Brevet FR2660279A1 — publié le 19911004

La présente invention concerne un dispositif pour les flotteurs d'hydravions, matérialisé par un décrochage dans la coque situé sur le premier tiers avant du flotteur créant ainsi un point de calage avant sur l'eau. Un flotteur d'hydravion est traditionnellement doté, à partir du redan, d'une carène régulière planante, sur sa partie principale avant, ne faisant apparaitre qu'une seule zone de contact avec l'eau lors de l'hydroplanage pendant les phases de décollage et d'amérissage. Ce redan délimite l'avant de l'arrière du flotteur et est pratiquement toujours en arrière du centre de gravité de l'hydravion. Dans cette technique, à petite vitesse, l'hydravion est supporté principalement par la poussée hydrostatique. L'amortissement des chocs lors de l'amérissage est encaissé sur toute la longueur du flotteur se situant à l'avant du redan principal, provoquant ainsi des chocs violents entrainant des pertes de contrôle d'incidence de l'appareil.Lors du décollage, l'hydravion doit déjauger sa coque pour pouvoir prendre sa vitesse necéssaire, c'est à dire que la portance d'origine hydrodynamique sur le fond de la coque remplace la portance hydrostatique. Le fait de n'avoir qu'un seul point d'appui augmente considérablement la surface de frottement de l'eau sur le flotteur. Cette grande surface "dite mouillée", freine l'hydravion tout le long de sa prise de vitesse ce qui provoque une plus longue distance à parcourir pour prendre sa vitesse de decollage ou eventuellement de ne jamais l'atteindre si la force de la trainée devient egale à la traction du moteur. De ce defaut decoule la nécessité de plus grands plans d'eaux ce qui limite l'utilisation de l'hydravion. Cette longue distance à parcourir lors du décollage laisse l'hydravion longtemps au contact des vagues, ce qui fatigue sa structure. De plus cette distance parcourue pour le decollage représente la phase où a lieu le plus grand nombre d'accidents en hydravion. Le décollage et l'amérîssage sont les deux phases critiques du pilotage d'hydravion. Si le pilote ne métrise pas avec précision l'angle d'insidence où son flotteur a le moins de trainée, la distance sera encore accrue, et l'hydravion peut partir en phase de marsouinage. Ce phénomène peut s'accentuer jusqu'au retournement. Le flotteur d'hydravion bicoque dans sa version amphibie train classique (centre de gravité en arrière du train principal) présente traditionnellement le defaut de devoir obligatoirement posséder des trapes de train pour que l'eau ne s'engouffre pas dans les puits de train de roues, et de ce fait le freinerai, produisant une gêne au décollage. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet, selon une première caractéristlque,un décrochage sur le premier tiers avant du flotteur, faisant apparaitre un deuxième point de contact avec l'eau lors de la phase de prise de vitesse au décollage et lors de l'amérissage de l'hydravion. Le décrochage ou point de calageavant se trouve à l'avant du centre de gravité de l'hydravion et le redan classique est situé à l'arrière du centre de gravité de l'hydravion. Or, le fait de rajouter ce point d'appui ou de calage sur l'avant du centre de gravité de l'appareil procure une meilleur stabilité lors des évolutions sur l'eau lorsque l'hydravion est dejaugé. Ce point de calage avant dû à son amortissement dans le sens du tangage, empêche tout départ en marsouinage.L'amortissement des chocs lors des phases de décollage et d'amérissage est augmenté en limitant les surfaces qui entrent en contact avec l'eau, la zone entre le point de calage avant et le redan principal étant donc appuyée sur un coussin de bulles d'air créé par la dépression provoquée par le point de calage avant. Le point de calage avant commence à niveler les vagues et à matérialiser un sillage créant ainsi le passage pour le reste de la coque. Lors de la phase de prise de vitesse nécessaire pour le décollage, le point de calage avant de l'hydravion favorise grandement le déjaugeage de l'appareil. Derriere le point de calage avant se produit des tourbillons et bulles d'air "compressibles" dans une zone qui grandit avec la vitesse jusqu'à atteindre rapidement le redan principal. La surface de frottement de l'eau sur le flotteur est donc considérablement diminuée ce qui permet à l'hydravion d'atteindre sa vitesse de décollage sur une plus courte distance, d'où la possibilité d'une utilisation de ce dernier sur un plus grand nombre de plans d'eaux.De même, cette diminution de frottement sur l'eau peut permettre de décoller avec un moteur moins puissant, où avec un hydravion très chargé qui demande plus de vitesse sur l'eau pour pouvoir décoller. De plus, la diminution de la trainée de l'eau entrainant un décollage plus rapide fatigue moins les structures de l'hydravion, et réduit considérablement les risques d'accidents lors de cette phase critique. Ce point de calage avant permet de stabiliser la valeur de l'angle de déjaugeage à une valeur prédéterminée à partir d'une certaine vitesse, pour être en accord avec l'angle optimal du calage des ailes de l'hydravion. De plus, la plus grande stabilité de l'hydravion obtenue par le point d'appui avant et par le sillage qu'il crée, lui permet de décoller et d'amérir dans des hauteurs de vagues 20% supérieures qu'avec des flotteurs traditionnels. Le flotteur d'hydravion bicoque dans sa version amphibie train classique possédant un point de calage avant sur son tiers principal avant, n'a plus l'obligation de posséder des trapes de train car