Brevet FR2543512A1 — publié le 19841005

L'invention concerne un dispositif de propulsion pour aéronefs, plus spécialement les aéronefs du genre à aile libre. Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de l'adaptation de propulseurs, tels que moteurs thermiques, sur les aéronefs dits à aile libre, liais aussi les difficultés rencontrées au décollage et dans les differentes phases de vol. Il est déjà connu d'équiper une aile libre d'un chariot à roues se présentant sous la forme générale d'une nacelle porte personne suspendue au point neutre de l'aile. L'usager est assis sur cette nacelle qui comporte, derrière celui-ci un moteur thermique stationnaire. L'ensemble chariot-moteur assure un bon pilotage dit pendulaire. Ce genre d'équipement de propulsion et de pilotage présente toutefois un certaih nombre d'inconvénients qui limitent le développement de tels aéronefs. On relèvera tout d'abord un encombrement important de la nacelle motorisée engendrant des difficultés de transport ce qui retire à l'aile libre l'attrait du déplacement aisé qu'elle possède dans sa version non motorisée. Le poids de la nacelle constitue également sur le plan fonctionnel un handicap sérieux puisqu'il est nécessaire d'avoir le propulseur constamment en fonctionnement pour maintenir l'action de vol. En cas d'arrêt du propulseur le taux de chute est important. On relève encore, sur le plan fonctionnel, la trainée aérodynamique importante de la nacelle mais aussi celle du pilote en position assise. Pour pallier ces inconvénients fonctionnels on est tenté d'augmenter à la fois la surface alaire de l'aéronef et la puissance de son propulseur Dans ces conditions l'aile libre engin de sport très léger et évolutif conçu pour le vol cinétique perd une partie importante de ses aptitudes évolutives. On connait également différents autres modes de propulsion sans nacelle auxiliaire à roues. Dans ce cas l'ensemble propulseur moteur-hélice est fixé sous la quille de l'aile selon deux dispositions par rapport au centre de gravité, l'une dans laquelle le moteur est disposé en arrière du centre de gravité l'hélice à l'avant, c' est le système tracté, l'autre dans laquelle le moteur est à l'avant du centre de gravité, l'hélice à l'arrière pour le système propulse. Dans ces types de montage le poids et la trainée sont acceptables par rapport à la solution nacelle pendulaire, le pilote pouvant piloter en position allongée, à plat ventre, suspendu à l'aile par son harnais. Toutefois . un tel montage du propulseur fixe sur la quille de l'aile engendre des difficultés de pilotage génératrices d'insécurité étant donné, que par définition, dans les aéronefs à aile libre, les différentes allures de vol sont obtenues par des déplacements du pilote par rapport au centre de poussée de l'aile. Dasns ce cas, le poids du moteur fixe pénalise les déplacements pendulaires du pilote ce qui rend très aléatoire la maîtrise du vol. là encore les caractéristiques évolutives de l'aile se trouvent diminuées par la présence du propulseur fixe. On connait encore un autre montage consistant à atteler le propulseur sur le dos du pilote. Dans ce troisième cas le poids pilote-moteur renforce l'action du pilotage pendulaire mais présente par contre un danger grave en cas du chute. Par ailleurs la trainée aérodynamique importante à ce que le pilote ne peut évoluer qu'en position debout. Une autre difficulté résulte du fait que les décollages ne peuvent s'effectuer qu'à la faveur d'une déclinité. Quel que soit le mode de propulsion utilisé on maitrise difficilement le décollage, sauf dans le premier cas cité ci-dessus de l'aile équipée d'une nacelle ou chariot pendulaire, mais alors le chariot solidaire de l'aile consti -tue, après décollage un handicap de poids et de trainée restreignant, comme il a déjà été indiqué, les évolutions et les performances de l'aile libre motorisée. La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients énumérés ci-dessus et elle vise plus spécialiement a fournir un dispositif de propulsion adaptable à un aéronef tel qu'une aile de vol libre autorisant un pilotage de sécurité sans modifier les caractéristiques évolutives initiales de cette aile. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositifde propulsion, non porté par le pilote, capable d'assurer un décollage aisé, y compris sur terrain plat non suivi de déclinité, capable de faire prendre à l'aéronef l'altitude désirée, puis, moteur stoppé, évoluer en libre en vol cinétique avec une trainée aérodynamique du pilote réduite au minimum. L'invention concerne à cet effet un dispositif de'propul- sion notamment pour aéronefs du genre aile libre comportant dans l'axe de symétrie longitudinal une quille servant-de point d'accrochage à un trapèze et à un harnais pour l'utilisateur, trapèze et harnais étant organisés de façon en soi connue pour piloter l'aile libre en position allongée, à plat ventre, dispositif caractérisé en ce que le groupe moto propulseur est monté mobile de manière à pouvoir être déplacé au moins le long de l'axe de cette quille par une action commandée par le pilote de telle sorte que le pilote puisse. à volonté déplacer le centre de gravité du groupe de propulsion et son propre centre de gravité entre deux positions extrèmes situées de part et d'autre du centre de poussée de la voilure. Grace à cette disposition principale, en combinaison avec d'autres dispositions secondaires le groupe moto propulseur n'entrave plus la prise des différentes positions de l'aile tant pour la prise d'incidence au décollage, le vol équilibré en palier, l'allure de descente, les reprises de vitesse, mais aussi les prises de virage Les déplacements commandés du groupe propulseur deviennent au contraire des auxiliaires de pilotage Suivant une disposition le groupe moto propulseur comprend un moteur thermique situé dans la moitié avant de l'aile et suspendu mobile axialement et latéralement à la quille de l'aile, un arbre de transmission s'étendant le long de cette quille qui comprend, au voisinage de son extrémité arrière un palier support pour cet arbre muni, au-delà du dit palier, d'une hélice propulsive, de préférence à pales repliables. Suivant une autre disposition les mouvements de déplacements longitudinaux du groupe propulseur par rapport à la quille de l'aile sont obtenus par une liaison à cables ayant au moins deux brins de traction possédant un point d'attache commun sur la ceinture du harnais porte par le pilote et respectivement un point d'attache relié au moteur thermique et un point d'attache relié au tube de protection de l'arbre de transmission porte hélice. D'autres dispositions et avantages ressortiront encore de la description détaillée ci-après d'un mode d'exécution de l'invention donné ici à titre d'exemple et représenté sur les dessins joïnts dans lesquels . la figure 1, est une vue en perspective montrant une aile libre équipee du dispositif de propulsion selon l'invention. . la figure 2, est une vue schématique montrant un profil en vol équilibré. . la figure 3, est une vue schématique montrant un profil en vol décentré avant. la figure 4, est une vue schématique montrant un profil en vol décentré arrière. la figure 5, est une vue schématique de fac montrant un vol équilibre semblable à la figure 2. . la figure 6, est une vue schématique de face en vol décentré à gauche. . la figure 7, est une vue de profil montrant la liaison de commande des déplacements groupe propulseur-pilote. . la figure 8, est une vue de profil montrant une variante de la liaison de commande des déplacements groupe propulseur pilote. la figure 9, est une vue en perspective montrant un détail de la fixation mobile de la suspente du moteur de- propulsion par rapport à la quille de l'aile libre. . la figure 10, est-une vue en perspective montrant la fixation stationnaire de la gaine protectrice mobile de 1 'arbre de transmission du groupe propulseur. . la figure 11, est une vue en perspective montrant le détail de la liaison de fixation du harnais du pilote à l'aile. la figure 12, est une vue en perspective montrant le détail de l'attelage de commande des mouvements lonitudinaux du groupe moteur a' partir du harnais du pilote. . la figure 13, est une vue de profil de l'aile libre équipée de son chariot de décollage largable. . la figure 14, est une vue montrant la position de délestage de la roue avant du chariot. la figure 15, est une vue montrant la prise d'incidence au decollage. . la figure 16, est une vue montrant la séparation du chariot et de l'aile libre au décollage. Dans la figure 1 on a désigné par la référence générale 10 un aéronef du genre à aile libre comprenant de façon en soi connu une voilure 11, une quille rigide 12 servant de point d'accrochage à un trapèze 13 et à un harnais 14 pour l'utilisateur, également un groupe moto propulseur 15 susceptible d'être déplacé d'une part le long de l'axe de cette quille par une action commandée par le pilote, d'autre part, être déplacé latéralement de part et d'autre de l'axe longitudinal