Brevet FR2100861A1 — publié le 19720324

la présente invention a pour objet la disposition des réacteurs de sustentation sur les avions, ces réacteurs dé sustêstation étant logés dans des cages verticales ou approximativement verticales prévues à l'intérieur-du fuselage® 5 Dans le cas des avions comportant des ailes pour fournir la portance aérodynamique, mais qui sont aussi capables de voler à 1' aide de. réacteurs de sustentation, appuyés sur les jets qjectés par ces dernier^ il est avantageux pour le bilan des forces de sustentation p^endant le vol en verticale et pendant le vol de transition^ 10 que les jets de gaz de propulsion des réacteurs de sustentation attaquent à des points où les bras de levier par rapport au centre de gravité de l'avion sont aussi longs que possible» On a donc intérêt à disposer les réacteurs de sustentation à l'avant et à l'arrière du fuselage. Pour se prémunir contre les risques de défaillance il 15 est, dans ce cas, nécessaire de disposer au moins deux réacteurs de sustentation à l'avant et autant à l'arrière du fuselage. Mais le logement de ces réacteurs de sustentation pose des problèmes. Dans la plupart des cas leur disposition à l'avant du fuselage est possible sans aucune difficulté et l'entrée d'air pendant que les volets 20 de fermeture sont ouverts se fait à l'avant sans entraves à partir du haut. L'empennage et plus particulièrement l'empennage vertical ne petmet cependant pas d'incorporer d'une façon simple les moteurs de sustentation à l'arrière du fuselage. Il est bien connu de disposer des réacteurs à l'intérieur du 25 fuselage, de telle façon que leur entrée d'air est placée demnt l'empennage vertical et que les jets de gaz de propulsion sont renvoyés à l'aide de conduites et d'organes déflecteurs vers une sortie orientée verticalement vers le bas, dans la zone de l'arrière du fuselage. Mais une construction de ce genre est assez encombrante 30 et l'espace ainsi occupé est perdu pour la charge utile, et ilfeut en outre se résigner à la perte de poussée due à la déflection des jets de gaz de propulsion» Une autre méthode bien connue consiste à loger les réacteurs de sustentation soit dans des renflements du fuselage prévus de part 35 et d'autre à l'arrière de l'avion, donc des deux côtés de l'empennage vertical soit encore à disposer les réacteurs de sustentation de sorte qu'ils soient escamotables dans des chambres à l'intérieur du fuselage et puissent être sortis de leur logement par pivotement ou rabattement» 40 Compte tenu de ces formes connues, la présente invention a Vl 24558 2 2100861 pour objet de disposer les réacteurs de sustentation de telles façon qu'on obtienne un écart aussi grand que possible du centre de gravité de l'avion et que l'entrée d'air vers les réacteurs se fasse sans entraves et de sorte à garantir à l'entrée d'air des réac-5 teurs une distribution de l'air aussi régulière que possible sur la section d'entrée. Selon l'invention ce but est atteint du fait qu'on aménage une ou plusieurs cages pour le montage des réacteurs de sustentation à l'intérieur de l'arrière du fuselage et au moins en partie dans la 10 zone de l'empennage vertical et que ce dernier est soutenu par un système de poutres faisant partie de la charpente du fuselage et passant en pont au-dessus desdites cages, la coque du fuselage présentant des deux côtés de l'empennage vertical, ou plus précisément dudit système portant, des orifices d'entrée d'air qui débouchent 15 dans les cages. Cette forme de réalisation conforme à l'invention permet 1* éjection des jets de gaz par les réacteurs à l'arrière du fuselage, c'est-à-dire avec un bras de levier aussi grand que possible par rapport au centre de gravité de l'avion. L'éjection des jets de gaz 20 se fait alors directement, sans conduites ou déflecteurs pour les jets de gaz de propulsion entre les réacteurs et la tuyère d'éjection. ^e plus, les réacteurs sont ainsi logés à un endroit du fuselage qui ne peut servir d'espace utile ou bien qui n'est utilisable à cet effet que sous des conditions restreintes. Par ailleurs l'air 25 aspiré peut entrer sans entraves par le haut lorsque les volets de fermeture de l'entrée d'air sont ouverts. Il est donc inutile de prévoir des renflements qui font saillie au-delà du contour du fose** lage pour loger les réacteurs de sustentation. