées en extrémité d'évents d'éjection pointés, soit horizontalement en directions opposées babord/tribord (O/E), soit verticalement en directions" opposées Zénith/Sol (N/S), et pour d'autres vers l'intérieur de l'appareil. Ces deux types de tuyères sont munies de vannes dont la manoeuvre sélective autorise, eu égard aux possibilités de surpression/dépression internes à la tuyère principale définies en première caractéristique, tous types d'éjection vers l'extérieur (évents) ou l'intérieur de l'appareil (surpression) ou au contraire, d'aspiration, soit d'air par les évents, soit de gaz ou d ' air interne à 1 ' appareil (dépression) .
Selon une cinquième caractéristique de l'invention, l'éjection d'air simultanée par l'ensemble des évents tels que définis en quatrième caractéristique orientés verticalement vers le sol favorise l'ascension, l'opération inverse favorisant la descente, toutes autres manoeuvres propres au pilotage : virages, soulèvement avant ou arrière, etc., résultant d'opérations similaires d'éjection par les évents spécifiquement concernés.
Selon une sixième caractéristique de l'invention, l'éjection simultanée par un ensemble d'évents, tribord par exemple, sous pression adéquate déterminée par les puissances respectives idoines de fonctionnement des G.C.P. et E.P.R., d'une partie de gaz ou d'air injecté, annihilent la poussée latérale opposée des vents bâbord, cette opération, transposable à l'annihilation de tout type de poussée latérale des vents, étant automatisable grâce à l'équipement électronique et informatique approprié, la surpuissance de fonctionnement de G.C.P. par rapport à E.P.R. autorisant, dans tous les cas, le maintien de la force propulsive indispensable en E.P.R..
Selon une septième caractéristique de l'invention, la masse - ou poids - du gaz de sustentation indispensable à chaque étape reste invariable durant l'exploitation, son volume seul variant, par dilatation ou contraction des ballonnets (ou enveloppes) qui le contiennent, selon variations de pression et7ou température (loi de Mariotte). Selon une huitième caractéristique de l'invention, le (les) générateur compresseur amont, tel que défini en première caractéristique, sera, selon techniques traditionnelles en Aéronautique :
- soit de type "ventilateur surpresseur" : le gaz comprimé injecté en amont est dans ce cas particulier essentiellement constitué d'air atmosphérique à faible température, proche de l'ambiante
- soit de type "réacteur" : les gaz comprimés injectés en amont sont dans ce cas particulier essentiellement constitués de gaz brûlés, à haute température.
Le choix particulier de l'un ou l'autre de ces dispositifs caractérisant deux types spécifiques d'exploitation.
Selon une neuvième caractérique de l'invention, le générateur compresseur de proue, choisi dans ce cas particulier de type "ventilateur surpresseur" tel que défini en huitième caractéristique, injecte sous pression dans la tuyère principale, sans surchauffe notable, l'air atmosphérique extérieur qui, indépendamment des opérations définies en quatrième, cinquième et sixième caractéristiques, offre la disponibilité d'un lest autonome renouvelable. A cette fin, les tuyères secondaires internes définies en quatrième caractéristique alimentent en masses variables d'air une ou plusieurs enveloppes dilatables/rétractables, incluses à l'intérieur du volume invariable délimité par les parois rigides du dirigeable défini ci-après comme volume de sustentation. Ces enveloppes à air, équipées de soupapes autorisant, dans certains cas particuliers, la libre communication de l'air/lest qu'elles renferment avec l'atmosphère extérieure au dirigeable et conçues en sorte que leur membrane épouse, par simple injection d'air, sans étirage consécutif à une indispensable surpression, la surface intérieure du volume de sustentation, sont en contact par une partie supérieure de leur surface extérieure, avec la partie similaire inférieure d'enveloppes identiques qui contiennent la masse invariable de gaz de sustentation telle que défini en septième caractéristique, en sorte qu'un équilibre permanent de pression existe, à travers leurs membranes accolées, entre la pression de l'air et la pression du gaz de sustentation, le "volume de sustentation" représentant en permanence, la somme des volumes variables, de la masse (poids) constante du gaz de sustentation, et de la masse (poids) de l'air contenu dans les enveloppes, variable selon nécessité de lestage/délestage, par injection (surpression) ou éjection (dépression).
Selon une dixième caractéristique de l'invention, la paroi du volume de sustentation présente en certains points particuliers des orifices de fuite et/ou ouies ouverts sur l'extérieur ce qui autorise par ouverture des soupapes à air définies en neuvième caractéristique, l'utilisation classique en libre dilatation des enveloppes à gaz et à air telles que définies en septième et neuvième caractéristiques en fonction des variations extérieures de pression atmosphérique selon altitude. Rappelons toutefois que le maintien permanent d'une légère surpression interne par rapport à la pression atmosphérique extérieure variable selon l'altitude, favorise une meilleure maintenance de la rigidité de l'appareil, compatible avec l'allégement des structures.
