WO2005002960A1 - Aerostat equipe d’une enveloppe gonflable a volume de sustentation reglable - Google Patents

Aerostat equipe d’une enveloppe gonflable a volume de sustentation reglable Download PDF

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aerostat
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aerostat according
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Pierre Chabert
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Airstar
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/02—Non-rigid airships

Definitions

  • the invention relates to an aerostat comprising an inflatable envelope made of a flexible material, means for injecting a lift gas for inflating the envelope, and means for escaping the gas during deflation.
  • the aerostat can be an airship or a balloon.
  • the internal volume of the envelope of an aerostat, in particular of an airship, is filled with a lift gas, having a density lower than that of air.
  • a lift gas having a density lower than that of air.
  • Helium is generally used.
  • Document DE 224323 relates to an airship equipped with a bellows coupling device making it possible to subdivide the volume in accordion in the longitudinal direction.
  • the coupling device is complicated because it contains tension springs, connection hinges, and a filling opening. Subject of the invention
  • the object of the invention is to provide a standard aerostat allowing the customer to easily choose before takeoff, the optimum lift volume according to the parameters of use.
  • the device according to the invention is characterized in that the envelope has a sealed internal volume subdivided into a front part, a rear part, and a plurality of intermediate sections communicating with each other, and cooperating with connection means for adjusting the useful volume of the envelope by longitudinal expansion or narrowing of a predetermined number of intermediate sections, said connection means being fixed to the outside of the film of the envelope by being staggered at predetermined intervals along the longitudinal direction .
  • connection means comprise chains of slide fasteners of identical structures.
  • the front part and the rear part each have a single zipper chain, the respective retaining teeth of which are oriented in opposite directions towards each other.
  • Each of the intermediate sections is equipped with a slide fastening chain which can be positioned opposite the closing chain of the front part, said longitudinal shrinkage of the lift volume being obtained by insertion of one or more intermediate sections at the inside the envelope.
  • the fabric has no discontinuity between the front, rear and intermediate sections.
  • the internal volume of the envelope is thus perfectly sealed, and total emptying of the envelope is thus avoided when switching from one volume to another.
  • the internal gas pressure even promotes volume expansion after opening the zipper at the interface.
  • Adjusting the lift volume to a predetermined value makes it possible to use an optimum amount of helium corresponding to the operator's application.
  • the folding of the sections inside the envelope creates watertight pockets filled with air, and separated to seal helium.
  • Figures 1 to 4 show schematic views of an aerostat according to the invention, with different decreasing settings of the lift volume;
  • Figures 5 to 8 are longitudinal sections respectively of Figures 1 to 4;
  • Figure 9 schematically illustrates the positioning mode of the zippers to reduce the volume of the envelope.
  • an aerostat 10 is equipped with a sealed inflatable envelope 1 1, the internal volume of which contains a gas having a density less than that of air.
  • the gas can be helium or any other lifting gas, which is injected inside the volume through an inlet nozzle 12 to ensure the inflation of the envelope 11 to a predetermined pressure.
  • An exhaust valve 13 is arranged in the wall of the envelope 11, and comprises a remote-controlled actuator to cause deflation in the open position.
  • the aerostat 10 shown in the figures is an airship, but it is clear that the invention also applies to a balloon, or to any other inflatable structure.
  • Ballast bags SC are arranged in a conventional manner at the base of the envelope 11, and are intended to be filled with water.
  • the inflatable envelope 11 made of flexible material, for example a reinforced plastic fabric, is composed of a front part 14, of a rear part 15, and a plurality of intermediate sections 16a, 16b, 16c .... extending between the front part 14 and the rear part 15.
  • the volume of the envelope 11 can be adjusted according to the number of operational intermediate sections 16a, 16b, 16c ...
  • Figure 1 shows the maximum volume following the commissioning of all of the intermediate sections 16a, 16b, 16c.
  • the envelope of Figure 4 has the minimum volume, since the intermediate sections 16a, 16b, 16c are not used.
  • Figures 2 and 3 respectively show decreasing volumes making use of a single section 16a, or of two sections 16a, 16b.
  • the fabric has no discontinuity between the front parts 14, rear 15 and the intermediate sections 16a, 16b, 16c.
  • the internal volume of the envelope 11 is thus perfectly sealed, and the fabric surface is provided during manufacture for the maximum volume of FIG. 1.
  • the choice of lift volume is effected by means of several chains of slide fasteners 17, 20, 22, 24 making it possible to fold inside a certain number of intermediate sections 16a, 16b, 16c.
  • the helium volume can thus vary from 70m 3 to 43m a
  • the chains of the slide fasteners 17, 20, 22, 24 are all identical, and fixed circumferentially outside the envelope 11 by being staggered at predetermined intervals along the longitudinal direction (see FIG. 1).
  • the front part 14 is provided with a zipper chain 17 whose retaining teeth are oriented towards the rear. It is the same for the rear part 15 provided with a zipper chain 24, the teeth of which are oriented towards the front.
  • the intermediate sections 16b, 16c are each equipped with a zipper chain 20, 22, the retaining teeth of which are oriented like that of the zipper chain 24 of the rear part 15.
  • all of the chains of slide fasteners 17, 20, 22, 24 are located substantially in parallel planes extending perpendicular to the longitudinal direction of envelope 11.
  • a slider (not shown) can be associated with each pair of chains facing each other to engage the retaining teeth.
  • FIGS. 1 and 5 corresponds to the maximum volume of the envelope 11.
  • the first section 16a is folded inside by directly meshing the zipper chain 20 of the second intermediate section 16b with the zipper chain 17 of the front part 14.
  • the first section 16a and the second section 16b are folded back inside, by directly engaging the zipper chain 22 of the third section 16c with the zipper chain 17 of the front part. 14 ..
  • the third section 16c and the second section 16b are inactive, which reduces the volume of the envelope 11 compared to that of FIG. 2.
  • FIG. 9 which also shows the mode of orientation of the teeth of the different chains of slide fasteners 17, 18, 20, 22, 24.
  • each of the intermediate sections may be equipped with a pair of slide fastener chains provided on opposite sides with an opposite orientation of the retaining teeth.
  • the longitudinal shrinkage of the lift volume is also obtained by insertion of one or more intermediate sections inside the envelope, after opening of the corresponding zippers.
  • the aerostat can be equipped with propulsion means to constitute an airship, or lighting means to constitute a lighting balloon.

