FR2557053A1 - Vehicle with an air cushion and method for controlling such a vehicle. - Google Patents

Abstract

Vehicle with an air cushion having improved attitude stability and steering control. According to the invention, the vehicle comprises three lift chambers 12, 13 and 14 and the front lift chamber 12 is in an adjustable position fore and aft in order to enable the attitude to be adjusted. The lift chambers are also independently controlled in order to improve the handling of the vehicle in bends.

Description

VEHICULE A COUSSIN D'AIR ET
PROCEDE DE PILOTAGE D'UN TEL VEHICULE
L'invention concerne un véhicule à coussin d'air à stabilité d'assiette et contrôle de direction améliorés, ainsi qu'un procédé de pilotage ou guidage d'un tel véhicule, notamment en virage.AIR CUSHION VEHICLE AND
STEERING METHOD FOR SUCH A VEHICLE
The invention relates to an air cushion vehicle with improved attitude stability and improved steering control, as well as a method of piloting or guiding such a vehicle, in particular when cornering.

Les véhicules à effet de sol, encore connus sous le nom de véhicules à coussin d'air ou d'aéroglisseurs, sont bien connus. Leurs performances spectaculaires et, en particulier le fait qu'ils peuvent se déplacer sur tous types de supports (terre ferme, eau, marécages...) a frappé l'esprit du public en dépit d'une exploitation encore assez limitée, due à des problèmes techniques jusqu'alors insurmontés. Ces appareils souffrent principalement de deux défauts : une stabilité d'assiette difficile à obtenir et à maintenir, et un coutrôle de direction délicat, notamment dans les courbes.En effet, les véhicules connus du type à sustentation nérostatique (c'est-à-dire supportés indépandamment de leur vitesse par un @onssin d'air se déplaçant avec eux) comportent une grande chambre de sustentation à jupe latérale souple, ouverte à sa partie inférieure et surmontée par l'habitacle deatiné à recevoir l'équipage et les passagers ou le fret. De l'air insufflé en permanende dans l'enceinte de sustentation développe dans celle-ci une force ascendante équilibrant le poids de l'habitacle, avant de s'échapper à la partie inférieure de la jupe souple. Un équilibre s'établit ainsi à une certaine hauteur au-dessus du "support". La surface de base de la chambre de sustentation a à peu près
la même forme et les mêmes dimensions que l'habitacle situé au-dessus.Ground effect vehicles, also known as air cushion vehicles or hovercraft, are well known. Their spectacular performances and, in particular the fact that they can move on all types of supports (dry land, water, swamps ...) struck the minds of the public despite a still fairly limited exploitation, due to previously insurmountable technical problems. These devices suffer mainly from two faults: a stability of attitude difficult to obtain and maintain, and a delicate steering roll, especially in curves. Indeed, known vehicles of the nerve-lift type (i.e. say supported independently of their speed by an air @onssin moving with them) include a large lift chamber with flexible side skirt, open at its lower part and surmounted by the cabin designed to receive the crew and passengers or the freight. Air permanently blown into the lift enclosure develops an upward force therein balancing the weight of the passenger compartment, before escaping to the lower part of the flexible skirt. A balance is thus established at a certain height above the "support". The base surface of the lift chamber has approximately
the same shape and dimensions as the cabin above.

Dans un tel type d'appareil, la répartition des charges au départ (c'està-dire notamment l'emplacement des passagers et du fret) revêt une certaine importance, car elle se répercute sur l'assiette statique de l'apgareil. Il est important de régler l'assiette avant tout déplacement, car elle conditionns le niveau de tangage et de roulie pendant le déplacement. Les moyens qui ont été mis en oeuvre jusqu'à présent pour résoudre ces pr@@lèmes de stabilité d'assiette sont compliqués et coûteux et ne sont pas complètement satisfaisants.In such a type of aircraft, the distribution of loads at departure (that is to say in particular the location of passengers and cargo) is of some importance, because it affects the static attitude of the aircraft. It is important to adjust the attitude before any movement, because it conditions the level of pitch and roll during the movement. The means which have been used up to now to resolve these attitude stability problems are complicated and expensive and are not completely satisfactory.

