Brevet FR2076043A1 — publié le 19711015

î 2076043 L'invention concerne des volets d'aile d'avion, et plus particulièremeht des moyens pour faire fonctionner des volets d'aile en assurant une très large plage de sortie vers l'arrière, combinée à des braquages de volets variables par 5 rapport à la corde de référence de l'aile. Le but principal des volets d'aide est de réduire la vitesse d'atterrissage d'un avion de poids donné, ou de réduire la charge aérodynamique des surfaces sustentatrices dans des conditions données, grâce à deux effets principaux : 10 a) en déplaçant le volet vers l'arrière par rapport à l'aile, ce qui augmente la surflace efficace de l'aile ; b) par un braquage vers le bas, ce qui augmente la courbure de l'aile et la circulation aérodynamique. Les critères essentiels au fonctionnement aé-1^ rodynamique correct du système complet sont les formes du volet, du carénage arrière d'aile, et de la fente de passage d'air qui se forme lorsque le volet se sépare du carénage arrière lors de sa translation vers l'arrière et lors des stades finaux de braquage. C'est un but de l'invention de réaliser un dispositif a-20 mélioré de commande de volet, grâce auquel l'incidence du volet ne varie pratiquement pas jusqu'à ce que l'on atteigne, par exemple, les derniers 30 % du mouvement vers l'arrière» C'est un autre but d'assurer que la fente de passage d'air soit convergente à l'endroit où l'air sort sur la surface supérieure du vo-25 let, et ce pendant toute la plage des déplacements du volet. Selon la présente invention, le volet est supporté, dans son déplacement vers l'arrière, du fait qufil est articulé sur m chariot ou support circulant le lont d'un rail ou guide principal sur la structure de l'aile et l'on obtient ^0 une commande séparée d'incidence du volet en faisant tourner le volet autour de son articulation soir le chariot, à l'aide d'une deuxième liaison à un élément de commande d'incidence qui circule sur un rail séparé de commande d'incidence, ou qui pénètre sur un prolongement de commande d'incidence du rail principal, 35 le ou les rails étant disposés pratiquement en totalité au-des-sus du trajet du volet. Le volet peut être constitué par deux éléments en profil d'aile, l'élément arrière étant articulé sur le volet principal pour agir comme un flettner. Par l'intermédiai- 71 00594 2 2076043 re d'une liaison à la commande primaire, ce flettner se braque par rapport au volet principal, augmentant la courbure effective du système de sustentation, et faisant varier la sustentation et la traînée pendant les phases d'approche finale et 5 d'impact des roues sur le sol. Dans un mode de réalisation, deux rails sont disposés l'un au-dessus de l'autre, l'un portant un chariot baladeur supportant le volet à un endroit situé au voisinage du milieu de sa corde, tandis que l'autre rail est utilisé pour 10 commander l'incidence du volet, pa£. l'intermédiaire d'un levier pivotant fixé dans la zone du bord d'attaque du volet. Dans une autre réalisation, deux rails sont encore disposés l'un au-dessus de l'autre. Un rail porte un chariot baladeur qui supporte le volet en un endroit situé près de son bord d'attaque, tandis 15 que l'autre rail est utilisé pour commander l'incidence du volet, par l'intermédiaire d'une biellette fixée au volet en un endroit plus en arrière. En variante, il peut n'y avoir qu'un seul rail avec une courbure variable, portant un chariot sur lequel le volet est monté au voisinage de son bord d'attaque, tandis qu'un 20 levier pivotant sur le chariot est employé pour commander l'incidence,' ce levier coopérant également avec le rail en un endroit situé à une certaine distance du chariot en suivant le rail- Diverses dispositions selon l'invention vont 25 maintenant être décrites, à titre d'exemples, en se reportant aux dessins joints sur lesquels : la figure 1 est un demi-plan d'une voilure d'avion avec un volet qui peut être sorti et rentré à l'aide de moyens conformes à l'invention ; 30 la figure 2 montre en élévation l'un des mé canismes de sortie et de rentrée du volet, le volet étant en position rentrée ; la figure 3 représente le mécanisme" de la figure 2, le volet étant à un stade intermédiaire de sortie ; 55 la figure 4- représente le mécanisme de la figure 2, le volet étant complètement sorti ; les figures 5 à 7 montrent un deuxième exemple de réalisation, en trois vues correspondantes aux figures 2 à 4 ; 71 00594 2076043 les figures £ à 1C z.oilztenu un zrcisikne exemple de réalisation, en çrois vues :orr;spcndantes aux figures 2 à 4, et les figures 11 à l'y montrent -on 'i.e 3 exemple de r califat ion, en trois vues s orr e sp cr. i snt e s aux figures 2 à 4. Les figures 1 à 4 lorurent une adaptation d'un système connu à rail circulaire. 