Brevet FR2507558A1 — publié le 19821217

GROUPE MOTEUR DE SUSTENTTION ET DE PROPULSION D'UN VEHICULE DE TRANSPORT A COUSSIN D'AIR La présente invention concerne les véhicules de transport à coussin d 'air et a notamment pour objet les groupes moteurs de sustentation et de propulsion d'un véhicule de transport à coussin d'air. L'invention peut être utilisée pour la mise au point des véhicules de transport à coussin d'air, des plates -formes de transport et des appareils automobiles qui, pour flotter au-dessus de la surface d'appui, utilisent de l'air sous pression refoulé dans le coussin et dont le mouvement de translation est dû à la poussée de réaction développée par un courant d'air éjecté. Dans les groupes moteurs de ce genre, l'air sous pression est refoulé par des ventilateurs. L'orientation de la poussée de réaction est assurée par un inverseur-déflecteur de jet placé à la sortie de la tuyère à réaction ou des canaux d'air. Dans de nombreux pays, les v4hicules de transport à coussin d'air sont largement utilisés dans de différentes branches de l'économie. les facteurs qui empochent leur utilisation en une plus large échelle sont les suivants: encombrement et masse importants du dispositif destiné à commander la poussée de réaction, organisation compliquée des mécanismes appelés à tourner les volets et les aubes utilisés dans lesdits dispositifs. L'encombrement et la masse des inverseurs-déflecteurs de jet dépendent principalement de la capacité d'écoulement des canaux orientant le courant d'air à la production de la poussée directe et inverse. le sens du jet de réaction peut autre inversé au moyen d'un système d' aubes réglables et directrices placées dans les sections de sortie des tuyères ou des canaux. On connaît les groupes moteurs de sustentation et de propulsion des véhicules à coussin d'air qui sont dotés d' inverseur-déflecteurs de jet (voir, par exemple, la revue "Air Cushion" N 45, 1966, pages 33 à 39). le groupe moteur de sustentation et de propulsion connu comprend un ventilateur centrifuge placé dans un carter tridimensionnel. Dans ce carter, on a pratiqué un canal acheminant de l'air à la tuyère de réaction à la sortie de laquelle sont placées des aubes directrices réglables. L'inversion est assurée par un volet réalisé sous forme d'un godet qui obture le canal dirigeant l'air vers la tuyère de réaction et qui l'envoit vers le nez du véhicule en cas d'inversion. Ce dispositif inverseur a une masse considérable, nécessite un mécanisme à part pour tourner le volet et ne permet pas d'orienter la poussée d'inversion. On connais un groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule à coussin d'air qui comprend un ventilateur axial mis dans l'ajutage (voir, par exemple, le brevet de la Grande Bretagne NO 1305687, cl. 60 V 1/00, publié le 14. fevrier 1973). ledit groupe moteur comprend aussi un inverseur-déflecteur de jet constitué par des lames persiennes mobiles et articulées qui, en combinaison avec les volets interdisant la sortie d'air de l'ajutage annulaire, assurent l'inversion du jet d'air. Les persiennes et les volets sont commandés à partir de la cabine du véhicule de transport. Cet inverseur doit être réalisé avec une dimension considérable, suivant l'axe, pour que les parois-latérales de l'ajutage puissent loger les aubes persiennes mobiles commandées séparément et que la sortie de l'ajfl- tage puisse loger les volets mobiles servant à obturer le canal de poussée en vue d'inverser le jet. Ce dispositif nécessite aussi un mécanisme approprié pour com- mander séparément le mouvement des aubes persiennes et des volets. Dans son ensemble, ledit groupe moteur a une dimension axiale considérable et comporte un mécanisme auxiliaire pour tourner séparement les aubes persiennes. Pour cette raison, le groupe moteur en question en traie l'augmentation des dimensions, compliqué l'organisation et la conduite du véhicule de transport à coussin d'air. le but de la présente invention consiste à éliminer les inconvénients susmentionnés. On s'est donc proposé de mettre au point un inverseur-déflecteur de jet du groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule de transport à coussin d'air qui permettrait d'améliorer sensiblement la conduite du véhicule de transport, de simplifier l'organisation et de réduire les dimensions axiales de l'inverseur -déflecteur de jet grâce à la disposition rationnelle et à la forme des aubes placées dans le corps de la tuyère dotée d'un inverseur-déflecteur de jet. le problème posé est résolu à l'aide d'un groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule