Brevet FR2254478A1 — publié le 19750711

Jusqu'ici, l'amélioration du rendement aérodynamique d'une voilure se déplaçant å faible vitesse, par exemple au cours du décollage ou de l'atterrissage d'un avion, a fait l'objet de diverses suggestions ou tentatives visant à àméliorer la portance de la voilure en dirigeant un courant gazeux le long d'une partie de son extrados, notamment au travers de son volet de courbure, mais aussi en faisant déboucher le long de certai nesparties de cet extrados de petits jets gazeux destinés à empecher le décollement des filets d'air sur la partie arrière de ce dernier Ces divers procédés n'ont aucune incidence sur le rendement propulsif, car ils n'augmentent pas la poussée.En revanche, certains de ces procédes nuisent à la stabilité d'ensemble de l'avion en modifiant son assiette aux faibles vitesses. Enfin, certains d'entre eux se traduisent par une tugmen- tation du bruit engendré au lieu de le diminuer. La présente invention apporte une solution satisfaisante 'a ces différents inconvénients. Elle concerne un procédé et un dispositif permettant d'utiliser un jet gazeux propulsif pour exercer simultanément sur une voilure d'avion une force de portance et une poussée à haut rendement, lors des manoeuvres à faible vitesse qui suivent le decollage et précèdent l'atterrissage de avion. Ce procédé et ce dispositif permettent en même temps de réduire le niveau du bruit engendré et de maintenir l'avion stable et maniable au cours des manoeuvres précitées. L'extrados de la voilure selon l'invention comporte deux parties avant et arrière, le bord de fuite de la partie avant surplombant verticalement le bord d'attaque de la partie -arrière dont il est séparé par un intervalle compris environ entre 0,03 et 0,20 fois corde du profil de la voilure. Le bord de fuite de la partie avant de l'extrados est situé en arrière du bord d'attaque de la voilure à une distance comprise environ entre 0,20 et 0,33 fois ladite corde. Les deux bords précités de fuite et d'attaque des deux parties avant et arrière de l'extrados forment entre eux l'orifice dune buse qui, orienté sensiblement selon l'envergure de la voilure, dirige vers l'aval le long de la partie arrière de 1' extrados un courant gazeux sous pression engendré par un moteur.Le dispositif selon l'invention comporte, outre la voilure ainsi décrite et en principe équipée d'un tolet de courbure, une surface portante profilée ou carène située entre le bord de fuite de la partie avant de l'extrades et le bord d'attaque de ce volet.Cette carène surplombe la partie arrière de ltexbrados dont elle est séparée par un intervalle au moins égal à 0,3 fois la corde de son propre profil et à 1,5 fois la distance qui sépare du bord de fuite de la partie avant le bord d'attaque de la partie arrière de llextrados. Le dispositif selon l'invention comporte enfin, soit en remplacement, soit en plus de la carène précitée, un déflecteur caréné, monté au-dessus du bord d'attaque du volet dont il est séparé par un intervalle au moins égal à 0,2 fois la corde du profil de ce dernier, qui est destiné à rabattre vers l'aval, le long de l'extrades du volet et plus bas que son bord de fuite, au moins une partie du courant gazeux éjecté par la buse. Le procédé selon l'invention correspondant à l'utilisation du dispositif précité, consiste, après avoir comprimé un gaz, à le diriger à l'intérieur de la voilure, puis å l'en faire sortir par la buse le long de l'extrades où il se mélange à l'air ambiant capté par la carène pour s'écouler ensuite vers l'aval le long de la partie arrière de llextrados, une partie au moins de ce mélange étant rabattue par le déflecteur le long de l'extrades du volet de courbure et au-delà, plus bas que son bord de fuite. La présente invention concerne donc un procédé original permettant, par utilisation d'un jet gazeux propulsif, d'assurer simultanément et de façon peu bruyante la sustentation et la propulsion de la voilure de l'avion, notamment lors de ses manoeuvres à faible vitesse (25 à 115 kmh) après le décollage et avant l'atterrissage. Ce procédé permet notamment, grâce au dispositif décrit précédemment, de faire pivoter l'une par rapport à l'autre les parties avant et arrière de l'extrado-s de la voilure