Brevet FR2081957A1 — publié le 19711210

i 2081957 La présente invention concerne îin avion à poussée d'orientation variable à aile delta, cet avion étant équipé avec une installation de mécanisme moteur pour la production de la poussée verticale ainsi que de la poussée horizontale. 5 II est prévu des moyens qui maintiennent sous con trôle la faible interférence entre l'écoulement du mécanisme moteur et l'écoulement de la,cellule d'avion. L'aile delta peut aussi présenter une flèche variable c'est-à-dire être exécutée avec un bord antérieur brisé une 10 fois ou plusieurs fois (delta simple ou delta multiple) ou bien avec des bords de captation dé l'écoulement non perturbé incurvés vers l'intérieur ou vers l'extérieur. Les différentes composantes de la poussée peuvent être fournies, dans le cas d'une telle installation élévation-poussée, de différentes manières. Une version pure d'avion de combat possède par exemple au moins un mécanisme moteur à tuyères pivotantes qui dans le vol plané produit, grâce à la position verticale des tuyères pivotantes, la poussée verticale nécessaire et qui, dans le vol de marche produit, les tuyères pivotantes 20 étant dirigées vers l'arrière-, la poussée horizontale nécessaire. Une forme de réalisation typique pour les avions de transport est caractérisée par une installation mixte élévation-poussée. La poussée verticale est produite'essentiellement par des mécanismes spéciaux d'élévation ou soufflantes d'élévation, tandis 25 que la poussée horizontale est fournie par un mécanisme moteur de croisière» En outre, le mécanisme, moteur de croisière peut être appelé à intervenir, dans le vol. plané, au moyen d'un dispositif approprié de déviation des jets pour aider l'élévation. Enfin, on connaît aussi des mécanismes moteurs dits compound qui 30 sont constitués par un mécanisme moteur de marche et par plusieurs soufflantes d'élévation non indépendantes. Dans ce cas, de l'air comprimé est soutiré au mécanisme moteur de marche derrière un étage de compresseur et il est amené à la turbine de pointe qui, de son côté, commande la soufflante d'élévation» 35 Enfin, il est possible de réaliser d'autres combi naisons encore des genres de mécanismes moteurs indiqués. Lors du montage de ces installations de mécanismes moteurs, il faut satisfaire non seulement aux points de vue qu'imposent des raisons de construction, mais aussi et avant ko tout aux exigences aérodynamiques qui concernent essentiellement 71 08961 2 2081957 la puissance et la sécurité de l'avion. C'est ainsi qu'il faut que soit garanti, lors du projet d'un tel avion à poussée d'orientation variable,que l'écoulement du mécanisme moteur et l'écoulement de la cellule d'avion s5 influenceront l'un l'autre 5 aussi faiblement que possible. D'un côté, les mécanismes moteurs d'élévation ou les soufflantes d'élévation ont besoin, dans le vol plané et dans la transition, d'air qui soit suffisamment exempt de trouble, pour fournir la poussée nécessaire. D'un autre côté, il faut, lors du passage au vol horizontal qu'ii-se forme 10 aussitôt que possible à la surface portante un écoulement stable qui produira la portance aérodynamique nécessaire pour l'appareil. Mais, étant donné que les mécanismes moteurs d'élévation ou soufflantes d'élévation, dans le vol plané et dans la transition, aspirent pratiquement de l'air en provenance de toutes les di-15 rections et que leurs jets de sortie exercent une forte action d'aspiration sur les alentours, il peut se produire des troubles indésirables provenant de l'influence mutuelle (interférence) des écoulements du mécanisme moteur et de la surface portante. Dans les projets connus d'avions à poussée d'orien-20 tation variable» les mécanismes moteurs pour la production de la poussée verticale sont installés dans le fuselage dans l'aile ou dans des nacelles, qui, de leur côté, sont fixés à-la cellule de l'avion. De tels modes de construction sont caractérisés en grande partie par de fortes interférences pendant la transition 25 ou lors d'un décollage prenant peu de terrain et d'un atterrissage prenant peut de terrain. Cela est dû à ce que les mécanismes moteurs, vus dans la direction du vol" se trouvent en partie devant et en partie derrière la surface portante dont l'écoulement dépend fortement de l'angle d'attaque et- de l'angle de 30 dérapage. En raison d'une telle disposition, dans l'espace, des mécanismes moteurs et de la surface portante, il se produit, à cause des jets des mécanismes moteurs, de fortes diminutions, variables, de ia portance aérodynamique à la surface portante et 35 d'un autre côté les écoulements d'entree sont soumis de leur côté à des variations perturbatrices dans le champ de déflexion (des filets d'air) vers le haut devant la surface portante et dans le champ de déflexion vers le bas derrière la surface portante. Mais de ce fait, la poussée verticale nécessaire se trouve 40 diminuée et la puissance de l'avion se trouve abaissée. 