Brevet FR2061556A1 — publié le 19710625

La présente invention a trait à un aéronef à vitesse élevée et à déplacement vertical, particulièrement destiné à être utilisé comme chasseur à haute performance et à atterrissage et décollage court et adapté pour opérer à partir d'un porte-hélicoptères ou similaire. De nombreuses tentatives ont été faites durant les dernières années écoulées, qui avaient pour but de réaliser un aéronef à décollage et atterrissage court adapté à des missions de chasse, par- ticulièrement à partir de navires porte-hélicoptères. Le projet, tiré de la technique connue, le plus proche d'un usage opérationnel, en l'année 1969, se présente comme prévoyant deux paires de tuyères espacées l'une de l'autre longitudinalement et qui peuvent être dirigées d'une position orientée complètement vers l'arrière à une position complètement orientée vers le bas. Le bruit, la chaleur et les effets de souffle au sol sont sévères. Le principal objet de l'invention est de réaliser un aéronef à vitesse élevée, déplaçable verticalement, dont les centres ascensionnels, de gravité et de poussée verticale coincident, dans lequel les moteurs de poussée verticale sont espacés longitudinale- ment dans le fuselage autour du centre de gravité et dirigent des gaz de poussée vers les structures à fente s'étendant longitudina lement de chaque côté du fuselage et projetant le gaz de poussée extérieurement dans la direction des surfaces inférieures du fuselage, pour déterminer un courant longitudinal de poussée verticale ayant un centre de poussée coïncidant avec les centres de gravité et de poussée ascensionnelle. Un autre objet de l'invention est de réaliser un aéronef tel que défini, caractérisé par une structure d' aile formant un logement pour ladite structure à fente pour la poussée verticale et comprenant un dessin d'aile définissent des éléms-s de valve dans les surfaces supérieures et inférIeures des ailes pour l'admission et la projection d'un courant d'air secoeqdaire an quantités sub stantielles avec les gaz de poussee verticale afxe de réduire les vitesses et les températures et d'angienter l'effet de poussée verticale. Un autre objet de ltLnvention est de réaliser un aéronef comme défini, dans lequel les moteurs de poussée verticale communiquent, avec les structures à fente pour la poussée verticsle symétriquement par un tuyau de raccordement transversal respectif de telle sorte que lesdites structures à fente ne peuvent etre mises en oeuvre que szmétriquement par un ou plusieurs desdits moteurs. Compte-tenu de ces objets ainsi que d'autres objets, la présente invention concerne un aéronef à vitesse élevée et à déplacement vertical, dont les centres ascensionneB de gravité de poussée verticale coLncidentS comprenant un fuselage, un générateur de gaz de poussée verticale logé à l'intérieur du fuselage en une position éloignée du centrede gravité, une structure à fente de direction des gaz montée à l'extérieur dudit fuselage et s'étendant longitudinalement de façon à diriger les gaz de poussée sortant desdits moteurs à la fois vers l'intérieur et vers le bas, en-direction des surfaces inférieures du fuselage pour se rejoindre longitudinalement en un courant de poussée dirigé vers le bas au voisinage dudit centre de poussée verticale, et un dispositif de propulsion vers l'avant. L'invention sera de toutes façons bien comprise en se reportant à la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés donnés uniquement a titre d'exemple nullement limitatif, et dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective de l'aéronef selon l'invention desservant une petite canonnière ou tout autre navire analogue utilisé uniquement pour les hélicoptères la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel de l'astronef selon l'invention et en montrant les principaux éléments la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la fiure 2 et en montrant les liaisons de commande pour l'actionnement des portes de poussée verticale la figure 5 est une vue en perspective d'un détail des moteurs de poussée verticale ainsi que des tuyauteries de la figure 2 la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5 ; la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 5 ; et la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la figure e 5. En se référant aux figures, une canonnière porte-hélicoptères 10 pourvue d'un petit pont de décollage et