Un ingénieur de la division NUWC de Newport conçoit une méthode de contrôle des ailerons qui pourrait avoir des applications militaires et commerciales

Lorsque Richard Dooley, ingénieur en mécanique au sein du département des armes, des véhicules et des systèmes défensifs de guerre sous-marine de la division du Naval Undersea Warfare Center (NUWC) de Newport, a conçu une nouvelle façon de contrôler l'aileron d'un bateau, il n'avait peut-être pas imaginé tous les objectifs pour lesquels cela pouvait être utilisé, mais il savait qu’il avait créé quelque chose d’unique.

Il s'est avéré que la solution de Dooley permettant de contrôler plus facilement l'aileron d'un navire à des vitesses inférieures, avec un espace et un actionnement limités, pourrait être utilisée commercialement pour des bateaux, des drones ou des véhicules sous-marins sans pilote si une entreprise décidait d'accorder une licence pour le brevet.

Pour résoudre le défi du contrôle, Dooley a dû trouver comment générer plus de portance pour le même tour relatif d'aileron dans le même volume d'aileron. Le défi résolu par Dooley était la nécessité d'un meilleur contrôle de l'aileron d'un navire à des vitesses inférieures avec un espace et un actionnement limités. Cela nécessitait de trouver un moyen de générer plus de portance pour le même tour relatif d’aileron dans le même volume d’aileron.

Dooley a présenté son invention aux représentants de l'industrie lors d'une vitrine technologique parrainée par le Northeast Tech Bridge dans l'espace de collaboration du 401 Tech Bridge à Middletown le 18 avril.

À l'aide d'une réplique à échelle réduite de l'appareil qu'il a imprimée en 3D à l'aide d'une machine de stéréolithographie du département des gammes, de l'ingénierie et de l'analyse de la Division Newport, Dooley a expliqué les mécanismes et les avantages de sa création.

« Les retours de l'industrie ont été très positifs », a déclaré Dooley. « Le commentaire que j’ai le plus reçu était que le mouvement semblait biologique, comme s’il s’agissait d’un exemple de biomimétisme. Je suis d’accord avec cette évaluation de la motion, mais ce n’était pas mon intention. J'opterais simplement pour un cambre variable qui équivaut à plus de portance.

Pour atteindre cet objectif, la conception de Dooley ne pouvait pas dépasser le diamètre extérieur, ne pouvait avoir qu'un seul actionneur rotatif par aileron avec un nombre limité de degrés de rotation, et devait fonctionner dans les deux sens.

"La conception d'un aileron segmenté était géniale dans sa nouveauté et sa solution mécanique permettant d'obtenir du mouvement en utilisant un seul degré de liberté", a déclaré Dooley.

L'invention de Dooley a donné lieu à trois brevets qui ont été délivrés en 2022 et 2023 : « Assemblage de surface de contrôle segmenté à cambrure variable », « Méthode de création d'une surface de contrôle à cambrure variable ».

L'idée de l'appareil de Dooley est née en 2015 alors qu'il travaillait sur un autre projet.

"Un projet dans lequel j'ai participé indirectement avait besoin d'une plus grande autorité de contrôle des ailerons à des vitesses inférieures", a déclaré Dooley. « La seule option à laquelle j'ai pensé et qui pourrait être utilisée pour augmenter la portance ou l'autorité de contrôle était le carrossage. L’idée d’utiliser une série de leviers semblait plausible. Ma contribution unique au projet a été de disposer les leviers de manière à ce qu'ils relient les segments et fassent travailler la cambrure dans les deux sens.

Dooley a mis son concept à l'épreuve en utilisant la conception assistée par ordinateur, en exécutant les modifications via des simulations de mécanismes.

"Le projet a fini par allonger les ailerons en raison de contraintes de temps et de financement", a déclaré Dooley. "Cependant, j'ai soumis mon idée à la Commission d'examen des brevets de la Division de Newport cet automne et après quelques allers-retours, elle a été acceptée et envoyée au Bureau des brevets."

Le contrôle traditionnel des ailerons a une efficacité limitée à basse vitesse, a déclaré Dooley. La conception de l'inventeur élargirait l'enveloppe de contrôle à basse vitesse pour les ailes, les ailerons ou les gouvernails sous-marins.

Dooley, un résident de Portsmouth, Rhode Island, est titulaire d'un baccalauréat et d'une maîtrise de l'Université du Massachusetts Lowell. Depuis qu'il a rejoint la Division Newport en 1992, il a obtenu neuf brevets. Outre ceux liés à l'aileron, d'autres brevets incluent : « Valve passive à régime mixte » et « Dispositif de capture rotatif avec engagement passif et libération active ».

Pour capturer et protéger efficacement la technologie des inventions, les conseils en brevets de la Division Newport préparent les demandes de brevet conformément aux directives de la loi fédérale. Les demandes de brevet, qui capturent la technologie, sont déposées auprès de l'Office américain des brevets et des marques. Un brevet peut être délivré après une poursuite réussie de la demande de brevet. La technologie inventive du brevet peut alors faire l’objet d’une licence.