Brevet FR2561617A1 — publié le 19850927

Llobjet principal de la présente invention est un nouveau procédé d'uti- lisation des forces de traction et de sustentation inherentes aux ailes des appareils d'aviation de type ornithoptere caractérisé par les divers mouvements pratiques par deux ailes battantes decrivant ensemble, dans l'espace, ulule trajectoire représentant une succession de traces triangu- laires entrelaces. Pendant le pareours de ces divers mouvements des for- ces identiques s'exercent egalement selon la variation de cette trajectoire sur chacune des deux ailes battantes.Par leur incidence qui varie automatiquement en cours de fonctionnement de l'appareil, ces deux ailes battantes permettent, lorsqu'elles effectuent leur descente, laquelle est par rapport à la verticale, legerement inclinee vers l'avant de l'appareil, une traction et une sustentation simultanées. Ensuite9 lorsqu'elles effectuent leur montée, laquelle est également légèrement inclinee, et ce, après avoir effectue un leger glissement horizontal vers l'carrière de l'appareil, ces deux ailes battantes permettent, une sustentation sans effet de traction.Ce nouveau procédé permet une augmentation de l'efficacite des forces de traction et sustentation des appareils precites en rdduisant suffisamment les effets nuisibles de roulis et de tangage et en améliorant aussi leurs vols par une réduction considérable de la puissance motrice qui ordinairement est nécessaire à leur fonctionnement. Pour réaliser ces divers mouvements des deux ailes battantes la présente invention utilise une pluralité d'éléments méca- niques dont la combinaison permet d'obtenir ce résultat recherché. Ainsi le procédé pour aboutir à ses fins comporte deux ailes battantes inhérentes à un cadre rigide ou prend place le pilote.Ces ailes battantes sont disposées horizontalement et parallèlement l'une par rapport à l'autre au-dessus du-dit cadre rigide afin que le centre de gravite de l'ensemble soit constamment situé au-dessous d'elles. Une armature légère associe chacune de ces deux ailes par des articulations appropriées. Un mécanisme muni d'élastiques ou ressorts permet une variation automatique de l'incidence de chacune de ces ailes en cours de fonctionnement. Des barres ou tubes articulés permettent les mouvements, soit descente, soit montée, de ces ailes car ces barres ou tubes articulés sont d'une part, inhérents à l'armature légère précitée et d'autre part inhérents au cadre rigide, par une pluralité de leviers servant à démultiplier la force motrice de l'appareil en prenant leur appui sur le dit cadre rigide par des articulations appropriées.Voici donc, entre autres, les principaux éléments mécaniques utilisés par le procédé selon 1 invention pour atteindre son but. L'etat de la technique dans ce secteur considéré est actuellement tel que les combinaisons connues, permettant l'utilisation des forces de traction et de sustentation des appareils d'aviation, nécessitent une consommation d'énergie motrice tres importante pour obtenir chacun leur décollage et stabiliser leur vol et quant aux appareils de type ornithoptère précisément, ils ont pour principaux inconvénients d'avoir en cours de fonctionnement des effets nuisibles et très importants de roulis et de tangage interdisant même leur vol.Le procédé selon l'invention consiste en une nouvelle utilisation des forces de traction et sustentation inhérentes aux ailes des appareils d'aviation de type ornithoptere. Il est caractérisé principalement par les divers mouvements pratiqués par deux ailes battantes, décrivant ensemble, dans l'espace, une trajectoire représentant une succession de tracés triangulaires entrelacés. Pendant cette trajectoire des forces identiques s'exercent également sur chacune de ces ailes. Ces deux ailes battantes, par leur incidence qui varie automatiquement en cours de fonctionnement de 11 appareil, lorsqu'elles effectuent leur descente, laquelle est par rapport à la verticale légèrement inclinée vers l'avant de l'appareil, permettent une traction et une sustentation simultanées. Ensuite, lorsqu'elles effectuent leur montée, laquelle est aussi légèrement inclinée, et ce, apres avoir effectué un léger glissement horizontal vers l'arrière de l'appareil, ces deux ailes battantes permettent une sustentation sans effet de traction. Ce nouveau procédé permet ainsi une augmentation de l'efficacité des forces de traction et sustentation des appareils précités. Le procédé selon l'invention permet de réduire considérablement la puissance motrice nécessaire aux vols des appareils