Pour ce qui concerne le contrôle de direction, un appareil de ce genre, connu agencé autour d'un coussin central, a tendance à partir en glissade latérale en cas de virage trop serré. Ceci est dû essentiellement au fait qu'il n'y a aucun contact entre l'appareil et son "support" et que toute force centrifuge qui se crée, se répercute pleinement sur la trajectoire de l'aéroglisseur.  With regard to direction control, a device of this kind, known arranged around a central cushion, tends to go sideways in the event of too tight a turn. This is mainly due to the fact that there is no contact between the aircraft and its "support" and that any centrifugal force that is created, is fully reflected in the trajectory of the hovercraft.

L'invention propose un nouveau type de véhicule à coussin d'air, ne présentant pas ces inconvénients majeurs. The invention proposes a new type of air cushion vehicle, not having these major drawbacks.

Plus précisément, l'invention concerne donc un véhicule à coussin d'air du type comportant un habitacle et des moyens de sustentation aérostatique de celui-ci, caractérise en ce qutil comporte trois chambres de sustentation, de préférence à upe latérale souple (ou trois groupes de telles chambres), espacées en triangle isocèle, la médiane de ce triangle étant sensiblement située dans un plan vertical de symétrie dudit véhicule. More specifically, the invention therefore relates to an air cushion vehicle of the type comprising a passenger compartment and aerostatic lift means thereof, characterized in that it comprises three lift chambers, preferably with flexible lateral upe (or three groups of such chambers), spaced in an isosceles triangle, the median of this triangle being substantially situated in a vertical plane of symmetry of said vehicle.

Les trois chambres ou groupes de chambres sont alimentés indépendamnent. The three rooms or groups of rooms are supplied independently.

La structure en triangle est en soi avantageuse, du fait que la base de sustentation de l'appareil se trcuve considérablement augmentée par rapport à la surface de base de l'habitacle zone où peuvent se produire les déplacements de masse (passagers, carburant) affectant la stabilité d'assiette. En outre, en virage, le véhicule peut se "coucher" légèrement sur la jupe de la chambre de sustentation arrière située à l'intérieur du virage et sur celle de la chambre de sustentation avant. The triangle structure is in itself advantageous, since the lift base of the device is considerably increased compared to the base surface of the passenger compartment area where mass displacements (passengers, fuel) can occur affecting stability of attitude. In addition, when cornering, the vehicle can "lie" slightly on the skirt of the rear lift chamber located inside the turn and on that of the front lift chamber.

Ce mouvement d'inclinaison de l'appareil engendre un frottement de ces deux jupes. Il en résulte entre autre un "moment de lacet" qui maintient l'appareil dans la trajectoire souhaitée.This tilting movement of the device generates friction between these two skirts. Among other things, this results in a "yaw moment" which keeps the aircraft in the desired trajectory.

D'autres particularités avantageuses participent au résultat d'ensemble.C'est ainsi que la chambre de sustentation avant est de préférence à positionnement réglable,d'avant en arrière ou vice versa,suivant un axe longitudinal de l'habitacle. Ceci permet, au départ, de rechercher un équilibrage d'assiette correct, en ne mettant en route que les turbines de sustentation, et d'i;n;nobiliser la chambre de sustentation avant, dans une position correspondant à l'assiette voulue, avant d'actionner les turbines de propulsion. Other advantageous features contribute to the overall result. This is how the front lift chamber is preferably with adjustable positioning, from front to back or vice versa, along a longitudinal axis of the passenger compartment. This makes it possible, at the start, to seek a correct trim balance, by starting only the lift turbines, and i; n; nobilize the front lift chamber, in a position corresponding to the desired trim, before operating the propulsion turbines.