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait 30 que, entre l'entrée des réacteurs et le contour de l'arrière du fuselage, contour formé par les volets, le revêtement extérieur et le longeron du fuselage, se trouvent délimitées des chambres de mélange dans lesquelles débouchent les entrées d'air des deux côtés du gouvernail de direction. Oeci permet d'obtenir, dans ces chambres, un 35 équilibrage de l'air aspiré et rentrant par les deux orifices d* entrée latéraux, avant que cet air ne passe dans les réacteurs, si bien que la distribution d'air est régulière sur toute la section transversale de l'entrée dttir des réacteurs* L'invention sera expliquée avec plus de détails à l'aide du 40 dessin, annexé qui en illustre un exemple d'exécution et dans lequel *71 24558 3 2100861 montrent : La figo 1 l'arrière du fuselage avec l'empennage en une vue latérale, en partie coupée dans le sens longitudinal, La fig. 2 -une coupe longitudinale partielle de l'arrière du 5 fuselage vu d'en haut, La fig. 3 une coupe transversale de l'arrière du fuselage suivant la ligne III-III de fig. 1, La fig. 4 une coupe transversale de l'arrière du fuselage suivant la ligne IV-IY de fig. 10 La fig. 5 une coupe transversale de l'arrière du fuselage suivant la ligne Y-Y de fig. 1 et La fig. 6 une coupe transversale de l'srrière du fuselage suivant la ligne Yl-Yl de fig. lo Aux figures 1 et 2 du dessin, le chiffre de référence 2 15 désigne l'arrière du fuselage, 3 le gouvernail de direction, 4 le gouvernail de profondeur et 5 la partie centrale du fuselage. L'extrémité arrière 6 du fuselage fait suite à la partie 2 de l'arrière* entre la partie centrale 5 du fuselage et l'extrémité 6 il se trouve, à l'intérieur de l'arrière 2, des cages verticales 12, 12* s'ouvrant 20 vers le haut et le bas et qui sont destinées à loger les réacteurs de sustentation 8 et 9. Ces réacteurs 8 et 9 y sont rangés l'un derrière l'autre dans le sens de l'axe longitudinal de l'avion. Pour former les cages 12, 12* destinées à loger les réacteurs il est prévu deux éléments de coque latéraux 15, 16 rigides à 25 la torsion et la flexion et qui s'étendent de part et d'autre du plan vertical central et longitudinal de l'avion à partir d'un couple de séparation 14 de l'arrière du fuselage 2 jusqu'à un couple de séparation arrière 14"«qui sert de raccord entre l'extrémité arrière 6 et la partie. 2 du fuselage© Les deux éléments latéraux 15 et 16 sont 50 réalisés sous forme de longerons en caisson et ils portent le revêtement extérieur 18 du fuselage, ainsi que les parois longitudinales et verticales intérieures 20. Les deux poutres verticales 22, 23 disposées dans le plan vertical, longitudinal et central de l'avion forment avec le couple de séparation antérieur 14 et un ensemble de 35 poutres prévu à l'intérieur des cages 12, 12' et dont les détails seront décrits ci-dessous, une unité constructiveo Les poutres 22, 23 reçoivent à leurs extrémités libres un longeron 25 qui s'étend dans le plan longitudinal central de l'avion et fait le pont pardessus les cages 12, 12* où sont logés les réacteurs de sustentation» 40 Lés extrémités libres de ces poutres verticales 22, 23 présentent ï\ 24558 4 2100861 des organes de