de transport à coussin d'air comprenant un ajutage annulaire à I 'entrée duquel est monté un ventilateur axial et à la sortie duquel est installée une tuyère de poussée, dotée d'un inverseur-déflecteur de jet à aubes directrices mobiles à commande autonome' et à aubes d'inversion placées dans les parois latérales de la tuyère de poussée en aval du ventilateur axial, caractérisé conformément à l'invention, en ce que les parois latérales du disposi tif inverseur-déflecteur de -j et sont exécutées sous forme d'une surface polyédrique de grille chaque face de laquelle est formée par des grilles d'aubes cintrées d'inversion et que les aubes directrices obturent la section de sortie de la tuyère de poussée dans le cas d'inversion-de la poussée en formant un angle obtus dont le sommet est pointé sur le ventilateur axial. il est conseillé que les bords d'entrée de toutes les aubes cintrées d'inversion soient orientées dans la direction des aubes directrices et soient perpendiculaires à l'axe longitudinal du ventilateur axial et que leurs bords de sortie soient inclinés sous un angle aigu par rapport aux parois latérales de la tuyère de poussée et soient orientés dans la direction de l'entrée de ;'ajutage annulaire. La disposition donnée des aubes cintrées d'inversion permet de les monter presque suivant tout le périmètre de la sortie, sur les faces des parois latérales de la tuyère. Cela permet de réduire sensiblement la longueur suivant laxe de la partie de tuyère abritant les aubes cintrées d'inversion. D'autre part, les grilles d'aubes d'inversion peuvent être réalisées avec les mêmes dimensions stan daraisées, le nombre de faces sur les parois latérales étant choisi conformément aux dimensions suivant le diamètre et au périmètre des parois latérales de la tuyè-re de poussée. la disposition des aubes directrices obturant la section de sortie de la tuyère de poussée pendant l'in- version, disposition pour laquelle lesdites aubes forment un angle obtus, dont le sommet est pointé sur le ventilas teur axial, permet de dévier et d'orienter, avec les pertes aérodynamiques minima, le jet d'air à travers les parois latérales de l'inverseur-déflecteur de jet à aubes cintrées. A son tour, cela permet d'augmenter le débit et la vitesse du jet d'air inversé ce qui favorise l'augmentation de la poussée inversée et facilite la conduite du véhicule-de transport. I1 est utile que l'aubage directeur obturant la section de sortie de la tuyère de poussée soit formé au moins par deux aubes mobiles indépendantes. Cette réalisation de l'aubage directeur est commode pour des tuyères de petites dimensions; les aubes étant de petites dimensions, sont commodes au point de vue de la technologie et de la construction. l'aubade directeur obturant, pendant l'inversion, la section de sortie de la tuyère de poussée peut être constitué par plusieurs aubes mobiles indépendantes qui, en position fermée, forment des surfaces dirigeant le courant vers les aubes d'inversion. Dans ce cas, la section à obturer de la tuyère de poussée peut avoir des dimensions considérables, et il est rationnel, du point de vue de la technologie et de l'organisation, de remplacer une aube large par plusieurs aubes mobiles indépendantes plus étroites, dont la largeur totale est à peu près égale à la largeur d'une aube large. En outre, plusieurs aubes étroites peuvent être placées à l'intérieur de la tuyère de poussée de façon à former, lors de l'obturation de la tuyère de poussée, une surface directrice curviligne continue qui fait dévier le jet dans le sens d'inversion avec de petites pertes aérodyna moques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description des exemples de la réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une coupe verticale du groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule de transport à coussin d'air, confortiément à l'invention; la figure 2, une coupe suivant la ligne II-II sur la-figure 1; la figure 3, une coupe suivant la ligne III-III sur la figure 1; la figure 4, une coupe suivant la ligne IV-IV sur la figure 1, variante à plusieurs aubes directrices, conformément à l'invention; la figure 5, une coupe verticale du groupe moteur de propulsion muni d'un inverseur-ddflecteur de jet. le groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule de transport, conforme à l'invention, comprend un ajutage annulaire 1 (figure 1) dont l'entrée abrite un ventilateur axial avec une roue mobile 2 en tramée par la commande 3. La sortie de l'ajutage annulaire 1 renferme une tuyère 4 de