Selon une onzième caractéristique de l'invention, le générateur injecteur de proue est de type "moteur à réaction" tel que défini en huitième caractéristique et les ballonnets d'air définis en neuvième caractéristique sont supprimés, les gaz - de température élevée dans ce cas - étant directement injectés dans le volume de sustentation où ils viennent en conctact avec les ballonnets contenant la masse invariable de gaz de sustentation telle que définie en septième caractéristique, ces opérations d'injection - ou inversement d'extraction de gaz chauds, s'effectuant par le jeu des tuyères secondaires à débouché interne définis en quatrième caractéristique.
L'exploitation se définit dés lors comme suit : le dirigeable au repos, au sol, avant décollage, de charge totale (Poids) maximum se caractérise par des ballonnets flasques, partiellement emplis de la masse constante de gaz de sustention (volume minimum) en équilibre de pression sous températeure ambiante, avec l'atmosphère extérieure grâce aux orifices de fuite et soupapes définies en neuvième et dixième caractéristiques. La préparation au décollage implique l'injection de gaz chauds induisant un gonflement des ballonnets, l'air qui les entoure dans le volume de sustentation étant chassé par les orifices de fuite et soupapes précitées, cette phase se poursuivant jusqu'à atteinte du point d'équilibre (pesage) où l'appareil flotte librement au ras du sol, la poursuite du gonflement du gaz de sustentation par réchauffement déterminant les décollage et pilotage selon manoeuvres précédemment définies. Nous attirons l'attention, dans ce cas, sur le fait que le gaz de sustentation, choisi de préférence en plus léger que l'air (hélium par exemple), peut, à la limite, n'être que de l'air, dont la densité décroit proportionnellement à l'augmentation de volume résultant de l'élévation de température.
Selon une douzième caractéristique de l'invention, et dans le cas particulier tel que défini en onzième caractéristique, la suppression totale des ballonnets de gaz de sustentation peut être envisagée, l'appareil fonctionnant dans ce cas selon principe des montgolfières, par injection et/ou retrait de gaz chauds, de densité inférieure à celle de l'air, directement à l'intérieur du volume de sustentation, le pilotage s'effectuant toujours selon spécifications définies par l'ensemble des caractéristiques de 1 à 6.
Selon une treizième caractéristique de l'invention (non illustrée), un système de lestage/délestage extérieur à l'appareil permet de définir une possibilité originale d'ancrage au sol après atterrissage. A cette fin, les masses d'air ou de gaz variables telles que définies ci-dessus en neuvième et onzième caractéristiques gonflent ou dégonflent selon manoeuvre une chambre dilatable/rétractable extérieure logée dans une alvéole périphérique à une surface plane ("surface d'ancrage") solidaire des structures, qui équipe l'appareil par le dessous, et est perforée, à l'intérieur du périmètre délimité par l'alvéole d'un ou plusieurs évents tels que définis en caractéristiques 4, 5 et six. Cette chambre fermée sur elle-même à la manière d'une chambre à air d'automobile, de diamètre, longueur périmétrique et résistance compatibles avec l'usage envisagé, dégonflée en altitude et donc entièrement logée dans son alvéole (délestage), est gonflée sous pression appropriée par injection d'air ou de gaz par le jeu des "tuyères spécifiques" en vue de l'atterrissage (lestage) et sa génératrice inférieure, qui déborde de ce fait de l'alvéole, entre en contact avec le sol. Les vannes d '-admission d'air ou de gaz sont alors fermées et l'air atmosphérique inclus dans le volume délimité par la face inférieure de la "surface d'ancrage", le sol, et la chambre périphérique, est aspiré par les évents qui équipent la surface d'ancrage, d'où résulte un placage au sol par pression atmosphérique. Les vents latéraux éventuels sont annihilés comme défini en sixième caractéristique.
Les manoeuvres inverses : dégonflage de l'enveloppe et éjection par les évents inférieurs, sont effectuées au moment du décollage.
Les dessins annexés illustrent l'invention.
La figure 1 représente en coupes longitudinale et transversale la réalisation théorique du procédé selon l'invention.
En référence à ces dessins, le générateur compresseurr de proue (1) injecte sous pression dans une tuyère principale unique (3) le gaz ou air qui est repris et éjecté vers l'arrière par l'extracteur propulseur de poupè (2). Des tuyères secondaires (4) dérivées de la tuyère principale (3) et munies de vannes (5) traversent la paroi rigide extérieure (6) du volume de sustentation (7) par des évents (8) orientés vers les quatre points opposés ZENITH - Sol - Bâbord - Tribord, la tuyère principale (3) est dans ce cas intérieure au volume de sustentation (7).
