Brevet FR2543104A1 — publié le 19840928

Le but de la présente invention est d'étendre le domaine de vol des ailes volantes. Actuellement les ailes volantes, permettant la pratique du vol libre en pendulaire, sont construites à partir d'une structure en tubes d'aluminium sur laquelle on dispose un profil d'aile en toile. Le pilote, suspendu au centre de gravité, commande l'incidence de de l'aile en déplaçant son corps par rapport à la structure, de même pour l'inclinaison. I1 dispose donc d'un seul paramètre de commande. Selon l'invention, on se propose de conserver la conduite classique du pilotage de l'aile, mais d'y ajouter deux commandes permettant de modi- fier les qualités aérodynamiques de l'aile, c'est-à-dire, son épaisseur et sa courbure. Le pilote dispose, selon l'invention, de deux paramètres de commande. Le pilotage est hybride : pendulaire et aérodynamique. Réalisation de l'invention : l'allure générale de l'aile est représenv tée Fig. 1 (Planche 1). Une structure triangulaire de base, formée de tubes en fibre de carbone 1, 2, 3, 4, 5, sous laquelle est fixé le triangle de commande 6, au centre de gravité. Planche 2, Fig. 2, on a représenté l'in- vention en coupe suivant AB. Sur le triangle de commande 6, on place les deux leviers de commande 11 et 12 axés sur la barre 7, pivotant sur celle-ci. Ces leviers, par l'in- termédiaire de câbles et de renvois, pourront manoeuvrer les profils de l'aile, au nombre de trois, disposés comme l'indique la Fig. 3 (Planche 3) un profil inférieur avant 30, dont le bord d'attaque est porté par la barre 4, un profil inférieur arrière 31, dont le bord d'attaque est porté par la barre 5. Enfin, Fig. 4 (Planche 3), un profil triangulaire 36, dont les bords d'attaque sont portés par les barres 1 et 3. Ce profil recouvre les profils 30 et 31 et, est muni d'un orifice 361, permettant le passage du mât de haubanage.Les espaces 32, 33, 34, 35, Fig. 3, permettent la réalimentation en air des profils inférieurs dont, chaque extrémité est rattachée à la barre qui la jouxte, par les ressorts 37, 38, 39, 40 (Fig. 3). Les trois profils sont manoeuvrés par leur bord de fuite : les deux profils inférieurs 30 et 31 par leur poche de quille 301 et 311 Fig. 9 (Planche 6), à travers lesquelles passe le tube 2, le profil 36 par le bord de fuite du médian de chaque demi-voilure. Une balance aérodynamique 19, Fig. 5 (Planche 4), parallèle au tube 2, axée sur ltétrier de suspension 191, peut pivoter dans le plan vertical. Sa partie avant est coudée vers le bas; elle est rattachée à l'arrière, au bas de la poche de quille 311 de la voilure arrière 31, à l'avant, au bas de la poche de quille 301 de la voilure avant 30. Ainsi, le bord de fuite du profil 31 se déplace vers le bas, le bord de fuite du profil 30 se déplace vers le haut et inversement. Les commandes sont représentées Fig. 5 (Planche 4). Chacune d'elles est composée d'un secteur semi-circulaire formé de deux parties identiques 125 et 126, accolées avec des boulons; ce secteur pivote sur la barre 7, et porte un bras de levier horizontal 12 et verticalement une butée 121, munie de ressorts fixés sur la barre 8, qui rappellent la commande au neutre. De chaque secteur semi-circulaire partent 2 câbles 1" Le câble 25, (commande droite) part du bas du secteur, passe par les poulies 22 et 23 portes par la barre 4 et vient se fixer au bras de levier 16, Fig. 1 (Planche 1). De même le câble 24 passe par les poulies 21 et 20 pour se fixer au levier 15, pour la commande de gauche. Les leviers 15 et 16 sont identiques. La Fig. 6 (Planche 5) en repré- sente un . La partie 164 du levier 16 est fixée au bord de fuite sous la voilure 36, comme indiqué Fig. 9 (Planche 6). De même la partie 154 du levier 15. La voilure 36 voit donc son calage augmenter du côt correspondant au mouvement vers le haut d'un des leviers 11 ou 12. Ceci produit donc une action aérodynamique en roulis. 