Par ailleurs, pour mieux contrôler le frottement, en virage, on peut provoquer un léger dégonflement des jupes de la chambre de sustentation arrière à l'intérieur du virage et, de préférence, de la chambre de sustentation avant. Furthermore, to better control friction, when cornering, it is possible to cause a slight deflation of the skirts of the rear lift chamber inside the turn and, preferably, of the front lift chamber.

En d'autres termes, l'invention concerne également tin procédé de pilotage d'un véhicule à coussin d'air comportant trois enceintes de sustentation à jupe latérale souple, espacées en triangle isocèle et alimentées indépendamment en air, caractérisé en ce que, pour amorcer un virage, on réduit le débit d'air de la chambre de sustentation arrière interne au virage et, de préférence également le débit d'air de la cbam- bre de sustentation avant. In other words, the invention also relates to a method for piloting an air cushion vehicle comprising three lift chambers with flexible lateral skirt, spaced in an isosceles triangle and independently supplied with air, characterized in that, for initiating a turn, the air flow from the rear lift chamber internal to the turn is reduced, and preferably also the air flow from the front lift chamber.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ce apparaîtront à 1?. lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement préféré d'un véhicule conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue générale schématique, de dessus, d'un véhicule à coussin d'air selon l'invention;
- la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation possible d'une chambre de sustentation, connue en soi, utilisée dans le véhicule de la figure 1;
a figure 7 est une vue partielle de profil de l'avant du véhicule; et
- la figure 4 est une vue de face du véhicule de la figure 1, amorçant un virage à droite.The invention will be better understood and other advantages thereof will appear in 1 ?. Light of the description which will follow of a currently preferred embodiment of a vehicle conforming to its principle, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which:
- Figure 1 is a general schematic view, from above, of an air cushion vehicle according to the invention;
- Figure 2 is a schematic sectional view of a possible embodiment of a lift chamber, known per se, used in the vehicle of Figure 1;
Figure 7 is a partial side view of the front of the vehicle; and
- Figure 4 is a front view of the vehicle of Figure 1, initiating a right turn.

En se référant aux dessins, le véhicule à coussin d'air représente se compose principalement d'un habitacle 11 (selon l'exemple de forme générale allongée comme une carlingue d'avion) et trois chambres de sustentation à jupe latérale souple 12, 13 et 14, espacées an triangle iso- cèle, en considérant la vue de dessus de la figure 1. tes trois chambres de sustentation sont situées a un niveau inférieur du véhicule, pour le soulever er développant une force équilibrant le poids total dudit véhi- cule. L'équilibre s'établit à une certaine "hauteur de vol" lorsque les pertes de charge subies par les trois flux d'air équilibrent la surpression dans les ebsabres de sustentation. Referring to the drawings, the air cushion vehicle represented mainly consists of a passenger compartment 11 (according to the example of generally elongated shape like an airplane cabin) and three lift chambers with flexible side skirt 12, 13 and 14, spaced apart in an isometric triangle, considering the top view of FIG. 1. your three lift chambers are located at a lower level of the vehicle, to lift it and developing a force balancing the total weight of said vehicle . The equilibrium is established at a certain "flight height" when the pressure drops undergone by the three air flows balance the overpressure in the lift structures.

Chaque chambre de sustentation peut avoir n'importe quelle strueture ou configuration géométrique connue. A titre d'exemple, la figure 2 illustre une telle chambre de sustentation comportant une partie supérieure rigide 16 et une jupe souple inférieure 17, destinée à se gonfler sous l'effet de l'air injecté dans le volume 18 par une turbine 19 située par exemple à la partie suporieure de la partie rigide 16. L'air sous pres- sion s'échappe par le bord inférieur ouvert de la jupe 17, en soulevant l'ensemble à une faible hauteur h au-dessus du "support" 20. Each lift chamber can have any known structure or geometrical configuration. By way of example, FIG. 2 illustrates such a lift chamber comprising a rigid upper part 16 and a lower flexible skirt 17, intended to inflate under the effect of the air injected into the volume 18 by a turbine 19 located for example at the upper part of the rigid part 16. The pressurized air escapes through the open lower edge of the skirt 17, lifting the assembly to a low height h above the "support" 20 .