3i ce système est employé sans la modification maintenant proposée, il s'ensuit un dépla-1C cernent du volet qui présente les caractéristiques indésirables suivantes : a) la translation vers l'arrière du volet provoque une augmentation rapide de l'incidence du volet pour seulement une petite augmentation de la surface de l'aile, 15 "b) sur la majeure partie de la translation totale, la fen te de passage d'air qui s'ouvre entre le carénage arrière de l'aile et la surface supérieure du volet est très petite et diverge au lieu de converger. Ces inconvénients sont éliminés dans le sys-20 tème représenté, grâce à un mécanisme de commande d'incidence du volet qui fonctionne comme suit. Comme on le voit en plan sur la figure 1, l'aile 8 d'un avion comporte un volet 13, actiçnné par deux unités 10 de sortie et de rentrée de volet, situées à une certaine 25 distance le long de l'envergure de l'aile. L'une de ces unités de sortie et de rentrée de volet est représentée en élévation sur les figures 2 à 4. La figure 2 représente la position rentrée du volet, dans laquelle il est logé dans une cavité 34, ménagée sur le c8té inférieur de la partie arrière SZ de l'aile 30 fixe. Dans chaque unité 10, un chariot 11 est entraîné par tout moyen approprié le long d'un rail circulaire 12. Le volet 13 (ou la section principale du volet, s'il est prévu un flettner 14 comme sur la figure) est articulé en son centre 33 approximatif de poussée, sur un prolongement arrière du chariot 11, en un point 15 situé à une certaine distance au-dessous du rail 12. L'avant du volet 13 est relié, par une ciellette 16, à l'extrémité inférieure d'un bras descendant d'un levier pivotant 17, également articulé sur le chariot 11, en un endroit 18 40 situé bien en avant sur le chariot et au-dessus du rail 12» 71 00594 4 2076043 Le levier 17 est commandé par un deuxième rail de commande d'incidence 19, situé au-dessus du rail 12, et dans lequel circule un galet 20 sur l'extrémité arrière d'un bras du levier 17 qui s'étend vers l'arrière, à partir du point d'articulation 18. ^ Lorsque le chariot 11 se déplace vers l'arrière, le levier pivotant 17 pousse l'avant du volet 13 vers le bas à partir de son trajet circulaire normal, maintenant ainsi une faible incidence. Cet écart par rapport au déplacement dirculaire normal atteint son maximum à environ 70 °/° «lu déplacement total, et ]_q permet ainsi d'augmenter considérablement la surface de l'aile pour une faible augmentation d'incidence (figure 3). Depuis ce point, l'incidence du volet augmente rapidement, du fait du déplacement circulaire fondamental, jusqu'à l'incidence maximale atteinte à la'fin du déplacement (figure 4). Ces variations 15 d'incidence résultent du rail de commande 19, qui a une forme généralement coudée, s'élevant d'abord progressivement et s*incurvant ensuite de façon brutale en 21 pour redescendre sous une forte inclinaison. Ces variations d'incidence permettent d'obtenir des fentes de passage d'air convergentes de la dimension 20 requise, et il est possible de disposer les deux rails 12 et 19 de façon à obtenir toute combinaison voulue de forme de fente et d'incidence de volet. Le flettner articulé prévu dans le système représenté est destiné à réduire l'incidence maximale du volet 25 principal lors de 1'approche et de l'atterrissage de l'avion. Il intervient peu après que le volet principal ait atteint le point où son écart par rapport au mouvement circulaire normal est maximal (figure 3). Une cloison 22 s'étend en dessous du flettner 30 14, et ce dernier est articulé, par un pivot 23 situé dans la zone avant inférieure de la paroi 22, à un bras 24 se projetant vers l'arrière et vers le bas du volet principal 13- Le flettner est braqué, par rapport au volet principal, par deux biel-lettes longitudinales articulées 29 , poussées vers l'arrière par 35 un levier 25 qui