Brevet FR2541231A1 — publié le 19840824

Montage de plans additionnels en bouts d'ailes La présente invention se rapporte au montage en bouts d'ailes de plans additionnels permettant de modifier l'écoulement et la traînée induite au niveau de la voilure. L'ancienne idée des disques de bouts d'ailes a été reprise par l'Américain Whitcomb et est prête à être utilisée sous sa forme améliorée en-utilisant de nouveaux disques désignés sous le terme de "winglets" Parmi les nombreuses bibliographies traitant de ce sujet, on peut renvoyer à l'article paru dans le périodique "FLUG REVUE + flugwelt", volume 7/1978 sous le titre "Winglets aus deutscher Sicht" qui décrit un certain nombre de ces plans additionnels montés en bouts d'ailes Avec quelques uns de ces plans additionnels, on peut considérablement réduire la trainée induite et par conséquent la tramnée totale de l'aile, ce montage ne représentant qu'une charge supplé- mentaire relativement faible de la structure de l'aile. Tous ces plans additionnels sont jusqu'ici montésfixes sur l'aile, de telle sorte qu'i Jsne peuvent naturellement être optimisés que pour une position privilégiée de l'aile, tandis que dans d'autres domaines de vol leur utilité diminue ou disparaît complètement. Par ailleurs, avec les fortes pressions dynamiques des avions à réaction, les ailerons classiques perdent de leur efficacité, attendu qu'ils sont disposés loin derrière l'axe élastique de l'aile et que, de ce fait, cette dernière, lors du braquage vers le haut de l'aileron, est tournée dans le sens d'une augmentation de l'angle d'incidence -Ce braquage a pour effet d'induire une portance supplémentaire qui s'oppose à la déportance de l'aileron, si bien qu'en cas de fortes pressions dynamiques l'action des ailerons peut être diminuée jusqu'à devenir nulle Cet effet aérosta- tique se produisant lors du braquage des ailerons est éga- lement nuisible lorsque l'on utilise les ailerons pour, en les braquant dans le même sens, diminuer les efforts dûs aux rafales. L'invention a par conséquent pour objet de monter en bouts d'ailes des plans additionnels qui réduisent la trainée dans de nombreux domaines de vol et qui, par ail- leurs, agissant en tant qu'ailerons, diminuent les efforts dûs aux rafales sans avoir pour autant une action aéro- élastique défavorable sur l'aile. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que l'on monte au moins une, mais de préférence deux plans additionnels juxtaposés, se raccordant directement aux extrémités de la voilure et s'étendant dans le sens de l'envergure, l'efficacité de ces plans additionnels pouvant être modifiée par une rotation commandée de la totalité ou d'une partie de ces plans. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plans additionnels peuvent tourner autour d'un axe qui est situé sensiblement dans le plan de la corde du profil de l'aile. Dans un mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, un plan additionnel peut être monté à peu prés devant la ligne élastique de l'aile Un autre mode de réalisation selon l'invention est caractérisé par le fait qu'à l'un des bouts de la voilure, on braque simultanément vers le haut un plan additionnel monté à 1 ' avant sur le profil d'extrémité de l'aile et vers le bas un plan additionnel monté à l'arrière sur le profil d'extrémité de l'aile, et qu'à l'autre bout de la voilure, on braque respectivement dans le sens opposé des plans additionnels correspondants. Selon une autre particularité de l'invention, à chaque bout de la voilure, au moins un volet peut être monté sur l'arête arrière d'un plan additionnel avant, ces volets pouvant être braqués simultanément dans le même sens ou dans des sens opposes. Il est également avantageux que les plans addition- nels munis d'un volet disposé sur leur arête arrière puis- sent être tournés d'une seule pièce. Les plans additionnels selon l'invention présen- tent plusieurs avantages Ces plans additionnels peuvent être braqués pour chaque domaine de vol de façon à provo- quer une réduction aussi grande que possible de la trainée induite sur l'aile Comme sur chaque bout d'aile au moins un plan additionnel peut être monté devant l'axe élastique de l'aile, chaque position de braquage de ce plan addition- nel provoque un effet aéro-élastique renforcé Il s'ensuit que, même en cas de fortes pressions dynamiques, ces plans additionnels sont très efficaces aussi bien en cas de braquage opposé en vue d'agir comme des ailerons qu'en cas de braquage dans le même sens pour diminuer les efforts dés aux rafales Un effet renforcé peut encore être obtenu en tournant dans leur intégralité un ou plusieurs plans additionnels et en braquant en même temps les volets articulés sur leur face arrière Grâce aux plans addition- nels selon l'invention, les ailes qui en sont équipées présentent l'avantage d'un plus grand allongement permettant de réduire la trainée induite sans que leur masse constitue une charge alaire supplémentaire. