Brevet FR2735092A1 — publié le 19961213

AERONEF DE GROS TONNAGE POIDS TOTAL SUPERIEUR A 600 T Le dévéloppement très important du trafic aérien depuis 1950 a entrainé la mise en service d'aéronefs de plus en plus gros.Cette course au gigantisme a été largement favorisée par l'utilisation des turboréacteurs légers et puissants,qui ont permis ce développement Alors qu'en 1950 la capacité d'un avion à moteurs piston et hélice type LOOCKEED "Constellation" était de 60 places, l'arrivée du BOEING 707 en 1958 a fait passer la capacité à 180 places et le BOEING 747 en 1970 a atteint 450 places. Depuis 1970 la capacité en sièges stagne,alors que la demande ne fait qu'augmenter. Cette situation est due à des problèmes structuraux des aéonefs de gros tonnage et des problèmes d'infrastructure en particulier: -Un problème de train d'atterrissage ( nombre élevé de roues nécéssaires pour supporter le poids de l'aéronef) qui grève le poids à vide - un problème de dimensionnement,envergure supérieure à 100 m pour un aéronef de 800 T - un problème d'infrastructure des aéroports pour recevoir de tels aéronefs Ainsi,le concept de l'avion classique se trouve t'il remis en cause au delà de 600T de poids total. La présente invention revendique un concept particu lier d'aéronef gros porteur permettant - Une réduction importante de l'envergure de l'aéronef par utilisation d'une aile tandem connue en soi,équipée sur tout le bord de fuite de volets à triple action,hypersusten tation,profondeur,aileron, telle que décrite dans le brevet n" 2710898 -Un fuselage porteur,type coque de catamaran,dont la partie centrale habitable,dispose d'un plancher de grande dimension qui joue un double role: Au décollage et à l'atterrissage,le dessous du fuselage reçoit une poussée vectorielle verticale due au coussin d'air etabli entre les 2 flancs du fuselage cata maran par soufflage des turbofan. En vol,le fuselage en forme longitudinale de profil d'aile se comporte comme une aile porteuse telle que la force de portance obtenue équilibre la charge marchande disposéc sur le plancher du fuselage.Cela permet entre autre de soulager les contraintes dans le fuselage en équilibrant les forces. - une disposition particulière des réacteurs , en nombre paire à l'avant et à l'arrière de l'aeronef,telle que la veine d'air éjectée des turbofan,est canalisée sur un dispo sitif d'ailes à persiennes,permettant une déviation du dit jet de la position horizontale,à une position à environ 700,qui provoque,au décollage et à l'atterrissage,une poussée vectorie lle verticale,par une importante masse d'air qui est retenue par le dessous du fuselage,les flancs du fuselage et les volets abaissés des ailes persiennes.L'ensemble formant une jupe caractérisant un coussin d' air Un tel aéronef revendiqué par l'invention,permet, au poids de 1000T,un décollage hors sol ou hors eau dans le cas d'un hydravion à une vitesse très faible de l'ordre de 20 m/s et une accélération rapide ,hors sol ou hors eau jusqu a une vitesse de décollage ( montée) de l'ordre de 70 m/s cela en moins de 1500 m L'envergure d'un tel aéronef n'éxéderait pas 65/70 m dimension actuelle d'un BOEING 747.La surface utilisable de son plancher serait de l'ordre de 1000 M2 pour un poids total de 1000 T La vitesse de croisière Vc serait de l'ordre de Mach 0,7 0,8 ,donc comparable aux aéronefs actuels à ratio de puissance égal Un tel aéronef est particulièrement valable en confi guration hydravion qui en ferait un engin cargo très bien adapté au développement du fret,capacité 400T sur 7000 Km pouvant utiliser les infrastructures portuaires existantes Les figures I II III IV V permettent de mieux compren dre les revendications de la présente invention.Elles sont données à titre d'exemple.Toute autre forme ou configuration se rapportant au mèmes buts revendiqués rentreraient de plein droit dans la présente invention La figure I montre 12 configuration générale dJlaéo- nef en version hydravion,dans laquelle (1) représente la dis position des ailes tandem connue en soi,(2) la forme du fuselage catamaran,(3) la disposition des réacteurs sur le fuselage La figure II montre plus en détail le fuselage,dans lequt1 (4) représente la configuration des 2 coques catamaran ,(5) la partie centrale du fuselage en forme longitudinale de profil d'aile,(6) le plancher du fuselage supportant la charge marcha nde,(7) la position des ailes tandem sur le fuselage,(8) la cabine de pilotage,(9) la position des volets de déviation de la veine d'air éjectée des réacteurs ( aile persienne),(10) le volume occupé par le coussin d'air (partie hachurée) ,(11) la position des réacteurs (turbofan) avant ,(12) la position des réacteurs arrière La figure IIIa montre la disposition des réacteurs (turbofan) avant.L'entée d'air (18) se fait en (11) sur 1' extados du fuselage.L'air (18) rentre dans le turbo (13).A la sortiel'air (18) est canalisé dans un répartiteur d'air (14)qui i a pour but de répartir également l'air sur toute la largeur de l'aile persienne (16).A la sortie du répartiteur (14) l'air (18) est vectoriellement orienté par les volets (15) sur l'ailt persienne (16) suivant 2 directions figure III b et fig