Brevet FR2153030A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un procédé pour la gouverne d'avions, en particulier ceux du type canard et du type tandem, comportant au moins une surface portante assurant sensiblement dans le sens de l'axe vertical de l'avion, une poussée sustentatrice constante devant et une poussce sustentatrice constante derrière le centre de gravité de l'avionwainsi qu'un dispositif pour l'execution de ce procédé. La gouverne usuelle d'un avion s1 effectue de la façon connue du fait que des gouvernails disposés sur des surfaces auxiliaires, sont déplacés quant à leur position, et produisent de ce fait, une force aéro-dynamique qui produit un changement de position de l'avion. étant donné que ces surfaces auxiliaires ne produisent pas de force sustentatrice ou n'en produisent qu'une très faible dans le vol ordinaire, on dispose d'un åeu suffisant pour faire varier cette force sustentatrice à des fins de gouverne. De meme, il n'est pratiquement produit aucune résistance induite, de sorte que ces surfaces auxiliaires peuvent entre realisées de façon connue sans inconvénient avec une faible envergure et des profondeurs d'ailes relativement grandes. Mais, dans des avions dans lesquels il n'y a que des sur face s portantes mais pas de surface de gouverne et directrice proprement dites, la gouverne avec les gouvernails disposés sur les surfaces portantes, cause des difficultés ou elle ne peut pas être réalisée d'une manière suffisamment efficace, car il se produit lors de l'actionnement des gouvernails, une variation de la force sustentatrice de la surface portante qui est faible dans certains cas par rapport à celle se produisant dans le vol ordinaire et qui est limitée par la poussee sustentatrice maxi- male du profil de l'aile.Par corarquent, des limites relativement étroites sont impliquées à l'augLIentation ou à la diminution de la poussez sustentatrice de la surface portante, ces variations étant la condition de la gouverne. La présente invention crée un procédé de gouverne as avions qui ne presente pas les limitations mentionnées. Ce problème est résolu selon l'invention par un procédé du type decrit au d ebut dans lequel le vecteur de la force aerodynamique rsultante, d'au moins l'une des surfaces portantes de l'avion disposées à distance horizontale du centre de gravité de l'avion, est tourné pour la gouverne latérale, sensiblement autour de l'axe longitudinal de l'avion et/ou déplacé le long de cet axe pour la gouverne en profondeur. On obtient ainsi, que pour la gouverne, il ne se produise pas une modification importante de la grandeur des forces aérodynamiques de cette surface portante, mais qu'une manoeuvrabilité extrèmement efficace est obtenue en raison du changement de sa position. Pour ltexecution de ce procédé, l'invention s'étend égale ment à un dispositif dans lequel au moins l'une des surfaces portantes est reliée à un arbre qui est supporté de façon à pouvoir tourner et coulisser dans des paliers disposés à distance. L'invention est illustree, à titre d'exemple, aux dessins annexés, La fige1 est une elevation latérale schématique d'un avion du type canard dans lequel la distance de l'une des surfaces portantes par rapport au centre de gravite de l'avion, est variable. La fig.2 est une elevation latérale analogue à la fig.1, mais l'une des surfaces portantes est tant variable quant à sa distance par rapport au centre de gravité de l'avion, qu'également pivotante autour de son axe transversal0 La fig.3a montre une autre réalisationde la surface portante manoeuvrable à l'état sortie et la fig.3b montre cette mEme surface portante à l'état rentré. La fig.4 est une élévation laterale d'une troisième forme de realisation de la surface portante réglable. la fig.5 est une elévation de face de l'avion la fig.1 dans lequel l'une des surfaces portantes peut pivoter autour de l'axe longitudinal de l'avion, les vecteurs de poussée sustentatrice étant indiqués. - La fig.6 est un schéma d'un dispositif de gouverne d'un avion comportant une surface portante ayant deux possibilités de mou vement. les fig.7 à 10 sont des coupes transversales à plus grande ecle lle respectivement suivant les lignes VII-VII, VITI-VITI, IX-IX, X-I de la fig.60 La fig.11 est une élevation latérale schématique d'un dispositif de gouverne d'un avion dans lequel l'une des surfaces portantes est subdivisée en deux surfaces partielles pouvant entre gauchies en sens contraire. la fig.12 est un plan correspondant à la fig.11. La fig.13 est une élévation laterale schematique d'un dispositif de gouverne d'un avion dans lequel l'une des surfaces portantes présente des volets de gauchissement. La fig. 14 est un plan correspondant à la fig. 13. Dans la vue schématique representant au dessin un avion du type canard, 1 designe le fuselage gL se termine par exemple en forme de lame à