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Patent 3196997 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3196997
(54) English Title: DEVICE AND SYSTEM FOR RELEASING, MAINTAINING IN FLIGHT AND RECOVERING A TETHERED AEROSTAT
(54) French Title: DISPOSITIF ET SYSTEME DE LARGAGE, DE MAINTIEN EN VOL ET DE RECUPERATION D'UN AEROSTAT CAPTIF
Status: Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B64B 1/50 (2006.01)
  • B64B 1/56 (2006.01)
  • B64B 1/66 (2006.01)
(72) Inventors :
  • DABEZIES, BERNARD (France)
  • GRUCHET, LAURENT (France)
(73) Owners :
  • CNIM SYSTEMES INDUSTRIELS (France)
(71) Applicants :
  • CNIM SYSTEMES INDUSTRIELS (France)
(74) Agent: BROUILLETTE LEGAL INC.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2021-11-02
(87) Open to Public Inspection: 2022-05-12
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2021/051919
(87) International Publication Number: WO2022/096816
(85) National Entry: 2023-04-28

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
FR2011246 France 2020-11-03

Abstracts

English Abstract

The invention relates mainly to a device and system for automatically releasing, maintaining in flight and recovering a tethered aerostat (2), comprising: ? a platform (3) having a rotatably movable part (5), a recovery device (7) for recovering the tethered balloon (2) secured to the movable part (5), and at least first (8) and second (9) winches; ? a first cable (10) referred to as umbilical cable connected to the first winch (8) and of which one end is designed to be secured to the aerostat (2), and ? a second cable (11) referred to as sling divided into at least one adapted mooring portion (12) of which one end is designed to be secured to the aerostat (2), and a connecting portion (13) connected to the second winch (9), said connecting portion (13) having a linear mass less than or equal to seven grams per metre and a length greater than that of the mooring portion (12).


French Abstract

L'invention porte principalement sur un de largage, de maintien en vol et de récupération automatique d'un aérostat captif (2), comprenant : ? une plateforme (3) comportant une partie mobile à rotation (5), un dispositif de récupération (7) du ballon captif (2) solidaire de la partie mobile (5), et au moins des premier (8) et second (9) treuils; 10 ? un premier câble (10) dit câble ombilical relié au premier treuil (8) et dont une extrémité est prévue pour être solidaire de l'aérostat (2), et ? un second câble (11) dit élingue divisé en au moins une portion d'amarrage (12) adaptée dont une extrémité est prévue pour être solidaire de l'aérostat (2), et une portion de liaison (13) reliée au second treuil (9), laquelle portion de liaison (13) 15 présente une masse linéique inférieure ou égale à sept grammes par mètres et une longueur supérieure à celle de la portion d'amarrage (12).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
[Revendication 1] Dispositif (1) de largage, de maintien en vol et de
récupération
autornatique d'un aérostat captif (2), comprenant :
= une plateforme (3) comportant une partie fixe (4) prévue
pour être posée au sol, une partie mobile à rotation (5) qui
s'étend selon un axe longitudinal (X) et qui est reliée à la partie
fixe (4) par des moyens d'entrainement en rotation, un dispositif
io de récupération dit berceau (7) solidaire de la partie
mobile (5)
et prévu pour réceptionner un aérostat (2), et au moins des
premier (8) et second (9) dispositifs d'enroulement de câbles dits
premier et second treuils ;
= des moyens de contrôle et de commande configurés pour
piloter les moyens d'entrainement à rotation et les premier et
second treuils (8, 9) ;
= un prernier câble (10) dit câble ombilical relié au premier
treuil (8) et dont une extrémité est prévue pour être solidaire de
l'aérostat (2), le câble ombilical (10) étant adapté pour supporter
la tension exercée par l'aérostat (2), et
= un second câble (11) dit élingue divisé en au moins une
portion d'amarrage (12) adaptée pour supporter la tension
exercée par l'aérostat (2) et dont une extrémité est prévue pour
être solidaire de l'aérostat (2), et une portion de liaison (13) reliée
au second treuil (9), laquelle portion de liaison (13) présente une
masse linéique inférieure ou égale à sept grammes par mètres
et une longueur supérieure à celle de la portion d'amarrage (12).
[Revendication 2] Dispositif (1) selon la revendication précédente,
caractérisé en
ce que les moyens d'entrainement en rotation sont motorisés et
pilotés via les moyens de contrôle et de commande.