La figure 2 représente, en coupe selon plan médian horizontal, une variante du procédé selon troisième caractéristique de l'invention comportant deux tuyères principales (3) parallèles extérieures au volume de sustentation (7), équipées de tuyères secondaires (4) (seules les tuyères (4) horizontales E/O (babord/tribord) en référence aux figures I sont illustrées) munies de vannes (5) et d'évents (8), équipées en tête de deux injecteurs compresseurs de proue (1) et terminées en poupe par deux extracteurs propulseurs de poupe babord/tribord identiques (2). L'ensemble que définissent les éléments extérieurs 1-3-2 est solidaire de la paroi (6) par un système rigide de raccordement longitudinal (9), et constitue une armature rigide et résistante servant de support aux parois (6) du volume de sustentation (7) et aux aménagements spécifiques des volumes habitables (passagers - équipage - fret - carburant, etc.) réservés à l'exploitation, non illustrés dans le dessin.
La figure 3 représente, selon plan médian horizontal, variante du procédé selon seconde caractéristique. Le générateur compresseur de proue (1) alimente dans ce cas deux tuyères secondaires (3) raccordées au plus près de la sortie aval du réacteur (1) et positionnées extérieurement à l'appareil conformément aux spécifications définies en figure 2.
La figure 4 représente en coupe verticale transversale la variante du procédé définie en figures 2 et 3 (seul le côté bâbord est illustré, le tribord étant symétrique).
En référence à ce dessin, les tuyères principales latérales (3) munies de leurs tuyères secondaires (4) équipées de vannes (5) et d'évents d'extrémité (8) dirigés vers les quatre directions définies en quatrième caractéristique, sont solidaires de la paroi (6) du volume de sustentation (7) par un système de fixation rigide (9) qui peut s'étendre latéralement sur la périphérie de la paroi (6) ou être limité, selon impératifs déterminés par la teclmique, à certains points particuliers.
La distance entre l'extrémité de chacun des évents latéraux horizontaux et le bord d'attaque opposé de la paroi (6) détermine la largeur d'ailerons stabilisateurs horizontaux latéraux (10) définis par leurs faces supérieure/inférieure (11), entre lesquelles sont positionnées les tuyères principales (3) de même que les vannes de commande (5) qui équipent les tuyères secondaires (4), dont seuls les évents (8) débouchent à l'extérieur, sur les faces supérieures/inférieures (11) pour ce qui concerne les évents verticaux, et sur les bords d'attaque amincis des ailerons (10) pour ce qui concerne les évents latéraux.
Les faces supérieures/inférieures (11) des ailerons latéraux (10) sont solidaires de la paroi (6) par des éléments de fixation (12).
La figure 5 schématise en perspective la forme de l'appareil conditionné selon procédé défini par les figures 2 et 4. On y reconnaît notamment les générateurs compresseurs de proue (1), extracteurs propulseurs de poupe (2), les évents (8) verticaux supérieurs, et horizontaux latéraux de l'aileron bâbord (10).
La figure 6 représente, en coupe verticale transversale partielle (partie bâbord en référence aux dessins 2 et 3) le point de branchement d'une tuyère secondaire (13) destinée à l'alimentation des masses d'air variables définies en neuvième et dixième caractéristiques dans le descriptif et non représenté, pour simplification de l'exposé et des schémas, dans le dessin 4. Il apparaît, sur ce dessin, que la tuyère secondaire (13) munie de sa vanne de contrôle (14) branchée en dérivation sur la tuyère latérale principale (3) entre deux points de dérivation des tuyères secondaires extérieures (4), injecte ou extrait dans l'enveloppe dilatable/rétractable (15) située à l'intérieur du volume de sustentation délimité par les parois (6) l'air (16) grâce aux puissances différentielles du ventilateur surpresseur de proue (1) et E.P. de poupe (2). L'épiderme (15) de l'enveloppe d'air est en contact, de par sa conception, à sa partie inférieure avec la face interne inférieure de la paroi (6) et à sa partie médiane supérieure, avec la partie médiane inférieure de l'enveloppe dilatable/rétractable (17) qui contient une masse constante/invariable de gaz de sustentation (18), la surface extérieure supérieure de l'épiderme de l'enveloppe (17) étant par conception, en contact avec la face interne supérieure de la paroi (6).
Il apparaît à l'évidence sur le schéma que le volume de sustentation (7) est la somme invariable des volumes variables des masses, variable d'air (16) et invariable du gaz de sustentation (18), ce volume 7 = 16 -f- 18 étant maintenu par la paroi (6) qui le délimite. La communication avec l'atmosphère extérieure définie en dixième caractéristique est établie par des orifices de fuite (19) et ouies de refroidissement (20) des tuyères (3) qui équipent la surface inférieure (11) des ailerons latéraux (10).
