FR2752215A1 - Method for recovery of stratospheric balloon at end of mission - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECUPERATION D'UN BALLON
STRATOSPHERIQUE EN FIN DE MISSION
L'invention concerne un procédé et un dispositif de récupération d'un ballon stratosphérique en fin de mission.METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING A BALL
STRATOSPHERIC AT THE END OF THE MISSION
The invention relates to a method and a device for recovering a stratospheric balloon at the end of a mission.
A l'heure actuelle, en fin de mission d'un ballon stratosphérique, les chaînes de vol sont séparées du ballon et redescendent sous parachute, tandis que le ballon porteur est perforé et redescend "en vrac" au sol. At present, at the end of a stratospheric balloon mission, the flight chains are separated from the balloon and descend under a parachute, while the carrier balloon is punctured and descends "loose" to the ground.
Une telle façon de procéder présente trois inconvénients majeurs. En effet, et en premier lieu, bien que les récupérations soient effectuées dans djes zones peu ou pas fréquentées, il est impossible de s'affranchir des problèmes de sauvegarde posés par la descente en chute libre du ballon porteur. De plus, cette façon de procéder impose de repérer de façon spécifique chacun des deux éléments, ballon porteur et chaîne de vol, en vue de leur récupération. Enfin, le ballon porteur est systématiquement détruit et ne peut en aucune façon être réutilisé. Such a procedure has three major drawbacks. Indeed, and in the first place, although the recoveries are carried out in djes zones little or not frequented, it is impossible to overcome the problems of safeguard posed by the descent in free fall of the carrier balloon. In addition, this way of proceeding requires specific identification of each of the two elements, carrier balloon and flight chain, with a view to their recovery. Finally, the carrier balloon is systematically destroyed and cannot in any way be reused.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour principal objectif de fournir un procédé et un dispositif de récupération d'un ballon stratosphérique en fin de mission permettant de faire redescendre ensemble ledit ballon et la chaîne de vol. The present invention aims to overcome these drawbacks and has the main objective of providing a method and a device for recovering a stratospheric balloon at the end of the mission making it possible to lower said balloon and the flight chain together.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif permettant de piloter l'ensemble ballon porteur/chaîne de vol lors de leur descente. Another objective of the invention is to provide a method and a device making it possible to control the carrier balloon / flight chain assembly during their descent.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif permettant de réutiliser le ballon porteur en vue d'une autre mission. Another object of the invention is to provide a method and a device making it possible to reuse the carrier balloon for another mission.
A cet effet, selon le procédé de récupération de ballons stratosphériques conforme à l'invention
- dans une phase préalable, on équipe le ballon stratosphérique d'un container solidarisé sur le pôle supérieur dudit ballon et renfermant un parachute principal compacté et des moyens d'extraction de ce dernier,
- et, en vue de la récupération du ballon stratosphérique, on procède successivement a à une vidange partielle dudit ballon, a à l'extraction du parachute principal,
et à la vidange totale du ballon.To this end, according to the method of recovering stratospheric balloons according to the invention
- in a preliminary phase, the stratospheric balloon is fitted with a container secured to the upper pole of said balloon and containing a compacted main parachute and means for extracting the latter,
- and, with a view to recovering the stratospheric balloon, we proceed successively to a partial emptying of said balloon, to the extraction of the main parachute,
and the total emptying of the balloon.
Selon l'invention, le véhicule ballon/chaîne de vol forme donc un ensemble lors de sa récupération et redescend sous un parachute principal dont le déploiement est autorisé grâce à la vidange partielle initiale du ballon porteur qui permet, d'une part, de diminuer le volume de ce dernier de façon à éviter un masquage trop important du parachute et, d'autre part, d'extraire ce parachute avec une pression dynamique suffisante pour permettre son gonflage correct. According to the invention, the balloon / flight chain vehicle therefore forms an assembly during its recovery and descends under a main parachute whose deployment is authorized thanks to the initial partial emptying of the carrier balloon which makes it possible, on the one hand, to reduce the volume of the latter so as to avoid excessive masking of the parachute and, on the other hand, to extract this parachute with sufficient dynamic pressure to allow its correct inflation.