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Abstract

Un aérostat comprend une enveloppe (11) gonflable réalisée en une matière souple, et présentant un volume interne étanche subdivisé en une partie avant (14), une partie arrière (15), et une pluralité de tronçons intermédiaires (16a), (16b), (16c)... communiquant les uns avec les autres. Des fermetures à glissières (17), (20), (22), (24) sont fixées à l'extérieur du film de l'enveloppe (11) en étant échelonnées à intervalles prédéterminés le long de la direction longitudinale, de manière à ajuster le volume utile de l'enveloppe (11) par expansion ou rétrécissement longitudinal d'un certain nombre de tronçons intermédiaires (16a), (16b), (16c).

Description

AEROSTAT EQUIPE D'UNE ENVELOPPE GONFLABLE A VOLUME DE SUSTENTATION REGLABLE
Domaine technique de l'invention
L'invention est relative à un aérostat comprenant une enveloppe gonflable réalisée en une matière souple, des moyens d'injection d'un gaz de sustentation pour le gonflage de l'enveloppe, et des moyens d'échappement du gaz lors du dégonflage. L'aérostat peut être un dirigeable ou un ballon.
Etat de la technique
Le volume interne de l'enveloppe d'un aérostat, notamment d'un dirigeable, est rempli d'un gaz de sustentation, ayant une densité inférieure à celle de l'air. On utilise généralement de l'hélium. Il existe des petits porteurs de faibles capacités, et des gros porteurs avec des volumes de gaz plus importants. En fonction des applications, les constructeurs proposent une gamme d'aérostats avec différents volumes de sustentation. Le document DE 224323 se rapporte à un dirigeable équipé d'un dispositif d'accouplement à soufflet permettant de subdiviser le volume en accordéon dans le sens longitudinal. Le dispositif d'accouplement est compliqué, car il renferme des ressorts de traction, des charnières de raccordement, et un orifice de remplissage. Objet de l'invention
L'objet de l'invention consiste à réaliser un aérostat standard permettant au client de choisir facilement avant l'envol, le volume optimum de sustentation en fonction des paramètres d'utilisation.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'enveloppe présente un volume interne étanche subdivisé en une partie avant, une partie arrière, et une pluralité de tronçons intermédiaires communiquant les uns avec les autres, et coopérant avec des moyens de raccordement pour ajuster le volume utile de l'enveloppe par expansion ou rétrécissement longitudinal d'un nombre prédéterminé de tronçons intermédiaires, lesdits moyens de raccordement étant fixés à l'extérieur du film de l'enveloppe en étant échelonnés à intervalles prédéterminés le long de la direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de raccordement comportent des chaînes de fermetures à glissières de structures identiques. La partie avant et la partie arrière sont dotées chacune d'une seule chaîne de fermeture à glissière, dont les dents de retenue respectives sont orientées en sens inverse les unes vers les autres. Chacun des tronçons intermédiaires est équipé d'une chaîne de fermeture à glissière pouvant être positionnée en regard de la chaîne de fermeture de la partie avant, ledit rétrécissement longitudinal du volume de sustentation étant obtenu par insertion d'un ou de plusieurs tronçons intermédiaires à l'intérieur de l'enveloppe.
A l'intérieur de l'enveloppe, le tissu ne présente aucune discontinuité entre les parties avant, arrière et les tronçons intermédiaires. Le volume interne de l'enveloppe est ainsi parfaitement étanche, et la vidange totale de l'enveloppe est ainsi évitée lors du passage d'un volume à un autre. La pression interne du gaz favorise même l'expansion de volume après ouverture de la fermeture à glissière au niveau de l'interface.
L'ajustage du volume de sustentation à une valeur prédéterminée permet d'utiliser une quantité d'hélium optimum correspondant à l'application de l'exploitant. Le repliement des tronçons à l'intérieur de l'enveloppe crée des poches étanches remplies d'air, et séparées à étanchéité de l'hélium.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels:
- les figures 1 à 4 représentent des vues schématiques d'un aérostat selon l'invention, avec différents réglages décroissants du volume de sustentation ; les figures 5 à 8 sont des coupes longitudinales respectivement des figures 1 à 4 ; la figure 9 illustre schématiquement le mode de positionnement des fermetures à glissières pour effectuer une réduction de volume de l'enveloppe.
Description d'un mode de réalisation préférentiel.
En référence aux figures 1 à 9, un aérostat 10 est équipé d'une enveloppe 1 1 gonflable étanche, dont le volume interne contient un gaz ayant une densité inférieure à celle de l'air. Le gaz peut être de l'hélium ou tout autre gaz de sustentation, lequel est injecté à l'intérieur du volume à travers un embout 12 d'admission pour assurer le gonflage de l'enveloppe 11 jusqu'à une pression prédéterminée. Une valve 13 d'échappement est agencée dans la paroi de l'enveloppe 11 , et comporte un actionneur télécommandé à distance pour provoquer le dégonflage en position d'ouverture.