2 Le câble 27, part du haut du secteur vers le renvoi à 90 , 14, Fig. 1 (Planche 1) fixé sur la barre 5, voir le détail Fig. 7 (Planche 5). De ce renvoi part un câble 29 ; de même du secteur formé des pièces 115 et 116 part le câble 26 vers le renvoi à 904, 13, et de celui-ci, le câble 28. Les câbles 28 et 29 se rejoignent sur le levier 18, Fig. 8 (Planche5), fixé sur le renvoi d'angle 17. Celui-ci est formé de 2 parties semi-circulaires 171 et 172 et pivote sur un axe horizontal 173, traversant la barre 2. Ce renvoi 17 porte un tube 191, pouvant pivoter sur l'axe horizontal 192. La barre 19 qui coulisse dans le tube 191 sera munie à cet endroit d'une lumière permettant le passage de 11 axe 192. Ainsi, tout mouvement vers le haut des leviers 11 et/ou- 12 provoque une traction sur les câbles 28 et/ou 29, le pivotement du renvoi 17 entrainant un mouvement de la barre 19 vers le bas, ce qui modifie le calage des profils 30 et 31 comme dit plus haut. Cette action sur les commandes 11 et 12 fait varier 1'épaisseur et la courbure globale de l'aile. Selon une variante, l'action du pilote sur les bras-de levier 11 et 12 peut être assistée. Pour cela, on dispose Fig. 5 (Planche 4) un profil qui pivote autour d'un axe horizontal 122, fixé sur le levier 12. De même, un profil 110 est placé sur le levier 11. L'axe de rotation de ces profils porte un axe vertical 125.Et. avant de ce profil,sur le levier 12,on dispose un axe de rotation 131,paralléle à l'axe 122;l'axe de rotation 131 porte::une poignée 123,solidaire de celui-oi,et un bras vertical 130,parallèle au bras de levier 129.Les bras verticaux 129 et 130 sont relis par les cables 127 et 128.On forme ainsi un parallèlo gramme de commande deformable,permettant d'agir à distance sur le pro- fil 120. On dispose des élements identiques sur le bras 117symétriquement par rapport au plan vertical,passant par la barre 2 Lorsoue le pilote tire sur la poignée 123 vers l'arrière,il augmente l'incidence du profil 120 et crée une force aérodynamique diri- gee-vers le haut,l'aidant à soulever le levier 12.L'effet-est inver- sé @'il pousse la poignée.Le pilotage des profils 3C,31 et 36 est donc assisté.Pour augmenter l'assistance,on recule la positron du profil sur le bras de levier,ou o augmente la surface du profil. Selon une autre variante,on peut placer directetent la poignée 123 sur l'axe du profil. Selon une autre variante,onpeut placer les poignées de commande 113 et 123,sur la barre 7.La commande des profils est à distance;cette variantepermet de voler couché dans le harnais de suspension,ce qui diminue la trainée. Une autre variante consiste à placer les bras de levier vers l'avant de l'autre coté de la barre 7,par rapport au pilote.ans ce cas,les profils d'assistance sont placés à l'avant et les poignées 113 et 123 sur la barre 7.Les cables reliant les poignées aux profils seront croisés,pour obtenir le même effet sur les voilures 3C,31 et 36. Si le pilote vole assis,il place les pieds dans les étriers 9 t 10 pour commander l'incidence avec ses jambes qui poussent sur la barre 8 Fig.5 (Planche 4). Le fonctionnement de l'aile,selon l'invention,est le suivant; après un décollage classique en courant sur une pente9les commandes au neutre,l'aile est dans la configuration Fig.9(Planche son épais seur et sa courbure globales sont importantes.APPELONS "b" la polaire de cette aile.Le pilote tirant les commandes vers l'arrière,(Planche 7 Fig.10,l'épaisseur et la courbure globales de l'aile diminuent.Appe- lons "a" la polaire de cette aile. Entre "a" et "b" il existe une infinité de polaires,fonction du braquage des leviers 11 et 12.Le pilote dispose ainsi,entre ces deux polaires,d'un domaine de vol important,lui permettantd'associer soit une incidence à différentes configurations,soit différentes incédences à une configuration.Le domaine de maneuvre de l'aile, se trouve considérablement augmenté 2 comme indiqué sur le schéma ci-dessous. -I pi ,p 1, p 3 ''e li cx Par ailleurs,les profils 30 et 36,dont lesmouvements ve@@ ie haut ou le bas sont toutours inversés,provcquant un effet d'aspiration quand ils s'éloignent,et,de refoulement quan@ ils se rapprochent. Dans le venturi à section variable ainsi créé,le pilote,en maneu- vrant ses commandes alternativement vers le haut et le bas,tout en maintenant une trajectoire en agissant sur l'incidence,accélère le débit e l'air dans les profils porteurs.Il y a donc augmentation de la vitesse