De plus, la vidange totale du ballon après extraction du parachute principal permet de dégonfler complètement ce ballon de façon à permettre le fonctionnement classique dudit parachute, et à éviter que ledit ballon ait une portance une fois parvenu au sol. In addition, the total emptying of the balloon after extraction of the main parachute makes it possible to deflate this balloon completely so as to allow the conventional operation of said parachute, and to prevent said balloon from having a lift once it has reached the ground.
Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel et en vue de la récupération du ballon
- on procède à une vidange partielle de 30 % à 40 % du gaz aérostatique contenu dans ledit ballon,
- on maintient cet état de vidange partielle pendant un laps de temps prédéterminé adapté pour obtenir une diminution de volume du ballon résultant de cette vidange partielle et de la remontée de la pression atmosphérique,
- et on procède à l'extraction du parachute principal.According to a preferred embodiment and for the recovery of the balloon
- partial emptying of 30% to 40% of the aerostatic gas contained in said balloon is carried out,
this state of partial emptying is maintained for a predetermined period of time adapted to obtain a reduction in the volume of the balloon resulting from this partial emptying and the rise in atmospheric pressure,
- and we proceed to the extraction of the main parachute.
Ce pourcentage de vidange partielle permet d'obtenir un processus de descente du véhicule avec une vitesse sans cesse croissante mais limitée à une valeur donnée de l'ordre de 15 m/s. Le maintien de cette phase de vidange partielle pendant un laps de temps prédéterminé, de l'ordre par exemple d'une quinzaine de minutes, fournit ensuite un délai permettant la diminution de volume du ballon occasionnée par la vidange et la remontée de la pression atmosphérique. This partial emptying percentage makes it possible to obtain a process of lowering the vehicle with an ever increasing speed but limited to a given value of the order of 15 m / s. Maintaining this partial emptying phase for a predetermined period of time, for example of the order of fifteen minutes, then provides a delay allowing the reduction in volume of the balloon caused by the emptying and the rise in atmospheric pressure. .
De ce fait, la pression dynamique est alors suffisante pour permettre un gonflage correct du parachute, sans masquage gênant par le ballon. Therefore, the dynamic pressure is then sufficient to allow correct inflation of the parachute, without annoying masking by the balloon.
Selon un autre mode de mise en oeuvre préférentiel destiné notamment à permettre de piloter le véhicule
- on dispose autour du container une housse repliée longitudinalement et présentant un diamètre adapté pour coulisser le long du ballon lors de la vidange de ce dernier,
- et on procède au déploiement longitudinal de la housse après extraction du parachute principal.According to another preferred embodiment intended in particular to allow the vehicle to be driven
- there is around the container a cover folded longitudinally and having a diameter suitable for sliding along the balloon during the emptying of the latter,
- And we proceed to the longitudinal deployment of the cover after extraction of the main parachute.
Le déploiement de cette housse lestée permet de réduire au maximum la traînée transversale du ballon, et d'assurer une finesse suffisante du véhicule apte à permettre son pilotage sous un parachute-aile. The deployment of this weighted cover makes it possible to reduce the transverse drag of the balloon as much as possible, and to ensure a sufficient fineness of the vehicle capable of allowing it to be piloted under a wing parachute.
De plus, il est à noter qu'une telle housse permet de protéger le ballon-porteur et, moyennant l'utilisation de moyens de vidange partielle et totale tels que décrits plus loin, autorise de réutiliser ce ballon. En effet, la seule inspection à effectuer en vue de vérifier l'état du ballon consiste simplement à examiner la housse, dont la surface est notablement inférieure à celle dudit ballon, un examen de cette housse permettant rapidement de déterminer si le ballon peut ou non être réutilisé. In addition, it should be noted that such a cover makes it possible to protect the carrier balloon and, by means of the use of partial and total emptying means as described below, allows this balloon to be reused. Indeed, the only inspection to be carried out in order to check the condition of the balloon is simply to examine the cover, the surface of which is significantly smaller than that of said balloon, an examination of this cover quickly making it possible to determine whether the balloon can or not be reused.
En outre et de façon préférentielle,
- on leste l'extrémité inférieure de la housse,
- on maintient l'extrémité lestée de la housse autour du container jusqu'à extraction du parachute principal,
- et on procéde au déploiement longitudinal de la housse en libérant son extrémité lestée.In addition and preferentially,
- ballast the lower end of the cover,
- the weighted end of the cover is kept around the container until the main parachute is extracted,
- And we proceed to the longitudinal deployment of the cover by releasing its weighted end.
