Brevet FR2635750A1 — publié le 19900302

La présente invention consiste à créer une force aérodynamique par souffilage d'air à I' intr ados d'une voilure d'avion, latéralement, des extrémités de la voilure vers l'emplanture. Selon l'emplacement d'ou ce soufflage d'air d8boucc à à l'intrados de la voilure entre les extrémités et l'emplanture symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical de l'avion et selon l'importance du débit d'air soufflé, ce soufflage latéral produit. d'une façon combinée ou non: - une augmentation de la portance aérodynamique avec une diminution corrélative de la traînée aérodynamique. - une force de propulsion, lorsque la forme des profils de la voilure et la forme en plan de celle-ci sont onvenablement choisies et que le fuselage est accolé sous la voilure. L'aéronautique et plus généralement l'aérodynamique sont les domaines concernés par cette invention. Que ce soit pour les avions civils, de loisir ou de transport. ou que ce soit pour les avions militaires de transport et, en particulier pour ces derniers. les Avions à Décollage et Atterrissages Courts (ADAC > , I'augmen tation de la portance aérodynamique et la diminution de la trainée aéro dynamique ont toujours été des soucis constants des bureaux d'études des avionneurs. L'utilisation de dispositifs hypersustentateurs sophistiqués et le soufflage de la voilure selon une direction parallèle à l'axe longi tudinal de l'avion ont permis d'accroître sensiblement les forces de por tan ce avec, cependant, une augmentation corrélative de la traîne.L'utili sation de cloisons en extrémités de voilure (dénommées ginglets en anglais) constitue une des solutions actuelles pour diminuer la traînée aérodynamique (gain de traînée d'environ 1 à 2% en croisiòre). Lorsque le soufflage latéral de l'air débouche en extrémités de voilure, il s'oppose aux tourbillons marginaux qui se forment à ces extrémités. En s'opposant ainsi à la fuite d'air de l'intrados (zone de surpression} vers l'extrados (zone de dépression) ce soufflage latéral a pour effet d'aug menter d'une manière fictive l'allongement aérodynamique de la voilure et par conséquent la finesse aérodynamique. Pour une incidence donnée de la voilure ce soufflage latéral a donc pour effets d'une part d'augmenter la portance d'autre part de diminuer corré lativement la traînée aérodynamique. Sur les avions équipés de turbomachines le soufflage d'air peut etre obtenu par prélèvement au niveau des compresseurs. II peut l'ôte sur les avions à fuselage pressurisé en amenant, à l'aide d'une tuyauterie appro priée, l'air évacué par les soupapes de régulation de pression du fuselage en extrémités de voilure Le gain de traînée aérodynamique dépendra du débit d'air soufflé et de la réalisation des bouches de soufflage. Selon une variante intégrant la forme des profils de la voilure, la forme en plan de celle-ci et la forme du raccordement avec le fuselage sur lequel la voilure est installée, le soufflage latéral d'un important débit d'air peut produire à la fois une force de portance (d'une façon comparable aux effets d'un vent de travers sur une demi-voilure) et une force de propulsion obtenue par déviation continue vers l'arrière de l'air soufflé à partir des bouches de soufflage jusqu'au raccordement voilurelfuselage. Dans cette variante, il pourra être suffisant de disposer ies bouches de soufflage plus près de l'emplanture si le contrôle de l'avion reste assuré au moyen classique d'ailerons ou de "spoilers".En fait cette variante autorise, par variation dissymétrique du débit d'air soufflé sous chaeune des demivoilures, le pilotage de l'avion à la fois en roulis et en tangage. La figure t représente, vu de l'intrados, le shéma de principe de la réa- lisation du soufflage latéral de l'air évacué par les soupapes de r60ulatioh de pression d'un fuselage pressurisé. Dans une telle réalisation, l'objectif essentiel est de diminuer la traînée aérodynamique d'une façon modérée. La figure 2 r ep ré sente, vue de l'intrados la forme en plan d'une voilure sustentée et propulsée par soufflage d'air latéral avec maintien du contrôle en roulis par le moyen classique des ailerons. La figure 3 représente la forme du profil de la voilure sustentée et propulsée par soufflage d'air latéral d-ans la partie où elle est soufflée. La figure 4 représente la forme du profil d'une voilure sustentée et propulsée par soufflage d'air latéral dans la partie où elle n'est pas souf flée. Y est également représentée la bouche de soufflage d'air. Dans