L'utilisation classique en dilatation libre sans surpression des enveloppes (16) et (17) face aux variations de pressions de l'atmosphère extérieure est possible grâce à une soupape (21) dont l'ouverture permet la communication directe de l'air (16) avec l'atmosphère extérieure. Dans ce cas particulier, la soupape (21) est ouverte et les vannes (14) fermées, l'enveloppe (15) se gonflant/dégonflant librement en fonction des variations extérieures de pression atmosphérique qui entraînent, selon les mêmes variations de pression les variations opposées de volume du gaz de sustentation (18) contenu dans l'enveloppe dilatable/rétractable (17). Le passage au pilotage en pression contrôlée s'effectue par fermeture de la soupape (21) et manoeuvre de la vanne (14). Le système d'alimentation en gaz de sustentation (18) n'est pas illustré, pour ne pas compliquer le dessin.
La figure 7 représente, en coupe verticale transversale identique à la précédente, le dispositif de lestage/délestage par gaz chaud détaillé en onzième caractéristique. En référence à ce dessin, les gaz chauds émis par le (les) réacteurs de proue (1) sont directement injectés, par la manoeuvre des tuyères secondaires (13) vannes (14), dans le volume de sustentation (7), dépourvu dans ce cas des ballonnets (enveloppes) à air définis en figure 6, et viennent directement au contact des ballonnets (17) contenant le gaz de sustentation (18) (maintenus en position haute par leur densité inférieure), dont le volume s'accroit ou diminue en fonction des opérations de réchauffage ou refroidissement résultant des injections ou aspirations des gaz chauds. Rappelons que les surplus de gaz chaud, lors de l'injection pour réchauffage, s'évacuent par les soupapes (21) (ouvertes) et orifices de fuite (19)/ouies (20), l'aspiration d'air extérieur frais pour refroidissement s'effectuant de manière identique, le gaz de sustentation (18) restant, dans tous les cas, en équilibre de pression à travers la membrane (17) avec la pression atmosphérique extérieure.
La fabrication de dirigeables conçus en fonction de l'application du procédé est aujourd'hui possible grâce à l'utilisation des matériaux actuels conciliant légèreté, résistance mécanique et/ou thermique.
Les alliages légers dérivés de l'aluminium seront logiquement utilisés pour la réalisation du châssis que constitue l'ensemble des tuyères (3), (4), (13), la disponibilité des vannes (5) et (14) et soupapes (21) telles que définies dans les dessins explicatifs, de même que l'automatisation de leur fonctionnement par ordinateur en fonction des impératifs de la manoeuvre : pression atmosphérique extérieure, vitesse et force des vents latéraux (anémomètres), expulsion ou injection sélective d'air ou de gaz chaud en fonction du but recherché (virage, ascension, descente, annihilation des vents latéraux, etc.) ne posant par ailleurs nul problème eu égard à l'état actuel de la technique informatique. Un large recours aux plastiques composites (stratifié fibre de carbone epoxy renforcé de mousse rigide par exemple) alliant résistance et légèreté pourra par ailleurs faciliter la réalisation de la paroi (6) du volume de sustentation, cette préférence n'excluant toutefois pas la possibilité de concevoir un type d'appareil entièrement métallique résultant de l'assemblage de profilés minces laminés positionnés sur des arceaux transversaux perpendiculaires à Taxe longitudinal, solidaires, de part et d'autre des éléments de raccordement longitudinaux (9) - figures 2 à 5, ni même la conception traditionnelle d'enveloppes souples tendues en force sur les dits arceaux.
La manoeuvre des vannes (5) et (14) automatisée par ordinateur pourrait, en cas d'incident, nécessiter une intervention manuelle. Une gaine de visite latérale babord/tribord non illustrée peut dans ce cas s'envisager à l'intérieur de l'espace élargi des ailerons latéraux (10) situé au voisinage du raccordement à la paroi (6) entre les points (12) (cf. dessins 4, 6 et 7).
La figure 8 représente l'assemblage des structures rigides latérales ci-dessus définies par un ensemble d'entretoises transversales parallèles (22), perpendiculaires aux tuyères (3), définissant entr'elles des volumes égaux dans lesquels seront logés les enveloppes à air (15) et à gaz de sustentation (17) définies en figures 6 et 7. Ces entretoises (22) sont réunies aux tuyères parallèles (3) par les pièces de raccordement (9).
La figure 9 représente en perspective le raccordement des entretoises (22) (constituées par exemple de profilé de section I dont la face verticale intermédiaire est perforée pour gain de poids) avec la tuyère (3) par un système de mâchoire (9) enserrant d'une part la tuyère (3) et de l'autre les faces supérieures et inférieures de l'entretoise (22).
r ϋiάE RECTIFIEE (REGLE 91) La figure 10 représente l'assemblage en coupe transversale, perpendiculaire aux tuyères (3), de la partie rectiHgne intermédiaire, définie en figure 8, délimitée par les deux tuyères principales extérieures parallèles (3).