son extrémité postérieure 2. La position approximative du centre de gravité de l'avion est désignée par 3. Vue dans la direction de vol, l'une des surfaces portantes 4 est placee derrière le centre de gravité 32 tandis que l'autre surface portante 5, par exemple la plus petite, est disposée à la pointe antérieure du fuselage 1. la fig.1 montre en traits interrompus, un déplacement de la surface portante 5 dans une position 5' à une plus grande distance du centre de gravité 3. Bien qu'il ne se produise pas ici une variation de l'angle d'incidence, on obtient par variation de la distance de la surface portante 5 une manoeuvrabilité très sensible de l'avion. Le vecteur de sustentation de la surface portante principale 4 et de la surface portante 5 est représenté à la fig.1 par des flèches. LA fig.2 représente une autre possibilite pour faire varier la distance de la surface portante 5 par rapport au centre de granité 3 de l'avion. La surface portante 5 est montée sur un arbre courbé qui est supporté dans des guides 7, 7' non reprd- sentés endétail. Du fait que l'arbre 6 est realise courbé, on obtient qu'un angle d'incidence déterminé est associé à chaque distance par rapport au centre de gravité 3 de 1' avion de la surface portante 5. Comme représenté à la fig.2 avec une plus faible distance de la surface portante 5, l'angle d'incidence de la surface portante 5 peut etre plus petit qu'avec une plus grande distance de la surface portante 5 par rapport au centre de gravité 3 de l'avion. Dans laréalisation selon la fig.2, il y a par consequent, une mobilité de mouvement de la surface portante avec deux possibilités de mouvcments, à savoir un mouvement sensiblement suivant l'axe longitudinal de l'avion et une rotation autour d'un axe transversal. les fig. 3a et 3b montrent schématiquement une réalisation dans laquelle il y a une double possibilité de mouvements de la surface portante avec deux degrés de liberté, mais il n'y a pas de conjugaison fixe de l'angle d'incidence de la surface portante 5 avec la distance par rapport au centre de gravité 3 de l'avion. L'aile portante 5 est montée, comme représentée schématiquement, sur un arbre droit 8 qui est supporte de façon à pouvoir coulisser longitudinalement et à etre incliné dans une articulation non représentée0 La fig.4 represente une autre realisation de support de la surface portante 5, qui s'effectue de telle façon que cette surface peut pivoter sur un arbre 9 autour d'un axe transversal0 L'arbre 9 est supporté de façon mobile longitudinalement dans des guides 10, 10' non représentés en détail.Il y a également une double possibilité de mouvements pour la surface portante 5, mais il ne doit pas y avoir de conjugaison determinée entre l'angle d'incidence et la distance de la surface portante 5 du centre de gravité de l'avion. Dans la fig.5, qui est une vue de face de l'avion, la surface portante 5 est supportée de façon à pouvoir pivoter autour de l'axe longitudinal de l'avion. La partie entrait plein représente le vecteur de sustentation dans la position horizontale de la surface portante 5, tandis que la flèche courte et les flèches longues interrompues, montrent la position du vecteur de sustentation dans la position en traits interrompus correspondante de la surface portante 5. A 1' aide de cette disposition on obtient une manoeuvre latérale très sensible et efficace de l'avion. Il est également possible de combiner cette possibilité de mouvement de la surface portante 5 avec les autres possibilites de mouvement, telles qu'elles sont représentées aux fig.1 à 5 et décrites de façon correspondante. L'aile portante 5 peut présenter jusqu'à trois possibilités de mouvement, à savoir un mouvement de l'axe longitudinal de l'avion, une rotation autour de 12axe transversal et une rotation autour de l'axe longitudinal Le procédé de gouverne décrit convient particulièrement bien aux avions du type canard et tandem qui n'ont pas pu s'implanter jusqu'à présent en raison de leur faible manoeuvrabilité et il permet par suite une gouverne de ces avions qui n'est en aucune façon inférieure à ocelle des autres avions. les fig.6 à 14 montrent comment les possibilites de mouvements indiquées aux fig.1 à 5, peuvent titre réalisées. A la fig.6, une surface portante 5 fixée sur un arbre 11, est supportee de façon àgouvar se deplacer longitudinalement. L'arbre 11 est supporté dans des guides à billes 12 (fig.7) et dans deux rouleaux tournant 13 à distance de ces billes, ces rouleaux roulant de leur cOté dans des profilés 14 en U disposes obliquement qui sont fixés sur l'intérieur d'un corps tubulaire 15. Ce dernier est supporté de façon à pouvoir pivoter dans des guides à billes 16 (fig.8) et dans un palier 17 (fig. 10) mais à ne pas pouvoir se déplacer lon;itudinalement. Le palier 17 prend appui par des bras 18 sur le fuselage 1. Une channe ou un autre