[Revendication 3] Dispositif (1) selon la revendication précédente,
caractérisé en
ce que les moyens d'entrainement en rotation comprennent un
moteur électrique solidaire de la partie fixe (4) de la plateforme
(3), au moins un pignon mobile adapté pour être entrainé par le
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moteur et une couronne solidaire de la partie mobile (5) de la
plateforme (3) et coopérant avec le pignon, l'ensemble pignon
couronne étant agencé pour permettre une rotation libre de la
partie mobile (5) de la plateforme par rapport à sa partie fixe (4).
[Revendication 4] Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le premier treuil (8)
comprend au moins un tambour disposé à distance de l'axe de
rotation (Y) de la partie mobile (5) de la plateforme (3).
[Revendication 5] Dispositif (1 ) selon la revendication précédente,
caractérisé en
ce que le premier treuil (8) comprend au moins une poulie de
renvoi (80) disposée sur l'axe longitudinal (X) de la partie mobile
(5) de la plateforme (3), laquelle poulie de renvoi (80) est mobile
selon l'axe longitudinal (X) de ladite partie mobile (5).
[Revendication 6] Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications
2 à 5,
caractérisé en ce que les moyens d'entrainement en rotation
comprennent au moins un moyen d'assistance de la rotation de
la partie mobile de la plateforme, lequel moyen d'assistance
comprend au moins un capteur de couple (14) relié aux moyens
de contrôle et de commande et configuré pour détecter le couple
exercé par le câble ombilical (10) contre ledit capteur (14) et pour
déclencher le moteur des moyens d'entrainement en rotation dès
que le couple détecté dépasse une valeur seuil déterminée.
[Revendication 7] Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux capteurs de
traction (15, 16) reliés aux moyens de contrôle et de commande
et configurés pour mesurer les tractions respectivement du câble
ombilical (10) et de la portion d'amarrage (12) de l'élingue (11).
[Revendication 8] Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le câble ombilical (10) et la
portion d'amarrage (12) de l'élingue (11) présentent une
résistance à la traction supérieure ou égale à 11,5 tonnes.
[Revendication 9] Système de largage, de maintien en vol et de récupération
automatique d'un aérostat captif comprenant :
= un aérostat (2) ;
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= une plateforme (3) comportant une partie fixe (4) prévue
pour être posée au sol, une partie mobile à rotation (5) reliée à
la partie fixe (4) par des moyens d'entrainement en rotation, un
dispositif de récupération (7) dit berceau solidaire de la partie
mobile (5) et prévu pour réceptionner l'aérostat (2), et au moins
des premier et second dispositifs d'enroulement de câbles dits
premier (8) et second (9) treuils ;
= des moyens de contrôle et de commande configurés pour
piloter les moyens d'entrainement à rotation et les premier et
second treuils (8, 9) ;
= un prernier câble dit câble ombilical (10) relié au premier
treuil (8) et dont une extrémité est solidaire de l'aérostat (2), le
câble ombilical (10) étant adapté pour supporter la tension
exercée par l'aérostat (2), et
= un second câble dit
élingue (11) divisé en au moins une
portion d'amarrage (12) adaptée pour supporter la tension
exercée par l'aérostat (2) et dont une extrémité est solidaire de
l'aérostat (2), les extrémités respectives du câble ombilical (10)
et de la portion d'amarrage (12) de l'élingue (11) étant alignées
le long d'un axe du ballon captif (2), et une portion de liaison (13)
reliée au second treuil (9), laquelle portion de liaison (13)
présente une masse linéique inférieure ou égale à sept grammes
par mètres et une longueur supérieure à celle de la portion
d'amarrage (12).
[Revendication 10] Systèrne selon la revendication précédente, caractérisé en
ce
que l'élingue (11) est solidaire du nez (17) de l'aérostat (2), lequel
aérostat (2) présente une forme fuselée.
[Revendication 11] Systèrne selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce
qu'il
comprend deux capteurs de tractions (15, 16) configurés pour
mesurer les tractions respectivement du câble ombilical (10) et
de la portion d'amarrage (12) de l'élingue (11).
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Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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1
DESCRIPTION
TITRE : Dispositif et système de largage, de maintien en vol et de
récupération
d'un aérostat captif
[0001] L'invention s'inscrit dans le secteur de l'aéronautique.