poussée munie d'un inverseur-déflecteur de jet 5 à l'intérieur duquel est logé un aubage directeur indépendant mobile dans le plan verti cal et constitué par des aubes 6 (figures 2,3) tandis que les parois latérales de l'inverseur-déflecteur de jet 5 sont formées par des grilles 7 d'aubes cintrées 8 qui sont immobilisées entre les parois 9 et 10 (figure 3) à faces plates et parallèles-et qui se conjuguent entre elles au moyen des plaques 11 en formant la surface polyédrique de grille des parois latérales à travers lesquelles l'air s'échappe pendant l'inversion du jet. le nombre de faces de la paroi latérale comprenant les grilles 7 des aubes 8 peut être choisi en fonction de la distance D, suivant le diamètre, séparant les grilles 7, les aubes 8 ayant une longueur 1 constructive bien déterminée. les parois 9 et 10 dont les faces sont plates et parallèles permettent de serrer les bords des aubes 6 lorsqu'elles sont tournées dans la position A "Fermé" (figure 2). Cette réalisation constructive des parois de l'inverseur -déflecteur permet d'utiliser presque la totalité de la surface latérale pour faire sortir le courant en cas de son inversion ce qui contribue à l'augmentation de la poussée d'inversion et permet de diminuer la longueur suivant l'axe de l'inverseur-déflecteur de jet. D'autre part, du point de vue de la technologie, il est commode de prévoir une seule grille 7 standardisée (figure 3) composée des simples aubes 8 dont les dimensions sont relativement réduites ayant la longueur l et le profil cintré dans la section transversale. Une telle solution permet d'utiliser les mêmes grilles 7 pour la série type et cotes des inverseurs-déflecteurs de jet qui se diffèrent par la distance suivant le diamètre D.Dans ce cas, il s'avère suffisant de composer le nombre requis de faces des parois latérales des inverseurs -déflecteurs de jet. Pour l'orientation du courant d'air qui assurerait l'inversion avec des pertes aérodynamique minimales, il faut que le bord d'entrée 12 (figures 2, 3) de chaque aube 8 soit orienté, cas de la variante optimale, dans la direction vers des aubes 6 et se trouve dans le plan 15 (figure 2) perpendiculaire à l'axe longitudinal 14 du ventilateur. Pendant l'inversion, cela assure une arrivée sans choc du courant d'air aux aubes 8 les bords de sortie 15 des aubes 8 sont inclinés sous un angle aigu S par rapport à la surface extérieure 16 de l'ajutage annulaire 1 et sont orientés vers son entrée. De ce fait à l'inversion, l'air traverse la grille 7 et se dirige vers les bords de sortie 15 en créant une poussée de réaction inverse. Dans ce cas, à l'obturation de la section de sortie de la tuyère 4 de poussée et à l'inversion de la poussée, les aubes 6 prennent la position A "Fermé" et forment un angle obtus g . le sommet 17 de l'angle obtus J formé par les aubes 6 est orienté dans la direction vers la roue mobile 2 du ventilateur axial. On a créé ainsi les conditions favorables à l'écoulement de l'air vers les aubes 6 lorsque le courant d'inversion doit être dévié vers les aubes cintrées 8. Conformément à l'invention, les aubes directrices peuvent être aussi constituées par plusieurs aubes 18 mobiles et indépendantes (figure 4) qui ont une largeur plus petite en comparaison avec les aubes 6 (figure 2) et qui forment, dans la position A "Fermé", cas d'obturation de la section de sortie (figure 4) de la tuyère de poussée 4, la surface directrice 19 destinée à orienter l'écoulement de l'air en cas d'inversion de la poussée de réaction. Le groupe moteur de sustentation et de propulsion du véhicule de transport doté d'un inverseur-déflecteur de jet fonctionne de la façon suivante. Le système de commande 3 (figure 1) fait tourner la roue mobile 2 du ventilateur axial qui entrain l'air dans l'ajutage annulaire 1. L'air se canalise dans la direction suivant la flèche 20 (figures 1, 2) vers la tuyère de poussée 4, passe près des aubes 6 de l'aubage directeur mis dans la position B "Ouvert" (figure 2) et s'écoule de la tuyère de poussée 4 dans la direction de l'axe longitudinal 14 en créant une poussée de réaction assurant le mouvement d' avance du véhicule de transport. Lorsqu'il faut inverser la poussée de réaction, les aubes 6 et 18 des aubages directeurs sont tournées dans la position A "Fermé" (figures 2 et 4). Dans ce cas, l'air s'achemine vers la tuyère de poussée 4 suivant la direction 20, se d 6.place ensuite, le long de la surface directrice 19 dans le sens de la flèche 21, traverse la grille 7 des aubes cintrées 8 qui le fait dévier vers l'entrée de l'ajutage annulaire, et