pour leur faire prendre une position intermédiaire quelconque entre deux positions extrêmes : la première (position basse vitesse) dans laquelle leurs bords de fuite et d'attaque respectifs sont espacés au maximum l'un de l'autre et permettent .LU jet- gazeux d'exercer au maximum son action sur l'extrades, la seconde (position grande vitesse) danslaquelle lesdits bords sont contigus, la surface de l'extrades ést lisse, et le jet gazeux n'exerce aucune influence sur la portance de la voilure. L'invention sera décrite plus en détail enregard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement le profil de trois formes de réalisation de la voilure selon l'in- vention ; et la figure 4 est une vue schématique en plan d'un avion équipé de la voilure selon l'invention. La figure i représente le profil d'une voilure 10 selon l'invention dont l'extrados est divisé en deux parties : une partie ayant 12 et une partie arrière 14 mobiles l'une par rapport à l'autre dans un plan vertical. Le bord de fuite 16 de lapartie avant 12 est situé en arrière du bord d'attaque 20 de la voilure 10 à une distance approximativement comprise entre 0,20 et 0,33 fois la corde du profil 10 et, lorsqu'il est écarté au maximum du bord attaque 18 de la partie arrière 14, il le surplombe d'une quantité approximativement comprise entre 0,03 et 0,20 fois cette même corde, en formant ainsi l'orifice, parallèle à l'envergure de la voilure, d'une buse 22 dont la longueur est égale au moins à cinq fois la largeur, c'est-à-dire à l'intervalle vertical compris entre le bord de fuite 16 et le bord d'attaque 18 (cette longueur pouvant être encore supérieure jusqu'à correspondre sensiblement à celle de l'envergure). Comme le montre la figure 1, la buse 22 est formée de manière à diriger vers l'aval le long de presque toute la surface de la partie 14 de l'extrados un gaz sous pression qui circule initialement dans un conduit 24 formé dans la partie avant de la voilure 10. Ce conduit 24 longe l'envergure de la voilure 10 et communique avec une source de gaz sous pression, par exemple la tuyère d'un moteur à réaction 90 (figure 4) ou d'une soufflante. Comme le montre la figure 4, le turboréacteur 90 à double flux éjecte également de caque coté du fuselage dans les deux demi-voilures 10, au moyen de deux conduites fourchues 96 et 94-, d'une part un courant d'air froid sous pression et-d'au- tre part un courant de gaz chaud qui en sortent comme précédemment décrit par la buse 22.Des aubes 92 font prendre au courant d'air froid une direction parallèle du fuselage 98 de l'avion. Ces aubes sont situées le long des conduits 24 de façon à répartir la masse d'air froid le long de chaque aile à.peu près proportionnellement à la corde du profil. Si l'aile est droite, cette répartition est sensiblement uniforme le long de chaque aile, mais si la voilure est en flèche comme représenté,'les aubes dévient une quantité d'air relativement plus importante sur les parties de la voilure les plus proches du fuselage de l'appareil. Dans le cas d'un avion multimoteur dont les réacteurs sont montés sur les ailes à l'écart du fuselage, les gaz éjectés par chaque moteur peuvent n'être dirigés que vers un tron çon donné de la buse 22 et non sur toute sa longueur. Il est aussi possible de mélanger les flux chaud et froid à la sortie du moteur et de répartir ensuite le mélange dans les conduits 24 au moyen d'une seule conduite fourchue analogue à la conduite 96. La buse 22 est orientée de manière à diriger les gaz vers l'aval le long de la surface de la partie 14 de ltextrados. Elle est de préférence aussi longue que possible, mais on obtient toutefois des résultats satisfaisants même si sa longueur est inférieure à celle de l'envergure de la voilure. Comme le montre la figure 1, le montage; de la partie avant 12 de l'extrados lui permet de pivoter autour d!un axe 26 qui longe le bord d'attaque 20 de la voilure 10 entre deux positions extrêmes : l'une dans laquelle son bord de fuite 16 surplombe le bord d'attaque 18 de la partie arrière 14, l'autre (en pointillé sur la figure 1) dans laquelle les bords de fuite 16 et d'attaque 18 sont contigus et les deux parties avant 12 et arrière 14 de l'extrados se raccordent sans décrochement et de façon