raccord 27 et 28 qui coopèrent avec d'autres organes de raccord correspondants 31, 32, prévus respectivement sur le longeron frontal 34 et le longeron arrière 35 du plan vertical 38, pour la fixation de l'empennage de direction 3. Les cages logeant les réao-5 teurs de sustentation forment un compartiraient frontal 12 et un compartiment arrière 12* dont chacun loge un des deux réacteurs 8 et 9. Le système de poutres déjà mentionné ci-dessus se compose de pluéeuss poutres transversales en caisson 40 (fig. 6) reliant les deux coques laté^rales 15 et 16 qui forment une unité avec la poutre verticale 10 arrière 23. Comme on le distingue auz figures 3 et 4, le longeron 25 est -une poutre en caisson présentant deux parois longitudinales et latérales 42, 43 et une paroi terminale 44 située dans le contour extérieur de l'arrière du fuselage. Ces deux parois latérales 42,43 15 joignent par leurs bords supérieurs le revêtement du plan vertical 38, tandis qu'elles présentent vers le bas des sections convergentes. Les éléments latéraux 15 et 16 sont conformés tels qu'ils présentent des orifices 48,49 pour l'entrée de l'air vers les réacteurs 8 et 9. Et de même, ils laissent libre vers le bas un orifice 51 pour l'éjec-20 tion des jets de gaz des réacteurs de sustentation. Afin d^éviter toutes entraves de l'air aspiré et des jets de gaz éjectés par les réacteurs de sustentation, les p^arois transversales frontale et arrière 54, 55 (fig. l) du revêtement des cages des réacteurs présentent aux orifices d'entrée et de sortie des réacteurs 67, 67', 25 une inclinaison divergente, s'évasant en entonnoir dirigé vers les orifices d'entrée 48, 49 et l'orifice d'éjection 51 (fig. 1). Les traverses 40 présentent également des parois transversales 56, 57 tournées respectivement vers le compartiment frontal 12 et le compartiment arrière 12' logeant les réacteurs. La paroi transversale 30 57 présente à sa partie supérieure une inclinaison ou courbure qui 1'écarte du réacteur 9 tandis que la paroi transversale 56 présente à sa partie inférieure une inclinaison ou courbure qui 1'écarte du réacteur 8. Les réacteurs de sustentation 8, 9 sont logés par l'inter-35 médiaire de paliers 58, 59 de sorte qu'ils peuvent pivoter dans les cages 12, 12' dans certaines limites autour d'axes parallèles à 1' axe transversal de l'avion, comme il est indiqué à la fig. li, par des lignes à traits mixtes. Les deux poutres verticales 22, 23 sont pourvues d'un revêtement 61, 62 qui présente, par rapport à la direc-40 tion du vol horizontal une forme aérodynamique. 71 24558- 5 2100861 Aux bords supérieurs des éléments de coque latéraux 15,l6, sont logés des volets de fermeture 65, 66 pour les entrées d'air 48, 49 prévues de part et d'autre du plan vertical 38, ces volets pivotant autour d'axes 63, 64 parallèles à l'axe longitudinal de l'avion» 5 Une partie 68, 69 de ces volets 65, 66 est bombée dans le sens contraire à la courbure du contour extérieur du fuselage, de sorte que, lorsque les volets d'entrée d'air sont en position de fermeture, il y a une transition parfaite entre le contour du fuselage et celui du plan vertical 38 de l'empennage» 10 Des chambres de mélange 70 sont prévues à l'intérieur de la zone délimitée par les volets de fermeture de l'entrée d'air 65, 66, le longeron 25 et les parois longitudinales intérieures 20 des éléments latéraux 15, 16, ainsi que par les orifices d'entrée 67 des réacteurs de sustentation 8, 9, et c'est dans ces chambres de 15 mélange que l'équilibrage de l'air aspiré par les orifices 48, 49 de part et dfeutre du plan vertical 38 peut avoir lieu, si bien que la distribution de l'air est régulière devant les orifices d'entrée d'air 67 des réacteurs. Par ailleurs, lorsque les volets de fermeture de l'entrée d'air 65, 66 sont