[0002] L'invention s'inscrit plus particulièrement dans le cadre
de la récupération
automatique d'aérostat captif, ou ballon captif, de telles aérostats étant
reliés à une
plateforme au sol par au moins un câble dit câble ombilical.
[0003] Ces aérostats sont maintenus à une altitude contrôlée par
l'aérostier, pour
des applications diverses allant de l'attraction touristique à la station de
mesure
météorologique et de la qualité de l'air.
[0004] Certains aérostats sont des ballons fuselés afin
d'améliorer leur stabilité et
qui, de par leur forme, sont soumis à des forces aérodynamiques qu'il est
nécessaire
de prendre en compte lors de la récupération de l'aérostat, et en particulier
l'effet
girouette qui provoque la rotation de l'aérostat autour d'un axe
perpendiculaire à l'axe
dudit aérostat, nommé axe de lacet. En particulier, lors de la récupération de
l'aérostat
et en prévision de son amarrage dans un berceau solidaire de la plateforme, il
est
nécessaire de s'assurer que l'axe du ballon est aligné avec celui du berceau
et de la
plateforme.
[0005] Cependant, l'opération d'alignement de l'aérostat lors de
son amarrage
nécessite l'intervention de plusieurs personnes, chacune gérant une amarre
solidaire
de l'aérostat et prévue pour l'amarrer à la plateforme. Cette opération est
donc
couteuse en temps et en personnel.
[0006] L'invention a ainsi pour objet de proposer un dispositif et un
système de
largage, de maintien en vol et de récupération automatique d'un aérostat plus
simples
et moins couteux à mettre en oeuvre.
[0007] A cet effet, l'invention vise un dispositif de largage, de
maintien en vol et de
récupération d'un aérostat captif comprenant :
= une plateforme comportant une partie fixe prévue pour être posée au sol,
une partie mobile à rotation qui s'étend selon un axe longitudinal et qui est
reliée à la partie fixe par des moyens d'entrainement en rotation, un
dispositif de récupération dit berceau solidaire de la partie mobile et prévu
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pour réceptionner un aérostat, et au moins des premier et second dispositifs
d'enroulement de câbles dits premier et second treuils ;
= des moyens de contrôle et de commande configurés pour piloter les
moyens d'entrainement à rotation et les premier et second treuils ;
= un premier câble dit câble ombilical relié au premier treuil et dont une
extrémité est prévue pour être solidaire de l'aérostat, le câble ombilical
étant
adapté pour supporter la tension exercée par l'aérostat, et
= un second câble dit élingue divisé en au moins une portion d'amarrage
adaptée pour supporter la tension exercée par l'aérostat et dont une
extrémité est prévue pour être solidaire de l'aérostat, et une portion de
liaison reliée au second treuil, laquelle portion de liaison présente une
masse linéique inférieure ou égale à sept grammes par mètres et une
longueur supérieure à celle de la portion d'amarrage.
[0008]
Le dispositif peut également comporter les caractéristiques optionnelles
suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques
possibles :
- Les moyens d'entrainement en rotation sont motorisés et pilotés via les
moyens de
contrôle et de commande.
- Les moyens d'entrainement en rotation comprennent un moteur électrique
solidaire
de la partie fixe de la plateforme, au moins un pignon mobile adapté pour être
entrainé
par le moteur et une couronne solidaire de la partie mobile de la plateforme
et
coopérant avec le pignon, l'ensemble pignon couronne étant agencé pour
permettre
une rotation libre de la partie mobile de la plateforme par rapport à sa
partie fixe.
- Le premier treuil comprend au moins un tambour disposé à distance de
l'axe de
rotation de la partie mobile de la plateforme.
- Le premier treuil comprend au moins une poulie de renvoi disposée sur
l'axe
longitudinal de la partie mobile de la plateforme, laquelle poulie de renvoi
est mobile
selon l'axe longitudinal de ladite partie mobile
- Les moyens d'entrainement en rotation comprennent au moins un moyen
d'assistance de la rotation de la partie mobile de la plateforme, lequel moyen
d'assistance comprend au moins un capteur de couple relié aux moyens de
contrôle
et de commande et configuré pour détecter le couple exercé par le câble
ombilical
contre ledit capteur et pour déclencher le moteur des moyens d'entrainement en

rotation dès que le couple détecté dépasse une valeur seuil déterminée.
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- Le dispositif comprend deux capteurs de traction reliés aux moyens de
contrôle et de
commande et configurés pour mesurer les tractions respectivement du câble
ombilical
et de la portion d'amarrage de l'élingue.