régulière. Bien entendu, un dispositif approprié (non représenté) peut faire prendre a' la partie avant 12 de l'extrados une position intermédiaire quelconque entre les deux positions extremes précitées en fonction de la vitesse de la voilure par rapport à l'air.Ce dispositif augmente la hauteur de l'orifice de la buse aux faibles vitesses et la diminue aux grandes vitesses. Comme le montre la figure t, la voilure 10 comporte un volet 30, en l'occurrence un volet de courbure, qui peut être d'un type quelconque couramment utilisé dans la technique considérée. Aux faibles vitesses de vol, la voilure 10 fonctionne normalement comme représenté sur la figure 1, ciest-à-dire la buse 22 ouverte au maximum. À mesure qu'augmente la vitesse propre de l'avion, il est possible d'abaisser la partie avant 12 de l'extrados vers sa position de fermeture, et, à partir d'une certaine vitesse, cette fermeture est complète et la voilure 10 fonctionne comme une voilure normale. La figure 2 représente une variante 32 de la voilure selon l'invention qui ne diffère de la forme de réalisation précédente (figure 1) qu'en ce qu'elle comporte en outre une surface profilée ou carène 36 destinée à augmenter le flux gazeux et un déflecteur caréné 38. La carène 36 est montée au moyen de plusieurs supports 48 entre le bord de fuite 40 de la partie avant 42 de l'extrados etie bord d'attaque 44 du volet de courbure 46. Elle surplombe la partie arrière 50 de l'extrados de la voilure 34 d'une quantite au moins égale à 1,5 fois la hauteur de l'o- rifice de la buse 52 et approximativement égale à 0,3 fois la corde de son propre profil. Cette carène 36 est latéralement orientée dans le sens de l'envergure de la voilure 34 et sa longueur est approximativement la même que celle de la buse 52. Le but de la carène 36 est de capter l'air ambiant pour le mélanger au flux gazeux qui sort de la buse 52, augmenter ainsi la section efficace de ce flux, réduire la vitesse du courant gazeux qui longe l'extrados vers l'aval et améliorer ainsi son rendement propulsif global. le déflecteur caréné 38 a pour but de rabattre le courant gazeux contre l'extrados du volet 46 et, au-delà, plus bas que le bord de fuite 54 de ce dernier. le déflecteur 35 est renté surdes supports 56 et disposé à proximité du bord d'attaque du volet 46, à une distance au-dessus de lui qui est égale à 0,2 fois la longueur de sa corde. Be mélange d'air et dc ga: suit une direction qui l'em- peche de s'écarter du volet 46, comme décrit plus haut. te bruit engendré par un jet gazeux qui propulse une voilure dépend partiellement de sa vitesse ainsi que des dimensions et de la forme de l'orifice par lequel il est éjecté. Comme on l'a déjà dit, la carène 36 a pour effet d'augmenter la section du jet gazeux et, en mélangeant de l'air ambiant aux gaz éjectés par la buse 52, de réduire la vitesse du mélange. Comme ce mélange se fait au-dessus de l'extrados de la voilure 34, en aval du bord d'attaque 58 de- la partie arrière 50 de cet extrados et en amont du bord d'attaque du volet 46, le niveau du bruit engendré est évidemment inférieur à celui qu'on enregistre en l'absence de la carène 36. La figure 3 représente une seconde variante 62 de la voilure selon l'invention. Cette variante 62 comprend une partie principale indiquée par la référence générale 64, une carène 66 et un déflecteur caréné 68, ces deux derniers éléments étant montés respectivement au moyen de supports 70 et 72 sur l'ex- trados de la voilure 64 et du volet de courbure 74. L'extrados de la voilure 64 comporte une partie avant 76 et une partie arrière 78, le bord de fuite 80 de la première surplombant le bord d'attaque 82 de la seconde d'une quantité approximativement comprise entre 0,03 et 0,20 fois la corde du profil de la voilure 64. Le bord de fuite 80 de la partie avant 76 est situé en arrière du bord d'attaque de la voilure 64 d'une quantité approximativement comprise entre 0,2 et 0,33 fois la corde précitée. Une buse 84, dont l'orifice est formé entre le bord de fuite 80 et le bord d'attaque 82, dirige un courant gazeux vers l'aval le long de la partie arrière 78 de l'extrados. La buse 84 est latéralement orientée dans le sens de l'envergure de la voilure 64. Une source de gaz sous pression