élément souple 20 qui est reliée par une articulation 21 à une tige de poussée 23 pouvant strie déplacée par un levier de commande 22, passe sur deux rouleaux 18,19. L'élément 20 est relié par une articulation 24 mobile longitudinalement à l'arbre 11, l'un des bras de cet elénent 20 s'étendant avec l'articulation 24 dans l'intérieur du corps tubulaire 15. son realite, l'inclinaison des profiles 14 en U est beaucoup plus faible.Des pédales 25 sont reliees au moyen d'une timonerie 26 par des articulations 26a au corps tubulaire 15 et servent au pivotement du corps tubulaire 15 et de l'arbre 11 avec l'aile 5. ffin actionnant le levier de commande 22 et la pedale 25, l'aile patante 5 peut être déplacée longitudinalement et entre pivotée, une modification de l'inclinaison de l'arbre 11 par rapport à l'axe longitudinal de l'avion, se produisant en mdme temps lors du déplacement longitudinal en raison des profiles 13 en U disposes obliquement dans le tube. Dans le cas de très gros avions, les forces pour le pivotement de la surface portante 5 sont déjà considérables et c'est pourquoi l'amorçage du pivotenent est effectué rationnellement à l'aide des forces aero-dyna.1iquess la surface portante étant subdivxee en deux surfaces portantes partielles 5a, 5b gauchissables encens contraire (fig.11 et 12) ou bien la surface portante 5c présentant des volets de gauchissement 50a, 50b (fig. 23 et 14). Aux fig.11 et 12, les pédales 25 sontzeliées par des articulations 25', 25" au moyen d'un organe souple 26 passant sur une poulie 33, des poulies compensatrices 27,28, servant à la compensation du déplacement longitudinal de 11 arbre 11 et une poulie 29 à des articulations 30,31 des parties d'ailes 5a,5b, qui peuvent pivoter autour d'un axe 32. les numéros de réf é- retrace non mentionnes des fig.11 et 12, correspondent aux mêmes numéros des fig.6 à 10. Dans les fig.13, 14, à la place des parties d'ailes, des ailerons de gauchissement 50a, 50b sont actionnés au moyen des pedales 25 de la mdme manière qu'aux fig11 et 12. Aux fig.6 à 14, le dispositif de gouverne est conçu avec des organes mécaniques mais on peut aussi utiliser des organes hydrauliques ou électriques. L'utilisation de ces organes ne représente qu'un problème d'hommes de métier après que l'on a clairement décrit la conception du dispositif de gouverne. RiVEN1)ICATI0NS 1- Procedé pour la gouverne d'avions, en particulier ceux du type canard et du type tandem, comportant au moins une surface portante assurant sensiblement dans le sens de l'axe vertical de l'avion, une poussée sustentatrice constante devant et une poussez sustentatrice constante derrière le centre de gravité de l'avion, caractérisé en ce que le vecteur de la force aérodynamique resultante, d'au moins l'une des surfaces portantes de l'avion disposees à distance horizontale du centre de gravité de l'avion, est tourné pour la gouverne laterale sensiblement autour de l'axe longitudinal de l'avion et/ou deplace le long de cet axe pour la gouverne en profondeur. 2- Dispositif pour 11 exécution du procédé suivant la reven diction1 caractérise enoe qutau moins l'une des surfaces portantes 5 est reliée à un arbre 6, 8, 9, 11, qui est supporté de façon à pouvoir tourner et à pouvoir se déplacer longitudinalement dans des paliers disposés à distance (7,7'-10,10'-12-13). 3- Dispositif suivant la revendication 2, caractéris é en ce que 11 arbre 6 portant l'une des surfaces portantes 5, est courbé sur son axe. 4- Dispositif suivant la revendication 2, caracterise en ce que l'arbre 71 est guidé de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement et à pouvoir titre incliné dans un guide anterieur 12 et dans un guide postérieur 13 affectant la forme de profilés de guidage 14 disposés obliquement dans m corps tubulaire 15, ce dernier étant supporte de manière à pouvoir pivoter dans des paliers 16,17. 5- Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, carac térisé en ce que l'arbre 11 peut etre déplacé au moyen d'un organe souple 20 guidé sur des poulies 18,19 par l'intermédiaire d'un accouplement 24 au moyen d'un organe de manoeuvre 22, 23, accouple par l'intermediaire d'une articulation 21 et le corps tubulaire 15 peut titre pivoté pater l'intermcdiaire d'une timonerie 26, 26' ay moyen d'un autre organe de commande 25. 6- Dispositif suivant la revendication 2, caractérise en ce que l'une des surfaces portantes est partage en deux parties d'ailes 5a, 5b pouvant pivoter en sens contraire et peut titre actionnée par l'intermediaire d'un organe souple 26 au moyen de l'autre organe de commande 25. 7- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ltune des surfaces portantes 5c presente des ailerons auxiliaires 50a, 50b pouvant pivoter en sens contraire et qui peuvent entre actionnés au moyen de l'autre organe de commande 25 par l'intermédiaire d'un organe souple 26.