Brevet FR2511331A1 — publié le 19830218

La présente invention se rapporte à un véhicule automobile muni d'un arrière profilé à décrochement et de dispositifs de guidage de l'air réalisés sous la forme d'une combinaison aileron-becquet. Les coûts des carburants qui ont considérable- ment augmenté ces derniers temps, ont conduit l'ensemble de l'industrie automobile à se préoccuper fortement de l'optimisation aérodynamique des nouveaux modèles de vé- hicules. Cette tendance à l'obtention d'un coefficient de trainée CW (Cx) aussi bas que possible conduit fré- quemment à des formes de véhicules qui limitent fortement la fonction de certaines régions partielles du véhicule. C'est ainsi que, par exemple, un arrière profilé, favora- ble du point de vue aérodynamique, présente une face ter- minale arrière haute qui limite la visibilité de l'inté- rieur du véhicule vers l'arrière. Le problème technique consiste donc, d'une part, à obtenir les propriétés aérodynamiques d'une face termi- nale arrière haute avantageuse et, d'autre part, à choisir une forme de réalisation de carrosserie dans laquelle on dispose encore d'une bonne visibilité vers l'arrière. On peut tirer de la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DE-OS 27 37 638 une solu- tion à ce problème qui consiste en ce que la lunette ar- rière faiblement inclinée se coude dans la région du bec- quet qui la surplombe en laissant un espace libre et se prolonge ensuite vers le bas L'amélioration des condi- tions de visibilité vers l'arrière qu'on cherche à obte- nir de cette façon ne peut cependant être obtenue que si le coffre à bagages disposé normalement au-dessous du hayon arrière n'est pas utilisé sur toute sa hauteur. On peut trouver dans la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne 29 18 234 une autre solution à ce problème dans laquelle l'arrière à décro- chement, qui est avantageux pour la visibilité vers l'ar- rière et pour l'utilisation du coffre à bagages reste conservée et dont l'inconvénient aérodynamique, qui con- siste dans un for décollement de l'écoulement dans la ré- gion de la jonction entre la lunette arrière et l'arrière à décrochement doit être réduit par un profil d'aileron porteur aérodynamique disposé audessous du niveau du bord arrière du pavillon L'amélioration de l'écoulement de l'air sur la lunette arrière qui est obtenue de cette fa- çon est compensée par l'inconvénient consistant en ce que profil d'aileron porteur, en faisant saillie au-delà de la section transversale du véhicule augmente -la surface de la section et, par ailleurs, conduit à un accroisse- ment de la portance dont on doit tenir compte, ainsi qu'on l'expose dans cette demande de brevet. Le but de l'invention est de donner à un véhi- cule automobile muni d'un arrière profilé à décrochement et de dispositifs de guidage de l'air une configuration telle que la forme de carrosserie choisie assure encore une bonne visibilité vers l'arrière et une bonne utilisa- tion du coffre à bagages mais que, en outre, la résis- tance aérodynamique totale du véhicule soit réduite et que, en même temps, on crée sur l'essieu arrière au lieu d'une portance indésirable, une force descensionnelle ou portance négative avantageuse. L'invention prend pour base un dispositif de guidage de l'air réalisé sous la forme d'une combinai- son aileron-becquet, telle que celle qui est connue, par exemple, par le modèle d'utilité de la République Fédérale d'Allemagne DE-GM 73 35 831 o ce dispositif est conçu, d'une part, pour réduire la résistance aérodynamique et d'autre part et surtout, parce qu'il s'agit ici d'un véhicule de course, en vue d'accroître fortement la for- ce descensionnelle exercée sur l'essieu arrière et d'ac- croître par ce moyen la capacité d'accélération du véhi- cule L'invention concerne en outre un arrangement de becquet tel que celui décrit dans le modèle d'utilité de la République Fédérale d'Allemagne DE-GM 78 14 079, dans lequel certaines parties du becquet sont prolongées vers l'avant. Suivant l'invention, le problème mentionné plus haut est résolu par le fait qu'un véhicule automobile du type défini au début du présent mémoire, c'est-à-dire com- portant un arrière profilé à décrochement et des disposi- tifs de guidage de l'air réalisés sous la forme d'une com- binaison aileron-becquet est caractérisé en ce que l'ar- rière profilé à décrochement est réalisé avec un angle de pente de lunette arrière qui assure un écoulement de l'air sans décollement en aval du bord