ouverts, le bombement 68, 69 "con-20 tribue encore à un guidage impeccable de l'air aspiré de part et d'autre de l'empennage vertical 3. Deux paires de volets 71, 72 sont également prévues pour la fermeture de l'orifice 51 pour l'éjection du jet de gaz de sustentation. Ces paires de volets 71, 72 sont montées ainsi que parallèlement guidées à l'aide d'un système de 25 leviers de transmission qui permet de les déplacer de leur position de fermeture dans leur position d'ouverture par un mouvement de translation au parallèle .ou approximativement en parallèle«lorsque les volets sont ouverts, il reste une fente ouverte 76 entre le contour du fuselage et les volets et c'est par cette fente que le jet 30 éjecté aspire de l'air secondaire. De système de commande à parallélogramme pour les volets 65, 66 et 71, 72 des entrées d'air et de sortie du jet, comprend un moteur de réglage hydraulique (non montré sur le dessin). Le moteur de réglage est relié, par un levier de transmission 83 est un levier double 85, à des barres de distribu-35 tion 84, 89. Ces dernières sont raccordées par des articulations aux leviers de renvoi 86, 87, sur lesquels sont articulées d'une part des bielles 81 reliées aux volets d'entrée d'air 65, 66 et, d'autre part, des bielles 88 qui engagent les leviers pivotant 73, 74 par lesquels les volets 71, 72 de l'orifice d'éjection du jet 40 sont actionnés. En plus les volets 71, 72 de la sortie du jet sont *71 24558 6 2100861 pourvus de leviers 77 du parallélogramme qui pivotent autour d'articulations fixes et agissent sur lesdits volets* lorsque le moteur de réglage est actionné, toutes les paires de volets sont déplacés simultanément par l'intermédiaire du système 5 de transmission qu'on vient de décrire. A la fig. 4, ces paires de volets sont montrées du côté gauche en position de fermeture et du côté droit en position d'ouverture* lorsque les volets 65, 66 des entrées d'air sont ouverts, l'air aspiré par les réacteurs de sustentation 8, 9 entre par les 10 orifices 48, 49 dans les chambres de mélange 70 au-dessus des entréas d'air 67 des réacteurs, et dans ces chambres de mélange l'équilibrage de l'air aspiré a lieu avant qu'il n'entre dans les réacteurs 8, 9* On obtient un écoulement aérodynamique avantageux de l'air aspiré grâce à la forme des volets d'entrée d'air 65, 66 avec leur 15 section courbée vers l'extérieur 68, 69, ainsi que par la réalisation en forme d'entonnoir des cages 12, 12* due aux parois transversales 54, 55 (fig. 1)* Par ailleurs, il résulte de la forme spéciale des sections 68, 69 des volets 65, 66, lorsque ces derniers sont fermés, une obturation parfaite des orifices 48, 49 ainsi que 20 la transition nérodynamiquement avantageuse entre les volets 65, 66 et le contour du plan vertical 38. En outre, on obtient, grâce au revêtement aérodynamique 61, 62 (fig. 2) des poutres verticales 22, 23, un éïoulement d'entrée parfait de l'air aspiré, même pendant la phase de vol de transition. La transmission pour le réglage 25 se trouve à l'intérieur des deux éléments latéraux 15, 16 de la coque de l'arrière 2 du fuselage, et elle est recouverte par les parois latérales 54, 55 et le revêtement des poutres de support 40, ce qui veut dire qu'àle ne se trouve pas sur le chemin de l'air aspiré. 71 24558 7 2100861 BEVMDIOATIOMS 1. Disposition de réacteurs de sustentation.sur les avions, dans des cages verticales ou approximativement verticales, prévues à 1* intérieur du fuselage et susceptibles d'être fermées, caractérisée en ce qu'on aménage une ou plusieurs cages (12,12') pour le mon- 5 tage des réacteurs de sustentation (8,9) à l'intérieur de l'arrière du fuselage (2) et au moins en partie dans la zone de 1' empennage vertical (3), que ce dernier est soutenu par un système de poutres (22, 23, 25) faisant partie de" la charpente du fuselage (14, 15, 16, 14') et passant en pont au-dessus desdites 10 cages (12, 12') et que la coque (15, 16) du fuselage présente des deux côtés de l'empennage vertical (3), ou plus précisément dudit système portant (22,23,25), des orifices d'entrée d'air (48.,49)qui débouchent dans les cages (12,12'). 