71 08981 3 2081957 Etant donné, en outre, que le nombre de tours par unité de temps du mécanisme moteur, lors des différentes manoeuvres de vol, ne demeure pas constant, il se produit un écoulement d'entrée ayant des' intensités plus ou moins fortes qui a de 5 nouveau pour conséquence des écoulements d'interférence modifiés et qui exerce de fortes modifications de moment par 1 intermédiaire des empennages sur le mouvement longitudinal et sur le mouvement latéral de l'avion. La présente invention a pour but dans le cas d'un 10 avion à poussée d'orientation variable de maintenir faible, au moyen d'un montage approprié du mécanisme moteur dans la cellule d'avion ou contre la cellule d'avion, l'influence mutuelle entre l'écoulement du mécanisme moteur et l'écoulement de la cellule d'avion. 15 En particulier, il faut que la faible interférence soit moins dépendante de l'angle d'attaque et de l'angle de dérapage ainsi que du nombre de tours par unité de temps du mécanisme moteur. En particulier, -il faut que soit exclus une influence défavorable du moment longitudinal par un écoulement variable 20 de l'empennage d'attitude. Ce problème est résolu, suivant l'invention, en ce que l'aile delta se compose d'une aile antérieure et d'une aile principale et du fait que l'aile antérieure est disposée décalée vers le haut par rapport au plan de l'aile principale, de telle 25 sorte qu'il existe, perpendiculairement à la direction de vol, un intervalle entre-l'aile antérieure et l'aile principale. Suivant un développement de l'invention, l'aile antérieure est supportée "contre le fuselage de manière à' pouvoir pivoter" de sorte qUte son réglage peut être modifié par rapport 30 à la direction de captatioh de l'écoulement non perturbé. Un avantage particulier de la réalisation de l'avion suivant l'invention réside eri c e que 1"' aile delta fournit, au ^ voisinage du fuselage,grâce à un déplacement longitudinal suffisant, 1 'épaisseur" nécessaire pour le montage de mécanismes moteurs 35 d'élévation ou de soufflantes d'élévation.' En mime temps, on obtieiit grâce à -un tel montage1 des ensembles d'élévation dans l'aile delta, une distance suffisamment grande," entre les ouvertures d'entrée et le bord antérieur de l'aile et entre les ouvertures de sortie et le bord postérieur de l'aile, qui diminue kO les phénomènes d'interférence qui ont été expliqués. 71 08981 k 2081957 L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels ; - la figure la est une vue en élévation de 1'avion 5 suivant l'invention dans une configuration avec aile delta de flèche constante ; . • - la figure 1b est une vue de dessus correspondante - la figure 2 représente une autre configuration possible d'un avion. 10 Les figures la et lb représentent l'avion suivant l'invention dans une configuration avec aile delta de flèche constante, c.'est-à-dire avec bord de captation de l'écoulement non perturbé, rectiligne. Dans la zone antérieure de cette aile delta, est disposée l'aile antérieure 3 qui présente à son bord 15 postérieur un volet 4. L'aile principale est munie à son bord antérieur, dans la zone de l'intervalle 6, d'un volet 5. Dans la direction du vol, derrière 1^intervalle 6, sont montés dans la zone de l'envergure de l'aile antérieure 3, dans l'aile principale 2, les ensembles sustentateurs 7« La poussée horizontale 20 nécessaire est fournie par le mécanisme moteur de croisière 8 qui est disposé au-dessous de: l'aile principale et qui peut être muni d'un dispositif de déviation des jets pour la production de la poussée verticale. Pour, ce qui concerne la conception, de ce mécanisme,- il s'.agit par conséquent d'une installation mixte élé-25 vation-poussée, dans laquelle 3? a composante de poussée dont on ' a besoin dans chaque cas est .produite par des mécanismes spécifiques.- * . • ■ *. On va expliquer maintenant d'une manière plus détaillée le fonctionnement de la configuration de l'avion re-3q présentée à titre, d'exemple. En raison de l'intervalle 6, il se produit dans la phase de la transition .sur. la -face supérieure de l'aile principale 2, un écoulement .divisé stable ordonné. D'autre part, il se produit-, en particulier même dans le cas de grands angles d'at-35 taque pour des décollages courts ou dans la transition au-dessus de l'aile antérieure 3, un écoulement tourbillonnaire stable qui se superpose à l'écoulement divisé sur la face aspiration de l'aile principale 2. Grâce à cette action commune de l'intervalle 6 et de l'aile antérieure 3, est garanti un afflux stable pour 40 les ensembles d'élévation 7» 71 08981 5 2081957 Extérieurement aux ensembles d:élévation 7, il se forme en même temps aux bords latéraux de 1:aile principale 2 un écoulement tourbillonnaire stable. En vol avec angle de dérapage, les différences de captatiôn de 1:écoulement non perturbé 5 aux deux moitiés de 1;aile peuvent être compensées au moyen des volets 9. Le pilotage et l!assiette de l'avion dans le mouvement longitudinal