arrière du pavil- lon et sur la lunette arrière, et que l'aileron est déca- lé vers l'avant et vers le haut par rapport au becquet fixé à l'arrière de manière qu'il se trouve en avant et au-dessus de la zone menacée de décollement des filets d'air. Suivant une forme avantageuse de-réalisa- tion de l'invention, l'aileron présente un bord d'atta- que très arrondi à sa courbure convexe dirigée vers là lunette arrière et est agencé dans une position optimi- sée et avec un angle d'incidence optimisé. Suivant une autre forme de réalisation avanta- geuse de l'invention, l'aileron est réuni au becquet par l'intermédiaire de barres qui sétendent vers le haut le long de l'encadrement de la lunette arrière. Du fait que l'arrière profilé à décrochement est réalisé avec un angle de pente de lunette arrière qui assure un écoulement de l'air sans décollement en aval du bord arrière du pavillon et sur la lunette arriè- re, et que l'aileron est décalé vers l'avant et vers le haut par rapport au becquet fixé à l'arrière, de manière qu'il se trouve en avant et audessus de la zone menacée de décollement des filets d'air, la veine d'extrados et la veine d'intrados formées par l'aileron améliorent-l'at- taque du becquet arrière et, par ce moyen, renforcent la pression de profil de ce becquet dans la région indi- quée par uen ligne tiretée, de sorte qu'on obtient une pression résultante R renforcée, qui se traduit par une portance négative CAH (-CZ) =force descensionnelle, et par une résistance ou trainée aérodynamique négative -CW (-Cx) = poussée. Le fait que l'aileron présente un bord d'atta- que très arrondi, ait sa courbure convexe dirigée vers la lunette arrière et soit agencé avec un angle d'inci- dence optimisée assure l'amélioration désirée de l'effi- cacité du becquet Le fait que l'aileron est réuni au becquet en une unité par l'intermédiaire de barres qui s'étendent vers le haut le long de l'encadrement de la lunette arrière garantit que les positions relatives des deux éléments aérodynamiques qui ont été calculées pour être optimales resteront conservées lors du montage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig 1 est une vue de côté schématique d'un véhicule automobile muni d'un arrière profilé à décro- chement et d'un becquet; la Fig 2 est une représentation à plus gran- de échelle des conditions d'écoulement régnant dans le cercle II de la Fig 1; la Fig 3 est une vue de côté schématique d'un véhicule automobile comportant un arrière profilé à dé- crochement et une combinaison aileron-becquet suivant l'invention; la Fig 4 est uen vue à plus grande échelle des conditions d'écoulement régnant dans la région IV de la Fig 3; la Fig 5-est une vue en perspective d'un ar- rière profilé à décrochement suivant l'invention muni d'une combinaison aileron-becquet. Sur les Figures des dessins, on a représenté uniquement les parties du véhicule automobile qui sont essentielles pour la compréhension de l'invention Un hayon arrière 1 est composé d'un encadrement de lunette arrière 2, d'une lunette arrière 3 et d'une partie infé- rieure de hayon 4 Un aileron 5 couvre la largeur de la lunette arrière 3 et est fixé latéralement à l'encadrement 2 de la lunette arrière d'une façon appropriée. Un becquet 6 est fixé de la façon traditionnel- le à la région inférieure 4 du hayon En regard des Fig. l et 2, on expose ici les conditions d'écoulement qui se manifestent avec l'agencement d'un simple becquet arriè- re qui est habituel jusqu'à présent Dans la région de la jonction entre la lunette arrière 3 et le becquet 6, il se produisait dans la région indiquée par la ligne mixte en traits et X, un décollement des filets d'air indiqué par des lignes de turbulence, qui réduisait l'action du becquet 6. Ainsi qu'il ressort en particulier de la Fig 5, suivant l'invention, on a disposé en avant et au-dessus de la région menacée de décollement des filets d'air un aileron 5 qui couvre la largeur de la lunette arrière 3 et est de préférence relié au becquet 6 par des barres 7 qui se prolongent vers le haut à partir du becquet 6 et est fixé à l'encadrement 2 de la lunette arrière. Sur la Fig 5, on a indiqué dans ce cas la vei- ne sans décollement qui enveloppe la paroi latérale 8 de la carroserie et la veine sans décollement qui passe sur le pavillon 9 de la carrosserie, par des flèches 10, Il et 12 respectivement Ces composantes 10, il et 12 qui forment la veine passant sur la lunette arrière sont di- visées par l'aileron 5 en une veine d'extrados 13 