Brevet FR2457803A1 — publié le 19801226

Aile et coque de patin hydroglisseur ou d'avion permettant une grande stabilitée en vol supersonique et subsonique, avec des ailes de grandes surfaces et de faible épaisseur. La présente invention concerne les dispositifs permettant une sustentation d'un objet en déplacement dans un fluide, particulièrement, les avions, les missiles, ou, les requettes ou les ailes volantes. Dans les dispositifs connus de ce genre la force de sustentation est obtenue avec des ailes épaisses, d'une surface relativement faible. L'épaisseur importante pour obtenir une dépression extrados produit une augmentation duo 11 force de trainée.La faible largeur offerte au vent relatif de tangage. La longueur de l'aile crée un deséquilibre des forces de trainées au couros'un changement de direction du courant relatif.Selon d'autre realisation pour des ailes triangulaires,la surface portante est augmentée mais la maniabilité et la stabilité sont diminuées par cette surface de tendance plane Selon d'autre réalisations du type roquette l'épaisseur et la surface de l'aile sont diminuees pour être compensées par la vitesse, ils sont difficiles à manoeuvrer. Les dispositifs connus ont une marge de manoeuvre faible et doivent conserver "l'agiette" de sustentation dans le fluide. Leur stabilité est constament remise en cause. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvenients. Dans celui-ci en effet il est possible de diminuer la force de trainée par une aile de faible epaisseur et de grande surface. La rigidité de l'aile est intensifie avec sa forme. La forme annule les rouleaux de tourbillon produisant leu vibrations. La portance centrée donne la possibilité d'une grande maniabilité. Le dispositif permet un déplacement latéral et d'altitude sans changer l'assiette de vol. La sustentation de vol est réalisée malgré une inclinaison de l'assiette. Le dispositif objet de l'invention comporte une coque solidaire à deux ailes de tendance parabolique et triangulaire. L'epaisseur des ailes peut être très fine. La coque contient la charge utile. Elle possède les propriétés d'une derive. La pénétration de la coque dans le fluide est facilité par des extrémités étroites. La sustentation par un courant relatif latéral est amélioré au moyen d'une coque détachée de l'avant de l'aile. Le moyen destiné à supprimer les tourbillons pertubateurs du fluide est une section transversal du hs de la coque de forme à tendance parabolique ou elleptique . La section transversale haute forme une courbe exterieur concave qui se prolonge sur l'aile en formant un canal de concentration du fluide.La coque peut être solidaire des ailes par des attaches ou sur toute sa longueur. Selon une autre réalisation en "ailes volantes", pour une meilleure pénétration et répartition des charges dans un fluide dense ou à grande vitesse, la coque est limite à un anticlinal de poussé du fluide intrados. La coque anticlinal prend naissance sous l'avant de l'aile ou peut constituer une partie avancée. Le moyen d'obtenir la force de portance par un écoulement lineaire est une circulation du fluide sur la longueur de l'aile. L'aile par l'angle d'incidence pousse le fluide à l'avant qu tend à se répendre sur ltextrados. La sustentation avant doit augmenter avec l'angle d'incidence et la perte de vitesse pour obtenir une stabilité du cent de portance.Le moyen de retenir le fluide pour augmenter la sustentation et - stabilité lors d'un changement de l'angle d'incidence est une surface avant di stabilité d'aile de tendance concave par l'intrados son angle d'incidence ten à la valeur nulle pendant un déplacement horizontal. Le moyen d'obtenir une sustentation centrée est une compression du fluide par l'angle d'incidence de la concavité d'une calotte qui peut être de tendance ovoadal paraboloTde ou elliptique, la partie la plus large peut prolonger le plan avant de l'aile. Le fluide comprimé sur l'intrados avec la concavité de la calotte s'écoule par le déplacement du dispositif dans un canal synclinal de concentration. L'inertie du fluide comprime offre un appui au canal avec une faible force de trainée. Le canal sur sa longueur est convexe à la sortie de la calotte, puis concave à son extrémité arrière afin de maintenir la compressio du fluide sur l'intrados et obtenir un recule de la portance pendant le dépla cement horizontal. La concentration pour une meilleunçsustentation de l'aile, est intensifiée avec un canal sunclinal de l'aile plus important en profondeu et plus étroit à l'arrière.Le moyen d'augmenter la dépression sur l'extrados et la pression sur l'intrados de l'aile par une concentration du fluide dans le canal intrados est un aileron d'une surface intrados anticlinale triangulaire qui pousse par l'angle d'incidence le fluide vers le canal de concentra