Des longerons latéraux (23), constitués d'un profilé identique à celui de l'entretoise (22), sont assemblés latéralement perpendiculairement de part et d'autre des entretoises (22) et constituent le support des parois supérieures et inférieures (6) du volume de sustentation.
La figure 11 représente ce même assemblage en coupe longitudinale. On y remarque, outre les entretoises (22), les longerons (23) et les pièces de raccordement (9), les ouvertures longitudinales définies par l'écartement des longerons (23) correspondant à la hauteur des entretoises, qui constituent, avec les perforations des longerons, les ouvertures de fuite (19) définies en dixième caractéristique et schématisée en figures 6 et 7.
Les longerons rectilignes (23) se prolongent logiquement en proue et en poupe et constituent les extrémités courbes du châssis qui supporteront les segments sphériques supérieurs et inférieurs des extrémités proue et poupe du volume de sustentation.
La figure 12 représente en coupe l'élément intermédiaire (24) qui est obligatoirement dans ce cas (extrémités courbes de proue et de poupe) situé parallèlement aux longerons (23) supérieurs et inférieurs qui l'enserrent sur la totalité de ses faces supérieures/inférieures.
Le châssis support des parois (6) supérieures et inférieures, constituant le volume de sustentation, sera muni, en des points spécifiques non illustrés, d'ouvertures destinées aux passages des tuyères secondaires (13) mettant en communication les tuyères principales extérieures (3) et les enveloppes (15) contenant les masses d'air variables définies en neuvième caractéristique, ou injectant les gaz à haute température directement dans le volume de sustentation dans le cas défini en onzième caractéristique.
La figure 13 schématise, en coupe transversale, le principe de réalisation du volume de sustentation, constitué de deux demi-volumes opposés, fixés de part et d'autre des longerons (23), réalisé de préférence pour obtention d'un minimum de poids, en composite résine/fibre de carbone, ce stratifié définissant à l'heure actuelle le meilleur rapport poids/résistance mécanique, ou encore en film souple et résistant tendu sur un squelette rigide définissant la forme dans le cas d'exploitation permanente en surpression interne tel que défini en dixième caractéristique. Dans tous les cas, l'ossature support de paroi consistera en une série d'arceaux parallèles opposés de part et d'autre des profilés (23) définis en figures 10, 11 et 12.
Pour obtenir une moindre résistance aux vents latéraux, le raccordement longitudinal des arceaux présentera un angle aigu, de préférence à la forme circulaire classiquement
FEUILLE RECUREE (REGLE 91) utilisée, le raccordement de deux arcs (25) opposés, de chacun 120° d'ouverture au centre, dont la particularité réside dans le fait que le milieu (S) de chaque arc est le centre géométrique de l'arc opposé, s'imposant logiquement dans ce cas.
La figure 14 représente en perspective et en coupe transversale le type de profilé envisageable pour la réalisation des arceaux (25). La section en U suggérée présente, par ses arêtes parallèles verticales une meilleure résistance à la dilatation et au flambage, la surface supérieure, qui sera tournée vers l'extérieur, servira de support au revêtement définitif.
Chaque arceau définitif sera réalisé par l'assemblage (non illustré) de tronçons tenant compte du rayon. A titre d'exemple, signalons qu'un rayon de 30 mètres définirait un appareil de 30 mètres de hauteur au centre, pour une largeur entre tuyères (3) de 50 mètres environ, ces dimensions étant de l'ordre de celles des derniers grands Zeppelins utilisés. Les arceaux seront fixés mécaniquement (de manière non illustrée) de part et d'autre des longerons (23) (figures 11 et 12), cet assemblage pouvant se faire au point particulier défini par les figures 9 et 10, ou en tout autre lieu qu'imposerait la technique.
La figure 15 représente en perspective un type de profilés rectilignes (26) utilisés pour le revêtement de la partie intermédiaire longitudinale rectiligne définie en figure 8, les arêtes verticales latérales sont de même hauteur que leurs homologues (25) figure 14, les parties libres supérieures d'extrémité, dont la longueur égale la moitié de la largeur de l'arceau 25, se raccordant face à face par le dessus de l'arceau support 25.
La figure 16 représente en coupe longitudinale le raccordement des profilés de revêtement (26) et arceau support (25). En référence au dessin, cet assemblage est réalisé pour la partie supérieure par boulonnage (27) et copolymérisation en interfaces (29) avec la résine constitutive du stratifié et pour les arêtes verticales par le positionnement de cornières (28) réalisées en même stratifié et fixées également par boulonnage (27) et copolymérisation en interfaces (29).
La figure 17 représente ce même assemblage en coupe horizontale. En référence à cette figure, les profilés de revêtement (26) sont unis à l'arceau support (25), sur sa surface extérieure, par boulonnage (27) et copolymérisatrion en interface (29) et sur les arêtes verticales perpendiculaires des arceaux (25) et profilés de revêtement (26) par interposition d'une cornière (28), de section en U, unie aux profilés et arceaux par cette même technique de copolymérisation (29) et boulonnage (27).