on peut loger le puit du train principal dans la dépressian située juste derrière le point de calage avant, qui par son rôle de déflecteur, empêche l'eau de s'engoufrer dans le puit de train dès que la vitesse augmente. La suppression des trapes de train entraine une diminution de poids , de pieces en mouvement et une plus grande fiabilité du système. Selon les modes particuliers d'utilisation: - Le nombre de point de calage sur la partie avant du flotteur de l'hydravion peut être augmenté dès lors que le flotteur comporte au moins un point d'appui principal sur son tiers avant. - Sur un plan horizontal, l'arête qui forme le décrochement matérialisant le point de calage peut être: Une droite perpendiculaire au plan de symétrie de l'appareil . En V ouvert vers l'avant . En V ouvert vers l'arrière - Ce flotteur comportant un décrochement matérialisant un point de calage sur son tiers avant peut être utilisé sur tous les avions du plus léger (U.LK multi-axes et pendulaires) aux plus lourds ainsi que sur les girocoptères.. - Dans une version sophistiquée et principalement pour des hydravions tres lourds déjaugeant en plusieurs phases, on peut équiper le point de calage avant de volets mobiles ou "flaps" controlés en incidence par un système mécanique où hydraulique, au fur et à mesure de la prise de vitesse de l'hydravion, pour obtenir le meilleur rendement de sa coque à tous les régimes. - Ce flotteur doit être fabriqué avec des matériaux adaptés et être d'une solidité suffisante pour son utilisation. - Ce point de calage sur le tiers avant d'un flotteur peut être utilisé aussi bien sur des flotteurs bi-coque que sur un flotteur monocoque. - Ce point de calage avant est adaptable sur toutes les formes de carènes, qu'elles soient en V, plates où concaves. Les dessins annéxés illustrent l'invention: La figure l représente le dispositif selon l'invention vue de profil. La figure 2 représente le dispositif selon l'invention vue de dessous. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une partie principale avant (A) et une partie principale arriere (B). La partie C représente le tiers avant du flotteur. Sur la figure 1, la ligne pointillée D représente la ligne de référence de la surface de l'eau aprés dejaugeage du flotteur. La partie principale avant (A) comporte le point de calage (1) se situant en avant du centre de gravité de l'appareil et dans le tiers avant du flotteur (C > , et le redan principal (2) situé à l'arrière du centre de gravité de l'appareil (2). Le point de calage (1) et le redan (2) constituent les deux points de contact avec l'eau lors du décollage et de l'amérissage. La figure 3 représente le dispositif selon l'invention utilisé sur une coque pour amphibie train classique vu de profil, permettant de placer le train principal (3: train sorti, 4: train rentré) dans son puit (5) derrière le décrochement de la coque matérialisant le point de calage avant par son rôle de déflecteur. La figure 4 représente le dispositif selon l'invention utilisé sur une coque pour amphibie train classique vue de dessous. La figure 5 représente le dispositif selon l'invention dans sa version sophistiquée, vu de profil, le point de calage avant (1) étant équipé de volets mobiles ou "flaps" (6:position rentrée, 7: position sortie). La figure 6 représente le dispositif selon l'invention dans sa version sophistiquée, vu de dessous. REVENDICATIONS l) Dispositif pour flotteurs d'hydravion, caractérisé en ce qu'il comporte un décrochage (1) dans la coque situé sur le premier tiers avant (C) du flotteur, matérialisant ainsi un point de calage sur l'eau. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le point de calage (l) se situe en avant du centre de gravité de l'avion, alors que le redan (2) se situe en arrière du centre de gravité de l'avion. 3) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce qu'en hydroplanage, la situation du point de calage avant (l) permet à l'hydravion de venir s'appuyer sur ce point faisant office de cale sur l'eau, ce qui crée une butée plus à l'avant. La surface de l'appui avant est déterminé proportionnellement à la masse de l'hydravion et à sa vitesse d'hydroplanage. 4) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le nombre de point de calage sur le tiers avant du flotteur (C) qui doit être au minimum au nombre de un ( 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que, sur un plan horizontal, l'arête qui forme le décrochement matérialisant le point de calage (1) peut être une droite perpendiculaire au plan de symétrie de l'appareil 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que, sur le plan horizontal, l'arête qui forme le décrochement matérialisant le point de calage (1) peut être en V ouvert vers l'avant 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que, sur le plan horizontal, l'arête qui forme le décrochement matérialisant le point de calage (l) peut être en V ouvert vers l'arriere 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que ce flotteur comportant un decrochement matérialisant un point de calage sur son tiers avant CC > peut être utilisé sur tous les avions du plus légers CU.L.X) aux plus lourds. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que dans sa version amphibie train classique, le point de calage Cl > permet de loger dans la dépression qu'il crée juste derriere lui le puit du train principal, il joue un râle de déflecteur et empèche l'eau de s'engoufrer dans le puit de train dès que la vitesse augmente, ce qui supprime l'utilisation de trappes de train.