d'aviation ce qui est un avantage important. Ce procédé permet, en outre, de pouvoir par exemple, réaliser et faire voler une machine plus lourde que l'air, actionnée éventuellement par la force musculaire humaine, ou bien, par un moteur de très faible puissance.Le procédé précité, utilise en effet, tous les mouvements et fonctions nécessaires à l'obtention d'un résultat positif maximum quant à la traction et à la sustentation d'un appareil d'aviation disposant d'une faible force motrice Un autre avantage de ce procédé est sa réalisation mécanique principalement constitué par un dispositif original réduisant suffisamment les effets nuisibles à un bon fonctionnement de l'appareil, de roulis et de tangage, ce qui rend possible et aisé le pilotage de l'appareil qui en est pourvu. Ce dispositif mécanique original comporte entre autres. éléments indispensables deux ailes battantes pratiquant ensemble deux mouvements particuliers, l'un descendant, l'autre montant effectuant chacun par rapport à la verticale une légère inclinaison. Ainsi ces deux ailes pratiquent deux mouvements particuliers et alternatifs qui sont, d'abord descente, ensuite montée et qui ont chacun deux directions. Pendant la descente leur mouvement s'exerce du haut vers le bas de l'appareil en effectuant une légère inclinaison vers l'avant de celui-ci. Ce mouvement a pour conséquence pour les deux ailes grâce à leur incidence qui varie automatiquement en cours de fonctionnement et aux divers filets d'air ainsi réalisés, d'être positif ; car il permet à ces deux ailes d'utiliser rationnellement les lois de la mécanique des fluides et de l'aérodynamisme en créant sur leur intrados une pression et sur leur extrados une dépression ainsi qu'une traction et une sustentation simultanées, assurant à l'appareil un décollage et un vol ascensionnel efficace. Pendant cette descente des deux ailes, la réalisation simultanément d'une traction et d'une sustentation suivant une trajectoire angulaire variable vers le haut et vers l'avant de l'appareil, est comparable à l'action, en remplaçant assurément celle-ci avantageusement, d'une pluralité de pales d'hélice, ayant chacune un grand pas et une large portance.Pendant cette descente de ces deux ailes un autre avantage est, si l'appareil fonctionne par exemple à l'aide de la force musculaire humaine ou par une autre force motrice très faible, la réalisation d'une accélération importante procurant à cet appareil une économie d'energie. En effet, ce phénomène peut trouver une comparaison avec celui produit par un wagonnet glissant sur un rail incliné et sous lequel est suspendu, par un cable directement lié à ce wagonnet, un homme faisant constamment l'effort musculaire de s'élever vers lui, ce qui a pour conséquence une augmentation de l'effet de pesanteur et par transformation de cet effet de pesanteur, une croissance de la vitesse de chute du wagonnet en question ; lequel possède alors un point d'appui glissant sur le rail.Cet appareil selon l'invention utilise donc constamment pour réaliser son vol ascensionnel l'aide de la force de pesanteur comme le wagonnet precité et ajoutée à ses moyens de traction et de sustentation. Quant au mouvement de ses deux ailes battantes, pendant la montée ; après que, malgré une variation automatique et appropriée de leur incidence, elles aient effectué positivement un léger glissement horizontal vers l'arrière de l'appareil ; ces deux ailes suivent des directions inverses à celles qu'elles avaient suivies préalablement pendant leur descente.Ces deux ailes battantes réalisent, à ce moment, uniquement des effets de sustentation sans traction, ce qui sert à maintenir l'appareil à son altitude durant quelques instants, tel un simple planeur qui maintient le plus longtemps possible la meme altitude, au moment de sa chute, en glissant sur l'air ambiant ; ce qui permet alors aussi une accélération de l'ensemble de l'appareil suivant l'importance de l'angle de chute de celui-ci. Ces deux ailes battantes, pendant la montée, ont donc une fonction comparable à celle de simples ailes planantes pourvues d'une incidence legèrement positive et d'une sustentation suffisante pour maintenir l'appareil le plus longtemps et le plus près possible de son altitude acquise par la descente précédente. Selon certains modes de réalisation du procédé de l'invention, et afin de réunir les meilleures conditions de portance chacune des deux ailes battantes de l'appareil a un profil creux cependant selon d'autres modes de réalisation la voilure de ces deux ailes battantes peut notre