Brevet FR2548133A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne la structure d'aile pour aéronefs ultra légers utilisés pour le sport, le voyage ou les travaux aériens. La plupart des appareils, planeurs ou motorisés, produits actuellement, sont compliqués, longs à monter et démonter, et leur utilisation est incommode. en particulier leur aile est généralement compliquée, raidie par de nombreux cables extérieur, son profil est malléspect8, et l'ensemble a un rendement aérodynamique médiocre. DCes structures d'aile, généralement réalisées en tube dural, cables et habillage en tissu genre Dacron, sont de trois catégories principales - longerons tubulaires avant çt arrière, solidarisés par des barres de compression et une triangulation avec tissu simple ou double surface généralement raidi par des lattes. L'ensem ble est rigidifié par des haubans supérieurs et inférieurs, ou des mats. - un seul longeron tubulaire avant, formant bord d'attaque sou ple, entouré de tissu qui se prolonge vers l'arrière, tendu I par des lattes liées souplement au bord d'attaque. Aucun effort de torsion (transmission des efforts de portan ce de l'arrière de l'aile) n'est transmis au bord d'attaque ils sont encaissés par la tension élastique de la toile dans le sens approximatif de l'envergure. Si dans d'autres cas, une torsion est transmise au bord d'attaque par une latte fixée rigidement, celle-ci, rectiligne, n'impose pas son pro fil à la toile. Ces systèmes restent éminemment déformables, ce qui présente plus d'inconvénients que d'avantages. - un longeron tubulaire avant, s'étendant sur environ le quart de la corde de l'aile, constitue un caisson et donne sa for me à l'avant du profil. La partie arrière y est fixée rigidement et lui transmet des efforts de torsion, mais en se fixant, ainsi que la toi le, sur les semelles hautes et basses du caisson. Le système est rigide, mais pratiquement très compliqué et difficile à démonter. Le dispositif de structure d'aile selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. L'aile comporte une partie avant, ou bord d'attaque, tubulaire qui encaisse tous les efforts principaux (flexion et torsion) et une partie arrière, en tissu, raidie par des nervures. Imposant leur forme au profil, les nervures sont encastrées rigidement dans le bord d'attaque, et sont demontables en les retirant par l'arrière. Le bord d'attaque peut etre un simple tube sur lequel sont fixées les pièces d'encastrement des nervures, mais il est plus intéressant que ce bord d'attaque se prolonge jusque vers le quart de la corde de la toile, constituant, selon une solution connue, un bord d'attaque caisson. Les neryures démontables s'enfilent alors dans le caisson de bord d'attaque par des ouvertures pratiquées dans la partie arrière de celui-ci, et sont bloquées vers l'avant, en venant se caler dans sa partie avant. La partie arrière de l'aile est constituée par une membrane souple à l'extrados et à l'intrados (par exemple du tissu Dacron ou similaire). Le tissu d'intrados peut aller jusqu'au bord de fuite, ou s'arrêter avant. En extrados les nervures sont guidées dans le tissu par des fourreaux en tissu et maintenues en position par un dispositif de blocage au bord de fuite, les poussant vers l'avant et par conséquent tirant le tissu vers l'arrière. Le demontage s'effectue en dévérouillant ce dispositif et en retirant les nervures par l'arrière. Le dispositif de blocage des nervures, qui sert en même temps à tendre l'ensemble de l'entoilage, peut être constitué par exemple par des sandows fixes sur le tissu, par un jonc enfilé dans le bord de fuite et prenant appui sur les queues de nervures, ou par un cable tendu d'un bout à l'autre du bord de fuite. Les fourreaux en tissu reprennent les forces aérodynamiques subies par le tissu d'extrados. Le tissu d'intrados peut être simplement tendu entre le bord d'attaque et le bord de fuite. Dans ce cas, des ouvertures percées dans l'intrados égaliseront la pression sur ses deux faces et éviteront sa déformation. Il peut également recevoir des lattes glissées dans des fourreaux pour le raidir Ces lattes seront installées avant les nervures supérieures, qui les maintiendront en place. Les nervures peuvent être réalisées en toutes matières rigides et légères, tube métallique par exemple. Selon une forme de réalisation préférentielle, elles peuvent être constituées par une ame en matériau léger (balsa, mousse plastique expansé) et