L'aérostat 10 représenté sur les figures est un dirigeable, mais il est clair que l'invention s'applique également à un ballon, ou à toute autre structure gonflable. Des sacs de lestage SC sont agencés d'une manière classique à la base de l'enveloppe 11 , et sont destinés à être remplis par de l'eau.
Selon l'invention, l'enveloppe 11 gonflable en matière souple, par exemple un tissu plastique renforcé, est composée d'une partie avant 14, d'une partie arrière 15, et d'une pluralité de tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c....s'étendant entre la partie avant 14 et la partie arrière 15.
Le volume de l'enveloppe 11 peut être ajusté en fonction du nombre de tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c... opérationnels. La figure 1 présente le volume maximum suite à la mise en service de la totalité des tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c. L'enveloppe de la figure 4 possède le volume minimum, étant donné que les tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c ne sont pas utilisés. Les figures 2 et 3 montrent respectivement des volumes décroissants faisant usage d'un seul tronçon 16a, ou de deux tronçons 16a, 16b.
A l'intérieur de l'enveloppe 11, le tissu ne présente aucune discontinuité entre les parties avant 14, arrière 15 et les tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c. Le volume inteme de l'enveloppe 11 est ainsi parfaitement étanche, et la surface de tissu est prévue lors de la fabrication pour le volume maximum de la figure 1.
Le choix du volume de sustentation s'effectue au moyen de plusieurs chaînes de fermetures à glissières 17, 20, 22, 24 permettant de replier à l'intérieur un certain nombre de tronçons intermédiaires 16a, 16b, 16c. Le volume d'hélium peut ainsi varier de 70m3 à 43 ma
Les chaînes des fermetures à glissières 17, 20, 22, 24 sont toutes identiques, et fixées circonférentiellement à l'extérieur de l'enveloppe 11 en étant échelonnés à intervalles prédéterminés le long de la direction longitudinale (voir figure 1).
La partie avant 14 est dotée d'une chaîne de fermeture à glissière 17 dont les dents de retenue sont orientées vers l'arrière. Il en est de même de la partie arrière 15 pourvue d'une chaîne de fermeture à glissière 24, dont les dents sont orientées vers l'avant. Les tronçons intermédiaires 16b, 16c sont équipés chacun d'une chaîne de fermeture à glissière 20, 22, dont les dents de retenue sont orientées comme celle de la chaîne de fermeture à glissière 24 de la partie arrière 15. Dans l'état gonflé de l'enveloppe 11, la totalité des chaînes des fermetures à glissières 17, 20, 22, 24 se trouvent sensiblement dans des plans parallèles s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale de l'enveloppe 11. Un curseur (non représenté) peut être associé à chaque paire de chaînes en regard l'une de l'autre pour faire engrener les dents de retenue.
Le cas des figures 1 et 5 correspond au volume maximum de l'enveloppe 11.
Sur les figures 2 et 6, le premier tronçon 16a est replié à l'intérieur en faisant engrener directement la chaîne de fermeture à glissière 20 du deuxième tronçon intermédiaire 16b avec la chaîne de fermeture à glissière 17 de la partie avant 14.
Sur les figures 3 et 7, le premier tronçon 16a et le deuxième tronçon 16b sont repliés à l'intérieur, en faisant engrener directement la chaîne de fermeture à glissière 22 du troisième tronçon 16c avec la chaîne de fermeture à glissière 17 de la partie avant 14.. Le troisième tronçon 16c et le deuxième tronçon 16b sont inactifs, ce qui diminue le volume de l'enveloppe 11 par rapport à celui de la figure 2.
Sur les figures 4 et 8, tous les trois tronçons 16a, 16b, 16c sont repliés à l'intérieur, en faisant engrener directement la chaîne de fermeture à glissière 24 de la partie arrière 15 avec la chaîne de fermeture à glissière de droite 17 de la partie avant 14.
Le mode d'ajustage de ces différents volumes est indiqué à la figure 9, laquelle montre également le mode d'orientation des dents des différentes chaînes de fermetures à glissières 17, 18, 20, 22, 24.
Lors de l'ajustage du volume des figures 1 à 4, Pétanchéité de l'enveloppe 1 1 reste maintenue pendant la mise en place du curseur sur les chaînes de fermetures à glissières re regard. Il n'est donc pas nécessaire de vidanger l'enveloppe 11 lors du passage d'un volume à un autre. La pression interne du gaz facilite même l'expansion de volume après ouverture de la fermeture à glissière au niveau de l'interface.
Sur les figures 6 à 8, le repliement des tronçons 16a, 16b, 16c à l'intérieur de l'enveloppe 11 crée des poches P1 , P2, P3 étanches remplies d'air, et séparées à étanchéité de l'hélium. Selon une variante, chacun des tronçons intermédiaires peut être équipé d'une paire de chaînes de fermeture à glissière prévues aux côtés opposés avec une orientation inverse des dents de retenue. Le rétrécissement longitudinal du volume de sustentation est également obtenu par insertion d'un ou de plusieurs tronçons intermédiaires à l'intérieur de l'enveloppe, après ouverture des fermetures à glissières correspondantes.
Il est clair que les fermetures à glissières peuvent être remplacées par d'autres moyens de fermetures rapides, notamment à œillets ou à rubans d'accrochage détachables.
L'aérostat peut être équipé de moyens de propulsion pour constituer un dirigeable, ou des moyens d'éclairage pour constituer un ballon éclairant.