IIIc analysées ci-après.Les volets de l'aile persienne (16) agissent comme des ailes soufflées dans une veine d'air (wing jet) .Les volets jouent l'office d'un déviateur de jet,l'air (18) est évacuée sous le fuselage (17) En position de décollage,figure IIIb les volets (15) laissent passer l'air (18) sur le dessus des volets de l'aile persienne (16) de façon à ce que l'aile persienne (18) puisse jouer son role de jupe et que l'air (18) puisse alimenter le coussin d'air(10) Au fur et à mesure de l'augmentation de vitesse de l'aéronef hors sol ou hors eau les volets (15) s'abaissent figure IIIc pour que les volets de l'aile persienne (16) joue leur role de déviation de jet.En phase de décollage ,la vitesse V2 étant atteinte l'aile persienne (16) revient progre ssivement en position horizontale pour donner le maximum de poussée horizontale à l'aéronef La figure IVa montre la disposition des réacteurs arrièr L'entrée d'air se fait sur l'extrados du fuselage (12) l'air (24) rentre dans le turbo(l9).A la sortie du réacteur 1 air (24) est canalisé par un répartiteur (20) semblable au répartiteur (14) du turbo avant.A la sortie du répartiteur (20) l'air (24) est dévié par les volets (21) qui canalisent l'air (24) sur le dessous des volets de l'aile persienne(22) figure IVb.L'aile persienne (22) ou (16) possède 3 volets à braquage différentiel permettant une variation angulaire de braquage de l'aile persienne de O" à 70" environ,provo quant ainsi une déviation vers le bas de la veine d'air(24) ou (18) La veine d'air (24) alimente le coussin d'air (10) sous le fuselage qui crée une poussée vectorielle verticale capable de soulever l'aéronef hors sol ou hors eau En phase décollage,la vitesse V2 étant atteinte,les volets de l'aile persienne (22) reviennent progressivement en position horizontale,en conjugaison avec les volets de l'aile persienne avant figure IVa Une telle disposition permet une configuration de décollage en 3 phases suivant la figure V - La première phase consiste à mettre l'aéronef hors sol ou hors eau par action du coussin d'air provoqué par la mise en action du dispositif décrit par les figures III et IV - La 2ème phase consiste à accélérer l'aéronef jusqu'à une vitesse V2 correspondante à la portance obtenue par les ailes tandem hypersustentées par des volets abaissés à 10/150 Cette accélération se fait hors sol ou hors eau donc avec le minimum de résistance parasite - La 3ème phase consiste à mettre l'aéronef en configuran- tion de décollage,angle de 8 à 100 et rentrer progressivement les volets des ailes persiennes (16) et (22) afin de fournir à l'aéronef sa poussée maximdrfl REVENDICATIONS 1 Aéronef gros porteur ,d'un poids total supé rieur à 600 T, caractérisé par un concept particulier de la structure comportant une aile tandem réduisant l'envergure de l'aile sans affecter la surface por tante totale,un fuselage aérodynamiquement porteur constitué d'une coque type catamaran,d'une disposition particulière des réacteurs situés par paire à l'avant et à l'arrière du fuselage,et d'un dispositif de déviation de jet constitué de volets à braquage dif férentiel formant une aile persienne permettant ,au décollage et à l'atterrissage,une alimentation d'air d'un coussin d'air,par déviation de l'éjection d'air des turbofan,coussin d'air constitué par le volume compris entre le dessous du fuselage , les flancs de la coque catamaran et les volets abaissés des ailes persiennes 2 Aéronef gros porteur,d'un poids supérieur à 600T suivant revendication 1 caractérisé,en ce que le fuselage est constitué d'un élément central de grande Surface t id fòfie d profil dtaiié en section longitudinale,capable d'assurer en vol,une portance aérodynamique à peu près égale à la charge transportée et de 2 flancs faisant office de coque ,dans le cas d'un hydravion, et de cloison latérale faisant office de jupe retenant l'air d'un coussin d'air provoqué par la déviation de jet des réacteurs 3 Aéronef gros porteur,d'un poids supérieur à 600T suivant revendication 1 caractérisé, en ce que les turbofan sont placés par paire à l'avant et à l'arrière du fuselage,telle que l'alimentation en air des turbo fan se fait sur le dessus du fuselage ,alors que 1' éjection de l'air à la sortie des turbofan se fait sur le dessous du fuselage 4 Aéronef gros porteur,d'un poids supérieur à 600T caractérisé par le fait que la veine d'air éjectée par les turbofan en avant et en arrière du fuselage est canalisée et orientée vectoriellement vers le bas dans le but d'assurer d'une part,une poussée vectorielle verticale en configuration d'approche à l'atterrissage et de 2ème phase de décollage ou, d'alimentation en air d'un coussin d'air sous le fuselage en configuration de décollage 1ère phase 5 Aéronef gros porteur ,d'un poids supérieur à 600T caractérisé par le fait que le décollage s'éffectue en 3 phases Une phase de déjaugeage de l'aéronef à très faible vitesse par action d'un coussin d'air sous le fuselage Une phase d'accélération hors sol ou hors eau jusqu' la vitesse V2 necessaire à la portance de l'aile tandem Une phase de décollage par basculement de l'aéronef en configuration classique de décollage à la vitesse V2