Brevet FR2540825A1 — publié le 19840817

AVION MUNI D'AILETTES ii\RGINALES MOBILES MIEtIORANT LA SECURITE A L 'ATTERISSAGE La présente invention a trait au domaine des aéronefs et concerne tout particulierement des perfectionnements aux ailettes marginales pour extrémiste d'ailes d'avion, destines à améliorer l'aérodynamisme de la voilure durant l'ensemble du vol, et permettre a'améliorer la sécurité a l'atterrissage en réduisant la distance nécessaire jusqu'a l'arret complet de l'avion, et en evitant a l'avion de sortir sur le cote de la piste surtout sur pistes verglacees ou glissantes.Ceci est obtenu en augmentant principalement, au cours de l'atterrissage, la pression des roues exercée sur le sol, en rendant l'écoulement aérodynamique autours des ailerons plus efficace et en offrant la possibilite de demander à l'empennage horizontal une déportance plus importante. De nombreux accidents mortels récents ont malheureusement montré qu'il est tres difficile de prévoir la distance nécessaire a l'atterrissage d'un avion moderne sur piste verglacée, et de maintenir la trajectoire de l'avion rectiligne apres l'atterrissage maigre les systèmes existants aujourd'hui, comme les inverseurs de poussées par exemple. Les ailettes marginales, appelees en Anglais "winglets" sont connues depuis plusieures annees, et sont meAme montées sur des avions comme le DC 10 ou le Challenger 601. Les ailettes marginales de part leur forme et leur position, en redressant le courant d'air en bout d'aile permettent de modifier la repartition de portance tout au long de la voilure et d'ameliorer le rendement aerodynamique de l'avion. Les brevets américains numeros 4 190 219, 4 205 810 et 4 245 804 d'éfinissent des ailettes marginales a formes tres specifiques rigidement fixes en extremité de voilure. Ce n'est pas le cas de l'invention présentée ici qui permet de rendre les Swingletsft mobiles et mues par un automatis..e, l'atterrissage et d'améliorer brusquement l'écoulement aerodynamique autour des ailerons, d'augmenter la portance de l'empennage, de diminuer la finesse de l'avion, afin de diminuer la distance nécéssaire à l'atterrissage, et d'améliorer la tenue de l'avion sur la piste, notamment sur piste glissante. Le brevet GB-A-576 125 presente des ailettes mobiles particulieres. Si la possibilite d'utiliser ces surfaces comme volets, ailerons ou aérofreins a été citée, il n'est pas fait mention de moyen d'automatisme donnant la possibilite d'utiliser des winglets mobiles, precisement juste apres la rotation, a l'atterrissage, afin de modifier notemment la pression des roues sur la piste et d'entraîner les avantages décrits par l'invention exposee ici. Un but de l'invention est d'améliorer l'aérodynamisme d'une voilure d'avion grace a la mise en oeuvre d'ailettes marginales et notemment dXaméliorer en vol la finesse de l'avion. On sait que la finesse f d'un avion est.definie par le rapport f = Cz/Cx ou Cz est le coerficient de portance et Cx le coefficient de traînée de l'avion. Une augmentation de la finesse entraine une serie d'avantages vises par l'invention, à savoir une réduction de 12 consommation de carburant et une augmentation de rayon d'action. Un objet de l'invention est de placer des winglets ame'liorant l'aérodynamisme de la voilure, de les rendre mobiles et de les relier a moyen d'automatisme afin qu'elles soient mues suivant un mouvement ayant pour effet, à l'atterrissage, de donner la possibilité d'augmenter l'incidence de la voilure de l'avion, de diminuer le rapport Cz/C (appele finesse), d'améliorer l'ecoulement aérodynamique autours des ailerons, et d'augmenter la pression des roues sur sur le sol afin de diminuer sensiblement la longueur de piste nécéssaire a l'atterrissage , et d'eviter les sorties de piste de l'avion, surtout sur pistes glissantes. Juste avant l'atterrissage , lors de la rotation finale, les avions ont en général une position tres cabrée, comme le montre la figure 1. L'empennage a une portances dirigee vers le bas (appelee déportance), afin d'équilibrer le couple piqueur naturel de l'avion. > 1 En braquant les "winglets" fortement, la répartition de portance est modifiée et la valeur de la finesse f diminue, ce qui entre autres choses, diminue la portance P avoir figure 1). La diminution de portance permet de mieux plaquer l'avion au sol et de donner a l'empennage une incidence encore supérieure ce qui augmente la deportance T et par voie de concéquence la pression exercee par les roues sur le sol. On voit donc qu'il est tres avantageux de braquer d soudainement les winglets a l'atterrissage, dés le toucher des roues sur le sol, afin de profiter au mieux des avantages de cette invention. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description détaillée qui va suivre, et a l'examen des dessins annexes, qui representent a titre d'exemples non limitatifs, des exemples de mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un avion juste avant l'atterrissage. La figure 2 represente un exemple de fealís2tion simple ou une winglet montée mobile en extremit de voilure est actionnée par un électro-aimant. Lorsque l'electro-aimant est exit e, la bielle R rappelle la winglet vers le fuselage avion. La figure 3 représente un exemple de réalisat on d'un circuit électrique où l'electro-aimant est existé seulement lorsque le contacteur C1 place sur un amortisseur de t-rain d'atterrissage est fermé (amortisseur partiellement enfoncé ) et lorsque le contacteur C2 place sur la manette des gaz est ferme (manettes en position moteurs reduits ). L'objet de cette invention est caractérisé par l'adjonction a un avion d'une ailette marginale montee mobile a choque extremite de voilure et