Bien entendu, l'habitacle 11 renferme non seulement la cabine de pilotage et la ou les cabines de passagers ou de fret, niais aussi toute la machinerie et les réservoirs de carburant permettant d'alimenter les trois turbines 19. Les moyens de propulsion proprement dits du véhicule sont tout à fait classiques (hélices propulsives carénées, solidaires de l'habitacle, ou des ailes, ou des bras latéraux de liaison); ils n'ont pas été représentés pour ne pas surcharger les dessins et parce qu'ils ne font pas partie de l'invention.  Of course, the passenger compartment 11 not only contains the cockpit and the passenger or cargo cabin (s), but also all the machinery and the fuel tanks making it possible to supply the three turbines 19. The propulsion means proper of the vehicle are entirely conventional (propellant propellers faired, integral with the passenger compartment, or wings, or lateral link arms); they have not been shown so as not to overload the drawings and because they are not part of the invention.

La disposition en triangle (symbolisée par le triangle isocèle
ABC ayant pour sommets les centres de gravité des trois chambres de sustentation) est telle que sa médiane principale soit toujours située dans un plan vertical de symétrie P du véhicule. Ainsi, parmi les trois chambres de sustentation 12, 13 et 14, on peut distinguer une chambre de sustentation avant, 12, et deux chambres de sustentation arrières 13, 14, espacées du plan de symétrie P et raccordées aux flancs dudit habitacle par des bras latéraux de liaison 21, ayant de préférence, comme représenté, la forme générale d'ailes d'avion. La chambre de sustentation avant 12 est placée sous la partie avant de l'habitacle et est à positionnement réglable, d'avant en arrière ou vice versa, suivant la direction longitudinale de l'habitacle. Les chambres de sustentation arrières sont fixes par rapport à l'appareil.La figure 3 illustre cette particularité de l'invention, la chambre de sustentation 12 étant raccordée à l'habitacle 11 par des moyens formant glissière 23, ou par tout autre moyen technique assurant un déplacement équivalent.The triangle arrangement (symbolized by the isosceles triangle
ABC having its vertices the centers of gravity of the three lift chambers) is such that its main median is always located in a vertical plane of symmetry P of the vehicle. Thus, among the three lift chambers 12, 13 and 14, one can distinguish a front lift chamber, 12, and two rear lift chambers 13, 14, spaced from the plane of symmetry P and connected to the sides of said passenger compartment by arms side links 21, preferably having, as shown, the general shape of airplane wings. The front lift chamber 12 is placed under the front part of the passenger compartment and is adjustable, from front to rear or vice versa, in the longitudinal direction of the passenger compartment. The rear lift chambers are fixed relative to the device. Figure 3 illustrates this feature of the invention, the lift chamber 12 being connected to the passenger compartment 11 by means forming a slide 23, or by any other technical means. ensuring equivalent displacement.

Selon une autre particularité importante de l'invention, les moyens d'alimentation en air des chambres de sustentation 12, 13 et 14 sont indépendants et réglables. En d'autres termes, les débits des trois turbines 19 peuvent être commandés indépendamment depuis la cabine de pilotage, ce qui se traduit, en fonctionnement, par de légères différences voulues et contrôlées dans le gonflage des trois jupes souples. According to another important feature of the invention, the air supply means of the lift chambers 12, 13 and 14 are independent and adjustable. In other words, the flows of the three turbines 19 can be controlled independently from the cockpit, which results, in operation, in slight desired and controlled differences in the inflation of the three flexible skirts.

Le mode d'utilisation du véhicule peut être résumé comme suit. The operating mode of the vehicle can be summarized as follows.

