Brevet FR2557065A1 — publié le 19850628

La présente invention concerne des aérodynes a deux ailes portantes a à facettes, reliées par des dérives, formant un polyèdre fermé. Parmi les avions a deux ailes, le plus connu est le biplan classique dont la rigidité est assurée par un haubannage très nuisible a la finesse de l'appareil. On connait assi des avions sur lesquelles les deux ailes sont reliées de diverses manières a leurs extrémités par des corps profilés ou des dérives. Les voilures a de ailes portantes comportent des avantages tant du point de vue de la structure que du point aérodynamique. Elles permettent de réduire la surface de chaque aile et donc de répartir les charges tout en procurant un grand allongement propice a la finesse. Le problème aérodynamique majeur réside dans l'interfé- rence entre les deux ailes qui, dans le cas dune mauvaise dispositipn, pet avoir des effets très néfastes. Cependant on sait que l'interférence entre les deux ailes n'est pas toujours nuisible mais, grâce a un certain nombre de dispositions peut méme améliorer leur efficacité tant du point de vue de la trainée que de la portance. I1 a été démontré en soufflerie que la deuxième aile, placée en arrière de la première aile se trouve dans son sillage et offre moins de résistance que dans un écoulement libre. Par ailleurs, quand la deuxième aile se trouve légèrement en-dessous de la première aile, sous un angle d'attaque supérieur a celui de l'aile avant, la défection de l'air causée par l'aile avant retarde le décollement de l'air sur l'extrados de l'aile arrière et améliore la portance. Selon les conditions de vol et les caractéristiques des ailes il existe entre les ailes une Position Relative Optimale dans laquelle les interférences sont favorables non seulement à la portance mais aussi a une réduction de la trainée: l'aile arrière est en-dessous de l'aile avant et le bord de fuite de l'aile avant se trouve devant le bord dat- taque de l'aile arrière. Selon les profils et les conditions de vol, dans le cas ailes de sections identiques, la dis tance verticale entre les deux ailes varie autour du quart de la corde. Le bord de fuite de 1 aile avant se trouve sen siblement au même aplomb que le bord d'attaque de l'aile arrière.L'angle d'attaque de l'aile arrière est supérieur à l'angle d'attaque de l'aile avantS la différence va de deux à six degrés selon les conditions de vol. L'objet de la présente invention est d'obtenir une voi lure à deux ailes portantes très légère et triés rigide. Un autre objet est de maintenir tout le long de la voilure une position des ailes la plus proche de la position relative optimale. Un avion ou un planeur conforme a l'invention est réalisé de la manière suivante. De chaque ctté du fuselage la voilure se compose essentiellement de trois parties délimitées par des dérives qui relient les ailes avant aux ailes arrières: 1- La partie centrale qui part du fuselage. L'implanture de l'aile arrière se trouve en-dessous de lwimplanture de l'aile avant dans une position la plus proche de la posi tion relative optimale mais qui doit entre aussi compatible avec la structure du fuselage et donc du type de I aérodyne. L'aile arrière prend un dièdre positif, vers le haut, ainsi qu'une flèche inverse, vers l'avant, afin de se rapprocher de l'aile avant dans la position relative optimale. Les deux ailes sont alors reliées par une première dérive appelée dérive centrale qui part de l'intrados de l'aile avant et se raccorde à extrados de l'aile arrière. Les dérives centrales peuvent constituer des supports des moteurs et des trains d'aterrissage. 2- La partie médiane de la voilure. A partir de la dérive centrale les de ailes sont de sections constantes et se maintiennent parallèles l'une a l'autre dans une position relative optimale. Une dérive. médiane reliant les ailes avant et arrières constitue la limite de la partie médiane. Des dérives intermédiaires reliant les ailes avant aux ailes arrières contribuent å la rigidité de la voilure dans cette partie médiane Les raccordements des dérives aux ailes peuvent comporter des supports réglables afin d'optimiser l'aérodyne au conditions de vol. Ce réglage est particulièrement utile pour les planeurs. Dans le cas de certains types d'avions ou de planeurs de hautes performantes, la partie centrale se rapproche le plus possible de la position relative optimale et donc de la partie médiane. A la limite les de parties sont confondues en une