2. Disposition de réacteurs de sustentation selon la revendication 15 1, caractérisée en ce que le système de poutres portant l'empennage vertical (3) se compose de poutres verticales (22,23) et d' un longeron (25) s'étendant dans le sens longitudinal de l'avion et faisant le pont au-dessus des cages (12,12') des réacteurs. 3. Disposition de réacteurs de sustentation selon les revendications 20 1 et 2, caractérisée en ce que les extrémités libres des poutres verticales (22,23) présentent des organes de raccord (27,28) qui coopèrent avec d'autres organes de raccord correspondants (31,32) prévus respectivement sur les longerons (34,35) du plan vertical (38) de l'empennage. 25 4. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins deux cages (12,12') se succèdent dans le sens longitudinal, à l'arrière du fuselage, et qu'entre deux cages (12,12') adjacentes une traverse (40) est prévue qui relie de manière rigide à la 30 torsion et à la flexion les deux éléments latéraux (15,16) de la coque du fuselage tout en recevant l'une (23) des poutres ver-ticaleso 5. Disposition de réacteurs de sustentation selôn l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le lon-35 geron (25) faisant le pop.t sur les cages (12,12') est une poutre en caisson dont les parois longitudinales extérieures (42,43) se poursuivent, d'une part, dans le contour extérieur du plan vertical de l'empennage (3) et servent, d'autre part, d'appui au bord longitudinal des volets de fermeture (65,66) des entrées t1 24558 8 2100861 d'air (48,49)« 6. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les poiires verticales (22,23) sont pourvues d'un revêtement (61,62)qui pré- 5 sentent une forme aérodynamique par rapport à la direction du vol horizontal. 7. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les volets de fermeture de l'entrée d'air (65,66) présentent au moins sur 10 une partie de leur largeur une section à courbure opposée à celle de l'arrière (2) du fuselage. 8. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pallier d'articulation -(63,64) des volets est prévu sur les éléments la- 15 téraux (15,l6) de la coque de l'arrière du fuselage (2)» 9. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes,- caractérisée en ce que des chambres de mélange (70) sont délimitées entre l'entrée des réacteurs (67) et le contour de l'arrière du fuselage (2) formé 20 par les volets'(65,66), le revêtement extérieur (18) du fuselage et le longeron (25), et que les entrées d'air (48,49) de la cage des réacteurs débouchent dans ces chambres. 10. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une ou 25 plusieurs paires de volets de ferm^eture (71, 72) sont prévues pour fermer le bas des cages (12, 12') dont ils obturent ainsi l'orifice de sortie (.51), ces volets étant susceptibles d'être déplacés vers l'extérieur par un mouvement parallèle ou approximativement parallèle tout en laissant ouvertes des fentes (76, 30 77) pour le passage de l'air secondaire entre eux-mêmes et le fuselage de l'avion, lorsqu'ils se trouvent dans leur position d'ouverture. 11. Disposition de réacteurs de sustentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des pa- 35 rois transversales (54,55,56,57) sont conformées à l'intérieur des cages (12,12') de sorte qu'elles divergent à partir des entrées et des sorties des réacteurs (67,67') en direction des orifices d'entrée (4®,49) et de sortie (5^) desdites cages»