de la quille 12. On se rapportera plus spécialement aux figures 7 à 12 pour expliquer les solutions constructives qui ont été retenues pour obtenir les différents types de déplacements du groupe moto propulseur. Les figures schématiques 2 à 6, 13 à 16 illustrent schématiquement pour des conditions de décollage ou de vol les différentes positions que l'on peut donner au groupe moto propulseur notamment par rapport au centre de poussée de l'aile. Ainsi qu'il est montré figure 7 le groupe moto propulseur 15 comprend un moteur thermique 15a situé dans la moitié avant de l'aile Il et monté à l'état suspendu par rapport à la quille 12 par l'intermédiaire d'une suspente 17 et d'un étrier 18 entre les branches duauel sont disposés des galets diabolos 19 pouvant rouler de génératrices diamétralement opposées de la quille 12 Bien entendu la forme diabolo des galets permet un déplacement non seulement longitudinal le long de la quille 12 mais également un déplacement latéral. Le groupe moteur 15a est prolongé d'un arbre de transmission -O avantageusement protégé par un tube de guidage, le dit arbre de transmission étant guidé au voisinage de son extrémité arrière par un palier stationnaire 21 dont le détail de réalisation est représenté figure 10. Ce palier se présente sous la forme générale d'un étrier entre les branches duquel sont disposés des galets de guidage 22 autorisant un libre coulissement longitudinal et latéral e l'arbre de transmission 20 et de son tube protecteur. Le palier 21 est rendu solidaire d'une part de l'extrémité arrière de la quille 12 et d'autre part d'une jambe de force 16a s'appuyant sur.la béquille 16. L'extrémité postérieure de l'arbre de transmission 20 reçoit une hélice de propulsion 23 de préférence à pales repliables. les mouvements de déplacements longitudinaux du groupe propulseur 15 par rapport à la quille 12 de l'aile sont obtenus par une liaison à cables respectivement 24/25, Les cables 24 et 25 peuvent être chacun constitué de deux brins. Les cables 24 et 25 possèdent un point d'attache commun 26 dont le détail est représenté figure 12. Ce point d'attache commun est situé sur la ceinture 14a du harnais du pilote. le cable de traction 24 possède un point d'attache 24a relié au moteur thermique 15a tandis que le cable de traction 25 est relié au tube de protection de l'arbre de transmission 20 par l'intermédiaire d'un point d'attache 25a. On comprend que par cette disposition lorsque le pilote effectuera un mouvement de translation vers l'arrière il entrainera d'une manière correspondante le groupe moto propulseur vers l'arrière. Lorsque le pilote effectue un mouvement de transmission vers l'avant il entraine de manière correspondante le groupe moto propulseur vers l'avant. Selon une variante de réalisa4:ion présentée figure 8 le cable de transmission 24 peut être mouflé sur deux poulies dont l'une 27 disposée en tête de la quille 12 tandis que l'autre 28 est disposée au voisinage du point de suspension du trapèze 13 sur cette même quille. En se reportant à la figure 12 on notera que le point d'attache commun des cables 24 et 25 est constitué par une equerre engagée sur les axes 29 d'un étrier 30 porté par la ceinture 14a du harnais. Les sangles de suspension 14b du harnais 14 se raccordent a une suspente 31 en forme de fourche dont les branches parallèles sont traversées à des fins de guidage par l'arbre de transmission 20 du groupe moto propulseur. La suspente 31 est fixée à un point d'ancrage articulé sur deux axes pivots perpendiculaires respectivement 32/33 d'un nez d'assemblage 54 situé au point d'intersection des barres transversales 35 et de la quille 12. Le nez 34 porte au-dessus des barres transversales 35 une platine de fixation 36 solidarisée à la quille 12. Le nez 34 possède également en dessous des barres transversales 35 une seconde platine 37 à laquelle sont raccordées les branches de suspension latérales 13a du trapèze 13. Dans la position de vol dite en palier, représentée figure 2 le-pilote place en coincidence le centre de poussée de l'aile, le aentre de gravité du groupe moto propulseur, son propre centre de gravité. C'est la position de vol par définition, équilibrée. Dans l'exemple de la figure 3 le pilote déplace le centre de gravité du groupe moto propulseur en avant du centre de poussée de l'aile par un déplacement propre correspondant ce qui est la position convenable pour descendre, effectuer une prise de vitesse, effectuer la reprise d'un cabré En figure 4 le pilote déplace le centre