d'atterrissage peut être nécessaire pour effectuer une manoeuvre afin qu'un aéronef 12 > approchant à grande vitesse > puisse se préparer à atterrir par exemple en 12a dans la phase finale d'une descente verticale en éjectant un courant d'air ou dans des conditions d'éjection d'air vers une direction non considérée habituellement comme convenable pour atterrir.De la même façon lors du décollage, l'aéronef peut avoir à s'élever d'une certaine hauteur au-dessus du navire sous l'action d'une poussée verticale tout en ne développant qu'une faible vitesse vers l'avant pour passer ensuite sur un palier de transition avant d'effectuer un vol dirigé vers l'avant comme le montre la figure 1 en 12b, l'aéronef étant alors supporté grâce aux caractéristiques aérodynamiques des ailes.Compte-tenu de l'armement lourd et du chargement de carburant qui sont concentrés si possible dans la région du centre de gravité de l'aéronef, les exigences rigoureuses posées par le mode et les aspects opérationnels de l'atterrissage et du décollage à partir d'un terrain aussi petit et dans les conditions les plus difficiles, on représenté un défi > résolu seulement en partie par les méthodes directes d'application d'un puissant jet vertical de gaz de grandes intensité, température, turbulence et bruit.Comme l'indique la figure 1, l'aéronef 12 selon l'invention envoie un courant de gaz 13 vers le bas, beaucoup moins bruyant et moins turbulent que le jet direct de gaz des méthodes connues, évitant ainsi les effets de choc du jet et les effets de fontaine sur la surface d'atterrissage 14. Çescaractéristiques peuvent être réalisées grâce à l'aéronef qui va être décrit en détail à présent. Dans les figures 2 à 8, l'aéronef 12, dont le centre de gravi té1 le centre ascensionnel et le centre de poussée verticale indi qués par la flèche A coïncident, comprend un fuselage 15 limitant un espace libre central de cargaison, un espace 16 pour le chargement d'armement ou de carburant situé entre une cabine de pilote ou section de commande 17 prévue à l'avant et une queue arrière ou section de navigation 18 contenant des moteurs 19 pour la propulsion vers l'avant et munie d'un empennage vertical 20 sur lequel est fixé un gouvernail de direction 21. Des moteurs ascensionnels légers et développant un rapport de force de poussée, de préférence supérieur au rapport de 20 à 1, sont visibles en 22 et 23 à l'intérieur du fuselage 15, Le moteur 22 est monté avec sa prise d'entrée 24 entièrement à l'intérieur du fuselage à une distance prédéterminée en avant du centre de gravité 25 indiqué par la flèche A. L'autre moteur générateur de gaz de poussée 23 est fixé en arrière du centre de gravité 25 à une distance telle que ce dernier n'est pas déplacé ; le moteur 23 est disposé verticalement de façon que sa tubulure d'entrée 26 soit orientée vers le haut mais complètement logée à l'intérieur du fuselage. Des portes d'entrée 27 et 28 sont montées articulées le long des bords arrières 29 et 30 de façon que les bords avant 31 et 32 puissent être soulevés pour l'admission de l'air extérieur.Les sorties de ces moteurs verticaux communiquent par l'intermédiaire de tuyaux de raccordement latéraux 33 et 34 avec de longues tubulures doubles 35 s'étendant longitudinalement à l'extérieur du fuselage, parallèlement à ce dernier, et renfermant les structures internes à fente 36 longitudinales. Les tubulures doubles 35 sont montrées avec plus de détail dans les figures 5 à 8 ; elles renferment des portions supérieure et inférieure 37 et 38, la portion supérieure 37 communiquant par l'intermédiaire de la tubulure 33 avec le moteur 23 tandis que la portion inférieure communique par l'intermédiaire de la tubulure 34 avec le moteur 22. On remarquera que les structures à fente 36 sont en réalité définies par une double fente formée par une cloison support 39 de la tubulure, s'étendant dans l'ouverture 40 de la fente Dans ces conditions, chacun des moteurs projette des gaz, à travers les structures à fente 36 de direction des gaz, des deux côtés du fuselage à travers une ouverture 36a et vers le fuselage, en direction de la flèche 40 comme le montre la figure 3.Les gaz projetés 40 de chaque côté du fuselage longent la surface inférieure incurvée 41 du fuselage et se rejoignent vers le bas sous la quille 42 pour former un courant vertical de poussée 43 dirigé vers le bas sous le fuselage et ayant une dimension longitudinale appro