seule 3- La La partie terne de la voilure n partir de la deuxième dérive les cordes des ai les se réduisent graduelle ment Les ailes convergent de nouveau en se rejoignant presque a leurs extrémités sur une dérive externe. Ces trui parties de la voilure constituent autour du fuselage 1 es facettes d'un polyèdre ferme, reliées entre elles par des dérives. Cette description constitue un aérodyne type conforme a 1 @ i invention dont les figures suivantes montrent avec plus de détails des exemples de réalisation: La figure 1 montre une demi-vue en plan d'un avion conforme à l'invention. La figure 2 montre une dem3-vue frontale de cet avion La figure 3 montre une demi-vue en plan d'un aérodyne conforme a l'invention dans une variante simplifiée La figure 4 montre une coupe de la voilure ri 1Fempla- cement de la dérive centrale. La figure 5 montre une demi-vue en plan dun avion conforme a l'invention dans une seconde variante simplifiée Les figures 1 et 2 montrent une réalisation la plus générale d'un aérodyne conforme à l'invention Les moteurs ne sont pas représentés et selon les cas seront accolés au fuselage ou a la voilure. Les empennages 5 et 6 sont classiques et se trouvent a i lari-ibre du fuselage i La voilure est composée de trois parties. - La partie centrale: les ailes avant 2a et arrière 2b sont implantées respectivement en haut et en bas du fuselage 1. Elles convergent vers la dérive centrale 2d qui relie l'intrados de l'aile avant a l'extrados de l'aile arrière. L'aile arrière est pourvue de la gouverne 2c. - La partie médiane: les deux ailes avant 3a et arrière 3b sont dans une position relative optimale et sont de sections constantes. Elles restent parallèles jusqu'a la dérive médiane d à laquelle elles sont reliées. Une ou plusieurs dérives intermédiaires 3f renforcent la rigidité de la voilure. L'aile arrière est pourvue d'une ou de plusieurs gouvernes 3c. - La partie externe: les profondeurs des deux ailes avant 4a et arrière 4b diminuent graduellement. Les deux ailes convergent de nouveau et se rejoignent presque sur la dérive externe 4d constituant une triangulation qui renforce la structure tout en diminuant la trainée induite. L'aile arrière dispose de la gouverne 4c. La figure 3 montre une réalisation simplifiée conforme a l'invention dans laquelle les ailes de la partie centrale 2a et 2b sont parallèles et sont confondues avec les ailes 3a et 3b de la partie médiane. La partie externe est inchangée par rapport a la réalisation la plus générale décrite précédemment. La figure 4 montre une coupe de la voilure correspondante à la figure 3 à l'emplacement de la dérive centrale Zd qui relie l'intrados de laize avant à l'extrades de l'aile arrière . Les ailes avant va et arrière 2b sont dans une position relative optimale: le bord d'attaque de l'aile arrière est légèrement en arrière de l'aile avant. La distance verticale entre les ailes est d'environ le quart de la corde moyenne des ailes. L'angle d'attaque de l'aile arrière est de 3 à 7 supérieur b celui de l'aile avant. La figure 5 montre une seconde version simplifiée conforme à l'invention dans laquelle la partie médiane est réduite à zéro. Les deux ailes avant et arrière 2a et 2b sont implantées respectivement très en avant et très en arrière du fuselage 1. L'empennage de profondeur 7 est de type canard. REVENDICATIONS 1- Aérodyne comportant une voilure, a deux ailes portantes, constituée de chaque cOtb du fuselage de trois parties en -facettesZ -La partie centrale dans laquelle les deux ailes partent du fuselage et convergent vers une première dérive a laquelle elles sont reliées. -La partie médiane dans laquelle les deux ailes sont de sections constantes et restent parallèles jusqu'à une deuxième dérive a laquelle elles sont reliées. -La partie externe dans laquelle les deux. ailes diminuent en profondeur et convergent en se rejoignant sur une dérive externe a laquelle elles sont reliées. Les trois parties constituent un cadre fermé polyédrique dont les facettes sont reliées entre elles par des dérives. 2- Aérodyne selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie centrale et la partie médiane sont confondues. 3- aérodyne selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie médiane est réduite a zéro. La partie centrale est directement reliée a la partie externe. 4- Aérodyne selon les revendications 1 ou 2 ou 3 carac térisé en ce que les dérives servent de support des moteurs et des trains d'atterrissage.