Brevet FR2650554A1 — publié le 19910208

La présente invention concerne un Aéronef à voilure avec propulseurs intégrés et apport d'Hélium, dérivai de 1' Avion et du Dirigeable avec Nacelles interchangeables, à fonctions multiples. Traditionnellement l'Avion et Se Dirigeable sont deux Techniques différentes, et employées dans des conditions totalement différentes au désavantage du Dirigeable. Le Dirigeable est lent, peu maniable, vulnérable au grand vent. Il peut par contre, emporter de lourdes charges, mais sa mauvaise maniabilité le limite même dans cet avantage. Avantage certain : pas besoin de grandes pistes de décollage et d'attérissage, comme pour les avions. L1Avion par contre est très rapide, très maniable. Suivant sa puissance motrice, peut emporter des charges assez lourdes, mais il aL un gros handicap , sa distancie de déco77a- ge et C'atterrissage qui nécessite pour des gros porteurs, des pistes de 2 à 3000 mètres. La présente invention, remèdie aux désavantages des deux techniques et utilise en grande partie les avantages de chacune, c'est à dire -Décollage court prenant imm4diatement de la hauteur sur 100/150 mètres ou utilisation de-pistes courtes, ou de terrains aménagés, nécessitant, suivant les charges importantes emportes, de 300 à 500 mètres pour que 1 Aéronef puisse atteindre en bout de piste 15 à 20 mètres de hauteur. - Avec sa diminution de poids, grace à l'apport d' Hélium, cet'Aéronef peut emporter de lourdescharges. Il peut permettre de transporter du Fret ou des Passagers ou les deux ensemble, dans des Nacelles Amovibles et interchangeables. Sa vitesse est bien supérieure à celle d'un dirigeable, puisqu'elle sera de 400 à 500 KYm suivant la puissance motrice employée. La maniabilite sera très bonne, par l'utilisation de commandes classiques d'Avion. L'Aéronef pourra aussi exécuter des Atterrissages courts, presque à la verticale de 50 à 60 par rapport au lieu d'atterrissage, afin de conserver l'efficacité des Commandes de Vol. Question transport, la carlingue d'un avion est prévue au départ soit pour des passagers, soit pour du fret ou en mixte, Il faut beaucoup de temps pour transformer l'équipement de l'un ou l'autre, et cela n'est pas toujours satisfaisant. Avec Aéronef, selon l'invention, équipé de Nacelles Amovibles, Autonomes et Interchangeables, le problème n'existe plus, elles sont toujours disponibles à l'instant de la demande L'Aéronef selon la présente invention est constitué d'un seul volume Corps-Voilure qui est très épais au centre, suivant l'Axe Central, et qui s' aminci vers les extrémités des bords marginaux et du bord de fuite, pourvu extérieurement de moyens d'orientation type plans verticaux et plans horizontaux, et intérieurement de Caissons étanches contenant de l'hélium et pourvus de moyens leur évitant d'entre soumis aux déformations de l'ensemble voilure, et dans ce mame volume corps-voilure,de chaque côté de l'axe central se situent deux carénages étanches, permettant de profiler le "Jet" d'une turbine propulsive, et le laminer dans le bord de fuite de la voilure pour la propulsion de 1 r Aéronef, et comportant des tuyères verticales nécessaires à la maniabilité de l'Aéronef dans la configuration de la montée et de la descente, et enfin, sous l'Aéronef, fixés sur l'intrados de la voilure, sont prévus des supports pour recevoir des nacelles ou des conteneurs, amovibles, autonomes et interchangeables, la nacelle de pilotage et navigation, elle seule, se trouvant très en avant du nez de l'Aéronef, à l'ex trématé d'une poutre en porte-à-faux. Pour la bonne co préhension, des dessins sont joints et représentent respectivement: - Fig 1 = Une vue en perspective de l'ensemble Aéronef - Fig 2 = Une vue correspondante à la fig 1 avec coupe verticale, selon l'axe de l'un des propulseurs et un détail à échelle agrandie. -Fig 3 = Une vue de dessus d'un propulseur avec les sections Al à A7, vue selon la flèche A, des diffé rents profils du carénage de celui-ci. - Fig 4 = Une vue en coupe partielle, selon flèches B.B de la fig 3, avec chambre de déviation "Jet". - Fig 5 = Une vue partielle du dessus de l'Aéronef mon trant 11 aménagement du propulseur par rapport à l'axe de l'Aéronef. - Fig 6 = Vue de l'Aéronef en coupe suivant les flèches C.C de la fig 5 avec les nacelles transport et pilotage. -Fig 7 = Vue d'un Aéronef extrapolé de la fig 1, le représentant avec trois propulseurs, dont un moteur électrique central, alimenté par des Photopiles, cet Aéronef devient, Tripropulseur. -Fig 8 = Vue de l'Aéronef en perspective suivant un au tre angle, afin de découvrir une des nacelles fixées sous l'intrados. En référence à ces dessins, nous décrivons L'Aéronef (1), compott,lnt un oorps central (2) et une voilure (3) est d'un seul volume très épais au centre (4) selon l'axe de Aéronef et aminci sur les extréminités dow bords mn ginaux (5) et du bord de fuite (6). - Ce volume (corps et voilure) est constitué intérieurement de nervures (7) et de lisses (8), et de longerons (9) for msnt des caissons en construction mixte, Alliage léger et Polyester. A l'intérieur de ce volume (corps.et voilure) sont disposés des caissons étanches Cil), soit rigides en alliage léger, mais montés sur amortisseurs élastiques (11) (deux par caissons et sans fixations évitant ainsi d'être soumis aux déformations de l'aile en vol, soit en matière souple. Les caissons en matière souple (spéciale hélium) sont en réalité des poches qui se gonflent et qui viennent remplir les caissons de structure(12). Ces caissons étanches (10) placés dans les caissons de la structure (12), sont remplis d'hélium (13) sous 150 000 Pa (1,5 bar) de pression, et d'une contenance totale de 10 000 M3 environ. Chaque caisson est équipé d'un clapet de verrouillage antifuite (14) dans le cas d'une crevaison du caisson, par suite d'un incident en vol ou au sol. Ces caissons sont reliés entre eux par une canalisation souple (15). Les caissons rigides et souples (poches) sont utilisés en même temps à l'intérieur de l'Aéronef, les caissons rigides dans les parties centrales épaisses et les souples (poches gonflables) dans les parties extr$mesZplus minces. Deux points (maximum) de remplissage seulement seront nécessaires, pour l'Aéronef, sous l'intrados (1 à gauche et 1 à droite). Sur la voilure, on retrouve les commandes classiques d'un avion = Deux ailerons (16) - Deux plans verticaux (17) et deux plans horizontaux (18) à l'arrière de l'Aéronef, décalés verti- calement de part et d'autre de la tuyère du "Jet" de propulsion d'air (19).Ces plans horizontaux (18) avec leurs volets de profondeur (46) offrent une grande maniabilité de l'Aéronef, par suite du Jet d'air (19) sur ces volets (46). L'énorme bord d'attaque (20) de la voilure très épaisse (3) sera équipé de réservoirs de carburant, lui permettant une autonomie de 12 à 15 heures de vol minimum - Les deux propulseurs sont des turbopropulseurs de 1180 KW à 1350 KW, du type "lRRBOMECA", ou similaire (21) actionnant chacun une hélice à pales multiples (8 pales minimum), servant de turbine à air (22). Tout l'ensemble propulsion se trouve dans un carénage 1 23! étanche (Section A7), à l'intérieur du corps de Aéronef (1). Ce carénage est constitué d'une veine en cone de venturi (24) (section A7), se terminant après l'étranglement cylindrique (section A6) par un cône d'échappement (25), puis une section carrée(A5) et (A4), suivi d'une section réctangulaire (A3), se terminant progressivement en une tuyère plane en forme de queue de poisson (section A2 et Al), laminant l'air à sa sortie (19) afin d'augmenter la pression d'éjection sortant au niveau du bord de fuite (6) de la voilure. Après le cne d'échappement (25) entre les sections carrées A5 et A4, se trouve une chambre de déviation de jet (26) nécessaire à la manoeuvrabilité de l'Aéronef, dans le sens vertical, en montée et en descente. Ces manoeuvres sont commandées par deux panneaux déviateurs de jet = le panneau d'extrados (27) pour la descente, et le panneau d'intrados (28) pour la montée. Le panneau d'extrados (27) annule l'action ascensionnelle de l'hélium. Cette chambre de déviation est équipée de deux tuyères d'échappement d'axe vertical, l'une débouchant sur l'extrados du corps (29) et l'autre débouchant sous l'intrados (30). Chaque panneau prend sa rotation autour d'un axe arrière (44) pour celui supérieur alimentant la tuyère d'extrados et d'un axe arrière (45) pour celui inférieur, alimentant la tuyère d'intrados. - Le poste d'équipage est compose dSune nacelle de navigation (31) très engagée vers l'avant et le bas, et complètement hors de l'ensemble corps-voilure, solidaire d'une poutre en porte à faux (32) afin de n'avoir aucun angle mort dans le champ de vision de ltéquipage. La surveillance peut se faire sur 3600, avantage nécessaire pour mener à bien les nombreuses, utilisations et missions que pourra exécuter cet Aéronef. -A titre d t exemple, les dimensions de 1'Aéronef pourraient être les suivantes - Longueur (plans horizontaux (18) compris),------r 58 mètres - Envergure (pris intersection bords marginaux (5) et bord de fuite (6).~~~~= 62 mètres - Epaisseur du corps maximum au centre (4).------= 16 mètres Le déport Ce la nacelle de navigation n'est pas compté dans la longueur de la cellule. -L1Equipement et son utilisation, est spécifique à cet Aéronef : l'intrados (33) surface inférieure, étant très importante et présentant une surface plane avec peu de relief est équipé de cinq supports (34) avec attaches de fixation électromagnétiques et mécaniaues d'utilisation courante dans l'aéronautique pour recevoir des nacelles amovibles, autonomes et interchangeables (35), qui peuvent se suffire, à elles-m & es, une fois déposées sur le lieu d'atterrissage, étant équipée de : compresseur - groupe électrogène - oxygène et eau. Naturellement l'air - l'oxygène et l'électricité sont fournis en vol par l'Aéronef, sauf l'eau, qui est en réservoir individuel. Ces nacelles sont destinées et équipées pour les dåffé- rets transports et missions diverses : - A Transport économique de passagers. Deux à trois nacelles amovibles peuvent être accrochées sous l'Aéronef. Cha cue nacelle peut recevoir 200 passagers maximum avec dégagement Hôtesses + lavabos + WCS. Le chargement et l'évacuation se faisant par la partie arrière, cette dernière s'ouvrant en trois panneaux : le panneau inférieur (36) se baissant vers le sol et les deux panneaux latéraux (37) droit et gauche. Ces nacelles sont autonomes, et à titre d'exemple elles pourraient avoir les dimensions suivantes: Longueur = 30 mètres - Largeur = 6 mètres - Hauteur = 4 mètres. - B- Transport de fret avec nacelles ou conteneurs spéciaux. De trois à cinq nacelles ou conteneurs amovibles pour des opérations ou missions spéciales, telles que la lutte contre les incendies de forêts, avec des conteneurs à eau, ou produit autoextuiguible. C Surveillance et Observations en mer. Avec nacelles marines de sauvetage et équipement repérage. L'autonomie pouvant être passé à 70 ou 80 heures avec des conteneurs supplémentaires de carburant. -D- En cas de séismes ou catastrophes. Les nacelles étant autonomes peuvent être déposés facilement dans un lieu déterminé et difficile d'accès. Des nacelles équipées en Bloc Opératoire et d'autres en Hôpital, avec lits et pharmacie. Ces nacelles seront équipées drappuis multiples réglables au sol et escamotables en vol. -Extrapolation. En utilisant la même technique que la description précédente, l'Aéronef se présente sous la for- me d'non Tripropulseur au lieu de Bipropulseur. I1 comporte alors : Deux propulseurs (21) suivant la description précédente auxquels s'ajoute une Turbine Centrale Electrique (38j de forte puissance (450 KW à 600 KW) alimentée par des PHOTO PILES (39) d'une surface de 2000 M2, sur l'ensemble de la voilure-corps, sur l'extrados. A titre d'exemple, les dimensions de cet Aéronef Tripropulseur, pourraient être les suivantes - Longueur (plans horizontaux compris) (1S).