dirige un flux gazeux dans une chambre 86 formée par l'avant de la voilure 64. La partie arrière 78 de l'extrados est montée de manière à pivoter autour d'un axe 88 parallèle à l'envergure entre une première position représentée sur la figure 3 dans laquelle le bord de fuite 80 surplombe le bord d'attaque 82 et une seconde position représentée en pointillé dans laquelle ces deux bords d'attaque et de fuites82 et 80 sont contigus et plus deux parties avant et arrière de l'extrados se raccordent sans décrochement et de-façon régulière. Bien entendu, la partie arrière de l'ex- trados peut prendre n'importe quelle position intermédiaire entre les deux positions extrêmes précitées comme précédemment décrit à propos de la forme de réalisation précédente. Les trois variantes de la voilure selon l'invention sont particulièrement intéressantes à utiliser dans le cas d'avions à décollage et atterrissage courts, car elles permettent d'assurer la portance et la propulsion de la voilure à des vitesses comprises entre 25 et 112 kmh. Les dispositifs décrits précédemment correspondent à la mise en oeuvre d'un nouveau procédé de propulsion dans l'air d'une voilure d'avion comportant un volet de courbure, ce procédé consistant à comprimer un gaz, à le faire circuler à llin- térieur de la voilure et à llen-faire sortir vers l'aval le long de la partie arrière de l'extrados de la voilure par une buse présentant les caractéristiques décrites précédemment, évén- tuellement en le mélangeant à sa sortie avec de l'air ambiant de façon à ralentir le courant gazeux qui est ensuite rabattu au moins partiellement le long de l'extrados du volet jusqu'à son bord de fuite et, au-delà, vers le bas de ce dernier. Dans ce dernier cas ce procédé nlaugmente pas seulement la portance de la voilure, mais il améliore le rendement propulsif par rapport aux procédés dans lesquels le jet gazeux circule à grande vitesse, et il est en outre moins bruyant que ceux de latechni- que antérieure. Il présente l'avantage de ne pas nuire à la stabilité de la voilure qui reste convenablement maniable du fait que les forces de portance et de poussée engendrées s'exercent aux endroits convenables de la voilure. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATI0NTS 1. Dispositif hypersustentateur pour voilure d'avion propulsée, caractérisé en ce que l'extrados de la voilure est divisé en deux parties, une partie avant dont le bord de fuite, éloigné du bord d'attaque de la voilure d'une distance comprise entre 0,20 et 0,33 fois la corde du profil de cette dernière, surplombe le bord d'attaque de la partie arrière de ce meme extrados d'une distance comprise entre 0,03 et 0,20 fois la corde précitée, de manière à former entre les deux parties de l'ex- trados, à peu près parallèlement à l'envergure, l'orifice d'une buse qui dirige vers l'aval et le long de presque toute la partie carrière de l'extrados un courant de gaz sous pression engendré par un moteur, la voilure comportant en outre un volet de courbure en amont du bord d'attaque duquel une carène, montée au-dessus de la partie arrière de l'extrados dont elle est séparée par un intervalle au moins égal à 0,3 fois la corde de son propre profil et à 1,5 fois la distance qui sépare les bo-rds respectifs de fuite et d'attaque des parties avant et arrière de l'extrados, est destinée à augmenter le flux gazeux éjecté par la buse par mélange avec de l'air ambiant. 2. Dispositif hypersustentateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un déflecteur caréné, monté au-dessus du bord d'attaque du volet dont il est séparé par un intervalle au moins égal à 0,2 fois la corde du profil de ce volet, rabat vers l'aval, le long de l'extrados du volet et plus bas que son bord de fuite, au moins une partie du courant gazeux éjecté par la buse. 3. Dispositif hypersustentateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite carène est latéralement orientée parallèlement à l'envergure de la voilure et donc parallèlement à la buse. 4. Dispositif hypersustentateur pour voilure d'avion propulsée, caractérisé en ce que l'extrados de la voilure est divisé en deux parties : une partie avant dont le bord de fuite, éloigné du bord d'attaque de la voilure d'une distance comprise entre 