Cet assemblage (29)(27) se prolonge sur toute la longueur des profilés de revêtement (26) dont il solidarise les arêtes verticales contigiies, comme il en apparait sur cette figure. La figure 18 schématise, en perspective, la réalisation de cette première étape de réalisation (partie supérieure proue). En référence à cette figure, il apparait que les revêtements de proue et de poupe seront fixés d'une part sur le dernier arceau vertical (25), d'autre part sur l'extrémité horizontale arrondie du châssis (23) défini en figure 12.
La figure 19 représente, en perspective extérieure, un type de modules en forme de segments sphériques qui seront utilisés en revêtement des parties sphériques proue et poupe.
En référence à cette figure, le module intermédiaire (30) présente, à sa partie de raccordement avec le dernier arceau vertical (25), une partie libre qui sera positionnée, sur l'arceau (25) terminal, en face du dernier profilé rectiligne de revêtement (26) de façon similaire au processus détaillé en figure (17). Ce module (30) présente en outre sur ses trois autres cotés des arêtes verticales qui seront réunies aux arêtes similaires des modules (31) terminaux, équipés, pour ce qui les concerne, de quatre arêtes verticales.
La figure 20 représente, en perspective vue de l'intérieur, les modules (30) et (31) ci-dessus définis, les raccordements se faisant par union de leurs arêtes verticales contigues, par le procédé de copolymérisation interfaces et boulonnage ci-dessus défini, ce type de raccordement constituant, en outre, grâce à la double épaisseur qui le caractérise, un système de renforcement longitudinal et transversal des extrémités de l'appareil.
Il résulte de cette étude que la paroi (6) initialement définie est constituée par l'assemblage des différents éléments (25) (26) et modules (30) (31), dont les arêtes verticales, en saillie à l'intérieur de l'appareil, risqueraient de détériorer, en cours d'exploitation, les enveloppes à air et à gaz (15) et (17) définies en figures 6 et 7. La surface intérieure de la paroi sera en conséquence nivelée par l'application (non illustrée), par projection ou collage d'une mousse légère et rigide en épaisseur égale à la hauteur des arêtes, améliorant, en outre, la tenue mécanique de l'ensemble. Insistons toutefois sur le fait que le processus de fabrication détaillé dans la présente étude ne représente qu'une possibilité de mise en oeuvre du procédé selon l'invention et n'élimine aucunement d'autres techniques, notamment l'utilisation de métaux légers pour la fabrication des volumes de sustentation, l'utilisation de matériaux dits "nids d'abeille", la constitution de parois par la technologie d'injection de mousse rigide expansable entre deux surfaces parallèles, ou encore le procédé classique de pose d'une paroi souple tendue sur squelette rigide.
De même, la forme retenue pour illustrer notre exemple n'élimine aucune autre forme qu'imposerait la réalisation d'un appareil conforme aux spécificités du procédé.
FEUILLE RECTIFIEE (REGLE 91)
IS SA/ /EP

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé unifié de propulsion - Pilotage des dirigeables en annihilation de poussée latérale des vents et autonomie de lestage, caractérisée en ce que l'ensemble de ces fonctions résulte de l'utilisation d'un système unifié constitué par le couplage en série de part et d'autre d'une tuyère principale longitudinale à l'appareil, d'un générateur compresseur de gaz (1) situé en amont (proue) et d'un extracteur propulseur (2) situé en aval (poupe) susceptibles de fonctionner à des puissances différentielles, de sorte que le générateur de proue (1) refoule sous pression à travers la tuyère principale (3) les gaz vers l'extracteur de poupe (2) qui assume la fonction de propulsion, une puissance de fonctionnement de (1) supérieure à celle de (2) assumant, selon besoin défini par la manoeuvre, la disponibilité d'une surpression interne à la tuyère (3), une puissance de fonctionnement de (1) inférieure à celle de (2) induisant, au contraire, une dépression interne à la tuyère (3).
2) Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que le générateur principal de proue (1) alimente deux ou plusieurs tuyères principales (3), dérivées directement au voisinage immédiat de la sortie aval du générateur (1), situées parallèlement à l'extérieur, de part et d'autre de l'appareil, et équipées chacune d'un extracteur propulseur de poupe (2) Figure 3-
3) Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que deux systèmes unifiés équipent l'appareil, les tuyères principales (3) montées parallèlement à l'extérieur (babord/tribord) constituant, par le jeu d' entretoises (22), de longerons (23) et de pièces de raccordement (9) un châssis rigide supportant les surstructures que représente le volume de sustentation (6) et éventuellement, les volumes habitables d'exploitation (pilotage, passagers, fret, etc.) fig 2, 8, 9, 10,11.
