Brevet FR2347256A1 — publié le 19771104

La présente invention se rapporte aux ailes d'avions cos- posées dtun profil principal et de volets hypersustentateurs qui y sont disposés, destinées aux courses et vols de décollage et d'atterrissage courts. On connait bien des systmes hypersustentateurs composés de volets disposés au bord d'attaque de l'aile (dits volets de Krtiger"), du profil principal et de volets du bord de fuite réalisés sous forme de volets à fente. Le profil principal de ces systèmes présente une épaisseur donnée. Les volets du bord de fuite sous forme de volets à fente sont relevés vers l'arrière ou dans une position au-dessus duprofil principal. Grâce aux volets à fente, une partie de l'écoulement est dirigée par la fente, délimitée entre l'aile principale et le volet, vers l'extrados du système hypersustentateur. Lorsque les volets peuvent autre placés dans une position au-dessus de l'aile ou plus précisésent du profil principal, l'écoulement est défléchi vers le bas lorsqu'il est donné aux volets un angle d'incidence approprié.Dans ce contexte, il est aussi connu de disposer les motets et plus particulièrement les moteurs à réaction de telle façon que le souffle d'air produit ou le:et de gaz éjecté par les moteurs est défléchi de sorte qu'il passe sur l'extrados du profil principal avant autre dirigé vers le bas par lesdits vols Les systèmes hypersustentateurs de ce genre sont destinés à raccourcir la distance parcourue pendant la course de décollage ou d'atterrissage, par exemple pour les avions cargo. En outre, on connait la méthode qui consiste à calculer les profils, par exemple d'après les relations formulées par "Stratfordw pour la distribution des pressions sur le profil. C'est ainsi qu'on connais des profils dont l'extrados présente à l'avant une courbure fortement convexe et à l'arrière une courbure légèrement concave. Des profils de ce genre ont été décrits dans la littérature sous la désignation profil de Liebeck". Il est vrai qu'on obtient par ce genre de profil de bonnes propriétés de sustentation, mais il se prête moins bien à remplir les exigences du vol de croisière Ceci veut dire que les bonnes propriétés sustentatrices des profils impliquent des inconvénients pour les phases de vol autres que le décollage et l'atterrissage. La présente invention a pour objet de réaliser un système d'aile à profil optimal d'une part pour réduire la longueur des courses de décollage et d'atterrissage et d'autre part pour répondre aux exigences du vol de croisière0 On a déjà fait des efforts pour rendre réglables la forme et l'épaisseur des profils d'ailes d'avions Mais il s'est avéré qu'il faut à cet effet un nombre important de mécanismes de réglage et une structure compliquée de l'aile Suivant la présente invention, le but visé est atteint du fait que l'extrados du profil principal de l'aile présente un profil à t propriétés hypersustentatrices et que les volets de cambrure au bord de fuite recouvrent dans leur position rétractée au moins une partie de l'extrados du profil principal et qu'alors leurs surfaces supérieures constituent, conjointement avec la partie du profil principal sur laquelle s'écoule le jet, un profil avantageux pour le vol de croisière. Dans un système d'aile réalisé de cette façon, le profil principal est calculé de manière à présenter la forme fondamentale nécessaire pour produire une pitance donnée pour une distribution des pressions proche du décollement du filet d'air tandis que la forme de profil avantageuse pour le vol de croisière peut être obtenue par la forme des volets de cambrure en collaboration avec le profil principal. Les volets de cambrure, de toute façon nécessaires pour obtenir des forces de sustentation élevées, servent ainsi en même temps à transformer le profil principal de sa forme de base, optimisée pour la sustentation, en une forme avantageuse pour le vol de croisière. Dans une forme de réalisation perfectionnée du principe de l'invention il est, par ailleurs, prévu que l'extrados du profil principal présente, delaaanière connue en elle-même, à sa partie avant une courbure convexe relativement prononcée et dans sa partie arrière une courbure concave relativement légère, et que la surface extérieure des volets du bord de fuite constitue à l'état rentré, conjointement avec la surface extérieure d'un élément de revêtement escamotable, la partie arrière du profil principal.L'association entre ce type de profil de base pour l'élément principal de l'aile et les volets à fente cités ci-dessus, qui coopèrent avec des éléments de revêtement escamotables, assure la réalisation d'un système d'aile présentant des propriétés optimales aussi bien pour le décollage et l'atterrissage que pour le vol de croisière Outre la disposition et l'utilisation des volets à fente décrites ci-dessus, il est prévu pour une forme de réalisation où les moteurs soufflent leurs jets de gaz moteurs sur l'extrados de 11 aile, que les volets de cambrure soient déplaçables de leur position rétractée