des semelles en matériau résistant tel que bois, métal, matériau composite (fibre et résine synthétique). Le bord d'attaque caisson peut être réalisé en bois, métal ou en matériau composite. En fabrication industrielle de série, le caisson de bord d'attaque peut être avantageusement réalisé par la technique de stratifié dite d'enroulement fllamentaire. Le tissu constituant la partie arrière de l'aile peut envelopper également le caisson de bord d'attaque. Mais il est plus avantageux et économique qu'il parte de l'arrière du caisson où selon un dispositif connu, il peut être pris dans une coulisse dont le creux est plus important que l'ouverture. La lisière du tissu est enroulée et cousue sur une cordelette constituant une "ralingue", qui est glissée dans la coulisse. Selon l'invention, le profilé rapporté sur le haut et le bas de la face arrière du caisson de bord d'attaque pour constituer la coulisse, sert de semelle de longeron : sa section contournée lui permet de résister efficacement aux effets de compression, flambage, et son épaisseur peut varier en fonction des efforts à supporter. Le contrôle de l'aile en'roulis peut se faire de différentes manières. Selon une forme de réalisation, il se fera par spoilers constitués par des plaques allongées, disposées sur l'extrados de la partie arrière de l'aile, articules par une bande de tissu sur le tissu de revêtement, maintenue en place par les nervures amovibles. Au démontage, le tissu sera roulé autour du spoiler. réal i sation orealisation Selon une autre, par voiets ou ailerons articulés au bord de fuite sur une bande de tissu renforcé portée par une latte de blocage des nervures Selon une autre réalisation, le bord de fuite portera un aileron à fente articulé sur des crosses prolongeant les nervures amovibles. L'aile ainsi constituée pourra être montée soit en canti lever, encastree dans le fuselage, soit haubannce par des mâts supérieurs ou infÇrieurs Un aéronef ultra léger, sans queue à stabilisateur avant, équipé de la voilure démontable, peut se transporter facilement sur le porte-bagage d'une voiture. Les dessins 1 à Il représentent plusieurs modes de réali sation du dispositif. La figure i représente, en coupe, le dispositif suivant l'invention. Le tube de bord d'attaque (1) porte un organe rigide de jonction (2) dans lequel est emboîtée la nervure (3). Le tissu d'extrados (4) est maintenu par le fourreau (-5) qui entoure la nervure et sert également à la guider pendant le montage. La nervure est maintenue en place par le système de blocage de bord de fuite (6), ici constitué par un sandow qui pousse la nervure vers l'avant. La figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'in vention, dans lequel le tube de bord d'attaque est un caisson (1) en bois et contreplaqué par exemple, s'étendant sur environ le quart de la corde de l'aile, dans lequel la nervure (3) pénètre par une fenêtre (2') dans sa face arrière. Le tissu (4) et (4') enveloppe le caisson. Le système de blocage de bord de fuite (6) représenté ici est un cable tendu à ses deux extrémités et pris dans une encoche de la queue de nervure. Dans un autre mode de réalisation (fig.3), le caisson de bord d'attaque est réalisé en stratifié en deux pièces collées, le revêtement et le longeron. L'âme du longeron (7) est rapportée, et ses semelles (8) dont l'épaisseur varie le long de l'envergure suivant les efforts à supporter, forment coulisses (9) pour recevoir, pincée contre l'extrémité du revêtement (9'), la ralingue (10) du tissu de revêtement. Le caisson peut être réalisé en stratifié par enroulement filamentaire (fig.4). Le caisson (1 > de bord d'attaque reçoit des semelles de longeron (8) qui constituent des glissières (9) comme précédemment. La figure 5 montre un dispositif permettant un calage plus précis de la tête de nervure (3) dans le nez du bord d'attaque (1). Un tronçon de profilé stratifié (11) est collé au droit de chaque nervure. La figure 6 montre une manière d'adapter une surface de contrôle en roulis sur une aile suivant l'invention l'extrados porte un "spoiler" ou destructeur de portance (15) pouvant servir également d'aérofrein, articulé par exemple par une bande de tissu prise en ralingue (16). Le spoiler est commandé par un cable (17) agissant-sur un guignol (18) et est rappelé par un sandow ou ressort (19). La figure 7 montre un aileron ou un volet de courbure (22) montés en ralingue (21) sur un fourreau parallèle