L'invention s'étend à un dispositif de récupération d'un ballon stratosphérique comprenant
- un container adapté pour être solidarisé sur le pôle supérieur du ballon et renfermant un parachute principal compacté et des moyens d'extraction de ce dernier,
- des moyens de vidange partielle adaptés pour entraîner une perte de volume partielle,
- et des moyens de vidange totale du ballon adaptés pour entraîner cette vidange après extraction du parachute principal.The invention extends to a device for recovering a stratospheric balloon comprising
- a container adapted to be secured to the upper pole of the balloon and containing a compacted main parachute and means for extracting the latter,
- partial emptying means adapted to cause a partial loss of volume,
- And means of total emptying of the balloon adapted to drive this emptying after extraction of the main parachute.
Selon une autre caractéristique de l'invention le container est obturé par un couvercle étanche éjectable sous l'action des moyens d'extraction du parachute principal, ledit container comportant
- un compartiment inférieur en communication avec le ballon stratosphérique et intégrant les moyens de vidange partielle dudit ballon,
- et un compartiment supérieur renfermant le parachute principal, séparé du compartiment inférieur par un opercule relié audit parachute principal de façon à être extrait avec ce dernier.According to another characteristic of the invention, the container is closed by a waterproof cover which can be ejected under the action of the means for extracting the main parachute, said container comprising
a lower compartment in communication with the stratospheric balloon and integrating the means for partially emptying said balloon,
- And an upper compartment containing the main parachute, separated from the lower compartment by a cover connected to said main parachute so as to be extracted with the latter.
Selon ce mode de réalisation, les moyens de vidange partielle et totale sont intégrés à l'intérieur du container, et les opérations de vidange n'affectent en rien l'enveloppe du ballon porteur. En outre, l'extraction du parachute principal entraîne l'éjection de l'opercule disposé entre les compartiments inférieur et supérieur du container, provoquant ainsi la vidange totale du ballon porteur. According to this embodiment, the partial and total emptying means are integrated inside the container, and the emptying operations do not affect the envelope of the carrier balloon. In addition, the extraction of the main parachute causes the ejection of the cover disposed between the lower and upper compartments of the container, thus causing the complete emptying of the carrier balloon.
De plus, les moyens de vidange partielle comprennent alors, avantageusement, deux viroles concentriques percées d'orifices de vidange et des moyens commandés d'entraînement en rotation relative desdites viroles aptes à amener les orifices de vidange en correspondance. In addition, the partial emptying means then advantageously comprise two concentric ferrules pierced with emptying orifices and controlled means for driving in relative rotation of said ferrules capable of bringing the emptying orifices in correspondence.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de récupération de ballons stratosphériques comprend
- une housse repliée longitudinalement autour du container et comportant une extrémité inférieure lestée, ladite housse présentant un diamètre adapté pour coulisser le long du ballon lors de la vidange de ce dernier,
- des moyens de maintien de la housse dans sa position repliée, associes à des moyens de déclenchement commandés aptes à permettre la libération et le déploiement longitudinal de ladite housse par gravité.According to another characteristic of the invention, the device for recovering stratospheric balloons comprises
a cover folded longitudinally around the container and comprising a ballasted lower end, said cover having a diameter suitable for sliding along the balloon during the emptying of the latter,
- means for holding the cover in its folded position, associated with triggering means controlled capable of allowing the release and the longitudinal deployment of said cover by gravity.