la figure 1 les bouches de soufflage d'air (1) peuvent non seulement recevoir l'air évacué par les soupapes de régulation de pression (2) correspondant au débit d'air de ventilation du fuselage, mais aussi l'air évacué du système d'anti,givrage des bords d'attaque (si ce système estutilisé) sans compter un supplément éventuel d'air prélevé au niveau des compresseurs des moteurs propulsant l'aéronef. Dans la figure 2 la force de propulsion est obtenue par déviation continue vers l'arrière de l'air soufflé griiee à l'évolution de la forme des profils dont les points d'inflexion, repérés (3) sur la figure 3. sont représentés par la ligne courbe repérée (4) sur la-figure 2. La forme du raccordement de la voilure au fuselage joue aussi un râle important dans l'obtention de cette force de propulsion et de portance qui nécessite un important débit d'air pour permettre le vol d'un avion. Par exemple, un avion ayant une masse de 1.300 Kg. et une surface voilure de 8 m2 peut otre propulsé à plus de 250 Km/h avec un débit d'air d'environ 11 Kg/s fourni par une turbomachine délivrant une puissance de 180 KW.La déviation vers le bas de l'air soufflé qui dépend de la forme des profils de voilure et de la forme du raccordement voilure/fuselagtpcut. de plus, contribuer à alléger le poids de l'avion. En particulier à basses vifesses, le braquage de becs de bords d'attaque et de volets de bords de fuite devrait avoir pour effet d'augmenter la déviation de l'air soufflé vers le bas et d'allèger ainsi d'autant l'avion. Avec un débit d'air encore plus important il doit être possible de le soulever complètement. Enfin en vue d'adapter le rendement du soufflage latéral de l'air avec la vitesse de l'avion, les bouches de soufflage d'air peuvent être rendues orientables. Le soufflage d'air latéral est susceptible d'applications industrielles sur des avions de transport pour réduire la traînée aérodynamique et par conséquent la consommation de carburant. Sur les avions légers de loisir elle peut constituer un mode de propulsion nouveau remplaçant le moteur à pistons classique et son hélice par une turbomachine plus légère, plus fiable, consommant moins de carburant et un carburant moins chère. Sur les avions militaires de transport, la sustentation et la propulsion par soufflage d'air latéral peut constituer une solution possible pour la conception des Avions à Décollage et à Atterrissage Courts (A.lD.A.C. > . De plus, la commande contrôlée d'un débit d'air dissymétrique entre les deux extrémités de voilure peut permettre le pilotage de l'avion en roulis et en tangage. En dehors du domaine aéronautique le soufflage latéral à l'intrados de toute surface portante (ou à l'extrados lorsque la surface est déportante), peut contribuer à réduire la trainée: ainsi sur les voitures de 'Formule 1' la totalité ou une partie des gaz d'échappement du moteur pourraient être dirigés en extrémités des surfaces stabilisatrices pour assurer un tel souf flage. REVENDICATIONS 1) Création d'une force aérodynamique par soufflage latéral d'air à l'intrados d'uns voilure d'avion' des extrémités de la voilure vers I'em p Ian tu r e, 2 > Selon la revendication 1, réduction de la traînée aérodynamique induite par la portance, par soufflage latéral d'air, 3 > Selon la revendication 1, création d'une force aérodynamique de portance et de propulsion par soufflage latéral d'air caractérisé par un important débit d'air et une intégration tridimensionnelle des formes des profils de voilure, de la forme en plan dc celle-ci, de sa situation au-dessus du fuselage et de son raccordement avec celui-ci, 4) Selon les revendications 1 et 2, dispositif de soufflage latéral d'air caractérisé par l'utilisation de i'air évacué de l enceinte pressurisée d'un avion et, tventuellement, de l'air évacué par ses systèmes d'air de protection contre le givrage, 5) Selon la revendication 2, réduction de la traînée aérodynamique de surface portante ou déportant de véhicules par soufflage latéral d'air caractérisé par l'utilisation des gaz d'échappement de moteur thermodynamique équipant de tels véhicules, 6) Selon la revendication 1 ou la revendication 3, contrôle et pilotage d'un avion autour des axes de tangage et de roulis par commande contrôlée de débits d'air variables soufflés latéralement entre les deux extrémités de voilure, 7) Selon l'une quelconque des revendications 1. 2 ou 3, adaptation du rende ment du soufflage latéral de l'air avec la vitesse de l'avion en orientant en conséquence les bouches de soufflage d'air.