de l'écoulement d'air. La finesse de l'aile peut donc augmenter par l'apport d'énergie musculaire fournie par les mains déplaçant les poignées de commande, et les jambes poussant sur les étriprs 9 et 10. Le nombre des leviers munis de profils d'assistance,maneuvrant des profils porteurs n'est pas limité à 2,et peut être augmenté, de même, le nombre des profils porteurs n'est pas limité à 3. Les effets de fentes,créés dans l'aile,déjà connus pour l'amélio- ration des performances au décrochage,nous paraissent,selon l'inven tion,susceptibles de diminuer les accidents dus au vent traversier au décollage et à 1'atterrisaage. REVEND ICATIONS 1") Dispositif de Bras de Leviers manoeuvrés par le pilote d'une aile volante, pour faire varier le calage des profils qui la composent, caractérisé en ce qu'il comporte : deux leviers (11 et 12) reliés aux leviers (15,16,17 et 19) par les câbles (24,25,26,27,- 28 et 29) et par les renvois d'angle (13 et 14), aux profils 30,31 et 36). 2") Dispositif selon la renvendication I, caractérisé par le fait que les leviers (Il et 12) sont indépendants et pivotent dans des plans perpendiculaires à la barre (7) sur laquelle ils s'appuient, grâce à leurs supports respectifs (115,116 et 125,126) qui tournent librement sur la barre(7). Ces supports sont munis de butées à ressorts (111 et 121) limitant le débattement du levier qui lui correspond. 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les leviers (11 et 12) agissent indépendamment sur les leviers (15 et 16) et agissent simultanément sur le levier (17) qui abaisse la barre (19) par le tube coulissant (191) lequel entraine la poche de quille (311) du profil (31) à son bord de fuite. 4 ) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les leviers (11 et 12) supportent chacun, un profil aérodynamique (110, 120) pivotant sur l'axe (112,122) placé sur le levier cl1,12) et est muni dtune butée à ressorts (114,124) qui limite son débattement par rapport à l'axe du levier (11,12) sur lequel sont-fixés les ressorts de la butée, le rôle dudit profil étant d'assister la manoeuvre du levier qui le porte. 50) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les axes (112,122) des profils (110,120) supportent un axe (119,129), solidaire du profil, et que ce dernier axe muni d'une poignée (113,123) permet au pilote d'orienter le profil vers le haut ou le bas dans ltécoulement du fluide. 6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'axe (129,119) est actionné à distance par le pilote, la poignée (123,113) fixée sur l'axe (130,140) lequel est parallèle à l'axe (129) et relié à celui-ci par les câbles (117,127 et 118,128), ladite poignée (123,113) et son axe associé (130,140) pouvant être placée en n1 importe quel point du levier (11,12) ou sur la barre (7). 7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la barre (19) pivote sur l'axe (191) au centre de gravité de l'aile et dans le plan vertical, qu'elle est rattachée à ses extrémités au bord de fuite (301) du profil (30) et (311) du profil (31), de telle sorte que les calages en incidence de ces profils (30 et 31) varient de façon inverse. R E V E N D I C A T I O N S (Suite) 8 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que de chaque levier (11 et 12) partent deux câbles (24,26 et 25,27), que les câbles (24 et 25) restent séparés pour aller se fixer sur les leviers (15 et 16) qui manoeuvrent les demi-voilures (36), tandis que les câbles (26 et 27) fixés aux renvois d'angle (13 et 14) sont ramenés par les câbles (28 et 29) sur la barre (18) qui commande le levier (17), de telle sorte que le déplacement d'un seul levier (11 ou 12) provoque deux actions: un calage différentiel sur le profil (36) et un calage global sur les profils (30 et 31). 9 ) Dispositif selon la revendication 1, et les revendications 3 et 7, caractérisé par le fait que les leviers (11 et 12) par leur action sur la chaine des leviers (15,16,17,19) provoquent entre les profils (30 et 36) une diminution de la section d'écoulement s'ils sont levés et une augmentation de la section s'ils sont baissés, de telle sorte que le venturi créé entre les profils (30 et 36) soit à section variable.