tion. L'anticlinal intrados constituant l'aileron est plus large à l'arrière L'axe de l'anticlinal intrados est formé par le bord d'attaque de l'aile, l'anticlinal se termine par l'axe de canal synclinal de concentration. Le bor d'attaque latéral de l'aileron d'aile à un angle d'incidence différent du can de concentration. Le moyen de modifier la sustentation à grande vitesse ou à pleine charge sans changement de l'angle d'incidence est un aileron mobil à volonté sur un axe.Les tourbillons élémentaires du bord de fluide sont minimises par le prolongement du canal synclinal intrados de l'aile, le synclinal prolonge consti tue une queue de tendance triangulaire, le bord de fuite forme un angle sur son épaisseur afin de redresser l'écoulement du fluide. Selon ur autre réalisation la queue d'aile tend vers une surface plane pour constituer une gouverne de profondeur et de direction en produisant une aile autostable. A un angle d'incidence élevé on obtient un écoulement régulier sans tourbillon sur l'extrados par le moyen d'une aile plus épaisse pour former une surface extrados de tendance rectiligne ou convexe sur la longueur longitudinale. La sustentation par depression du fluide est amplifie avec une rainure synclinale constituée à sa base par le sommet de la coque ses cotes avec l'épaule des ailes formant l'anticlinal extrados. On obtient une dépression constante sur toute la longueur de la rainure sunclinale par une augmentation progressive en volume de l'avant vers l'arrière. La depression dans la rainure est modifiee par des conduits d'arrive d'air provenant de l'avant de la coque, des volets modifient l'entrée des conduits. Afin d'obtenir un déplacement latçsral une force doit être cree sans modifier 1 'écoulement du fluide sur toute la longueur de la coque.Une dépression latéral et momentané est produite par Un conduit de faible longueur. L'entree du fluide dans le conduit est commandé par un volet. Le volet peut créé le conduit, selon une autre réalisation, une gouverne, latérale et parallèle à la coque est commandée par des leviers, le déplacement est une rotation sur un axe. Lo > gouverne en forme d'aile peut être escamotable. Elle laisse apparaître une concavité de dépression. Au cours d'un changement de direction horizontal le dispositif doit etre incliné afin de lutter contre la force centrifuge. Le centre de portance est déplace à l'avant afin d'obtenir le positionnement de l'arrière dans la nouvelle direction. Le centre de portance produit avec la compression et la depression, est modifié par une certaine quantité du fluide regularisée et dirigée dans une ouverture de communication entre les surfaces de compression et les surfaces de dépression, le moyen de régulariser et diriger à volonté la quantité du fluide est un volet mobile autour d'un axe ou sur une glissière. Les volets peuvent être placés sur toute la surface de l'aile à l'entrée et la sortie des conduits.Un autre moyen consiste à modifier la sustentation arrière par une gouverne d'aile ron, mobile à volonté sur un axe solidaire du bord d'attaque de l'aileron. Lorsque la gouverne de l'aileron est sous un angle différent du vent relatif une force latterai se produit, le moyen d'améliorer cette force est une petite dérive solidaire de la gouverne, la force latérale se transforme en force de trainée et fait pivoter le dispositif. La sustentation est modifie par une gouverne solidaire du bord d'attaque de la surface de stabilité avant de l'aile, des petites dérives sont solidaires de la gouverne de sustentation. La gouverne de sustentation et la gouverne de l'aileron ont une épaisseur de pénétration inférieuau bord d'attaque de l'aile. Les ailes realiséesavec un synclinal de concentration régulier offre une portance superieurz leur centre et facilité le tangage pour changer l'angle d'incidence par la gouverne de sustentation. L'angle d'incidence est modifie a volonté par le changement de la courbure de l'aile, le moyen est une gouverne de l'angle d'incidence réalise par la surface de stabilité avant de l'aile qui est mobiltsur un axe, à l'arrière le moyen est une extrémité du canal de concentration du fluide mobile sur un axe ou sur une glissière, dans le cas d'une glissière l'aile peut être allongée ou raccourcie. La force destinée a diriger le dispositif au cours d'un virage peut être réalisée par un gouvernail à l'avant ou a l'arrière. Le gouvernail est uni partie intégrante de la coque ou solidaire des ailes. Le changement de direction, l'inclinaison du dispositif le déplacement du centre de protance vers l'avant sont produitssimultanément par une augmentation de la quantité du fluide produisant une pression superieur sur l'aile et le côte extérieur du virage. Le moyen est un gouvernail avant r.obiksur un axe incliné solidaire de la coque. L'équilibre du dispositif