Claims

Revendications
1. Aérostat comprenant une enveloppe (11) gonflable réalisée en une matière souple, des moyens d'injection d'un gaz de sustentation pour le gonflage de l'enveloppe (11), et des moyens d'échappement du gaz lors du dégonflage, caractérisé en ce que l'enveloppe (11) présente un volume interne étanche subdivisé en une partie avant (14), une partie arrière (15), et une pluralité de tronçons intermédiaires (16a, 16b, 16c...) communiquant les uns avec les autres, et coopérant avec des moyens de raccordement pour ajuster le volume utile de l'enveloppe (11) par expansion ou rétrécissement longitudinal d'un nombre prédéterminé de tronçons intermédiaires (16a, 16b, 16c...), lesdits moyens de raccordement étant fixés à l'extérieur du film de l'enveloppe (11) en étant échelonnés à intervalles prédéterminés le long de la direction longitudinale.
2. Aérostat selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de raccordement comportent des chaînes de fermetures à glissières (17, 20, 22, 24) de structures identiques.
3. Aérostat selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie avant (14) et la partie arrière (15) sont dotées chacune d'une seule chaîne de fermeture à glissière (17, 24), dont les dents de retenue respectives sont orientées en sens inverse les unes vers les autres.
4. Aérostat selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins un tronçon intermédiaire (16b, 16c) est équipé d'une chaîne de fermeture à glissière (20, 22) pouvant être positionnée en regard de la chaîne de fermeture (17) de la partie avant (14), ledit rétrécissement longitudinal du volume de sustentation étant obtenu par insertion d'un ou de plusieurs tronçons intermédiaires (16a, 16b, 16c...) à l'intérieur de l'enveloppe (11).
5. Aérostat selon la revendication 2, caractérisé en ce que les chaînes de fermetures à glissières (17, 20, 22, 24) s'étendent à la périphérie de l'enveloppe (11 ) dans des plans décalés sensiblement parallèles à la direction longitudinale.
6. Aérostat selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des tronçons intermédiaires (16a, 16b, 16c) est équipé d'une paire de chaînes de fermetures à glissières prévues aux côtés opposés avec une orientation inverse des dents de retenue.
7. Aérostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de propulsion pour constituer un dirigeable.
8. Aérostat selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'éclairage pour constituer un ballon éclairant.
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