où ils font partie de l'extrados du profil principal, en une position au moins partiellement au-dessus du profil principal pour faire fonction de volets déflecteurs pour l'écoulement dirigé sur l'extrados.La méthode connue de diriger les jets d'air ou de gaz éjectés par les moteurs sur l'extrados de l'aile, en association avec la forme de réalisation spéciale du t profil principale et les volets déflecteurs suivant l'inven- tion qui y sont rétractables, est particulièrement avantageuse pour obtenir un effet hypersustentateur extrêmement puissant, L'invention sera décrite ci-dessous plus en détail en référence au dessin annexé qui en illustre deux exemples d'exécution et dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une aile d'avion avec un volet au bord d'attaque et un volet de cambrure arrière, les volets étant rentrés la figure 2 est une représentation analogue à la figure 1, les volets étant sortie la figure 3 illustre une autre forme de réalisation de l'invention en une vue générale schématique également en coupe transversale, montrant le profil principal en com- binaison avec les volets de cambrure et un moteur à réaction la figure 4 montre l'aile avec une partie du moteur et les volets de cambrure conformes à la figure 3 à une échelle agrandie, également en coupe transversale, les volets étant rentrés dans l'aile ; et la figure 5 se distingue des représentations des figures 3 et 4 en ce que les volets déflecteurs sont sortis. Dans les deux formes de réalisation illustrées, les ailes présentent des volets dans la zone du bord de fuite du profil principal. Dans les deux cas ces volets font, à l'état sorti, fonction d'organes de sustentation et rentrés ils constituent une partie du profil principal et contribuent donc à donner sa forme à l'extrados du profil principal0 Le profil que présente l'aile conforme aux figures 1 et 2 en combinaison avec ses volets réglables est calculé de sorte qu'on puisse d'une part atteindre des coefficients de portance permettant un raccourcissement des courses et vols de décollage et d'atterrissage en comparaison des profils conventionnels et que la forme de l'aile soit d'autre part optimale pour le vol de croisière. L'aile ou profil principal est marquée du chiffre de référence 1. Au bord d'attaque 2 du profil principal 1, sont articulés des volets avant 4, 4' du type connu sous la désignation de "volets de KrUger" qui peuvent être sortie d'un creux approprié pour les escamoter. La totalité de l'extrados de l'aile est désignée par le chiffre de référence 5, tandis que l'intrados du profil principal 1 et désiré par 60 La partie frontale 5a de l'extrados 5 de ce type de profil connu n lui-même présente une courbure fortement convexe tandis que ses parties arrières 5b et 5c possèdent une courbure légèrement concave. Le profil principal 1 est pourvu à son bord de fuite des volets de cambrure 7 qui, à l'état rentré, sont disposés à même l'extrados du profil principal 1. Rentrés, les volets 7 recouvrent, en effet, la partie arrière 5c de l'extrados 5 du profil 1.La surface supérieure 8 des volets de cambrure 7 constitue à l'état rentré, conjoin tement avec la partie avant convexe Sa du t profil principal 1 et avec la surface supérieure il des éléments de revêtement 10, le profil d'extrados de l'aile pour le vol de croisière0 Un moteur de réglage (non représenté sur le dessin) est prévu à l'intérieur du profil principal pour le déplacement des éléments de revêtement 100 Ces éléments 10 peuvent être amenés à pivoter autour d'axes parallèles à l'envergure du profil principal0 Cependant on pourrait aussi envisager de fixer rigidement le bord frontal des éléments de revêtement 10 sur le profil princip et de courber ces éléments élast Buement pour les mettre dans leur position sortie, à l'aide d'un moteur de réglage engageant leurs extrémités libres, De manière connue, les volets arrière 7 portent, à leur tour, à leur bord de fuite des éléments de volets pivotants 12o Comme il ressort de la figure 2, les volets du bord de fuite 7 sont susceptibles d'être sortis vers l'arrière et le bas de leur position escamotée (voir figure 1) où ils constituent une partie du profil de l'aile 1, et mis dans une position augmentant la sustentation, par un mécanisme de commande conçu de manière usuelle (non représenté sur le dessin) Lorsque les volets 7 du bord de fuite sont sortis, on obtient, grâce à la forme du profil principal 1 à effet hypersustentateur, conjugué avec l'effet des volets arrière 7, un maximum de portance et un minimum de trainée. Le mécanisme de commande pour l'orientation des volets du bord de fuite peut être réalisé tel qu'il est illustré par la figure 5 et décrit ci-dessousO Dans le cas de l'exemple d'exécution illustré par les figures 3 à 5, des moteurs à réaction 15 sont disposés d'une manière spéciale sur le profil principal 1. L'agencement à cet égard est tel que la sortie 21 de la tuyère d'éjection 17 est disposée audessus du profil principal 1 ét que les jets de gaz moteurs soient