ximativement égale à la longueur des structures à fentes 36. Ces structures à fentes sont fixes longitudinalement par rapport au centre de gravité À de sorte que le centre de poussée verticale vient coïncider avec ce dernier. L'aéronef à déplacement vertical selon l'invention, utilise des moteurs ascensionnels légers pour la propulsion verticale, disposés de façon à ménager un espace maximum disponible pour le chargement et situé le plus près du centre de gravité. Entant donné que les moteurs sont reliés par des tuyaux de raccordement aux structures à- fentes 36 s'étendant longitudinalement par rapport au fuselage, la commande symétrique reste assurée même en cas de défaut de l'un des moteurs. Le mélange d'air secondaire froid avec les gaz chauds de poussée s'échappant des structures à fentes, réduit les vitesses et les températures et par conséquent réduit l'usure et le bruit. Etant donné que le courant de poussée dirigé vers le bas et s'étendant longitudinalement est fixe par rapport au centre de gravité longitudinal et latéral de l'aéronef il permet une commande de ce dernier qui n'est pas troublée par les effets de la poussée verticale. Le courant de poussee longitudinal s'détend uniformément sur la surface du sol.Avec un tel aéronef n'utilisant qu'un seul courant de poussée dirigé vers le bas, on élimine complètement la possibilité d'effet de fontaine, dans lequel les jets, provenant de plusieurs surfaces, après avoir heurté la surface du sol, rebondissent l'un contre l'autre et s'élèvent. Gracie à la disposition verticale des moteurs et de leur prise d'air dirigée vers le haut, l'admission d'air secondaire à partir de régions éloignées de la sortie des gaz chauds est assurée.De plusn l'entrée de l'air par les prises d'air à la fois dans la région des moteurs et dans les valves d'entrëe, peut aider à la commande ou à la réduction d'une turbulence intempestive apparaissant pendant le décollage et 1'st- terrissage sous l'influence de s-a poussée verticale On notera que I' aérone décrit cidessus doit également entre pourvu de petites tuyères déposees aux xtr.énites des ailes et de tuyères avant et arrière se on e besoin, lesdites tuyères pouvant être commandées par le pilote conformément à la technique antérieure de correction de l'attitude de l'aéronef ou de la commande assistée de la stabilisation de ce dernier au cours du décollage, de l'atterrissage et des manoeuvres de vol. Il va de soi par ailleurs que de nombreuses modifications de détail peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, notamment par substitution d-e moyens équivalents, sans sortir pour autant du cadre de I1 invention. REVNDIATI0NS 1.- Aéronef à vitesse élevée et à déplacement vertical, dont les centres ascensionnels, de gravité et de poussée verticale coincident, caractérisé en ce qu'il comprend un fuselage, un générateur de gaz pour la poussée verticale situé à l'intérieur du fuselage en un point éloigné du centre de gravité, une structure à fentes de direction du gaz située à l'extérieur du fuselage et s'étendant longitudinalement par rapport à ce dernier de façon à diriger les gaz de poussée sortant desdits moteurs des deux côtés du fuselage, vers l'intérieur et vers le bas, en direction des surfaces inférieures du fuselage afin que lesdits gaz s'unissent sous le fuselage pour former un courant longitudinal de poussée dirigé vers le bas au voisinage dudit centre de poussée verticale, et un dispositif de propulsion vers l'avant. 2.- Aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte en outre un second générateur de poussée verticale logé à l'intérieur du fuselage en un point suffisamment éloigné du centre de gravité et du premier générateur pour que le centre de gravité reste inchangé. 3.- Aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système de tuyaux conduisant les gaz depuis lesdits moteurs extérieurs au fuselage jusqu'à ladite structure à fentes, une aile dans laquelle est logée ladite structure à fente et un dessin d'aile définissant dans les surfaces supérieures et inférieures de l'aile adjacente au fuselage des éléments de valve pour l'admission d'air secondaire a travers les surfaces supérieures de l'aile dans la région de ladite structure à fente et pour l'éjec- tion d'un melange d'air secondaire et de gaz vers les surfaces inférieures du fuselage de façon à déterminer un courant longitudinal de poussée verticale s'étendant vers le bas.