- Le câble ombilical et la portion d'amarrage de l'élingue présentent une
résistance à
la traction supérieure ou égale à 11,5 tonnes.
[0009] L'invention vise également un système de largage, de
maintien en vol et de
récupération automatique d'un aérostat captif comprenant :
= un aérostat ;
= une plateforme comportant une partie fixe prévue pour être posée au sol,
une
1.0 partie mobile à rotation reliée à la partie fixe par des moyens
d'entrainement en
rotation, un dispositif de récupération dit berceau solidaire de la partie
mobile et prévu
pour réceptionner l'aérostat, et au moins des premier et second dispositifs
d'enroulement de câbles dits premier et second treuils ;
= des moyens de contrôle et de commande configurés pour piloter les moyens
d'entrainement à rotation et les premier et second treuils ;
= un premier câble dit câble ombilical relié au premier treuil et dont une
extrémité
est solidaire de l'aérostat, le câble ombilical étant adapté pour supporter la
tension
exercée par l'aérostat, et
= un second câble dit élingue divisé en au moins une portion d'amarrage
adaptée
pour supporter la tension exercée par l'aérostat et dont une extrémité est
solidaire de
l'aérostat, les extrémités respectives du câble ombilical et de la portion
d'amarrage de
l'élingue étant alignées le long d'un axe du ballon captif, et une portion de
liaison reliée
au second treuil, laquelle portion de liaison présente une masse linéique
inférieure ou
égale à sept grammes par mètres et une longueur supérieure à celle de la
portion
d'amarrage.
[0010] Le système peut également comporter les caractéristiques
optionnelles
suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques
possibles :
- L'élingue est solidaire du nez de l'aérostat, lequel aérostat présente
une forme
fuselée.
- Le système comprend deux capteurs de tractions configurés pour mesurer
les
tractions respectivement du câble ombilical et de la portion d'amarrage de
l'élingue.
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[0011] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront clairement
de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement
limitatif, en
référence aux figures annexées :
[0012] [Fig 1] la figure 1 représente le système de largage, de
maintien en vol et
de récupération d'un aérostat captif selon l'invention, lequel aérostat est
relié à une
plateforme par un câble ombilical et une élingue ;
[0013] [Fig 2] la figure 2 représente les différentes phases de
vol et d'amarrage de
l'aérostat captif à la plateforme du système de l'invention ;
[0014] [Fig 3a] la figure 3a représente le système de la figure 1
avec un premier
treuil dans une première position ;
[0015] [Fig 3b] la figure 3b représente le système de la figure 1
avec le premier
treuil dans une seconde position ;
[0016] [Fig 4a] la figure 4a représente une élingue de l'invention
selon une
première variante ;
[0017] [Fig 4b] la figure 4b représente une élingue de l'invention selon
une seconde
variante ;
[0018] [Fig 4e] la figure 4e représente une élingue de l'invention
selon une
troisième variante ;
[0019] [Fig 5] la figure 5 représente un capteur de couple exercée
par le câble
ombilical reliant l'aérostat à la plateforme.
[0020] Il est tout d'abord précisé que sur les figures, les mêmes
références
désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles
apparaissent
et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des

éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs
références
peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure.
[0021] Il est également précisé que les figures représentent
essentiellement un
mode de réalisation de l'objet de l'invention mais qu'il peut exister d'autres
modes de
réalisation qui répondent à la définition de l'invention.
[0022] En référence aux figures 1 à 3b, l'invention concerne un
dispositif 1 de
largage, de maintien en vol, de récupération et d'amarrage d'un aérostat
captif 2
nommé ballon captif dans la suite de la description. L'ensemble comprenant ce
dispositif 1 et l'aérostat captif 2 forme un système de largage, de maintien
en vol, de
récupération et d'amarrage selon l'invention.
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[0023] Le ballon captif 2 est de type connu et présente une
enveloppe souple
gonflable avec un gaz plus léger que l'air, en particulier de l'hélium. Ce
ballon 2 est
avantageusement de forme fuselée pour limiter les efforts aérodynamiques. En
outre,
le ballon 2 s'oriente selon le sens du vent 18. Le ballon captif 2 comprend
une pluralité
5 de dispositifs de mesure embarqués tels que des caméras, des radars,
diverses
sondes, ces dispositifs embarqués étant disposés dans des châssis (non
représentés)
solidaires de l'enveloppe.
