Brevet FR2418153A1 — publié le 19790921

La présente inventioi. a pour objet un dispositif da volets basculants disposa en avant et en arrière d'une aile exposée dans un rlux fluide en vue d'obtenu les effets des écoulements instationnairas connus pour diminuer la trainée. Les procédés connus, an particulier dans le domaine enrodynamique, qui tentent à profiter des effets des écoulements instationnaires impriment à l'aile un mouvement soit battant, soit oscillant, soit tournant. La réalisation de ces procedés est delicate et fragile à cause des efforts auxquels sont soumis les ailes animées desdlts mouvements. La présente invention propose d'imprimer au fluide un mouvement battant avant que celui-ci attaque l'aile principale, à l'aide de volets solidaires d'un balancier mobile autour d'un axe. Les efforts appliqués aux structures sont très diminus du fait de l'équilibrage statique et dynamique du dispositif.Dans une des applications l'écoulement du fluide fournit lui-meme lténergie nécessaire au mouvement du balancier et rend ainsi le système autonome. Selon l'invention le dispositif comprend : l'aile principale de l'appareil supportant le dispositif ; un balancier pouvant pivoter autour d'un axe parallèle au plan de l'aile ; 15 partie avant du balancier est équipée de plusieurs volets fixes par rapport au balancier et disposés parallèlement à l'axe du balancier. La partie arrière est équipe d'un volet fixe par rapport au balancier et participe à ltéquilibre statique et dynamique du dispositif. Sur le balancier est fixee une bielle articule grâce à un axe ; l'autre extrêmité de la bielle vient s'articuler sur une prise de mouvement circulaire pouvant par exemple être aliment par le moteur de l'appareil. Lorsque l'appareil se déplace et que la bielle est actionnée le balancier est soumis à un mouvement oscillant.Les volets sont donc animés d'un mouvement battant. Les volets placés en amont de l'aile principale impriment un mouvement battant au flux fluide qui attaque ladite aile. Celle-ci se trouve donc dans un écoulement instationnaire entretenu. La fréquence du mouvement du balancier est variable avec la vitesse de rotation de la prise du mouvement circulaire. L'amplitude peut être ré glée soit par le diametre de la prise de mouvement circulaire, soit par la position de l'articulation de la bielle sur le balancier par rapport à son axe. Les avantages d'un tel dispositif sont les suivants : les volets avants et le volet arrière participent à la portance et à la train de l'appareil équipé d'un tel dispositif. Etant animés d'un mouvement battant par rapport au fluide, ils subiront les effets des écoulements instationnaires ex leur trainée en sera donc diminuée. Le dispositif imprime au fluide un mouvement battant avant que celui-ci n'attaque l'aile principale. Celle-ci subira donc également les effets des ócoJlemen's Instationnaires et se trainée en sera donc aussi dIminuée. La figure 1 annexée illustre à titre d'exemple une réalisation conforme à la prnsente invention. Celle-ci comprend : l'aile principale 1 fixée à l'aopareil, le balancier 2 mobile autour de l'axe 3, équipé de volets avants 4 et du volet arrière 5, une bielle 6 articulée autour d'un axe P sur le balancier, et reliée à l'aide d'un axe 8 à une prise de mouvement circulaire 9. L'axe est fixé à l'aile à l'aide de paliers de positionnement 10. Une amélioration peut être obtenue an rendant le mouvement d balancier autonome. L'énergie nécessaire au mouvement dudit balancier est fournie par l'écoulement du fluide lorsque l'appareil se déplace. Pour y parvenir, le volet arriere est rendu mobile autour d'un axe situé près de son bord de fuite. Une bielle télescopique à ressort, mobile autour d'un axe à chaque extrèmité relie le bord d'attaque du volet arrière au balancier. L'ensemble balancier-bielle télescopique-volet arrière, forme donc un triangle dforable au sommet dont la base de longueur fixe est la oartie du balancier limitée par l'axe de rotation du volet et l'axe de rotation de la bielle télescopique. Le volet étant de dimension fixe, la bielle télescopique constitue le côté de longueur variable. L'extension maximale de la bielle télescopique correspond au braquage maximal du volet. Deux butées fixes, l'une haute, l'autre basse, solidaires de l'appsreil sur lequel est monté le dispositif, sont placées de telle sorte qu'elles entrent en contact avec le bord d'attaque du volet arrière.Lorsque l'appareil se déplace dans le fluide, le volet arrière étant initialement braqué vers le haut et maintenu dans cette position nar la pression du ressort de la bielle télescopique et l'écoulement du fluide, la partance du volet arrière devenant supérieur à la portance des volets avants du fait de la différence d'incidence, le balancier se met en mouvement. Le bord d'attaque du volet arrière entre en contact avec la butée haute qui exerce une force sur le volet arrière qui pivote autour de son axe, aidé en cela une fois la position médiane atteinte par la détente de la bielle télescopique. L'écoulement d fluide favorise alors le braquage du volet vers le bas.La portance du volet arrière étant inférieure à la portance des volets avants, le mouvement du balancier s'inverse alors jusqu'à ce que le bord d'attaque du volet arrière atteigne le butée basse. Cette réalisation permet de suoprimer la prise de mouvement circulaire, ainsi que la bielle. Dans ce cas deux butées de sécurité limitent le débattement maximal du balancier. Dans une autre réalisation possible à mouvement autonome, l'on retrouve la prise de mouvement circulaire et la bielle qui servent alors à initier le mouvement