----=60 mètres - Envergure (pris intersection bords marginaux (5) et bord de fuite (6).-=76 mètres - Epaisseur du corps maximum au centre (4).----=16 mètres A hautealtitdde 8000 à 12 000 mètres, 1'Aéronef fonctionnera sur la turbine électrique (38) à pleine puissance, et les deux turbopropulseurs (21) au ralenti d'où, économie de carburant et augmentation de l'autonomie. Le Jet de propulsion de la turbine électrique comme dans la description précédente concernant les turbopropulseurs, est laminé et éjecté par une tuyère dans le bord de fuite de l'aile, intercalée entre les deux tuyères (19) des deux turbopropulseurs. Cet Aéronef tripropulseur, sera équipé d'un troisième plan vertical (40), en plus des deux autres (17) ainsi que d'une troisième tuyère de sortie verticale intrados et extrados (41/42) en plus des-deux autres existantes (29/30), ainsi qurune troisième chambre de déviation de jet, en plus des deux autres existantes (26). Comme dans le type bipropulseur, les plans horizontaux sont placés de part et d'autre du jet propulseur, mais ils sont au nombre de ouatre dont deux supplémentaires (43), placés comme les deux autres entre les plans verticaux, à l'arrière de l'Aéronef, décalés verticalement de part et d'autre de la tuyère du jet de propulsion d'air. REVENDICATIONS * 1- Aéronef (1) Caractérisé par un seul volume cons titué d'un corps central (2) très épais en son centre suivant l'axe central et une voilure (3) qui stamincie vers les extré mités des bords marginaux (5) et du bord de fuite (6), pourvu extérieurement de moyens d'orientation type plans verticaux et plans horizontaux d'un avion, et intérieurement.de caissons étanches (10) contenant de l'Hélium (tel3) et pourvus de moyens évitant d'être soumis aux déformations de l'ensemble voilure en vol, dans ce mime volume corps-voilure de chaque côté de l'axe central, se situent deux carénages étanches (23) permettant de profiler le "JET" d'une turbine propulsive et le laminer dans le bord de fuite (6) de la voilure (3) pour la propulsion de l'Aéronef et comportant des tuyères vertiçales (29 et 30) nécessaires à la maniabilité de l'Aéronef dans la configuration de la montée et de la descente et enfin, sous l'Aéronef, fixés sur l'intrados (33) de la voilure sont pré vus des supports i34j recevant des Nacelles ou Conteneurs (35) amovibles, autonomes et interchangeables, en plus, très en avant de l'Aéronef, dans son axe, se trouve la nacelle de pilotage et navigation (31) à ltéxtrémité d'une poutre (32), en porte à faux et solidaire du corps (2). * 2-Aéronef selon revendication 1, Caractérisé, en ce que les caissons (10) sont constitués par des poches étan ches, fabriquées à l'aide d'une matière souple spéciale pour hélium, remplissant,au gonflage d'hélium (150 000 Pa) les caissons de structure (12) de l'Aéronef. Chaque poche est équipée d'un clapet de verrouillage automatique antifuite, dans le cas d'une crevaison au sol ou en vol et toutes les poches sont reliées er-re elles par une canalisation souple, qui permettra le remplissage de toutes,en deux points ( 1 à gauche et 1 à droite) d'alimentation sur l'Aéronef, sous l'intrados de la voilure. * 3 - Aéronef selon revendications 1 et 2 Caractérisé par des caissons rigides étanches (10) en alliage léger, situés dans les caissons (12) ae structure de l'Aéronef, mais montés sur amortisseurs élastiques (11F, deux par caisson