et le mouvement latéral sont rendus possibles par les volets 10 et par les gouvernails 11 et 12, Dans l'ensemble, l'avion suivant 11 invention possède 1G ainsi avec l'écoulement divisé et les deux systèmes tourbillon-naires à lraile antérieure 3 et à l:aile principale 2 une forme d'écoulement stable» Il en résulté pour l'avion imé sécurité augmentée, en particulier en cas de décollage court, d'attérris-sage court, et pendant la transition. - _ " 15 Une autre amélioration des propriétés dues à la poussée d'orientation variable provient de ce que disparaît l'empennage d'altitude, avec ses influences défavorables sur la stabilité de l'avion (provoquées par l'interférence avec les jets du groupe propulseur). Mais des propriétés de vol sûres impliquent 20 aussi, dans le cas des avions de ce type, un gain direct de puissance parce que des poussées de direction (par exemple air soutiré au mécanisme moteur, qui sort des tuyères de commande à l'avant, à l'arrière et aux sommets des ailes, ou modulation de poussée) et des poussées de réserve (excèdent de poussée pour le 25 cas de mise hors de fonctionnement d'un mécanisme moteur) peuvent être diminuées. En comparaison d'autres avions à poussée d'orientation variable, il se produit une augmentation de puissance pour l'ensemble de la poussée verticale du fait que sont plus faibles les pertes de portance aérodynamique résultant de 15 influence 30 des jets. Cet effet est rendu possible d'une part par Une distance suffisamment grande entre les mécanismes moteurs et les bords des ailes;, d'autre part, 1 ' exé-cution suivant 15 invention permet un réglage positif de l'aile antérieure pivotante : de ce fait, il est possible malgré le courant d:air descendant induit par les 35 jets au bord antérieur de l'aile de produire une portance aérodynamique à l'aile antérieure et une modification positive de couple autour de l'axe transversal de 1"*avion» En comparaison des configurations traditionnelles avec commande de 1!empennage draltitude (où un couple chargeant la queue est obtenu au prix 40 d'une perte de portance aérodynamique) on obtient avec la dispo- 71 08981 6 2081957 sitiors. suivant l'invention un gain de portance aérodynamique. La figvire 2 montre une autre configuration imaginable d'un .avion à poussée d ' orientation variable. .11 s'agit dans ce cas d'une version d'avion de combat avec une aile delta 5 double dans laquelle a été intégrée pareillement suivant l'invention, une aile antérieure 3 et dont le bord antérieur 13 présente une brisure à la transition entre l'aile antérieure 3 et l'aile principale 2. L'installation de mécanisme moteur est constituée seulement par un mécanisme moteur ik qui est équipé 10 avec des tuyàres pivotantes 15, placées devant et derrière le centre ds gravité l6 de l'avion pour la production d'une poussée verticale et. d'une poussée horizontale.* Dans le cas de cette conception du mécanisme moteur, disparaît le problème de l'interférence entre 1 ? écoulement à 13 l'entrée du mécanisme moteur et l'écoulement le long de la cellule, par ce que les entrées d'air 17 se trouvent en avant au bord antérieur 13 de l'aile delta® Les interférences entre l'écoulement de sortie des jets et l'écoulement le long de la cellule sont, dans cette configuration,maintenues petites de la même manière que dans le cas de l'exemple de réalisation suivant la figure 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation çi-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisa-25 tion sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 08981 7 2081957 REVENDICATIONS la) Avion à poussée d'orientation variable avec aile delta ayant un bord de captation de l'écoulement non perturbé muni de moyens pour le contrôle de l'influence mutuelle 5 entre l'écoulement provenant du mécanisme moteur et l'écoulement le long de la cellule, avion équipé avec une installation de mécanisme moteur pour la production d'une poussée à composante horizontale et à composante verticale, avion caractérisé en ce que l'aile delta se compose d'une aile antérieure et d'une aile 10 principale, l'aile antérieure étant disposée, avec un décalage* vers le haut par rapport au plan de l'aile principale, ce décalage délimitant, perpendiculairement à la direction de vol, un intervalle entre l'aile antérieure et l'aile principale. 2°) Avion suivant la revendication 1, caractérisé 15 en ce que l'aile antérieure peut pivoter autour d'un axe qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'avion. 3°) Avion suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les bords de l'aile antérieure et de l'aile principale qui limitent l'intervalle sont munis 20 de volets. 4°) Avion suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3> caractérisé en ce que les ensembles pour la production de la poussée verticale sont montés, l'observation étant faite dans la direction de vol, derrière l'intervalle entre aile 25 antérieure et aile principale dans la cellule.