Ce rehoussage du ballon porteur obtenu par gravité au moyen du lest dont est dotée la housse, permet de réduire au maximum la traînée transversale du ballon porteur, et de piloter la descente du véhicule moyennant l'utilisation d'un parachute aile en tant que parachute principal. De plus, ce rehoussage permet de protéger le ballon porteur et ainsi, éventuellement, de réutiliser ce dernier lors d'une nouvelle mission. This lifting of the carrier balloon obtained by gravity by means of the ballast provided with the cover, makes it possible to reduce the transverse drag of the carrier balloon as much as possible, and to control the descent of the vehicle by means of the use of a wing parachute as a parachute main. In addition, this covering makes it possible to protect the carrier balloon and thus, possibly, to reuse the latter during a new mission.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description
- la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif de récupération conforme à l'invention, dans la phase de vol de ce véhicule,
- la figure 2 est une coupe longitudinale axiale, à échelle agrandie, du container de ce dispositif de récupération,
- et la figure 3 est une vue en perspective partielle de ce véhicule en cours de descente.Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the detailed description which follows, with reference to the appended drawings which represent, by way of non-limiting example, a preferred embodiment. On these drawings which form an integral part of the present description
FIG. 1 is a schematic perspective view of a vehicle equipped with a recovery device according to the invention, in the flight phase of this vehicle,
FIG. 2 is an axial longitudinal section, on an enlarged scale, of the container of this recovery device,
- And Figure 3 is a partial perspective view of this vehicle during descent.
Le véhicule représenté à titre d'exemple à la figure 1 se compose de façon classique d'un ballon stratosphérique 1 de forme naturelle sous lequel est accrochée une nacelle 2. The vehicle shown by way of example in FIG. 1 is conventionally composed of a naturally shaped stratospheric balloon 1 under which a nacelle 2 is hung.
Conformément à l'invention, ce véhicule est équipé d'un dispositif de récupération représenté à la figure 2 adapté pour permettre de faire redescendre ensemble sous parachute le ballon porteur 1 et la nacelle 2. In accordance with the invention, this vehicle is equipped with a recovery device shown in FIG. 2 adapted to allow the carrier balloon 1 and the basket 2 to descend together under a parachute.
Ce dispositif de récupération se compose d'un container 3 de forme cylindrique solidarisé sur le pôle supérieur du ballon porteur 1. Ce container 3 est ouvert au niveau de sa base de façon à communiquer avec le ballon porteur 1, et est obturé en partie haute au moyen d'un couvercle amovible étanche 4. This recovery device consists of a container 3 of cylindrical shape secured to the upper pole of the carrier balloon 1. This container 3 is open at its base so as to communicate with the carrier balloon 1, and is closed at the top by means of a removable waterproof cover 4.
En premier lieu, la partie inférieure de ce container 3 forme une virole 5 dotée d'orifices de vidange 6, et intègre une deuxième virole 7 dotée également d'orifices de vidange 8 et agencée pour pouvoir tourner en vue d'amener les orifices de vidange 6, 8 en correspondance, et permettre une vidange partielle du ballon porteur. Firstly, the lower part of this container 3 forms a ferrule 5 provided with drain openings 6, and integrates a second ferrule 7 also provided with drain openings 8 and arranged to be able to rotate in order to bring the emptying 6, 8 in correspondence, and allowing partial emptying of the carrier balloon.
Au-dessus de ces deux viroles 5, 7, le container 3 présente un épaulement annulaire interne 9 sur lequel repose un opercule 10 constitué d'un disque en tôle dans l'axe duquel est solidarisée une patte de fixation 11. Above these two ferrules 5, 7, the container 3 has an internal annular shoulder 9 on which rests a cover 10 consisting of a sheet metal disc in the axis of which is fixed a fixing lug 11.
Cette patte de fixation 11 est reliée à la paroi du container 3, en dessous de l'opercule 10, au moyen de sangles d'accrochage telles que 12. Elle est, en outre, accrochée à l'extrémité des suspentes d'un parachute aile 13 compacté entre l'opercule 10 et le couvercle 4. This fixing lug 11 is connected to the wall of the container 3, below the cover 10, by means of attachment straps such as 12. It is, moreover, hung on the end of the lines of a parachute wing 13 compacted between the cover 10 and the cover 4.
Le container 3 intègre également un parachute extracteur 14 compacté à l'intérieur d'un réceptacle 15 solidaire du couvercle 4 et formant une verrue au-dessus de ce dernier. The container 3 also incorporates an extractor parachute 14 compacted inside a receptacle 15 secured to the cover 4 and forming a wart above the latter.
En dernier lieu, le dispositif de récupération comprend une housse 16 en un matériau tel que du polyéthylène, repliée longitudinalement autour du container 3, et de diamètre adapté pour coulisser le long du ballon porteur 1 en cours de vidange de ce dernier. Finally, the recovery device comprises a cover 16 made of a material such as polyethylene, folded longitudinally around the container 3, and of a diameter suitable for sliding along the carrier balloon 1 during emptying of the latter.