pour chacune d'elles qu'une simple toile solide qui représente une sorte de sac creux et dont la surface portante vu de dessus a une forme trapu zoidale laquelle est pourvue de trois côtés dont deux ont des formes triangulaires et dont le troisième auquel les deux côtés précédents sont associés à une forme également trapézoidale ; ce qui constitue enfin, après évidemment que cette toile soit tendue de manière rationnelle par une armature appropriée, rigide et légère, une voilure ayant un intrados creux. Ces deux ailes mobiles sont disposées horizontalement l'une derrière l'autre et parallèlement et sont cependant associées chacune par des articulations à l'ensemble d'une armature rigide et légère constituée partiellement par une tubulure. Ces deux ailes ont aussi la particularite suivante : elles sont disposées de façon à ce qu'elles soient constamment situées auxdessus d'un cadre rigide ou prend place le pilote une aile se trouvant vers l'avant, l'autre vers l'arrière de ce cadre rigide afin que le centre de gravité de l'ensemble de l'appareil soit continuellement situé aubdessous des dites ailes mobiles En cours de ònctionnement, chacune de ces ailes, lorsqu'elles descendent, se rapproche de l'avant du-dit cadre rigide et ssen éloigne lorsque ces ailes montent. Chacune des deux ailes battantes est pourvue aussi d'un dispositif qui permet la variation automatique de son incidence ou de sa courbure. Ce dispositif est indispensable pour que durant le fonctionnement de l'appareil ces deux ailes réalisent d'une part, pendant la descente, une traction et une sustentation simultanées et d'autre part, pendant la montée, uniquement une sustentation sans traction. Ce dispositif, en effet, se compose d'un mécanisme muni d'élastiques ou ressorts et réalise la variation automatique de l'incidence de ces ailes ainsi qu'il aide à leur rappel vers la position primitive qu'elles occupaient avant la descente. D'une part, ces élastiques ou ressorts sont inhérents au cadre rigide de l'appareil et à une pluralité de leviers dont celui-ci est pourvu, et, en plus, inhérents à l'armature légère à laquelle sont associées ces deux ailes battantes. D'autre part, ces élastiques ou ressonts sont inhérents à des barres ou tubes articulés permettant les mouvements soit descente, soit montée, de l'armature légère précitée et à chacune des deux ailes. Une caractéristique très importante également est que ces forces de traction et de sustentation sont obtenues d'une façon très aisée par l'utili- sation de l'action efficace d'une pluralité de leviers que comporte le dispositif mécanique de l'appareil d'aviation afin de réaliser le procédé selon l'invention. Ces leviers prennent appui sur le cadre rigide de l'appareil et servent à actionner et à articuler des eléments importants du dispositif qui sont composés par plusieurs barres ou tubes associés à l'armature légère qui supporte les ailes. Ainsi ces éléments importants sont actionnés par les leviers du haut vers le bas et ensuite du bas vers le haut de I'ensemble, ce qui permet les mouvements alternatifs, soit descente, soit montée, des ailes battantes par rapport au cadre rigide de l'appareil. L'invention est aussi caractérisée par les effets de traction et sustentation obtenus simultanément au moment de la descente par les deux ailes mobiles de l'appareil car ces effets produisent un résultat plus avantageux que ceux produits par l'utilisation selon l'habitude, par la plupart des appareils d'aviation disposant d'une faible puissance motrice, d'une hélice, recherchant le meme but, c'est-à-dire traction et sustentation ; et ce, puisque les deux ailes mobiles précitées annihilent l'effet négatif des bras de ievier résistants que comporte ordinairement une hélice en mouvement rotatif. Ces deux ailes mobiles produisent donc un résultat meilleur qu'une hélice par une répartition des forces utilisables mieux équilibrée, en réalisant elles memes, au moment de la descente, les effets de traction et sustentation.Quant au cadre rigide de l'appareil il est pourvu d'un mécanisme qui sert à actionner les divers leviers et qui dans certains modes de réalisation fonctionne à l'aide de la force musculaire humaine et dans d'autres, à l'aide d'un moteur ayant une faible puissance. Ce mécanisme est constitué soit par un pédalier ou dispositif analogue quant à sa fonction, soit encore par un vilebrequin. Ce mécanisme comporte également une pluralité de biellettes associant le pédalier, vilebrequin, ou dispositif analogue aux divers leviers. Ce mécanisme éventuellement possède aussi un