0,20 et 0,33 fois la corde du profil de cette dernier, surplombe le bord d'attaque de la partie arrière de ce meme extrados d'une distance comprise entre 0,03 et 0,20 fois la corde précitée, de manière à former entre les deux parties de l'ex- trados, 'a/jeu près parallèlement à l'envergure, l'orifice d'une buse qui dirige vers l'aval et le long de presque toute la partie arrière de l'extrados un courant de gaz sous pression engendré par un moteur, la voilure comportant en outre un volet de courbure au-dessus du bord d'attaque duquel un déflecteur caréné, séparé de lui par un intervalle -au moins égal à 0,2 fois la corde du profil de ce volet,rabat vers l'aval, le long de l'extrados du volet et plus bas que son bord de fuite, au moins une partie du courant gazeux éjecté par la buse. 5. Dispositif hypersustentateur pour voilure d'avion propulsée, caractérisé en ce que l'extrados de cette voilure est divisé en deux parties : une partie avant dont le bord de fuite, éloigné du bord d'attaque de la voilure d'une distance comprise entre 0,20 et 0,33 fois la corde du profil de cette dernière, surplombe le bord d'attaque de la partie arrière de ce même extrados d'une distance comprise entre 0,03 et 0,20 fois la corde précitée, de manière à former entre les deux parties de ltextrados, à peu près parallèlement à l'envergure, l'o- rifice d'une buse qui dirige vers l'aval et-le long de presque toute la partie arrière de l'extrados un courant de gaz sous pression engendré par un moteur. 6. Dispositif hypersustentateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une des deux parties de l'extrados peut pivoter autour d'un axe parallèle à l'envergure de façon à prendre plusieurs positions intermédiaires entre une première position, dans laquelle le bord de fuite de ladite première partie se trouve verticalement bien au-dessus du bord d'attaque de ladite seconde partie, et une seconde position dans laquelle ces deux bords sont contigus et les deux parties de ltextrados se raccordent l'une à l'autre sans décrochement. 7. Dispositif hypersustentateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie pivotante de l'extrados est sa partie avant. 8. Dispositif hypersustentateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie pivotante de l'extra- dos est sa partie arrière. 9. Dispositif llypersustelltateur pour voilure d'avion propulsée, caractérisé en ce qu'une buse, dont l'orifice d'éjection suit une ligne sensiblement parallèle à l'envergure de la voilure à une distance en arrière du bord d'attaque de cette dernière comprise entre 0,20 et 0,33 fois la corde de son profil, dirige un courant de gaz sous pression vers l'aval et le long de presque toute la partie de l'extrados qui se trouve en arrière de la buse, la hauteur dudit orifice étant environ com- prise entre 0,03 et 0,20 fois ladite corde. 10. -Procédé de propulsion et de sustentation dans l'air d'une voilure d'avion comportant un volet, caractérisé en ce qutil consiste essentiellement, au moyen d'une buse dont l'orifice d'éjection a une hauteur comprise entre 0,03 et 0,20 fois la corde du profil de la voilure et suit une ligne parallèle à l'envergure et située en arrière du bord d'attaque de le. voilure à une distance comprise environ entre 0,20 et 0,33 fois la corde précitée, à diriger vers l'aval, le long de presque toute la partie de l'extrados située en arrière de la buse, un courant gazeux qui se mélange avec un courant d'air ambiant capté à cette fin, puis à rabattre au moins une partie de ce mélange le long de l'extrados du volet et, au-delà, plus bas que son bord de fuite. 11. Procédé destiné à sustenter et à propulser dans l'air une voilure à profil aérodynamique, caractérisé en ce qu'il consiste à comprimer un gaz, à diriger le courant de gaz sous pression à l'intérieur de la voilure, puis à l'en faire sortir le long de l'extrados de cette dernière par une buse dont lto- rifice, qui suit une ligne située en arrière du bord d'attaque de la voilure à une distance d'environ 0,20 à 0,33 fois la corde de cette dernière, a une hauteur environ comprise entre 0,03 et 0,20 fois la meme corde, de façon à diriger vers l'aval le courant gazeux le long de presque toute la partie de l'extrados située en arrière de ladite buse.