Brevet FR2096658A1 — publié le 19720225

La présente invention concerne les empennages et ailerons de direction qui, sous l'action de la force de l'air, équilibrent un avion en vol et permettent de le diriger tant dans le sens de la hauteur qutà droite ou à gauche. Jusqu'à ce jour, les avions et fusées sont dirigés par la queue avec ses ailerons pour les avions, et par un dispositif modifiant la direction des sorties de tuyères pour les fusées. Ce procédé était valable jusqu'à présent car le centre de gravité d'un aéronef se trouvait suffisamment loin de cet empennage arrière pour que celui-ci ait une action efficace. Mais les aéronefs sont de plus en plus rapides et, pour obtenir de bons résultats, leur aérodynamisme et leur conception exigent de déplacer leur poids vers l'arrière. De ce fait, le dispositif de guidage se trouve trop près du centre de gravité et il devient nécessaire de recourir à des empannages énormes. L'empennage avant permet de diriger un aéronef par le nez qui lui se trouve loin du centre de gravité. Cela ne nécessite que quelques volets de petites dimensions qui n'offrent qu'une faible résistance à la pénétration dans l'air. L'action directe sur l'air est réalisée par les volets G (fig. 1 et 2). Ceux-ci exercent sur l'aéronef une force qui lui donnera une direction déterminée. Ces volets sont entraînés en rotation soit par des ailerons (H) (fig.l), soit par un appareil qui indique une direction déterminée (gyroscope, compas,etc...) (fig.2), cela par l'intermédiaire d'un système de transmission et d'assistance. Ce système est analogue dans les deux cas. Je vais d'abord l'expliquer dans le cas de la figure 1. Les volets G pivotent autour de l'axe A dont ils sont solidaires. L'axe A est entraîné en rotation par le système d'assistance C, soit par des chaînes comme représenté ici, en D, soit par un autre moyen (tige rigide, engrenage, etc...). Ce système d1assis- tance peut & re semblable à celui employé sur la direction des camions et de certaines voitures de tourisme. I1 est entraîné par les axes B qui sont solidaires des ailerons H. Ces ailerons H prennent naturellement une position parallèle au sens de l'air car leur surface à l'arrière de l'axe B est plus grande que celle placée à l'avant. Le système de transmission entre les ailerons H et les volets G est fait de façon à ce que les volets G tournent toujours d'un angle plus grand que les ailerons H. Par exemple, les pignons E peuvent être d'un diamètre plus grand que les pignons P. Lorsque l'on voudra faire changer de direction à l'aéronef, il suffira de provoquer un décalage dans le système de transmission (par exemple entre les pignons F et l'axe A). Dans ce cas, lorsque les ailerons H seront parallèles à l'axe de l'aéronef, les volets G ne le seront plus. Il est évident que les ailerons H peuvent avoir d'autres positions par rapport aux volets G. Ils peuvent étre derrière, et on peut également placer l'axe B dans le prolongement de l'axe A. Ce système de la fig. 1 me parait surtout intéressant pour diriger l'aéronef à gauche et à droite.Ce rôle sera aussi bien rempli en remplaçant les ailerons H par un appareil placé à 1'intérieur de l'aéronef qui indique une direction par rapport aux pales terrestres ( compas, radio-compas, etc...). Pour diriger l'aéronef dans le sens de la hauteur, bien que le précédent système soit valable, il-me semble préféràble de remplacer les ailerons H par un appareil indiquant une direction fixe (exemple gyroscope) (fig.2). I/ Vol horizontal - Ier cas - fig.3 Je considère l'aéronef en vol horizontal. Sa position est bonne et ne nécessite aucune correction. Les volets G sont parallèles à l'axe A de l'aéronef. Je dirai conventionnellement que l'empennage est en position passive car il n'exerce pratiquement aucune force sur le fuselage.- 2ème cas - L'aéronef prend une mauvaise position (fig.4 et 5). L'angle B formé par les volets G et l'axe A de l'aéronef varie en plus grande proportion que l'angle C formé par l'axe A et l'horizontale indiquée par le gyroscope ou par les ailerons. Cela grâce au système de transmission. Je dirai dans ce cas que l'empannage est en position active car les volets G qui ne sont plus parallèles aux filets d'air exercent sur le fuselage une force représentée en F. IVVol ascensionnel ou en descente (fig.6 et 7) La commande de direction manoeuvrée par le pilote ou éventuellement par un système radio-mécanique a eu pour effet de provoquer un décalage progressif en un point quelconque du système de transmission. De ce fait, meme en position passive, les volets G forment un angle B avec l'horizontale indiquée par le gyroscope. Par contre, ils-sont redevenus parallèles avec les ailerons H. Nous constatons donc que dans le cas de commande par ailerons, la manette du pilote doit revenir à son point zéro une fois la manoeuvre terminée. Tandis qu'elle reste dans sa position dans le cas de- commande par gyroscope. Lorsque l'aéronef prend une mauvaise position, tout le système réagit exactement de la même façon que dans le 2sème cas du vol horizontal (fig. 6 bis et 7 bis). III/ Position de ces volets sur le fuselage Ils peuvent être placés à n'importe quel endroit pourvu que ce soit à l'avant de l'aéronef par rapport à son centre de gravité et de préférence le plus loin possible de celui-ci. Ils peuvent également être en n importe quel nombre. Toutefois, ceux qui servent à diriger l'aéronef dans le sens de la hauteur ont lieu d'entre placés sur les côtés gauche et droit de celui-ci (fig. 8) et celui ou ceux qui servent à le diriger de gauche à droite : sur le dessus du nez. D'autres emplacements peuvent avoir leur intérêt, comme par exemple placés en V (fig.9). 'empannage avant sur un avion, en plus des avantages déjà cités au début de la description, permet de rendre toute la surface de l'aile portante (contrairement par exemple à "Concorde"). I1 peut également être utilisé sur les fusées tant qu'elles ne quittent pas l'atmosphère terrestre, où il remplace avantageusement le système de guidage actuel. REVENDICATIONS 1/ Dispositif caractdrisé par le fait qu'il permet à lui seul de diriger un aéronef dans sa trajectoire et pendant toute la dure de son vol grtce à une force quil reçoit de la part de l'air ambiant, qu'il rb- gle lui-mime et qutil transmet directement sur l'avant de l'aéronef. Le seul moyen existant actuellement capable d'entre utile à ce disposi tif dans sa fonction est l'action des gouvernes placées sur les bords des ailes d'un avion et qui servent à produire une inclinaison trans versale sur ce dernier. Cela pour faciliter son changement de trajec toire à droite et à gauche. 2/ Dispositif selon la revendication t caractérisé par le fait que cette force est obtenue par des volets qui, pour changer de position, pivo tent autour d'un axe qui est à peu près perpendiculaire au fuselaqe. 3/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que ces volets sont commands dans leurs mouvements indirectements soir par un appareil qui indique une direction déterminés (gyroscope, compas, etc...), soit par un ou plusieurs autres volets de commande. Cela par l'intermédiaire d'un système de transmission et d'assistance. 4/ lispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'une commande humaine ou matdrielle peut agir sur le système de transmis sion précite pour le modifier progressivement afin d'obtenir un chan- gement de direction de l'aéronef.