système du genre coulisseau servant à mieux guider les biellettes dans leur mouvement de va et vient. Ce mécanisme est entraîné par la force musculaire humaine ou par un moteur de faible puissance. Un dispositif de genre classique, comportant des gouvernes de profondeurs et de direction servant à mieux manoeuvrer l'appareil d'aviation en cours de vol, peut éventuellement être associéau cadre rigide précité et adhérer à l'arrière de celui-ci. Des roues annexées à ce cadre rigide servant de train d'atterrissage peuvent aussi être prévues. D'autres objets et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante, faite en référence aux dessins annexés qui représentent schématiquement à titre d'exemple, non limitatif, un mode de réalisation de la présente invention ainsi que deux modèles dif férents d'ailes utilisables. La figure 1 est une vue schématique de profil d'un exemple de réalisation du dispositif mécanique permettant l'application du procédé selon 1' invention. Les figures 2 et 3 représentent schématiquement deux modèles différents d'ailes utilisables pour l'obtention du procédé selon l'invention. En regard de la figure 1 nous voyons l'ensemble schématique du dispositif mécanique permettant l'application du procédé selon 1 invention vu de profil. Ce dispositif comporte un cadre rigide A sur lequel doit se placer le pilote et sur lequel aussi sont assembles tous les autres elements du dispositif permettant à l'ensemble de voler. En B et B' se trouvent deux ailes battantes qui sont disposées l'une derrière l'autre horizontalement et parallèlement. Une armature légère C associe chacune des ailes B et B' par des articulations D appropriées. L'armature légère C est ici partiellement constituée par une tubulure. Des barres ou tubes E sont inhérents à l'armature C et à des leviers F par des articulations D appropriées. Ils permettent les mouvements, soit descente, soit montée, des ailes B et B' associées à l'armature C. Ces barres ou tubes sont disposés perpendiculairement au c-adre rigide A et à l'armature légère C. Les leviers F sont inhérents, par des articulations D appropriées, au cadre rigide A et servent à démultiplier la force motrice de l'appareil. Ces leviers F prennent appui sur le-dit cadre rigide A. Un mecanisme mobile G muni d'élastiques ou ressorts H est ici fixé sur les t.srros F, sur deux extrémités des leviers F, sur le cadre rigide A et enfin sur les ailes B et B' -et l'armature C. En cours de fonctionnement le méeanisme mobile G permet une variation automatique de l'incidence de chacune des deux ailes B et B'. Une sorte de longue pédale I fixée par une articulation appropriée D au cadre rigide A et aux leviers F par une pluralité de biellettes J est actionnée à l'aide d'une force motrice quelconque ; soit la force musculaire du pilote, soit un moteur possédant une faible puissance. Cette pédale I par les biellettes J actionne les leviers F et par conséquent l'ensemble de l'appareil. En regard de la Figure 2 nous voyons une vue de dessus des deux ailes battantes B et B' associées par l'armature légère C. La forme de chacune de ces ailes B et B' est ici trapézoldale sur l'extrados. Chaque aile a évidemment trois côtés non figurés ici dont deux ont une forme triangulaire et dont le troisième ; auquel les deux côtés précédents sont associés ; à lui,yas forme également trapézoldale, ce qui constitue après que la toile soit tendue par l'armature appropriée C une voilure ayant un intrados creux permettant une excellente portance. En regard de la figure 3 nous voyons une vue de profil d'un autre mode de réalisation des deux ailes utilisables par le procédé selon l'invention. Ici ces deux ailes battantes B et B' sont des ailes ordinaires ayant chacune un profil creux. Pour réaliser une variation automatique plus appropriée de l'incidence de chacune de ces deux ailes B et B' celles-ci sont pourvues d'élastiques ou ressorts H et d'articulations D lesquels sont inhérents également à l'armature légère C, Le procédé selon l'invention est susceptible d'application à des appareils d'aviation nouveaux tels des ornithoptères. - REVENDICATIONS 1 ! cuveau procédé d'utilisation des forces de traction et sustenta tion inhérentes aux ailes des appareils d'aviation de type orni-, thoptero caractérisé par les divers mouvements pratiqués par deux ailes battantes décrivant ensemble, dans l'espace, une trajectoire représentant une succession de tracés triangulaires entrelacés. Pendant cette trajectoire des forces identiques s'exercent également sur chacune de ces ailes. Ces deux ailes