est, à son tour, commandé par -un prolongement arrière 26 du rail principal 12 incurvé en sens inverse. Le levier 25 est articulé en 27 sur le chariot 11, un galet 7 circule dans le rail principal 12, immédiatement en arrière du chariot 11, et un bras 28 descendant du pivot 27 avec son ex 71 00594 5 2076043 trémité inférieure articulée à l'extrémité avant de l'une des biellettes 29. Cette biellette s'étend vers l'arrière, pour être articulée sur l'extrémité avant d'une deuxième biellette don-t l'extrémité arrière est, à son tour, articulée, en 30, à ^ la partie avant du flettner 14 . Le point d'articulation 31 des deux biellettes 29 est relié, par une courte "biellette dirigée vers le tas 32, à un point de pivotement 33 prévu sur l'extrémité inférieure d'une partie du chariot principal 11 se projetant vers le bas en dessous du pivot 15• Au fur et à mesure que jq le flettner 14 se "braque, une fente convergente s'ouvre entre le flettner 14 et le volet 13, accroissant ainsi la circulat±on de l'air autour du flettner et du volet. On peut utiliser un mécanisme similaire pour actionner un simple flettner -à articulation lisse, au lieu d'un 15 flettner à fente. On notera que les deux rails 12 et 19 sont situés entièrement au-dessus du trajet du volet et du flettner, qui n'ont pas en conséquence à être découpés pour laisser passer ces rails» Les parties du mécanisme 10 de sortie et de rentrée du volet qui se projettent au-dessus de la partie arrière 20 8A de l'aile fixe sont enfermées à l'intérieur d'un carénage 37- Les figures 5^7 montrent une adaptation d'un système connu de rail en forme de "canne de hockey" qui, si la modification proposée n'est pas appliquée, implique de découper le volet à l'emplacement de chaque rail, d'où il résul-25 te une augmentation du poids et une réduction de l'efficacité du volet. Dans le système maintenant décrit, cet inconvénient est éliminé en faisant circuler le chariot articulé normal sur deux rails situés tous les deux au-dessus du trajet du volet, ce qui permet de conserver un volet en une seule pièce, et ce qui 30 donne un écoulement d'air plus régulier au-dessus du volet. La partie avant 54- du chariot articulé est entraînée de toute manière appropriée sur un rail inférieur sensiblement rectiligne 35, tandis que la partie arrière pivotante 36 se projette vers le haut, pour être guidée par le rail supé-35 rieur J>Q en ferme de "canne de hockey". Le volet 13 (ou le volet principal, s'il est prévu un flettner 14) est articulé, près de son bord avant, sur le point d'articulation du chariot 39 qui est disposé en dessous du rail inférieur 35. Le volet 13 est également supporté plus en arrière par une ou plusieurs 1 00594 6 2076043 "biellettes 40 descendant de la partie arrière 36 du chariot. Au fur et à mesure que le volet se déplace vers l'arrière, l'incidence est commandée par le rail supérieur 38 indépendamment du rail inférieur 35} qui est utilisé pour régler la dimension de la fente de passage d'air 41 entre la partie arrière 8A de l'aile et la surface supérieure du volet. Il est, en conséquence, possible de disposer les deux rqils 35 e"t 38 de façon à obtenir toute combinaison voulue de fente convergente de passage d'air et d'incidence de volet. Le montage du flettner articulé 14, en réduisant l'incidence nécessaire du volet principal 13 pour l'ap-rpoche et l'atterrissage de l'avion, réduit également la courbure nécessaire à l'extrémité arrière du rail de commande d'incidence 38» permettant ainsi de monter près près l'un de l'autre les deux rails 35 et 38. Le flettner 14 pivote sur l'articulation 23» prévue en dessous de la partie arrière du volet principal 13, et il est relié, par une longue bielle longitudinale 42, à un point de fixation 43 situé sur une partie de l'avant 54- du chariot qui dèscend en dessous du pivot principal 39- Le point de fixation 43 est disposé, par rapport au pivot principal du chariot 39, de telle sorte-que le braquage du volet 13 entraîne automatiquement le mouvement vers l'arrière et le braquage nécessaire du flettner 14, et qu'il ouvre une fente convergente 41 entre le flettner et le volet. Ici également, un mécanisme similaire peut être employé pour commander un simple flettner à articulation lisse ; les deux rails 35 et 38 sont situés tous deux entièrement au-dessus