dirigés depuis le bord d'attaque 2 du profil principal 1 sur l'extrados 5.Dans le présent cas, les volets du bord de fuite 23 peuvent être déplacés par l'intersédiaire d'une transmission à levier de la position escamotée, inscrite aux figures 3 et 4, dans la position de sortie selon figure 5. il est prévu un moteur de réglage hydraulique 26 dont la tige de piston 27 engage par l'intermédiaire d'un joint articulé 28 le bord arrière du volet 23 du bord de fuite. Le chiffre de référence 32 désigne une articulation prévue au bord avant du volet 23 engagée par l'une des extrémités d'une tige-guide 31. L'autre extrémité de cette tige 31 est jointe au profil principal 1 par une articulation 30.Lorsqu'ils sont sortis, les volets 23 se trouvent à un certain angle d'incidence et à un certain écart, au moins en partie, au-dessus de la surface supérieure 5 du profil principal 1, de sorte qu'une fente 18 est délinitée entre ce dernier et le volet. Les jets de gaz moteurs éjectés par les moteurs à réaction 15 s'écoulent à travers la fente 18.L'écoulement le long de l'extrados 5 de l'aile est défléchi vers le bas par les volets déflecteurs 23 dans leur position de sortie, ce qui empêche d'une part à l'intérieur de la fente 18 un décollement indésirable de l'écoulement de la surface supérieure 5 du profil principal 1, plus particulièrement dans la zone des parties 5b et 5c de l'extrados, alors qu'on obtient d'autre part un effet de sustentation par la déflection de ltécoulement vers le bas, Le profil principal 1 est, on l'a déjà dit, fortement convexe dans sa partie frontale 5a tandis que ses parties arrière 5b et 5c présentent une courbure légèrement concave.Cette forme du profil principal 1 et plus précisément l'allure combinée des courbures des parties 5a, 5b et 5c de son extrados provoquent une distribution des pressions sur le profil principal qui exerce un effet hypersustentateur pour le décollage et l'atterrissage, lorsque les volets déflecteurs 23 sont sortis. A l'aide des volets 12, agencés de manière à pouvoir également pivoter par rapport aux volets 23, on peut obtenir une déflexion de l'écoulement à travers la fente 18, pour renforcer la sustentation. Lorsque les volets déflecteurs 23 sont en position escamotée, la forme du profil principal 1 est définie par les volets 23, ctest-à-dire par leur surface supérieure 8 en association avec la surface supérieure 11 des éléments de revêtement 10 et la partie 5a de l'extrados du profil principal. il en résulte une forme de profil donnant des valeurs de portance et de tramée avantageuses pour le vol de croisière. Et grace à la forme fondamentale du profil principal 1 en association avec les volets déflecteurs 23 en position sortie ou rentrée, l'aile de l'avion adopte le profil d'ensemble optimal nécessaire aussi bien pour le vol de croisière que pour l'ascension. L'influence des volets 23 sortis améliore de manière appropriée l'effet de sustentation. REVENDICATIONS lo Aile composée d'un profil principal et de volet hypersustentateurs disposés sur celui-ci, destinée aux courses ou vols de décollage et d'atterrissage courts, caractérisée en ce que extrados (5) du profil principal de l'aile présente un profil à propriétés hypersustentatrices et que les volets de cambrure au bord de fuite (7, 23) recouvrent dans leur position rétractée au moins une partie de l'extrados du profil principal (1) et qu'alors leurs surfaces supérieures (8) constituent, conjointement avec la partie (5a) du profil principal (1), sur laquelle s'école le courant aérien ou bien le jet de gaz, un profil avantageux pour le vol de croisière0 2o Aile selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrados (5) du profil principal (1) présente de manière connue en elle-mtme à sa partie avant (5a) une courbure convexe relativement forte et à ses parties arrières (Sb, 5c) une courbure concave relativement légère, et qu'à l'état rétracté la surface supérieure (8) des volets (7,23) constitue, conjointement avec la surface supérieure (11) dtéléments de revêtement escamotables (10), la partie arrière (Sb, 5c) du profil principal (1). 3. Aile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les volets de cambrure (7) peuvent être sortis du profil principal (1) à la manière des volets à fente. 4o Aile suivant l'une quelconque des revendications précédentes recevant sur son extrados les jets de gaz moteurs éjectés par des moteurs qui lui sont associés, caractérisée en ce que les volets de cambrure (7, 23) sont déplaçables de leur position rétractée où ils font partie de l'extrados (5) du profil principal (1), en une position au moins partiellement au-dessus du profil principal (1), pour faire fonction de volets déflecteurs pour l'écoulement dirigé sur l'extrados. 5. Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de revêtement (10) sont rattachés par leur bord frontal à l'extrados (5) du profil principal (1) et qu'ils sont escamotables dans un creux de forme apDronriée de ce profil (1), de telle façon que leur surface