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et'illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente un avion avec plans addi- tionnels montés en bouts d'ailes; la figure 2 représente une aile avec aileron classique; la figure 3 représente une aile avec plan addi- tionnel avant braqué vers le haut; la figure 4 représente une aile selon la figure 3 avec un volet supplémentaire sur l'arête arrière du plan additionnel. La figure i représente un avion à réaction 1 compor- tant une voilure 2 aux bouts de laquelle deux plans addi- tionnels 3 et 4 sont montés mobiles en rotation autour des axes 5 et 6 Les plans additionnels 3 sont tournés vers le haut dans le sens des flèches 7 et les plans addi- tionnels 4 tournés vers le bas dans le sens des flèches 8. Cette position des plans additionnels 3 et 4 est très favorable pour obtenir une réduction de la trainée indui- te de l'ensemble de la voilure 2 en vol de croisière, ce qui a pour effet d'augmenter sensiblement la rentabilité de l'avion 1. Sur la figure 2 on a représenté une aile classique 2 a comportant un aileron Il braqué vers le haut dans le sens de la flèche 9 Il en résulte au cours du vol la force -A dirigée vers le bas Comme l'aileron 11 est placé loin derrière un axe élastique 12 de-l'aile 2 a, cette dernière exécute une rotation dans le sens d'une augmenta- tion de l'angle d'incidence- Cette rotation induit une portance supplémentaire +A' qui s'oppose à la déportance -A provoquée par l'aileron 11 En cas de fortes pressions dynamiques, la portance +A' peut être égale à -A, auquel cas il se produit un "renversement de l'aileron". Si, dans le cas d'une aile 2 équipée de plans additionnels 3 et 4, les plans additionnels 3 d'un côté sont tournés vers le haut conformément à la flèche 7 de la figure 3 autour des axes 5 et 6 dans le sens des aile- rons, et que de l'autre côté non représenté, ils sont tournés vers le bas, on induit une déportance supplémentaire -A' qui agit devant l'axe élastique 12 et augmente l'ef- ficacité des ailerons pour toutes les pressions dynamiques. Il est ainsi possible, avec un plan additionnel 3 assez petit d'obtenir une plus grande efficacité des ailerons qu'avec le grand aileron 11 de la figure 2 De la même façon, avec les deux plans additionnels 3 tournés vers le haut et également en cas de fortes pressions dynamiques, on obtient une diminution plus efficace des charges dues aux rafales qu'avec les ailerons 11 A la place du plan additionnel 4, on peut aussi installer une partie d'aile fixe, si bien que dans ce cas on ne dispose que du plan additionnel avant 3. Sur la figure 4, on a représenté un plan addition- nel 3 a qui comporte sur son arête arrière, un volet 14 qui est braqué vers le haut dans le sens de la flèche 13, et qui peut être braqué soit individuellement soit en même temps que le plan additionnel 3 a Le volet 14 permet de renforcer les effets décrits Il est bien entendu possible de munir également le plan additionnel 4 d'un volet. L'invention prévoit par ailleurs d'installer aussi trois ou plusieurs plans additionnels les uns à côté des autres sur la voilure 2. REVENDICATIONS 1 Montage en bouts d'ailes de plans additionnels permettant de modifier l'écoulement et la trainée induite au niveau de la voilure, caractérisé par le fait que l'on monte au moins un, mais de préférence deux plans addition- nels ( 3, 4) juxtaposés, se raccordant directement aux extrémités de la voilure et s'étendant dans le sens de l'envergure, l'efficacité de ces plans additionnels pou- vant être modifiée par une rotation commandée de la totalité o ou d'une partie de ces plans. 2 Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plans additionnels ( 3, 4) peuvent tourner autour d'un axe ( 6) qui est situé à peu près dans le plan de la corde du profil de l'aile ( 2). 3 Montage selon les revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait qu'en cas de montage d'un plan addition- nel ( 3) celui-ci est disposé à peu près devant la ligne élastique ( 12) de l'aile. 4 Montage selon les revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait qu'à l'un des bouts de la voilure un plan additionnel ( 3) monté à l'avant sur le profil d'extré- mité de l'aile est braqué vers le haut et que simultané- ment un plan additionnel ( 4) monté à l'arrière sur ce profil d'extrémité de l'aile est braqué vers le bas et qu'à l'autre bout de la voilure les plans additionnels correspondants sont respectivement braqués dans le sens opposé. Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à-chaque bout de la voilure au moins un volet ( 14) est disposé sur l'arête arrière d'un plan additionnel avant ( 3 a), ces volets pouvant être braqués en même temps dans le même sens ou dans des sens opposés. 6 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé par le fait que les plans addition- nels ( 3 a) peuvent aussi être tournés d'une seule pièce avec le volet ( 14) disposé sur leur arête arrière.