[0024] Le ballon 2 étant captif, il est constamment relié à une
plateforme 3 au sol
faisant partie du dispositif 1 de l'invention.
[0025] En référence à la figure 1, la plateforme 3 comprend une partie fixe
4 posée
sur le sol et une partie mobile à rotation 5 autour d'un axe Y et qui s'étend
selon un
axe longitudinal X perpendiculaire à l'axe de rotation Y. Typiquement, l'axe Y
est
orienté verticalement.
[0026] La partie fixe 3 est équipée d'un châssis 19 permettant le
transport de
matériel, ainsi que de roues 20 lui permettant d'être déplacée par
l'intermédiaire d'un
engin motorisé, notamment un tracteur conventionnel. La partie fixe 4 comprend
en
outre des moyens de blocage des roues 20 pour assurer l'immobilité de la
partie fixe
4 par rapport au sol, et des pieds rétractables.
[0027] La partie mobile 5, appelée bôme dans la suite de la
description, comprend
un châssis mobile à rotation 21 monté à rotation sur le châssis 19 de la
partie fixe 4,
et est équipée d'un berceau 7 de réception du ballon captif 2 en vue de son
amarrage
à la plateforme 3, lequel berceau 7 est disposé sur une structure 6 solidaire
du châssis
mobile 21. la plateforme 3 comprend également un premier bras télescopique 22
orienté selon une direction parallèle à l'axe Y, et dont la partie d'extrémité
libre est
formée par une couronne frontale 23 de réception du nez 17 du ballon captif 2,
comme
cela est représenté sur les figures 1 et 2. La plateforme 3 comprend en outre
au moins
un autre et préférentiellement deux autres bras télescopiques (non
représentés)
orientés perpendiculairement à l'axe Y et assurant le positionnement d'amarres

horizontales sur le ballon captif 2 logé dans le au berceau 7.
[0028] Les parties fixe et mobile 4, 5 de la plateforme 3 sont reliées
entre elles par
l'intermédiaire d'un ensemble formé par au moins un pignon relié à la partie
fixe 4 et
une couronne reliée au châssis 21 de la bôme 5 et coopérant avec le pignon. Le
pignon
est en outre relié à un moteur d'entrainement (non représenté) solidaire du
châssis 19
de la partie fixe 4 de la plateforme 3, le pignon, la couronne et le moteur
formant des
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moyens d'entrainement de la bôme 5. De manière particulièrement avantageuse,
l'axe
du moteur est libre en rotation lorsqu'il n'est pas alimenté en énergie pour
permettre
la rotation libre de la bôme 5 par rapport à la partie fixe 4. Enfin, le
moteur est piloté
par des moyens de contrôle et de commande installés sur la plateforme 3. Bien
entendu, tout autre moyen d'entrainement en rotation connu peut-être adapté à
la
plateforme 3 sans sortir du cadre de l'invention.
[0029] Le ballon captif 2 est relié à la plateforme par un premier
câble dit câble
ombilical 10. Ce câble est relié au voisinage du centre du ballon 2 par
l'intermédiaire
d'une pluralité de suspentes 24, et à la plateforme 3 par l'intermédiaire d'un
premier
moyen d'enroulement motorisé 8, typiquement un treuil comprenant au moins un
tambour autour duquel le câble ombilical 10 peut s'enrouler ou se dérouler. Ce
câble
ombilical 10 est prévu pour résister aux efforts de traction engendrés par le
ballon 2
soumis au vent 18. Typiquement, la résistance du câble ombilical 10 est de
l'ordre de
10 à 15 tonnes, préférentiellement autour de 12 tonnes, et est dans tous les
cas
suffisante pour éviter sa rupture lorsqu'il est soumis aux forces de tension
générées
par le ballon 2 en vol. Bien entendu, la résistance du câble ombilical 10 est
adaptée à
la taille du ballon captif 2. Enfin, ce câble ombilical 10 est suffisamment
long pour
permettre le vol du ballon captif 2 à des hauteurs importantes, typiquement
supérieure
à 1000 mètres.