du trajet du volet. Les figures 8 et 10 montrent une simplification du système des figures 5 à 7) employée avec un volet à corde constante et avec les rails 10 disposés dans m plan perpendiculaire à la ligne d'articulation du volet. Le système fonctionne de la même manière que précédemment, sauf que la partie arrière du chariot 36 est maintenant fixée directement sur le volet 13, au lieu d'être articulée à la partie avant du chariot 54 et reliée au volet par une ou plusieurs bielles. Ceci réduit le nombre de parties mobiles, et réduit en conséquence le prix, la complication et le poidso 71 00594 7 2076043 les figures 11 à 13 montrent une autre adaptation du système fondamental de rails circulaires , qui élimine les inconvénients de ce dernier avec l'installation d'un seul rail, pas opposition avec l'installation des figures 2 à 4 qui 5 comporte deux rails. Ceci réduit la profondeur requise du carénage 37 de l'ensemble de rail et, par voie de conséquence, également la traînée. Un chariot 44 est entraîné de toute manière appropriée sur un rail circulaire 45 de grand rayon. Le rayon ]_q et le calage de ce rail 45 sont déterminés par l'incidence et la position du volet, nécessitées par les conditions de décollage de l'avion plutôt que par les conditions d'atterrissage, comme c'était le cas dans les figures 2 à 4. le volet 13 (ou le volet principal, s'il existe un flettner 14) est articulé en un point 15 de pivotement inférieur 46, au voisinage de son bord avant sur une partie descendante du chariot 44 située en dessous du rail 45, et il est supporté plus en arrière par une ou plusieurs biellettes 47, reliées à un bras s'étendant vers l'avant et vers le bas d'un levier 48, pivotant en 49 sur l'extrémité arrière du 20 chariot 44. Le levier 48 comporte lui-même une partie circulant comme un chariot dans le rail 45, en arrière du chariot 44, et il est utilisé pour régler l'incidence du volet principal 13, après que la position de référence pour le décollage (figure 12) ait été atteinte. Dans ce but, un prolongement arrière 50 plus 25 incliné, et de courbure inverse du rail circulaire 45, est prévu de telle sorte que tout déplacement du chariot 44 au-delà de sa position de référence pour le décollage fait pénétrer le levier 48 dans cette partie 50 du rail à courbure inverse, et le fait tourner, poussant la ou les biellettes 47 vers le bas, d*où il 30 résulte un braquage du volet 13 au calage recherché. A tout moment pendant la translation du volet, la fente de passage d'air résultante 41 entre le carénage arrière de l'aile et la surface supérieure du volet reste convergente. Le flettner articulé 14 intervient immédiate-35 ment après le déplacement du volet 13 au-delà de la position de référence pour le décollage. Le flettner 14 pivote autour de l'articulation 23, prévue en bas à lkrrière du volet principal 14, et il est poussé vers l'arrière et braqué par une bielle longitudinale 51> articulée à son extrémité avant à la biellette 47, 71 00594 & 2076043 Pendant la dernière partie du trajet du volet. Ainsi, une fente convergente est ouverte entre le flettner et le volet, augmentant la circulation d'air autour de ceux-ci. Un mécanisme similaire . peut être utilisé pour actionner comme précédemment un 5 flettner simple à articulation lisse. Une autre caractéristique de ce système est que, si on le désire pour réduire la distance d'atterrissage de l'avion, on peut aisément réaliser une position combinée volet/flettner qui diminue la sustentation et augmente la trainée. Ceci est 10 obtenu en ajoutant un petit prolongement dirigé vers l'arrière et vers le haut 52 à la partie de commande d'incidence 50 du rail 45. Un petit mouvement final du chariot 44 produit alors une légère diminution de l'incidence du volet principal, et une grande augmentation du braquage du flettner et de la largeur de 15 la fente. Il en résulte une réduction dans le rapport sustentation/ trainée, due principalement au "décrochage" du flettner 14. Comme précédemment, le rail est situé entièrement au-dessus du trajet du volet. 