au cours du changement de direction par le gouvernail est réalisé avec une surface de stabilité située entre le gouvernail et le bord d'attaque de la coque.Selon une autre realisation l'équilibre des forces d'inclinaisons et de direction sont ralisées avec un second gouvernail qui agit en sens opposé par les commandes du premier. Selon une autre realisation la surface de stabilité de la coque est solidaire du gouvernail, elle se deplace dans le sens courant relatif. Selon une autre réalisation une gouverne commande simultanément la sustentation et la force centripede au courez d'un changement de direction. L'axe de la gouverne forme un angle de quarante cinq degres avec l'axe de tangageS l'axe de roulis et l'axe de lacet.L'angle entre les axes et l'emplacement de la gouverne t défini par la forctrésul- tante indispensable obtenir pour modifier l'angle d'incidence et l'inclinaisc Les commandes orientent par rotation les gouvernes de l'emprennage pour obtenir une complémentarité des forces de sustentation et centripède. La propulsion peut etre placée dans la coque. Une derive solidaire de l'extrados arriere du canal de concentration fixe chaque reacteur à une certain hauteur. La propultion tend à diminuer l'angle d'incidence, la contre force d'équilibre est produite par une dépression creeavec l'aspiration de la combustion. La force de traction peut ètre realisecsur la coque ou les ailes. Selon une autre réalisation la force motrice est exercetà l'extrémité d'un bras solidaire de la base de la dérive. Le dessin annexé illustre à titre d'exerle, un mode de réalisation du dispositif pour une utilisation ierienne. Tel qu'il est représenté le dispositif comporte une carlingue solidaire a deux ailes. La carlingue est utilisée en dérive L'avant de la carlingue pos sède une surface de stérilité 4. Le gouvernail 5 avant de direction est mobile sur un axe incliné . Le bas de la section transversale7 de la carlingue est arrondie. Le haut extérieur de la carlingue forme une concavité 8 qui se poursuit sur l'aile. La carlingue est profilée dans le sens de la longueur pour faciliter la pénétration. L'avant de l'aile est constitue par une surface de stabilité 9. Le bord d'attaque de la surface de stabilité possède une gouverne de sustentation 11. La calotte 13 ovoldale comprime l'air à l'avant qui est retenu par la surface de stabilité 9. Le surplus de la compression s'écoule 14 dans le canal de concentration.L'air comprimé demande un certain temps pour ce détendre. Cette détente doit être compensée par une nouvelle quantité d'air. A l'arrière de la calotte ovoïdal la convexité du canal 15 de concentration s'appuie sur l'air comprimé. La concavité 16 longitudinal'à l'arrière du canal pousse une partie du fluide vers l'avant et maintient la compression. L'aileron anticlinal 17 de l'aile pousse l'air dans le synclinal pour compenser la perte dut à la détente de l'air vers le bas. L'air se déplace sous les ailes dans un mouvement hilicoldal. L'extrémité arrière 16 du canal de concentration est mobi Ssur des axes. Au décotlage et à l'attérissage l'angle d'incidence est au maximum. Un synclinal de dépression 19 est crée par le haut de la carlingue et avec les anticlinaux extrados des ailes.La depression- dans le synclinal 19 est modifiez par les conduits 22 d'arrivé d'air provenant de l'avant de la carlingue, des volets modifient l'entrée des conduits afin de changer d'altitude sans modifier l'assiette. Les gouvernes d'aileron 24 sont mobiles sur des axes, leur épaisseur est inférieur au bord d'attaque de l'aile qui comprime et pousse l'air vers le haut. Les derives de gouverne débordent 25 de part et d'autre. Les volets 26 de communication avant augmentés ou diminués la sustentation et l'angle d'incidence à l'attérissage et le décollage. Les gouvernes 27 de la force centripète sont mobibbsur un axe incliné. La porte de pilotage 28 est placée à l'avant. Les gouvernes latérales 3 sont commandées simultanément à l'avant et l'arrière. Selon une autre réalisation conforme à la présente invention, à très grande vitesse ou dans un fluide plus dense comme l'eau, la coque 50 se confond avec les ailes sous la forme d'un anticlinal, la calotte de compression 54 tend à disparaître, la gouverne de sustentation 51 est mobilesur un axe solidaire à la surface de stabilite. Les gouvernes 53 de direction sont placées à l'arrière. Les ailerons52 sont mobile pour modifier l'angle d'incidence, la force de train et la portance. La sustentation en vol supersonique est oralisée par le canal synclinal de dépression et les ailerons. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où un objet doit être en sustentation par son déplacement dans un fluide plus leger. Des applications particulièrement interessantes peuvent être les objets télécommandés en milieu sous-marin ou aérien, en patin hydroglisseur en navigation marine, dans le pilotage automatique, dans les économies d'énergie pour le transports commerciaux dans les vols d'avion supersonique. i\e JPUu c q î o w-s 4- Dispositif permettant à un objet en mouvement de se sustenter dans un fluide avec une force motrice de déplacement relativement faible. Deux ailes solidaires et une coque supportent la charge utile. Caractérisé par le fait qu'il comporte des ailes longitudinales au déplacement relatif du fluide, de grande surface et peuvent être de très faible epaisseur, elles sont de tendance parabollique ou triangulaire. La forme arrondie de ses surfaces donne une grande rigidité aux ailes en annulant l'effet de vibration à grande vitesse. Caractérise par le fait qu'il comporte un moyen destiné à pousser et maintenir le fluide comprimé par l'intrados de l'aile afin de l'utiliser en appuit ou en force par le déplacement relatif de l'aile. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen destiné à accroite ou modifier la compression du fluide sur la longueur intrados afin de pousser le fluide du bord d'attaque vers l'inténeur de l'aile en produisant une dépression de sustentation sur l'extrados de l'aile. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen destiné à annuler l'effet de la dépression extrados de l'aile sur le fluide de l'intrados. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen pour varier à volonté la force exercée par le fluide sur les surfaces afin d'obtenir une force résultante de sustentation et de direction sans modifier l'état d'équilibre relatif. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen destiné à produire une force perpendiculaire à une surface sans modifier l'écoulement linéaire du fluide. Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen destiné à produire une dépression de sustentation sur la longueur extrados de l'aile et de la coque à grande ou à petite vitesse. Caractérise par le fait qu'il comporte un moyen d'annuler la produc tion de tourbillon pertubateurs de sustentation et de trainée. Le dispositif constitue un moyen destiné a créer un certain état de stabilite du centre portance au cours d'un changement de direction du courant relatif ou du vent relatif sans que l'on ait à intervenir sur l'équilibre par une correction immédiate. Il permet un deplacement latéral et en altitude sans modifier l'assiette. 2 - Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que la coque est constituée par un anticlinal intrados, l'anticlinal peut prendre naissance progressivement sous les ailes ou être prolongé a l'avant et l'arrière. 3- Dispositif selon la revendication 1 Caractérise par le fait que le moyen destiné a créer un certain état de stabilité au cours d'un changement du courant relatif est une dérive constitue par la coque. 4- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à maintenir le fluide a l'avec de l'aile ou annulant l'effet de la depression extrados sur le fluide de l'int dos et creer un certain état de stabilité du centre de portance est une surfait intrados de l'avant de l'aile d'une tendance concave, la surface peut etre limitetou diférente de l'onde de pousse du fluide. 5- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné a pousser le fluide à l'avanl intrados de l'aile afin de l'utiliser en appuit et en force par le déplacemeni relatif de l'aile est une surface d'aile intrados concave qui peut être une calotte de tendance ovo,dale3 paraboloide ou elliptique 6- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à maintenir le fluide comprin afin de l'utiliser en appuit par le déplacement relatif de l'aile de sustentation est un canal de concentration de tendance synclinal formé par l'intrados de l'aile qui peut être convexe par sa longueur. 7- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné a maintenir le fluide comprit afin de l'utiliser en appuit par le déplacement relatif de l'aile, à creer un certain état de stabilité, est un canal de concentration de tendance synclinal concave courbe sur sa longueur arrière. 8- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à maintenir le fluide comprit par l'intrados de l'aile afin de l'utiliser par le déplacement relatif l'ai est un canal de tendance synclinal, de concentration du fluide plus étroit et plus profond sur l'une de ses parties. 9- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné a accroitrzou modifier la compression du fluide sur la longueur de l'intrados de l'aile afin de pousser le fluide du bord d'attaque vers l'intérieur de l'aile en produisant la depression de sustentation sur l'extrados et annuler l'effet de la dépression extrados sur le fluide de l'intrados est un aileron constituant une surface intrados de tendance longitudinale, triangulaire, convexe. 10- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à annuler l'effet de la dépression extrados de l'aile sur le fluide de l'intrados et le moyen pour varier a volonte la force exercée par le fluide sur les surfaces est une gouverne mobile sur un axe ou une surface fixe, avec un bord de pénétration inferieur au bord d'attaque, sa section est de tendance triangulaire ou parabolique. 11- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen pour varier à volonté la force exercée par le fluide sur les surfaces afin d'obtenir une force résultante de sustentation et de direction sans modifier l'état d'équilibre relatif est un déplacement du fluide entre les surfaces de pression et de dépression par un conduit ou une ouverture commandera volonté avec un volet mobile sur un axe ou sur une glissière. 12- Dispositif selon la revendication 1 Caractérise par le fait que le moyen pour varier à volonté la force exercée par le fluide sur les surfaces afin d'obtenir une force résultante de sustentation et de direction est un volet de gouverne de la sustentation et de la direction mobisur un axe ou sur une glissière, utilisé en pénétration du fluide ou en bord de fuite, solidaire de la coque ou des ailes. 13- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen pour varier à volonté la force exercée par le fluide sur les surfaces sans modifier l'état d'équilibre relatif est une mobilité des éléments constituant l'aile. 14- Dispositif selon la revendicaiton ï Caractérisé par le fait que le moyen pour varier a volonté la force exercE par le fluide sur les surfaces afin d'obtenir une force restante de sustentation et de direction sans modifier l'état d'équilibre relatif est un volet de sustentation et de direction mobile sur un axe incliné qui forme un angle avec l'axe de roulis, l'axe de tangage, l'axe de lacet, les angles et llemplacement sont définis par la force résultante a obtenir. 15- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à produire une force perpendiculaire a une surface sans modifier l'écoulement linéaire du fluide est une gouverne en forme d'aile qui est escamotable à volonte dans une concavité de depression. 16- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à produire une dépression de sustentation sur la longueur extrados de la coque et des ailes, est un synclina ou rainure, constitués entre des anticlinaux extrados, les anticlinaux se rejoi gnent à l'avant la rainure ou le synclinal peut s'intensifier sur l'axe de ses parties afin d'améliorer la depression. 17- Dispositif selon la renvendication 1 Caractérise par le fait que le moyen destiné à produire une dépression de sustentation sur l'extrados de l'aile à faible vitesse sans la production de tourbillon pertubateur de sustentation est une surface extrados de tendance semblade à l'intrados de l'aile. 18- Dispositif selon la revendication 1 Caractérise par le fait que le moyen destiné a produire une dépression de sustentation sur la longueur extrados a grande vitesse sans la production de tourbillon perturbateur est une surface extrados de l'aile de tendance rectiligne ou convexe sur la longueur anticlinal. 19- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné a annuler la production de tourbillon pertubateur est une queue d'aile qui prolonge le synclinal de concentration du fluide intrados afin de mélanger progressivement le fluide en compression et en dépression, sa surface tend par son bord de fuite vers une surface plane. 20- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destine à annuler la production de tourbillon pertubateur de sustentation et de trainee est un angle de l'epais- seur du bord de fuite. 21- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à créer un certain état de stabilité au cours d'un changement du courant relatif est une dérive solidaire de l'un des éléments constituants le dispositif, la dérive peut être mobilGpar les commandes. 22- Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que le moyen d'exercer la force motrice est une propuition ou une traction sur les ailes ou sur la coque, avec ou sans l'utilisation d'élément intermédiaire. 23- Dispositif selon la revendication 1 et 3 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à créer un certain etat de stabilité au cours d'un changement de direction du courant relatif et annuler les tourbillons pertubateur sur la coque utilisée en dérive est une concave longitudinale formant un synclinal sur le haut latéral de la coque, la base à une forme de tendance arrondie1aNbolique. 24- Dispositif selon la revendication 1 et 3 Caractérisé par le fait que le moyen destiné à créer un certain état de stabilité au cours d'un changement de direction du courant relatif et annuler les tourbillons pertubateur par une coque utilisée en derive est un transfert de fluide par un passage entre les ailes et la dérive.