[0030] Le premier treuil 8 est relié au châssis 21 de la bôme 5 et comprend
un
tambour assurant l'enroulement et le déroulement du câble ombilical 10. En
outre, le
premier treuil 8 comprend une poulie de renvoi 80 du câble ombilical 10,
laquelle poulie
80 est mobile en translation selon l'axe longitudinal X, par l'intermédiaire
d'un dispositif
de déplacement motorisé , entre une première position dite de vol représentée
sur la
figure 3a dans laquelle la poulie 80 est éloignée de l'axe de rotation Y de la
bôme 5,
et une seconde position dite d'amarrage dans laquelle la poulie 80 est à
proximité de
l'axe de rotation Y, dans le but de mettre le nez 17 du ballon captif 2 en
appui de
contact contre la couronne frontale 23 du bras télescopique 22 lorsque ledit
ballon
captif 2 est amarré au berceau 7. En outre, la poulie de renvoi 80 est
disposée sur
l'axe longitudinal X de la bôme 5.
[0031] En référence à la figure 5, la plateforme comprend des
moyens d'assistance
de la rotation de la bôme 5 par rapport à la partie fixe 4 de la plateforme 3.
Ces moyens
d'assistance comprennent un capteur de couple 14 permettant de déterminer la
tension latérale exercé par le câble ombilical 10 lorsque le ballon captif 2
est en vol.
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Par tension latérale, on entend la force exercée par le câble ombilical 10
selon une
direction perpendiculaire à l'axe de rotation Y et à l'axe longitudinal X.
Autrement dit,
il s'agit de la force horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal X de la
bôme 5.
[0032] Ce capteur de couple 14 comprend un châssis 25 dont la base
plane est
solidaire de la structure 6 de la bôme 5 et est percée pour permettre le
passage du
câble ombilical 10. La structure 6 comprend également un trou traversant en
vis-à-vis
du perçage 26 du châssis 25 du capteur de couple 14, pour permettre le passage
du
câble ombilical 10 en direction du premier treuil 8.
[0033] Le capteur comprend deux rouleaux 27 espacées et parallèles
entre eux,
solidaires du châssis 25 du capteur 14 et orientés selon l'axe longitudinal X
de la bôme
5. Ces rouleaux 27 sont les éléments sensibles du capteur de couple 14 et sont
aptes
à détecter les forces latérales exercées par le câble ombilical 10. Ils sont
de fait reliés
aux moyens de contrôle et de commande du dispositif 1 de l'invention. Chaque
rouleau
27 du capteur de couple 14 est configuré pour mesurer en continu la force
latérale
exercée par le câble ombilical 10. En outre, dès que cette force latérale
dépasse un
seuil prédéterminé enregistré dans un espace mémoire des moyens de contrôle et
de
commande, ces derniers envoient un signal au moteur d'entrainement en rotation
pour
commander une rotation assistée de la bôme 5 dans le sens d'application de la
force
latérale.
[0034] Cette rotation assistée de la bôme 5 a pour but d'aligner le câble
ombilical
10 avec l'axe longitudinal X de ladite bôme 5, et ainsi éviter que le ballon
captif 2 ne
se déporte trop par rapport à la plateforme 3.
[0035] La plateforme 3 comprend également un second câble 11 nommé

élingue dans la suite de la description. Cette élingue 11 comprend une
portion
d'amarrage 12 prévue pour supporter les efforts exercés par le ballon captif 2
et dont
l'extrémité est reliée audit ballon 2 à distance du câble ombilical 10. En
particulier, la
portion d'amarrage 12 est reliée au nez 17 du ballon captif 2. Ainsi et
lorsque le ballon
captif 2 est en vol, les extrémités libres respectives du câble ombilical 10
et de la
portion d'amarrage 12 de l'élingue 11 sont alignés sur l'axe longitudinal du
ballon captif
2. Cette portion d'amarrage 12 présente des caractéristiques structurelles
identiques
à celles du câble ombilical 10, c'est-à-dire qu'elle présente une résistance à
la traction
comprise entre 10 et 15 tonnes, préférentiellement de l'ordre de 12 tonnes. La
longueur
de cette portion d'amarrage 12 est inférieure à 100 mètres, préférentiellement

comprise entre 30 et 40 mètres.
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[0036] Selon l'invention, l'élingue 11 comprend une deuxième
portion dite portion
de liaison 13 reliée à la plateforme 3 par l'intermédiaire d'un second treuil
motorisé 9
ménagé dans le châssis du bras télescopique vertical 22, laquelle portion de
liaison
13 traverse ledit châssis et la couronne frontale 23 du bras télescopique 22.