et sans fixation, évitant ainsi d'être soumis aux déformations de la voilure en vol; ils sont équipés de clapet de verrouil lage automatiaue antifuite (comme revendication 2) et reliés entre eux par une canalisation souple aux fins de remplissage. * 4- Aéronef selon revendications 1 a 3 Caractérisé en ce que les caissons souples et rigides (10) sont utilisés en même temps à l'intérieur de l'Aéronef. Les caissons rigides dans les parties centrales épaisses (2 et 4) et les poches gonflables en matière souple, dans les parties extrèmes plus minces de la voilure (3). * 5- Aéronef- selon revendication 1 Caractérisé par deux carénages étanches (23) de chaque coté de 1'axe central, à l'intérieur de l'ensemble corps-voilure. Ce carénage étanche (23) constitue une veine,de sections successivement: ronde (A7-A6), carrée (A5-A4), rectangulaire (A3) se terminant progressivement (A2) en une tuyère plane CA1) en forme de queue de poisson (19) dans le bord de fuite (6) de la voilure (3) à l'arrière de l'Aéronef. * 6- Aéronef selon revendication 1, Caractérisé en ce que les moyens d'orientation constitués de deux plans hori- zontaux (18), décalés verticalement à l'arrière de l'Aéronef, de part et d'autre de la-tuyère (19) du Jet de propulsion d'air,- sortant du bord de fuite (6) de la voilure. Ces plans horizontaux (18) avec leurs volets de profondeurs (46), offrent une grande maniabilité de l'Aeronef par suite du Jet de propulsion (19) sur ces volets (46). * 7- Aéronef selon revendication 5, Caractérisé en ce que le carénage étanche (23), comporte une chambre de déviation de jet (26) se trouvant dans la section carrée (sections A4 et kS) de la veine. Cette chambre (26) est équipée de deux panneaux déviateurs de jet (27 et 28) articulés autour d'un axe arrière (44 et 45) et de deux tuyères de sortie du "jet". Le panneau supérieure (27) correspondant à la tuyère supérieure (29) sur l'extrados de la voilure et le panneau inférieur (28) correspondant a la tuyère inférieure (30) sous l'intra- dos de la voilure, la tuyère extrados servant à commander la descente, action ascensionnelle de l'hPlium annulée, et la tuyère intrados servant à commander la vitesse de montée de l'Aéronef. * 8- Aéronef selon revendication 1, Caractérisé par une nacelle de pilotage et navigation (31) très engagée vers l'avant, entièrement hors de l'ensemble corps-voilure, solidaire d'une poutre (32) en porte à faux avec le corps (2) de l'Aéronef permettant un champs de vision de 3600 pour 1 'équi- page. * 9- Aéronef selon revendication 1, Caractérisé par une importante surface inférieure (33) (intrados) corps-voilure, avec peu de relief, est équipée de cinq supports importants (34) avec attaches de fixation; d'utilisation courante dans l'aéronotique, pour recevoir des nacelles (35) amovibles autonomes et interchangeables, ou recevoir des conteneurs divers ou spéciaux. * 10- Aéronef selon revendication 1, Caractérisé en ce qu' il comporte en plus des deux propulseurs latéraux, selon revendication 5, une turbine centrale électrique (38) alimentée par des photopiles (39) sur ltensemble de la vol lure-corps sur l'extrados de l'Aéronef, qui devient un Tripropulseur. Cet Aéronef est équipé d'un troisième plan vertical (40) suppiémentai're, ainsi que deux plans horizontaux supplémentaires (43) décalés verticalement à l'arrière de l'Aronef, de part et d'autre du "Jet" de propulsion. Ces auatre plans horizontaux (18 et 43) à la partie arrière de la voilure se trouvent de part et d'autre des trois tuyères situées côte à côte dans le bord de fuite. La tuyère du milieu, de la turbine électrique, est divisée en deux par le plan vertical central supplémentaire (40). Deux tuyères verticales supplémentaires au centre du corps (4), la tuyère supérieure (41) sur l'extrados de la voilure, et la tuyère inférieure (42) sous l'intrados.