s'échappe à l'extérieur dans la direction 22 en créant une poussée de réaction assurant la marche arrière du véhicule de transport. Lorsque le véhicule de transport doit manoeuvrer ou effectuer des virages, l'une des aubes 6 de l'aubage directeur (figure 2) est mise dans la position intermédiaire entre les positions A et B et le courant d'air s'écoule dans le sens suivant la flèche 23 du c8té où le véhicule de transport doit être conduit, tandis que l'aube 6 du côté opposé de l'axe 14 reste dans la posi tion B "Ouvert", et le courant d'air se canalise sans déviation dans la direction suivant la flèche 24. Cette position des aubes 6 crée un couple des forces de réaction résultant aux courants s'écoulant dans les directions 23 et 24; le véhicule de transport change de direction. Cependant, dans certains cas, surtout, dans le cas des véhicules de transport à coussin d'air d'une grande capacité, on utilise les groupes moteurs autonomes pour la sustentation et la propulsion. Dans ce cas, le groupe propulseur autonome peut être équipé d'un inverseur -déflecteur de jet décrit. Ci-dessous on va examiner une variante du groupe propulseur muni de l'inverseur-déflecteur de jet valable dans notre cas concret. Dans le cas du véhicule de transport à coussin d'air, muni d'un groupe propulseur autonome tout le courant d'air envoyé parla roue mobile 2 (figure 5) se trouvant dans l'ajutage annulaire, est amend à la tu yère de pousse 25 et, ensuite, est canalisé à l'inverseur-déflecteur de jet 5. La poussée de réaction développée par le groupe propulseur autonome s'augmente d'une façon considérable grâce à ce que tout le courant d'air circule à travers la tuyère de poussée 25. Pour le reste, quant à la commande et l'inversion de la poussée de réaction, le fonctionnement du groupe propulseur autonome muni de l'inverseur-déflecteur-de jet ne diffère pas du fonctionnement du groupe moteur de sustentation et de propulsion décrit et équipant le véhicule de transport à coussin ~d'air (figure 1). Ainsi, les variantes décrites du groupe moteur de sustentation et de propulsion conforme à la figure 1 et du groupe propulseur conforme à la figure 5, dotés des tuyères 4 et 25 respectivement, et de l'inverseur -déflecteur de jet 5, assurent la conduite efficace du véhicule de transport à coussin d'air. Dans ce cas, l'inverseur -déflecteur de jet 5 peut être réalisé avec une dimension axiale minimale et être d'un maniement plus facile du fait que pour assurer la manoeuvre et la conduite du véhicule au moyen de l'inverseur-déflecteur donné il suffit de réaliser le mouvement autonome des aubes directrices 6 ou 18 (figures 2, 4). R E V E 14 D I C A 2 I O N s 1. Groupe moteur de sustentation et de propulsion de véhicule de transport à coussin dahir comprenant un ajutage annulaire à l'entrée duouel est monté un ventilateur axial et à la sortie est installée une tuyère de poussée à sa sortie, dotée d'un inverseur-déflecteur de jet à aubes directrices mobiles indépendantes et à aubes d'inversion placées dans les parois latérales de la tuyère de poussée en aval du ventilateur axial, c a r a c t é r i s é en ce aue les parois latérales de l'inverseur-déflecteur de jet constituent une surface polyédrinue de grille chaque face de laquelle est formée par des grilles d'aubes cintrées d'inversion et que les aubes directrices obturent la section de sortie de la tuyère de poussée dans le cas de l'inversion de la poussée en formant un angle obtus dont le sommet est orienté vers le ventilateur axial. 2. Groupe moteur de sustentation et de propulsion de véhicule à coussin d'air conforme à la revendication 1 c a r a c t é r i s é en ce aue les bords d'entrée de toutes les aubes cintrées d'inversion sont orientés dans la direction vers les aubes directrices et sont perpendiculaires à l'axe longitudinal du ventilateur et eue leurs bords de sortie sont inclinés sous un angle aigu par rapport aux parois latérales de la tuyère de poussée et sont orientés dans la direction vers l'entrée de l'ajutage annulaire. 3. Groupe moteur de sustentation et de propulsion de véhicule à coussin i'air conforme aux revendications l-et 2, c a r a c t é r i s é en ce que l'aubage directeur est constitué au moins par deux aubes de forme profilée. 4. Groupe moteur de sustentation et de propulsion de véhicule de transport à coussin d'air conforme aux revendications 1 et 2 c a r a c t é r i s é en ce que L'tubage directeur comprend plusieurs aubes de forme profilée qui, en position fermée, forment des surfaces directrices obturant la section de sortie de la tuyère de poussée.