battantes, par leur inci- dence qui. varie automatiquement en cours de fonctionnement de l'ap- pareil, permettent, lorsqu'elles effectuent leur descentes laquelle est par rapport à la verticale, légèrement inclinée vers l'avant de l'appareil, une traction et une sustentation simultanées. Ensuite, lorsque ces ailes effectuent leur montée, laquelle est également légèrement inclinée, et ce, après avoir effectué un léger glissement horizontal vers l'arrière de l'appareil, permettent, une sustenta- tion sans effet de traction.Ce nouveau procédé permet une augmen tation de l'efficacité des forces de traction et sustentation des appareils précités en réduisant suffisamment les effets nuisibles de roulis et tangage et en améliorant aussi leurs vols par une réduction considérable de la puissance motrice qui ordinairement est nécessaire à leur fonctionnement. Pour réaliser ces divers mouvements des deux ailes battantes selon le procédé de l'invention, celui-ci utilise une pluralité d'éléments mécaniques dont la combinaison permet d'obtenir ce résultat. Ainsi le procédé selon l'invention pour aboutir à ses fins comporte ; deux ailes battantes B et B' inhérentes à un cadre rigide A ou prend place le pilote. Ces deux ailes battantes B et B' sont disposées horizontalement et parallèlement l'une par rapport à l'autre au dessus du-dit cadre rigide A afin que le centre de gravité de l'en- semble soit constamment situé au dessous d'elles. Une armature légère C associe chacune de ces ailes B et B' par des articulations D et des élastiques ou ressorts H.Un mécanisme G muni d'élastiques ou ressorts H permet une variation automatique de l'incidence de chacune de ces ailes en cours de fonctionnement. Des barres ou tubes E articulés permettent les mouvements, soit descente, soit montee, de ces ailes car ces barres ou tubes articulés E sont d'une part inhérents à l'armature légère C précitée et d'autre part au cadre rigide A par une pluralité de leviers F servant à démultiplier la force motrice de l'appareil en prenant leur appui sur le-dit cadre rigide A par des articulations D. Les éléments mécaniques qui précè dent sont les principaux utilisés par le procédé de la présente inven tion pour atteindre son but. 2 1 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation d'un mécanisme G muni d'elastiques ou ressorts H permettant la réalisation d'une variation automatique de l'incidence de chacune des ailes battantes B et B' pendant leurs mouvements, soit descente, soit mon tée, et aidant à leur rappel vers la position primitive qu'elles occupaient avant leur descente. D'une part, ces élastiques ou ressorts H sont inhérents au cadre rigide A et aux leviers F de l'appareil et en plus à l'armature légère C à laquelle sont associées les deux ailes battantes B et B'. D'autre part ils sont inhérents a des barres ou tubes articules E permettant les mouvements soit descente, soit montée, de l'armature légère C précitée et à chacune de ces ailes battantes B et B'. Ce mécanisme G permettant la variation automatique d'incidence de ces deux ailes B et B' est indispensable pour réaliser les divers effets de traction et sustentation devant s'exercer sur ces ailes selon leurs mouvements de descente ou de montée. 3 / Procéde selon la revendication 1 caractérisé par la réalisation des forces de traction et sustentation inhérentes à deux ailes battantes B et B' qui sont mise en mouvement par l'utilisation de l'action efficace et aisée d'une pluralité de leviers F lesquels prennent appui sur le cadre rigide A de l'appareil ou doit être placé le pilote et qui servent à actionner des barres ou tubes articulés E associés à l'armature légère C qui supporte les deux ailes, permettant ainsi les mouvements alternatifs, soit descente, soit montée, de celles-ci par rapport au-dit cadre rigide A. 4 / Procédé selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation d'ailes battantes devant avoir un profil creux ou un profil ayant les memes avantages quant à la portance de celles-ci. 5 i Procédé selon la revendication 1 caractérisé par les effets originaux de traction et sustentation exercés simultanément sur les deux ailes battantes B et B' pendant leur descente qui annihilent les effets négatifs de bras de levier résistants occasionnés par l'utilisation d'une hélice dans d'autres cas et cette suppression est due à une répartition, de ces forces de traction de sustentation sur ces deux ailes, équilibrée directement avec la force motrice, soit musculaire humaine, soit celle d'un moteur ayant une faible puissance, de 1' appareil d'aviation.