L'élingue
11 de l'invention est prévue pour rester solidarisée à la plateforme 3 et au
ballon captif
2. Aussi, la longueur de la portion de liaison 13 doit être suffisante pour
permettre le
vol du ballon captif 2, et est typiquement supérieure à 1000 mètres.
[0037] De manière à limiter le poids en vol du ballon 2 et des
deux câbles 10, 11,
la portion de liaison 13 de l'élingue 11 est de section beaucoup plus fine que
la portion
d'amarrage 12, et présente une masse linéique inférieure ou égale à 7 grammes
par
mètre. Il est ainsi inutile de modifier le ballon captif 2 malgré la présence
d'un second
câble 11 accroché à la plateforme 3 durant les phases de vol du ballon captif
2. Les
différentes phases du ballon captif 2 seront par ailleurs décrites ci-après en
lien avec
un procédé d'amarrage selon l'invention.
[0038] Le raccord entre les deux portions 12, 13 de l'élingue 11 peut être
réalisé
de différentes manières. Il peut s'agir simplement d'un raccord souple 28
(figure 4a),
d'un entrelacement des deux portions 12, 13 de câble formant une épissure 29
(figure
4b), ou bien encore une insertion de la portion de liaison 13 dans une partie
creuse
ménagée dans la portion d'amarrage 12 (figure 4c).
[0039] Enfin et en référence à la figure 1, le dispositif 1 comprend deux
capteurs
de traction 15, 16 reliés aux et pilotés par les moyens de contrôle et de
commande.
les capteurs de traction 15, 16 sont respectivement intégrés au niveau du
câble
ombilical 10 et de la portion d'amarrage 12 de l'élingue 11, et permettent de
mesurer
et contrôler la tension exercée par le ballon captif 2 sur les premier et
second treuils
8, 9. La fonction de ces capteurs de traction 15, 16 sera précisée ci-dessous
en lien
avec le procédé d'amarrage selon l'invention.
[0040] Ainsi, le dispositif 1 de largage, de maintien en vol, de
récupération et
d'amarrage de l'invention comprend la plateforme 3, les treuils 8, 9, le câble
ombilical
10, l'élingue 11, les capteurs de traction 15, 16, le capteur de couple 14,
les moyens
d'entrainement en rotation de la bôme 5 et les moyens de contrôle et de
commande.
[0041] En référence à la figure 2, un procédé d'amarrage du ballon
captif 2 va
maintenant être décrit. La figure 2 représente en outre les différentes phases
occupées
par le ballon captif 2 au cours de la mise en uvre du procédé.
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[0042] Préalablement à la mise en oeuvre du procédé, le ballon 2
se situe dans la
zone III de la figure 2, le ballon captif 2 est dit en phase de vol. Il se
situe à une altitude
stationnaire supérieure à 1000 mètres, et est en position pour effectuer ses
missions
prévues (par exemple étude de la qualité de l'air) par l'intermédiaire des
dispositifs
embarqués. L'altitude du ballon captif 2 est connue à chaque instant par
exemple à
l'aide d'un altimètre solidaire du ballon 2. En outre, les moyens de contrôle
et de
commande incrémentent un compteur à chaque tour effectué par le tambour du
premier treuil 8 relié au câble ombilical 10, permettant de déterminer la
longueur
déployée de câble ombilical 10.
[0043] Par ailleurs, et de la même manière, la longueur déployée de
l'élingue 11
est également connue, et les moyens de contrôle et de commande pilotent les
deux
treuils 8, 9 de sorte que l'enroulement du câble ombilical 10 et de l'élingue
11 soit piloté
pour qu'ils aient sensiblement les mêmes longueurs déployées, de sorte que les
deux
câbles 10, 11 ne se touchent jamais. D'autre part, les moyens de contrôle et
de
commande pilotent l'enroulement de l'élingue 11 autour du second treuil 9 de
sorte
que la tension de l'élingue 11, mesurée par le capteur de traction
correspondant 16,
soit toujours inférieure ou égale à une valeur déterminée enregistrée dans
l'espace
mémoire des moyens de contrôle et de commande, lorsque le ballon captif 2 est
en
phase de vol. De la sorte, la force exercée par l'élingue 11 sur le ballon
captif est
suffisamment faible pour éviter que le nez 17 du ballon 2 s'incline vers le
sol. En
d'autres termes, la force de traction de l'élingue 11 est inférieure à la
portance en tout
point du ballon captif 2.