71 00594 9 2076043 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de sortie et de rentrée de volet d'aile d'avion caractérisé en ce que le volet est supporté dans son déplacement vers l'arrière du fait qu'il est articulé ^ sur un chariot ou support principal circulant le long d'un rail ou d'un guide principal sur la structure de l'aile, et en ce que l'on commande séparément l'incidence du volet en faisant pivoter ce dernier autour de son point d'articulation sur le chariot, par l'intermédiaire d'une deuxième liaison à un élément •j_q de commande d'incidence qui circule sur un rail séparé de commande d'incidence, ou qui pénètre sur m prolongement de commande d'incidence du rail principal, le ou les rails étant disposés pratiquement en totalité au-dessus du trajet du voleto 2. Mécanisme selon la revendication 1 ca- 25 ractérisé en ce que le volet comporte une section de volet principal et une section de flettner séparable et pouvant être braquée par rapport à la section principale, le flettner étant actionné automatiquement lorsque le volet sort, par une liaison reliant le flettner et le chariot. 20 3- Mécanisme selon la revendication 1 ou la revendication 2,caractérisé en ce que deux rails sont fixés à la partie arrière de l'aile, et sont disposés l'un au-dessus de l'autre, de sorte qu'ils s'étendent sensiblement longitudinale-ment dans une cavité située dans la face inférieure de la par-23 tie arrière de l'aile, cavité dans laquelle le volet vient se loger lorsqu'il rentre, le rail inférieur guidant le chariot principal, tandis que le rail supérieur constitue le rail de commande d'incidence. 4. Mécanisme selon la revendication 3 carac-50 térisé en ce que le volet est articulé, dans la région de son centre de poussée, sur un prolongement du châssis principal dirigé vers l'arrière et vers le bas, et en ce qu'il est en outre supporté à l'avant par une liaison à un levier pivotant qui descent d'un pivot porté sur le.chariot, et dont une partie por-53 te un galet qui se déplace sur le rail de commande d'incidence. 5. Mécanisme selon la revendication 4 caractérisé en ce que le rail du chariot principal a sensiblement une forme partiellement circulaire, et en ce que le rail de com- 40 mande d'incidence est coudé et comporte une partie s'élevant \ 71 00594 10 2076043 progressivement vers l'arrière, suivie par une partie arrière plus inclinée vers le tas0 ^ . det 6. Mécanisme selon les revendication^- caractérisé en ce que la liaison de commande du flettner est raccordée 5 à un deuxième levier pivotant qui descend d'un pivot porté sur le chariot principal, et comporte une partie portant un galet qui circule sur le rail principal en arrière du chariot. 7. Mécanisme selon la revendication 3 caractérisé en ce que le volet est articulé dans sa région avant, sur 10 un prolongement du chariot principal dirigé vers le "bas, et en ce qu'il est, en outre, supporté plus en arrière par une autre section de chariot comportant un galet circulant sur le rail de commande d'incidence. 8. Mécanisme selon la revendication 7 carac-15 térisé en ce que cette autre section de chariot est articulée au chariot principal, et en ce que le volet est supporté par elle, par l'intermédiaire d'une "bielle pendante basculante. 9° Mécanisme selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le rail principal est 2o sensiblement rectiligne, et en ce que le rail de commande d'incidence a la forme d'une "canne de hockey". 10. Mécanisme selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le volet est articulé,dans sa région avant, sur un prolongement du chariot principal dirigé 25 vers le bas, et qu'il est, en outre, supporté plus en arrière par une bielle basculante articulée à un levier pivotant qui s'étend vers le bas depuis un pivot porté sur le chariot principal et qui comporte une partie portant un galet qui circule sur le rail du chariot en arrière de ce dernier, le rail étant principalement 30 partiellement circulaire mais ayant un prolongementérrière retourné vers le haut pour la commande d'incidence. 11. Mécanisme selon les revendications 2 et 1Q, caractérisé en ce que la liaison de commande de flettner comporte la bielle basculante. 55 l2oMécanisme selon les revendications 2 et 10,ou selon la revendication 11, caractérisé en ce que le rail du chariot a line partie terminale supplémentaire à l'arrière de son prolongement retourné vers le haut,qui sert à réduire la sustentation et à augmenter la traînée par le braquage et la séparation du 40 flettner jusqu'à une valeur- telle que le flettner "décroche".