Lorsque les passagers et l'équipage ont pris place dans lthabitab cle, les trois turbines de sustentation 19 sont mises en route. L'appareil reste sur place, mais s'élève au-dessus de son support (généralement la terre ferme). Le centre de gravité général du véhicule est toujours situé dans le plan P, c' est-à-dire sur la médiane correspondante du triangle ABC, médiane qu'on peut aussi appeler "axe de roulis" ), compte tenu de la symétrie générale de l'appareil. De par la répartition plus ou moins exacte des charges dans-l'habitacle, il se peut que le centre de gravité général de l'appareil soit plus ou moins décalé par rapport aux points de concours des médianes du triangle ABC.En se soulevant, le véhicule prend donc une position plus ou moins inclinée longitudinalement1 "il est possible de corriger en faisant avancer ou reculer la chambre
Je sustentation avant 12 dans les moyens forn-ant glissière 23. On réta- blit ainsi, avant le départ, un. position horizontale du véhicule assurant la stabilité d'assiette optimale. La position de la chambre de sustentation i2 est alors bloquée et reste 6 e pendant tout le trajet.Une fois ce réglage d'assiette effectué, les moyens de propulsion proprement dits peuvent être mis en route, et le véhicule peut être piloté avec une grande facilité dans les courbes, p. jouant sur le gonflage des jupes des différentes chambres de sustentation. Ainsi, la figure 4 illustre a si tuation por un virage à droite Le pilote commande une légère réduction du débit d'air ans la chambre de sustentation arriere 14 et aussi dans la chambre de sustentation avant 12. Il n en résulte un léger dégonflage de jupes souples correspondantes, et le véhicule s'incline légèrement vers l'intérieur du virage, comme représenté à la figure 4.Le dégonflage des jupes doit cependant rester minime et juste nécessaire pour créer un frottement des jupes contre le "support". Ce frottement engendre un moment de lacet qui évite le dérapage. De plus, le fait d'abaisser l'appareil sur le côté correspondant au virage fait que le débit d'air s'échappart des Jupes vers l'extérieur du virage est plus important, ce qui contribue à créer une pousse de raction contribuant à maintenir le véhicu- le dans le virage. L'appareil reste cependant en appui sur la chambre de sustentation externe.Du fait que la chambre de sustentation arrière 13 externe au virage se soulève légèrement, on peut aussi augmenter légèrement pendant le virage le débit de la turbine 19 correspondante, pour tenir compte de l'augmentation de la section de passage de l'air à la base de la Jupe souple correspondante.When the passengers and the crew have taken their places in the cabin, the three lift turbines 19 are started. The device remains in place, but rises above its support (usually dry land). The general center of gravity of the vehicle is always located in the plane P, that is to say on the corresponding median of the triangle ABC, median which can also be called "roll axis"), taking into account the general symmetry of the device. Due to the more or less exact distribution of the loads in the passenger compartment, it is possible that the general center of gravity of the device is more or less offset with respect to the points of intersection of the medians of the triangle ABC. the vehicle therefore takes a more or less inclined position longitudinally1 "it is possible to correct by advancing or reversing the chamber
I lift before 12 in the means forn-ant slide 23. We thus restore, before departure, a. horizontal position of the vehicle ensuring optimal attitude stability. The position of the lift chamber i2 is then blocked and remains 6 th during the whole journey. Once this attitude adjustment has been made, the propulsion means themselves can be started, and the vehicle can be controlled with a large ease in curves, p. playing on the inflation of the skirts of the various lift chambers. Thus, FIG. 4 illustrates a situation with a right turn. The pilot commands a slight reduction in the air flow in the rear lift chamber 14 and also in the front lift chamber 12. This results in slight deflation of corresponding flexible skirts, and the vehicle tilts slightly towards the inside of the turn, as shown in Figure 4.The deflation of the skirts must however remain minimal and just necessary to create friction of the skirts against the "support". This friction generates a yaw moment which prevents skidding. In addition, lowering the device on the side corresponding to the turn means that the air flow escapes from the Skirts towards the outside of the turn is greater, which contributes to creating a reaction push contributing to keep the vehicle on the turn. The apparatus remains however in abutment on the external lift chamber. Because the rear lift chamber 13 external to the turn lifts slightly, it is also possible to slightly increase during the turn the flow rate of the corresponding turbine 19, to take account of increasing the air passage section at the base of the corresponding flexible skirt.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisa tic qui vient d'etre décrit. En particulier, pour des appareils très importants, on peut être amené, comme mentionné ci-dessus, à utiliser trois groupes de chambres de sustentation au lieu de trois chambres, les groupes étant bien évidemment agencés en triangle conformément au principe essentiel de l'invention. C'est dire que l'invention couvre tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu, si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent  Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described. In particular, for very large devices, it may be necessary, as mentioned above, to use three groups of lift chambers instead of three chambers, the groups obviously being arranged in a triangle in accordance with the essential principle of the invention . This means that the invention covers all the technical equivalents of the means involved, if these are within the scope of the claims which follow.