4) Procédé selon revendications de 1 à 3 caractérisée en ce que la (les) tuyère principale (3) est équipée, en dérivation de tuyères secondaires, munies de vannes, et débouchant, pour certaines (4 - Nanne 5 Fig de 1 à 4) vers l'extérieur par des évents (8) dirigés vers les 4 points cardinaux (Ν (Zénith) - S (Sol) - E (latéral tribord) - O (latéral bâbord)) et pour d'autres (13 - Vannes 14 - Fig 6 et 7) vers l'intérieur du dirigeable, en vue d'usages spécifiques ci-après définis.
5) Procédé selon revendications de 1 à 4 caractérisée en ce que le pilotage s'effectue par éjection sélective par certains évents (8) spécifiquement concernés, du surplus de gaz surpressé résultant du fonctionnement du générateur de proue (1) à une puissance supérieure
FEUILLE RECTIFIEE (REGLE 91) à celle de l'extracteur propulseur de poupe (2). Le virage TRIBORD, par exemple, résultera de l'ouverture des seules vannes (5) alimentant les évents antagonistes de proue bâbord et poupe tribord, cette manoeuvre effectuée grâce à l'ordinateur central de commande qui équipe logiquemement l'appareil, étant transposable à l'ensemble du 5 pilotage, notamment virage BABORD, soulèvement en proue pour l'ascension, soulèvement en poupe pour la descente, contribution à l'ascension par éjection simultanée par l'ensemble des évents orientés vers le sol (N/S), contribution à la descente par l'éjection simultanée des évents orientés vers le haut (S/N), etc. L'ensemble des vannes 14 est dans ce cas fermé, l'extracteur propulseur maintenant sa fonction propulsive.
3.0 6) Proc'édé selon revendications de 1 à 5 caractérisé en ce que toute poussée latérale de vents est annihilée par la poussée antagoniste résultant de l'éjection simultanée de gaz surpressé par l'ensemble des évents situés sur la face opposée (évents bâbord pour vent tribord, par exemple) la surpuissance de fonctionnement du générateur compresseur de proue (1) par rapport à l'extracteur propulseur de poupe (2) permettant néanmoins, dans ce
15 cas, la maintenance d'une poussée propulsive en (2).
7) Procédé selon l'invention caractérisé en ce que la masse - ou poids - du gaz de sustentation reste constante durant toute la durée de l'exploitation, son volume seul variant selon variations de pression et/ou température imposées par le pilotage (lois de Mariotte).
8) Procédé selon l'invention caractérisé en ce que deux modes particuliers de Réalisation - 20 partant, d'Exploitation - dépendent du type de Générateur Compresseur de Proue (1) retenu pour l'équipement de l'appareil. Ce G.C.P. sera en effet :
- soit de type "ventilateur surpresseur" ; le gaz injecté sous pression dans la tuyère (3) est dans ce cas essentiellement de l'air, à faible température proche de l'ambiante,
- soit de type "réacteur" ; le gaz injecté sous pression dans la tuyère (3) est dans ce cas 5 essentiellement constitué de gaz brûlé à haute température.
9) Dispositif selon revendication 8 caractérisé en ce que le générateur compresseur de proue (1) est de type ventilateur surpresseur, le gaz injecté sous pression dans ce cas est essentiellement constitué d'air extérieur, sans notable augmentation de température, ce qui confère la possibilité de faire varier, par injection ou éjection d'air depuis ou vers 0 l'atmosphère extérieure, les masse et pression d'un volume variable d'air (16) contenu dans une (ou plusieurs) enveloppe dilatable et/ou rétractable (15) incluse à l'intérieur du volume invariable (7) dit volume de sustentation délimité par les parois (6) de l'appareil, et alimentées par le canal de tuyères spécifiques (13), dérivées de la tuyère principale (3) et munies de vannes de manoeuvre (14), les enveloppes à air équipées de soupapes (21) autorisant, selon besoin, la communication de l'air lest qu'elles renferment avec l'atmosphère extérieure étant conçues en sorte que la surface extérieure de leur membrane (15) épouse sans étirage consécutif à une indispensable surpression la surface intérieure de la paroi (6) du "volume de sustentation" (Fig. 6).
10) Dispositif selon revendication 9 caractérisé en ce que la paroi (6) du volume de sustentation est ouverte sur l'atmosphère extérieure par des orifices de fuite (19) et contient, outre une (ou plusieurs) enveloppe à air (15), une (ou plusieurs) enveloppe à gaz de sustentation (17) constituée selon les mêmes critères que l'enveloppe à air, les épidermes des enveloppes à gaz (17) et à air (15) étant en contact, respectivement, avec les parties supérieures et inférieures de la surface intérieure de la paroi (6) du volume de sustentation, et accolés dans leur partie médiane, en sorte que les variations contrôlées de pression de la masse variable d'air-lest (16) induisent des variations identiques de pression de la masse invariable du gaz de sustentation, à travers les surfaces accolées des épidermes (15) et (17), (fig- 6).