Cette housse 16 est lestée au niveau de son extrémité inférieure au moyen d'un coulisseau torique 17, et est maintenue dans sa position repliée au moyen de vérins pyrotechniques tels que 18 sur lesquels repose le coulisseau torique 17. This cover 16 is ballasted at its lower end by means of an O-ring slide 17, and is held in its folded position by means of pyrotechnic jacks such as 18 on which the O-ring slide 17 rests.
Tel qu'illustré à la figure 3, le processus de récupération d'un véhicule ballon stratosphérique 1/nacelle 2 au moyen du dispositif ci-dessus décrit est le suivant, toutes les manoeuvres étant de façon classique soit télécommandées, soit engendrées à l'aide de moyens pyrotechniques. As illustrated in FIG. 3, the process for recovering a stratospheric balloon vehicle 1 / nacelle 2 by means of the device described above is as follows, all the maneuvers being conventionally either remote-controlled or generated by the using pyrotechnic means.
La première étape consiste à amener les orifices de vidange 6, 8 des viroles 5, 7 en correspondance de façon à provoquer une vidange partielle de l'ordre de 30 à 40 % du gaz aérostatique au cours de laquelle le véhicule suit un processus de descente avec une vitesse sans cesse croissante qui se trouve limitée environ à 15 m/s pour le pourcentage du taux de vidange précité. The first step consists in bringing the emptying orifices 6, 8 of the ferrules 5, 7 in correspondence so as to cause a partial emptying of the order of 30 to 40% of the aerostatic gas during which the vehicle follows a descent process. with an ever increasing speed which is limited to approximately 15 m / s for the percentage of the aforementioned emptying rate.
On maintient ensuite cet état de vidange partielle durant une période de l'ordre de quinze minutes de façon à obtenir une diminution de volume du ballon porteur 1 résultant de la vidange partielle et de la remontée de la pression atmosphérique. This state of partial emptying is then maintained for a period of the order of fifteen minutes so as to obtain a reduction in volume of the carrier balloon 1 resulting from the partial emptying and the rise in atmospheric pressure.
Le parachute principal 13 est alors éjecté du container 3 au moyen du parachute extracteur 14, entraînant avec lui l'opercule 10 et provoquant ainsi la vidange totale du gaz aérostatique. Du fait de la vidange partielle initiale, lors de cette éjection, la pression dynamique est suffisante pour permettre un gonflage correct du parachute principal 13, sans masquage trop important du ballon porteur 1. The main parachute 13 is then ejected from the container 3 by means of the extractor parachute 14, carrying with it the cover 10 and thus causing the total emptying of the aerostatic gas. Due to the initial partial emptying, during this ejection, the dynamic pressure is sufficient to allow correct inflation of the main parachute 13, without excessively masking the carrier balloon 1.
Simultanément à cette éjection, les vérins pyrotechniques 18 sont actionnés et le coulisseau torique 17 est amené à descendre par gravité, entraînant le déploiement de la housse de récupération 16, dès que le diamètre de la bulle de gaz permet son passage. Simultaneously with this ejection, the pyrotechnic cylinders 18 are actuated and the toroidal slide 17 is brought down by gravity, causing the deployment of the recovery cover 16, as soon as the diameter of the gas bubble allows its passage.
Un tel procédé a pour avantages de permettre de faire descendre sous un parachute pilotable l'ensemble du véhicule ballon 1/nacelle 2, et éventuellement de réutiliser le ballon 1 en vue d'une nouvelle mission grâce au rehoussage de ce dernier en cours de descente. The advantage of such a method is that it makes it possible to lower the entire balloon 1 / nacelle 2 vehicle under a controllable parachute, and optionally to re-use the balloon 1 for a new mission thanks to the covering of the latter during descent .
Claims (11)
Priority Applications (1)
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| FR9610091A FR2752215B1 (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING A STRASTOSPHERIC BALLOON AT THE END OF THE MISSION |
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| FR9610091A FR2752215B1 (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING A STRASTOSPHERIC BALLOON AT THE END OF THE MISSION |
Publications (2)
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ID=9494976
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2752215B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-08-07 FR FR9610091A patent/FR2752215B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| FR2752215B1 (en) | 1998-09-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20110502 |