Claims (6)

REVEKDICATIONSREVEKDICATIONS 1. Véhicule à coussin d'air du type comportant un habitacle (11) et des moyens de sustentation aérostatique de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comporte trois chambres de sustentation (12, 13, 14), de préférence à jupe latérale souple (ou trois groupes de telles chambres) -espacées en triangle isocèle (ABC), la médiane de ce triangle étant située dans un plan vertical (P) de symétrie dudit véhicule. 1. Air cushion vehicle of the type comprising a passenger compartment (11) and aerostatic lift means thereof, characterized in that it comprises three lift chambers (12, 13, 14), preferably with skirt flexible lateral (or three groups of such chambers) -spaced in an isosceles triangle (ABC), the median of this triangle being located in a vertical plane (P) of symmetry of said vehicle. 2. Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de sustentation avant (12) et deux chambres de sustentation arrières (13, 14) espacées dudit plan de sym4- trie et en ce que ladite chambre de sustentation avant est à positionnement réglable, d'avant en arrière ou vice versa, suivant la direction longitudinale dudit habitacle. 2. Air cushion vehicle according to claim 1, characterized in that it comprises a front lift chamber (12) and two rear lift chambers (13, 14) spaced from said plane of symmetry and in that said front lift chamber is adjustable positioning, from front to back or vice versa, in the longitudinal direction of said passenger compartment. 3. Véhicule à coussin d'air selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit habitacle a la forme générale allongée d'une carlingue d'avion, en ce que ladite chambre de sustentation avant est placée sous la partie avant dudit habitacle et en ce que les deux champ bres de sustentation arrières sont fixées à des bras latéraux (21) raccordés aux flancs dudit habitacle. 3. Air cushion vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that said passenger compartment has the generally elongated shape of an aircraft cabin, in that said front lift chamber is placed under the front part of said passenger compartment and in that the two rear lifting fields are fixed to lateral arms (21) connected to the sides of said passenger compartment. 4. Véhicule à coussin d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits bras latéraux (21) ont la forme générale d'ailes d'avion. 4. Air cushion vehicle according to claim 3, characterized in that said lateral arms (21) have the general shape of airplane wings. 5. Véhicule à coussin d'air selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en air (19) desdites chambres de sustentation sont indépendants et réglables. 5. Air cushion vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the air supply means (19) of said lift chambers are independent and adjustable. 6. Procédé de pilotage d'un véhicule à coussin d'air comportant trois enceintes de sustentation (12, 13, 14) à jupe latérale souple, espacées en triangle isocèle et alimentées indépendamment en air, caractérisé en ce que, pour amorcer un virage, on réduit le débit d'air de la chambre de sustentation arrière interne au virage (14, fig. 4) et de prbférence également le ddbit d'air de la chambre de sustentation avant (12).  6. A method of piloting an air cushion vehicle comprising three lift chambers (12, 13, 14) with flexible lateral skirt, spaced in an isosceles triangle and independently supplied with air, characterized in that, to initiate a turn , the air flow from the internal rear lift chamber at the turn (14, fig. 4) is reduced and also preferably the air flow from the front lift chamber (12).