de gravité du groupe moto propulseur et son propre centre de gravité en arrière du centre de poussée de l'aile ce qui réduit la vitesse de l'aile et permet une augmentation de son incidence. En figure 6 le déplacement latéral -du pilote entraine un déplacement correspondant du groupe moto propulseur toujours par rapport au centre de poussée de l'aile et par rapport à l'axe longitudinal de la quille. Cette allure correspond aux prises de virage ou à une action de neutralisation de rouli. Dans les figures 13 à 16 on a montré l'aéronef équipé d'un chariot de décollage largable 38 du genre à train tricycle. l'aile prend appui sur ce chariot de façon amovible, d'une part à l'aide de la barre de trapèze 13, d'autre part à l'aide de la béquille arrière 16. En figure 13' le pilote et le groupe moto propulseur sont déplacés en avant du centre de poussée de l'aile ce qui permet. la prise de vitesse et le maintien au sol de la roue avant du train tricycle. Dans la figure 14 le centre de gravité du groupe moto propulseur et du pilote sont déplacés ensemble en arrière du centre de poussée de l'aile ce qui provoque le délestage de la roue avant du train tricycle pour prise d'incidence. La figure 15 illustre d'une manière plus prononcée la prise d'incidence engendrant le délestage de la roue avant du train tricycle du chariot. La figure 16 illustre après prise d'incidence lors du décollage la séparation du chariot de décollage et de l'aile. Bien entendu, l'rinvention n'est pas limitée aux exemples d'exécution ci-dessus décrits et représentés et l'on pourra prévoir d'autres variantes ou d'autres modes de réalisations sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 10 - Dispositif de propulsion notamment pour aéronefs (10) du genre aile libre comportant dans l'axe de symétrie longitudinal une quille (12) servant de point d'accrochage a un trapèze (13) et à un harnais (14) pour l'utilisateur, trapèze et harnais étant organisés de façon en soi connue pour piloter l'aile libre en position allongée, à plat ventre, dispositif caractérisé en ce que le groupe moto propulseur (15) est monté mobile de manière à pouvoir être déplacé au moins le long de l'axe de cette quille (12) par une action commandée par le pilote de telle sorte que le pilote puisse à volonté déplacer le centre de gravité (C.G.P.) du groupe de propulsion (15) et son propre centre de gravité (CG.P.I) entre deux positions extremes situées de part et d'autre du centre de poussée (CeP.) de la voilure (11). 20 - Dispositif de propulsion selon la revendication I caractérisé en ce que le groupe moto propulseur (15) comprend un moteur thermique (15a) situé dans la moitié avant de l'aile et suspendu mobile axialement et latéralement à la quille (12) de l'aile, un arbre de transmission (20) s'étendant le long de cette quille qui comprend, au voisinage de son extrémité arrière un palier support (21) pour cet arbre muni, au delà du dit palier, d'une hélice propulsive (23) de préférence à pales repliables 30 - Dispositif de propulsion selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les mouvements de déplacements longitudinaux du groupe propulseur -(15) par rapport à la quille de l'aile sont -obtenus par une liaison à cables (24/25 ayant au moins deux brins de traction possédant un point d'attache (26) commun sur la ceinture (14a) du harnais portée par le pilote et respectivement un point d'attache(24a relié au moteur thermique et un point d'attache (25a) relié au tube de protection de l'arbre de transmission (20) porte hélice. 40 - Dispositif de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que-les sangles de suspension (14b) du harnais du pilote se raccordent à une suspente (31) en forme de fourche dans les branches qui sont traversées, à des fins de guidage, par l'arbre de transmission (20) porte hélice, la dite suspente de commande des mouvements latéraux du groupe moto propulseur(15) étant elle-même fixée à un point d'ancrage articulé sur deux axes pivot (22/23) perpendiculaires d'un nez d'un nez d'assemblage (34) solidaire de la quille (12) de l'aile. 50 - Aéronef, du genre aile libre caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un dispositif de propulsion (15) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et d'autre part, un chariot de décollage (38) largable, sur lequel prend appui de façon amovible le trapèze (13) et la béquille (16) de l'aile, de sorte que, après prise de vitesse en roulant au sol l'aile puisse décoller au abandonnant au sol le dit chariot.