à l'envergure dans la partie arrière du revêtement (4-4'). Le fourreau est interrompu au droit de chaque nervure pour permettre d'enfiler celles-ci. Elles sont bloquées en position en introduisant une baguette par une extrémité du fourreau. La figure 8 montre une variante de pose d'aileron à fente (22) articulé sur une crosse (23) qui termine la nervure. Un aéronef ultra léger sans queue (fig.9), à stabilisateur avant démontable (24) et équipe de la voilure objet de l'invention permet le transport sur le porte-bagage d'une voiture moyenne, sans en dépasser le gabarit (figiO), l'aile (25) et le stabilisateur (24) rangés dans deux housses de part et d'autre du fuselage (26), les dérives (27) dans le coffre de la voiture. Une telle aile, associée à des spoilers (11) et munie d'une dérive fixe (30) à l'extrémité d'une quille (28), et de haubans rigides profilés (29), fixés sur le trapèze (31), permet la réalisation d'un planeur ultra léger (fig. 11) doté des performances d'un appareil rigide tout en étant très rapidement démontable et facilement transportable. Une telle aile peut être utilisée dans tous les domaines de l'aviation ultra légère, en apportant des qualités aérodynamiques et une démontabilité réelle. REVENDICATIONS 1) Dispositif de structure d'aile d'aeronef ultra léger facilement démontable, caractérisé en ce qu'il comporte un longeron tubulaire (1) de bord d'atta que, des nervures rigides d'épaisseur constante (3) emboîtées dans des pièces de jonction (2) fixées au bord d'attaque et une membrane souple de revête ment (4). 2) Structure d'aile suivant la revendication 1 ca ractérisée en ce que des fourreaux (5) de la même matière que le revêtement souple, et cousus sur lui, servent-de guide lorsqu'on enfile la nervure, et maintiennent le revêtement sur celle-ci en vol. 3) Structure d'aile suivant les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la nervure (3) est mainte nue emboitée dans son support par la traction d'un sandow (6) fixé sur le revêtement, en deux points de part et d'autre de la queue de nervure et engagé dans une encoche de celle-ci. 4) Structure d'aile suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisée en ce que le longeron tubulaire de bord d'attaque constitue un caisson (1) dans le quel les nervures (3) pénètrent par des fenetres (2') pratiquées dans sa face arrière, et viennent se blo quer dans le nez du bord d'attaque. 5) Structure d'aile suivant les revendications 1,2,3 et 4 dont le caisson de bord d'attaque est réalisé en stratifié, le revêtement et le longeron, caractérisé en ce que les semelles (8) dont l'épais seur varie le long de l'envergure suivant les efforts à supporter, forment coulisse (9), pour receyoir, pincee contre l'extrémité du revêtement (1'), la ralingue (10) du tissu de revêtement. 6) Structure d'aile suivant l'ensemble des revendi cations précédentes, dans laquelle le caisson (1) du bord d'attaque est réalisé par enroulement fila mentaire, et caractérisé en ce qu'il reçoit des semelles de longeron (8) qui constituent des glis sières (9) comme précédemment. 7) Structure d'aile suivant l'ensemble des reven dications précédentes caractérisée en ce que le contrôle en roulis et (ou) le rôle d'aérofreln sont assurés par des spoilers (15) fixés en ralingue (16) sur le revêtement supérieur de l'aile. Le spoiler est actionne par un cable (17) et rappelé par un sandow ou ressort (19). 8) Structure d'aile suivant l'ensemble des reven dications 1 à 6 caractérisée en ce qu'un aileron (22) ou un volet de courbure sont montés en ralin gue (21) sur un fourreauparallèle à l'envergure dans la partie arrière du revêtement (4 - 4'). Ce fourreau est interrompu au droit de chaque nervure, pour permettre d'enfiler celles-ci. Elles sont blo quées en position, en introduisant une baguette (20) par une extrémité du fourreau. 9) Structure d'aile suivant l'ensemble des reven dications 1 à 6 caractérisée en ce que l'aileron (22), à fente, est porté par une crosse (23) qui termine les nervures. 10) Aeronef ultra léger caractérisé en ce qu'il com porte une aile (25) suivant I8ensemble des reven dications précédentes, permettant de démonter l'en- semble et de le transporter sur la gallerie d'une petite voiture. 11) Planeur ultra léger caractérisé en ce qu'il com porte une aile suivant l'ensemble des revendications précédentes, dote des performances d'un appareil ri gide, tout en étant démontable et facilement trans portable.