[0044] Au cours de la première étape du procédé, les moyens de
contrôle et de
commande pilotent l'enroulement concomitant du câble ombilical 10 et de la
portion
de liaison 13 de l'élingue 11 autour des tambours des deux treuils 8, 9, en
actionnant
simultanément lesdits treuils 8,9, pour éviter que le câble ombilical 10 et
l'élingue 11
ne se touchent et ne s'emmêlent. Néanmoins, tant que la portion de liaison 12
s'enroule autour du treuil considéré 9, la force de traction de l'élingue 11
doit demeurer
inférieure à la valeur seuil citée ci-dessus. Le ballon captif 2 descend
progressivement,
ce qui correspond à la zone II représentée sur la figure 2.
[0045] De manière avantageuse, si la force de traction mesurée sur
le câble
ombilical 10 dépasse une seconde valeur seuil enregistrée dans l'espace
mémoire des
moyens de contrôle et de commande, alors ces derniers pilotent l'arrêt
simultané des
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deux treuils 8, 9, afin d'éviter de détériorer les treuils 8, 9 et/ou
l'aérostat 2, par exemple
en cas de rafales de vent importantes.
[0046] Lorsque le ballon captif 2 arrive dans la zone I
représentée sur la figure 2,
la portion de liaison 12 de l'élingue 11 est totalement enroulée autour du su
tambour
5 du second treuil 9 et ce dernier commence l'enroulement de la portion
d'amarrage 13
de l'élingue 11. L'altitude du ballon 2 est alors inférieure à 100 mètres, et
préférentiellement inférieure à 30 ou 40 mètres.
[0047] A ce stade, l'élingue 11 est en mesure de supporter les
efforts de traction
exercés par le ballon captif 2, et les moyens de contrôle et de commande
pilotent les
10 treuils 8, 9 de sorte que la portion d'amarrage 12 de l'élingue 11 soit
mise sous tension
au même titre que le câble ombilical 10. Ceci apporte un double avantage : non

seulement le ballon captif 2 est aligné avec l'axe longitudinal X de la bôme
5, mais en
plus l'effet de girouette engendré par la forme fuselée du ballon 2 est
maitrisé.
[0048] L'enroulement des câbles 10, 11 se poursuit jusqu'à ce que
le ballon captif
2 rentre en contact avec le berceau 7. Dès que la tension du câble ombilical
10
dépasse une valeur déterminée, les moyens de contrôle et de commande stoppent
les
treuils 8, 9 et commandent le déplacement du premier treuil 8 en direction de
l'axe de
rotation Y de la bôme 5, comme cela est représenté sur le dessin de droite de
la figure
2. Ce déplacement, combiné à l'enroulement final du treuil 9, a pour effet de
plaquer
le nez 17 du ballon 2 contre la couronne frontale 23 du bras télescopique
vertical 22.
[0049] Enfin, le second treuil 9 tend la portion d'amarrage 12 de
l'élingue 11 jusqu'à
une valeur de tension déterminée, puis les moyens de contrôle et de commande
stoppent le second treuil 9. Le personnel au sol peut, le cas échéant mais de
manière
non obligatoire, mettre en place les dernières amarres, sans se soucier de la
stabilité
du ballon 2 sur le berceau 7.
[0050] Le dispositif 1 de largage, de maintien en vol et de
récupération du ballon
captif 2 fonctionne ainsi de manière automatique et ne nécessite
l'intervention du
personnel spécialisé qu'une fois le ballon captif 2 sécurisé sur le berceau 7,
pour
mettre en place les dernières amarres renforçant l'amarrage du ballon captif 2
au
berceau 7.
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Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Title Date
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(86) PCT Filing Date 2021-11-02
(87) PCT Publication Date 2022-05-12
(85) National Entry 2023-04-28

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  • the late payment fee; or
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Miscellaneous correspondence 2023-04-28 2 80
National Entry Request 2023-04-28 2 50
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2023-04-28 2 81
Description 2023-04-28 10 532
Claims 2023-04-28 3 129
Drawings 2023-04-28 5 69
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2023-04-28 1 65
International Search Report 2023-04-28 2 71
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2023-04-28 1 38
Correspondence 2023-04-28 2 49
Abstract 2023-04-28 1 19
National Entry Request 2023-04-28 9 264
Representative Drawing 2023-08-11 1 6
Cover Page 2023-08-11 1 43
Maintenance Fee Payment 2023-10-26 1 33