du balancier tant que l'énergie fournie par l'écoule ment du fluide est insuffisante. Dans ce cas, la prise de mouvement circu laire est débrayable. Un exemple d'une tell3 réalisation est représenté sur la figure 2. Elle comprend : tous les systèmes de la réalisation représentée sur la fi gure 1. Le volet arrière est mobile autour d'un axe 11. Le bord d'atta que du volet arrière est relié au balancier par une bielle télescopique à ressort 12, articulée à chaque extrèmité par les axes 13 et 14. Le bord d'attaque du volet peut prendre contact sur les butées 15 et 16. La prise de mouvement circulaire 9 est débrayable. Une amélioration qui vise à augmenter la déviation du fluide peut entre obtenue en ajoutant à chaque volet avant fixe, un volet mobile. L'a xe de rotation des volets mobiles est situé près de leur bord de fuite. Cet axe est supporté par dc- haubans de liaison fixés sur le balancier et reliés aux haubans de liaison des volets fixes par des raidisseurs pour as surer la rigidité. Le bèrd d'attaque d'un des volets mobiles est relié au bord de fuite du volet fixe correspondant par une bielle télescopique à ressort. Les volets mobiles sont reliés entre-eux par des bielles de con jugaison. Deux butées fixes provoquent l'inversion de braquage. Ces volets mobiles sont braqués "bord d'attaque vers le haut" quand le mouvement du balancier est tel que les volets avants montent, et "bord d'attaque vers le bas quand les volets avants descendent. Seule la partie avant du balancier 2 ainsi équipé est représentée sur la figure 3 qui constitue un exemple d'une telle réalisation. Cette figure est une coupe. Elle comprend : les volets avants fixes 4, et un hauban de liaison 13 ; les volets mobiles 18 et un de leur hauban de liaison 19, un raidisseur 20 ; les volets sont mobiles autour des axes 21 ; la bielle té lescopique & ressort 22, ses axes 23 et 24 ; les bielles de conjugaison 25 et leurs axes 26 et 27. Les butées fixes 28 et 29 servent à inverser le braquage. La présente invention peut être appliquée aux avions ce qui entraine une diminution de la puissance nécessaire par réduction de la trainée. La modlfication qui rend le mouvement autonome est particulièrement adaptée aux planeurs. Le dispositif peut équiper tout mobile se dzplaçant dans un fluide. La figure 4 représente un avion équipé du dispositif. On retrouve l'aile 1 de-l'avion, le balancier 2 mobile autour de l'axe 3, les volets avants 4, le volet arrière 5, la bielle 6, l'axe 8 et la prise de mouve- rusent circulaire 9. La présente invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et représentées qui constituent seulement des exemples auxquelles de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte de la présente invention. En particulier i le nombre, la forme et la position des volets par rapport à l'aile principale peuvent être variable. Chaque volet peut être divisé en plusieurs sections reliées entre-elles par des barres de fixation dans le cas de volets fixes où des axes de liaison dans le cas de volets mobiles. Enfin la forme du balancier et la oosition de son axe dépendent de la forme de l'appareil sur lequel est monté le dispositif. ''EVENDICATIONS 1 - Dispositif de volets basculants disoosés en avant - en arrière d'une aile portante fixée sur un appareil se dPolaçant dans un fluide dans le but de créer un mouvement battant dudit fluide, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs volets solidaires d'un balancier mobile autour d'un axe parallèle au plan de l'aile. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que plusieurs volets sont fixés sur l'avant du balancier à l'aida de haubans de liaison. 30- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'au moins un volet est fixé à l'arrière du balancier de telle sorte qu'il équilibre le poids et la portance des volets avants. 40- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la fait que le balancier est animé d'un mouvement oscillant autour de son axe parallèle au plan de l'aile. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le mouvement du balancier est notamment obtenu par une bielle reliée à une prise de mouvement circulaire alimentée par le moteur de l'appareil sur lequel est monte le dispositif. Sa Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le mouvement du balancier est notamment obtenu oar un braquage alternatif vers le haut et vers le bas du volet arrière. 301 Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le volet arrière est mobile autour d'un axe situé près di bord de fuite. 8 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le braquage du volet arrière mobile est maintenu oar l'écoulement du fluide et par une bielle télescopique à ressort reliant le bord d'attaque dudit volet au balancier. 90- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l'inversion de braquage du volet arrière quand le balancier est en mouvement est obtenu par deux butées fixes montées sur l'appareil. 100- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la partie avant du balancier est notamment équipéede volets fixes et de volets mobiles autour d'axes situés près de leur bord de fuite Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les volets mobiles sont reliés entre-eux par des bielles de conjugaison. 1?0 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le bord d'attaque d'un des volets mobiles est relié au bord de fuite du volet fixe correspondant par une bielle télescopique à ressort. 13 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que l'inversion de braquage des volets mobiles avants est obtenue par des butées fixes montées sur l'appareil.