mue par un moyen d'automatisme permettant le reglage de sa position selon un angle d'attaque reglable en foncticn de la situation de l'avion par rapport a la piste d'atterrissage et venant brusquement en position braquée dans les quelques secondes qui suivent le toucher d'au moins une roues d'un train d'atterrissage sur. le sol, dans la mesure ou la pousSe propulsive des moteurs est faible. I1 est possible de concevoir suivant ce principe un système ou le moyen d'automatisme permettant le reglage de la position de chaque winglet" serait constitue par un electro-aimant active par un contacteur placé sur un amortisseur d'un train d'atterrissage et par un autre contacteur placé sur les manettes des gaz afin que l'elctrô-aimant soit active lorsque l'avion a touché le sol et que les manettes de gaz sont en position reduites. Il est également possible de concevoir suivant le meme principe un systeme ou le moyen d'automatisme permettant le reglage de la position de chaque "winglet"est constitué par un verin hydraulique mis en pression par deux electro-vannes placees en série et respectivement excitées par un contacteur place sur un amortisseur d'un train d'atterrissage et un contacteur placé sur les manettes des gaz afin de modifier la position de chaque "winglet" dès le toucher des roues, dans la mesure ou la poussée propulsive des moteurs est faible. Afin d'assurer le maximum de sécurité au systeme, il est possible de remplacer le contacteur place sur-un amortisseur d'un train d'atterrissage par un ensemble de contacteurs dont certains sont montés en serie, d'autres en parallele et placés sur plusieurs amortiseurs de train d'atterrissage. Il est possible d'améliorer le systeme en remplacant le contacteur place sur les commandes de gaz par un ensemble de plusieurs contacteurs dont certains sont montés en serie d'autres en parallèle et placés sur différentes manettes des gaz. Il est possible d'améliorer le systeme en conmandant chaque "winglet" par un automatisme indépenuant afin de compenser des assymétries à l'atterrissage, comme par exemple une assymetrie due a une panne d'un inverseur de poussée place en dehors du plan de symétrie avion. Dans le cas d'un bimoteur par exemple le contacteur de manette des gaz pourrait etre place sur la manette d'un inverseur de poussées situe du cot opposé de la "winglet" correspondante. Il est également possible d'améliorer le système en remplacant chaque "winglet" par un ensemble de plusieures "winglets" placees en bout d'aile dont certaines sont fixes et d'autres mobiles. Il est possible d'améliorer le système en montant certaines wwingletsn libres et en les commandant indirectement par un volet de conception classique en Anglais appele "Trim". REVENDICATIONS 1- Avion muni d'ailettes marginales destinees à améliorer l'aérodynamisme de la voilure d'un aeronef, caractérisées en ce qu'elles sont montées mobiles a ltextrémité des ailes de l'avion et qu'elles sont mues par un moyen d'autcmatisine perettant le reglage de la position de chaque ailette marginale selon un angle d'attaque variant brusquement, et devenant important, dans les quelques secondes qui suivent le toucher d'au moins une roue d'un train d'atterrissage de l'avion sur le sol, et seulement dans la mesure ou la poussée propulsive des moteurs est faible. 2- Avion selon la revendication 1 ou le moyen d'automatisme permettant ie reglage de position de chaque ailette marginale est constitué par un électro-aimant activé par un contacteur placé sur un amortisseur d'un train d'atterrissage et par un autre contacteur place sur une manette des gaz afin que I'électro-aimant soit active lorsque l'avion a touché le sol et que les manettes des gaz sont en position réduites. 3- Avion selon la revendication 1 ou le moyen d'automatisme est constitué par un verin mis en pression par du fluide hydraulique introduit dans le circuit oar deux électrovannes placées en serie, l'une etant ouverte des que le contacteur placé sur un amortisseur d'un train d'atterrissage est ferme signalant que cet amortisseur est partiellement enfonce, et l'autre électrovanne etant ouverte lorsque le contacteur placé sur les manettes de gaz est ouvert indiquant que la poussée propulsive des moteurs est faible. 4- Avion selon la revendication 2 ou le contacteur placé sur un amortisseur d'un train d'atterrissage est renplacé par un ensemble de plusieurs contacteurs dont certains sont montés en serie d'autres en parallele et placés sur plusieurs amortisseurs de trains d'atterrissage. 5- Avion selon ia revendication 2 ou le contacteur place sur une manette des gaz est remplacé par un ensenble de plusieurs contacteurs dont certains sont montés en serie d'autres en parallele et placés sur des organes de l'avion reflettant la valeur des poussées propulsives. 6- Avion selon la revendication 3 ou le contacteur place' sur un amortisseur d'un train d'atterrissage est remplacé par un ensemble de plusieurs contacteurs dont certains sont montés en série d'autres en parallele et placés sur différents amortisseurs de trains d'atterrissage. 7- Avion selon la revendication 3 ou le contacteur place' sur une manette des gaz est remplace par un ensemble de plusieurs contacteurs dont certains sont montes en serie d'autres en parallèle et placéssur des organes de l'avion reflettant la valeurs des forces propulsives. 8- Avion selon la revendication 1 ou chaque ailette marginale est remplacée par un ensemble de plusieures ailettes marginales dont certaines sont mobiles et d'autres fixes et ou certaines sont jointes et d'autres disjointes. 9- Avion selon la revendication 1 ou chaque ailette marginale est montée libre et actionnée indirectement par un volet appele "trimez