passant sur l'aileron et une veine d'intrados 14 passant sous l'ai- leron, et dont le mode d'action est expliqué dans la suite en regard des Fig 3 et 4 Comme on peut le voir sur les Fig 3 et 4, l'ai- leron 5 se trouve en avant et au-dessus du becquet 6 et il présente un fort arrondi de bord d'attaque 15, et dirige sa courbure convexe 16 vers la lunette arrière 3. Sous l'effet du profil aérodynamique de l'aile- ron 5, il se forme au bord arrière ou bord de fuite de cet aileron une région relativement petite de remous 17 En 1 O l'absence de l'aileron 5, et comme on l'a déjà indiqué en regard des Fig 1 et 2, il se formerait dans la région 18 indiquée par une ligne mixte en traits et X -à la jcncticn en- tre la lunette arrière 3 et le becquet 6, un décollement qui serait préjudiciable à l'effet de becquet 6 Grâce à l'aileron 5, la veine 19 est encore entièrement collée à la surface dans la région 18, au-dessous de l'aileron. De cette façon, l'attaque de la veine 20 sur le becquet 6 se produit également sans perturbation. Pour expliquer la fonction de la combinaison aileron-becquet suivant l'invention, on reviendra briè- vement ci-après à l'action d'un becquet seul. Dans un arrière de véhicule sans becquet, la ligne de décollement arrière (début de remous arrière) se trouve au niveau de la ligne 21 Il se forme une zone de remous 23 relativement petite Sous l'effet du monta- ge d'un becquet 6, la ligne de décollement arrière se dé- porte jusqu'à la ligne 22 placée plus haut Sous cet ef- fet, la zone de remous ou le sillage 24 qui se forme à l'arrière du véhicule s'agrandit Si l'on évalue mainte- nant l'effet du becquet arrière exclusivement en ce qui concerne le remous arrière ou sillage, le montage d'un becquet devrait se traduire, en raison de l'accroisse- ment du remous arrière par une élévation de la résistan- ce aérodynamique. Toutefois, en fait, la résistance aérodynamique d'un véhicule est réduite sous l'effet du montage d'un becquet 6 et ceci par le fait que, dans la région 25, indiquée en traits discontinus, il se produit, en rai- son d'un retardement à l'écoulement autour de l'arrière une élévation de la pression de profil dont la pression résultante R* = 26 peut se décomposer en une portance négative, -CAH t(= force descensionnelle) et une résis- tance aérodynamique négative -CW (= poussée). L'influence avantageuse de cette modification de la pression de profil est supérieure à l'influence né- gative de l'accroissement du remous arrière de sorte que au total, on obtient une diminution de la résistance. L'avantage de la combinaison aileron-becquet comparativement au becquet 6 seul, réside dans le fait que l'aileron 5 améliore l'arrivée de l'écoulement sur le becquet 5 et dans le fait que ceci accroît plus forte- ment la pression aérodynamique dans la région 25 qu'en l'absence de l'aileron 5. L'élévation de la pression aérodynamique 27 est indiquée par une plus grande résultante R La décomposi- tion des forces se traduit à la fois par un abaissement de la résistance aérodynamique et par une réduction de la portance arrière comparativement à une solution ne comportant que le seul becquet 6. Naturellement, la position optimale de l'aile- ron 15 et l'angle d'incidence 29 de cet aileron doivent être déterminés par des mesures appropriées exécutées dans une soufflerie. REVENDICATIONS - 1 Véhicule automobile comportant un arrière profilé à décrochement et des dispositifs de guidage de l'air réalisés sous la forme d'une combinaison aileron- becquet, caractérisé en oe que l'arrière profilé à décro- chement ( 1) est réalisé avec un angle de pente de lunet- te arrière qui assure un écoulement de l'air ( 10, il et 12) sans décollement en aval du bord arrière du pavillon et sur la lunette arrière, et que l'aileron ( 5) est décalé vers l'avant et vers le haut par rapport au becquet ( 6) fixé à l'arrière, de manière qu'il se trouve en avant et au-dessus de la zone ( 18) menacée de décollement des filets d'air. 2 Véhicule automobile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aileron ( 5) présente un bord d'attaque ( 15) très arrondi à sa courbure convexe ( 16) dirigée vers la lunette arrière ( 3) et est agencé dans une position optimisée ( 28) et avec un angle d'incidence optimisé. 3 Véhicule automobile suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'aileron ( 5) est réuni au) becquet ( 6) par l'intermédiaire de barres ( 7) qui s'éten- dent vers le haut le long de l'encadrement ( 2) de la lun- nette arrière ( 3).