Notons que l'exploitation en permanence d'une légère surpression, interne aux enveloppes (15) et (17), par rapport à la pression atmosphérique extérieure variable selon l'altitude, favorise l'allégement des structures compatible avec un bon maintien de la rigidité, tout en assumant la disponibilité d'un lest-air variable (16) la disponibilé d'une soupape (21) qui permet la libre communication de l'air contenu dans l'enveloppe (15) avec l'atmosphère extérieure, rendant toutefois possible l'exploitation classique en libre dilatation du gaz de sustentation face aux variations extérieures de pression atmosphérique, le retour au système en pression contrôlée se faisant par fermeture de la soupape (21)(Fig. 6).
11) Dispositif selon revendications de 1 à 8, caractérisé en ce que le générateur compresseur de proue (1) est de type "moteur à réaction", et que le volume de sustentation (7) est uniquement équipé des seuls ballonnets de gaz de sustentation (17) les tuyères secondaires internes (13) débouchant dans ce cas directement dans le volume de sustentation (7), équipé des orifices de fuite (19) et soupapes (21), fig. 7.
12) Procédé selon revendications 4 et 11, caractérisé en ce que l'injection - ou l'extraction - de gaz chaud au moyen des vannes 14/tuyères 13 - sous pression atmosphérique grâce à l'existence des orifices de fuite (19) et soupape (21) (ouverte), directement au contact de l'enveloppe (17) induisent, soit une élévation, soit un abaissement de température du gaz de sustentation (18) déterminant, soit un accroissement de son volume par dilatation de l'enveloppe (17) (l'air extérieur et le surplus de gaz chaud étant dans ce cas chassé par les orifices de fuites (19) et soupape (21)). soit au contraire une diminution de volume par rétraction de l'enveloppe (17) ( l'air frais extérieur étant dans ce cas aspiré par les mêmes orifices (19) et soupape (21)), ces manoeuvres opposées déterminant soit un allégement (ascension) soit un alourdissement (descente) de l'ensemble de l'appareil, les autres opérations de pilotage étant maintenues conformément aux revendications 1, 5 et 6 grâce à la surpuissance appropriée de fonctionnement du réacteur (1) fig. 7.
13) Procédé selon revendications 11 et 12 caractérisé en ce que le gaz de sustentation (18), choisi de préférence parmi les gaz "plus légers que l'air" (hélium par exemple) peut être, à la limite, de l'air, la densité d'un gaz, à pression constante, diminuant en fonction de son accroissement de volume proportionnel à la température.
14) Procédé selon revendication 12 caractérisé en ce que le volume de sustentation 7 (Figu. 7) soit entièrement dépourvu d'enveloppes à gaz 17 (procédé non illustré), les opérations d'allégement (délestage) ou d'alourdissement (lestage) résultant exclusivement d'injection ou de retrait de gaz chauds, selon le principe "Montgolfière".
15) Procédé (non illustré) selon revendications de 1 à 14, caractérisé en ce qu'une alvéole périphérique à une surface plane (surface d'ancrage), perforée d'évents (8) orientés vers le sol et solidaire, par le dessous, des structures de l'appareil, enserre une enveloppe résistante dilatable/rétractable, fermée sur elle-même à la manière d'une chambre à air d'automobile, qui, dégonflée en altitude (délestage) est alourdie pour la descente (lestage) par injection d'air comprimé (ou de gaz) par le jeu des tuyères spécifiques (13/vannes (14), sa génératrice inférieure, qui déborde de ce fait de l'alvéole, entrant en contact avec le sol lors de l'atterrissage. Les vannes d'admission (14) et soupape (21) sont alors fermées et l'air atmosphérique emprisonné entre le dessous de la surface d'ancrage, l'enveloppe et le sol est aspiré par les évents (8) occasionnant un placage au sol par pression atmosphérique, les effets indésirables des vents latéraux étant dés lors annihilés conformément à revendication 6.
La manoeuvre inverse est effectuée pour l'ascension : dégonflage de l'enveloppe et, éjection d'air par les évents occasionnant une poussée ascendante verticale.
16) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 14, caractérisé en ce que la paroi extérieure rigide est constituée de profilés (26), modules (30) (31), solidarisés par leurs arêtes extérieures par copolymérisation (29), boulonnage (27) et cornières (28) rigidifiés par projection ou collage de mousse rigide, ajustés sur arceaux porteurs (25), solidaires d'un châssis (23/24) équipé d'entretoises (22), et raccordé aux tuyères parallèles extérieures (3) par des pièces de raccordement (9), les ailerons latéraux (10) dont les parois (11) enveloppent les tuyères principales (3) équipées
fEUl-lE R-CTlFK ^Gl- 91) de tuyères secondaires (3) et (13) étant raccordés longitudinalement aux parois (6) par un système de raccordement (12).
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