Brevet FR2767111A1 — publié le 19990212

La présente invention concerne une comportant au moins un volet d'atterrissage constituant le bord de fuite de l'aile et relié par un mécanisme de mouvement, comprenant un bec de volet et un bord de fuite de volet, une enveloppe du côté de l'aspiration et une enveloppe du côté de la pression. Dans la réalisation d'aile d'avion il est souhaitable que la géométrie du profil de l'aile soit adaptée aux conditions aux limites, variables pendant un vol. Pour les ailes classiques, on modifie le bord de fuite de l'aile seulement en phase de décollage et en phase d'atterrissage. Dans le cas d'un dispositif applicable à un volet d'atterrissage pour une aile, comme cela est connu selon le document DE 41 07 556, le volet d'atterrissage est articulé de manière pivotante à un chariot mobile sur un rail de guidage ; le chariot peut ainsi coulisser et un levier articulé modifie l'angle du volet d'atterrissage au cours du mouvement de déploiement. En phase de décollage ou d'atterrissage, le déploiement vers l'arrière augmente la surface de l'aile et la variation de l'angle modifie le contour du profil. La possibilité de modifier le bord de fuite de l'aile pour mieux épuiser le potentiel de circulation de l'aile sur des avions de transport est également souhaitée pendant le vol de croisière. Pour cette raison, on connaît des dispositifs permettant de modifier le contour du bord de fuite de l'aile pendant le vol de croisière. Dans le cas d'un bord de fuite selon le document DE 35 27 497, un bras articulé sur une partie de support de l'aile, par déploiement d'un volet coulissant dans un canal de guidage, on modifie le contour du bord de fuite. Toutefois, cette disposition ne permet qu'une modification dans une direction et non une commande libre illimitée du bord de fuite ; cela ne permet pas d'obtenir une géométrie de profil, continue, sans angle. Selon le document DE 31 01 847, il est connu d'augmenter la poussée ascensionnelle engendrée par l'aile ou de diminuer les mécanismes dérangeant la circulation en modifiant le bord de fuite réalisé sous la forme d'un volet par des axes de pivotement situés à l'intérieur, dans la direction de l'envergure, et des bras de commande dans la direction de l'écoulement. Mais les axes des bras de commande ainsi placés à l'intérieur, ne donnent que des bras de levier défavorables lors des mouvements si bien qu'il faut exercer des forces importantes pour assurer la commande. Dans le cas d'une arête arrière selon le document DE 70 33 75, la transmission du mouvement à la surface de commande articulée de manière pivotante par un axe dirigé dans la direction de l'envergure, se fait par une bielle et un levier. La mise en place de la surface de commande sur les parties portantes de l'aile par l'axe ne permet toutefois pas un débattement absent d'angle de pliage. Le document US 4 247 066 décrit l'application de matière souple pour le bord de fuite ; on modifie alors le profil d'une aile en réalisant le côté d'aspiration et le côté de pression de l'enveloppe du bord de fuite en deux bimétaux différents avec des coefficients de dilatation différents. Comme dans ce cas on modifie le profil du bord de fuite par une modification de la longueur de l'enveloppe du côté de l'aspiration et du côté de la pression, cela engendre des tensions élevées. Il apparaît que dans la plupart des dispositifs connus on ne peut avoir de passage continu, sans angle de pliage de la courbure du profil. En outre, l'entraînement pour modifier le contour du bord de fuite se trouve à l'intérieur de l'aile ce qui conduit à de mauvais rapports de démultiplication et nécessite des forces d'actionnement importantes. A cela s'ajoute que les dispositifs de commande encastrés, ont en général une masse importante et sont d'un accès difficile pour les travaux d'entretien. Les bords de fuite mobiles commandés par des tringles et des bras de commande sont en outre d'une réalisation compliquée et possèdent de nombreuses pièces d'usure. La présente invention a pour but de développer un bord de fuite d'aile pour conserver dans une très large mesure la construction de l'état actuel de la technique et de modifier la courbure du bord de fuite en exerçant une force faible, pour arriver à une modification sans pli vers le haut et vers le bas. Ce problème est résolu dans le cas d'une aile correspondant au type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le bord de fuite est déformable élastiquement par un dispositif d'actionnement articulé sur le volet d'atterrissage. Le bord de fuite selon l'invention augmente la souplesse de fonctionnement et le rendement du vol pour les conditions de fonctionnement respectives permettant des économies de carburant. Un autre avantage du dispositif de l'invention réside dans la transmission des efforts qui sont diminués d'un multiple, grâce à l'utilisation du volet d'atterrissage comme bras de levier pour les forces d'actionnement qu'il faut appliquer. En outre, le dispositif permet de modifier de manière quelconque la courbure du profil vers le haut ou vers le bas dans une plage prédéterminée. On remarque également que le dispositif selon l'invention, se réalise par une modification minimale de la construction existante et ne nécessite qu'un nombre faible de dispositifs d'actionnement ou d'installations de commande de mouvement qui sont d'un accès facile pour les travaux d'entretien. Selon un mode de réalisation préférentiel, le mécanisme nécessaire au volet d'atterrissage, pour la mise en place du dispositif d'actionnement et du dispositif d'entraînement ne se fait que sur les pièces portantes de l'aile. Dans les ailes classiques, comme cela est connu selon le document DE 41 07 556, le volet d'atterrissage est articulé à un chariot, de manière rotative par l'intermédiaire d'un bloc de paliers avant ; ce chariot est lui-même mobile sur des rails fixés aux parties portantes de l'aile et dirigés dans la direction de l'écoulement du fluide ce qui permet le déplacement du volet d'atterrissage. En même temps que le mouvement linéaire, un levier articulé permet de modifier l'angle du bord de fuite. Des ailes de grandes dimensions comportent plusieurs volets d'atterrissage et chaque volet se règle indépendamment par plusieurs leviers correspondants, décalés dans la direction transversale, et par des rails de guidage. Le dispositif d'actionnement est prévu de préférence entre l'extrémité des rails de guidage et le bord de fuite du volet. Dans ces conditions, on a des paliers à la fois du côté des rails et du côté des volets pour relier entre elles les pièces de manière rotative. Il est avantageux que dans cette réalisation du dispositif d'actionnement, lorsque le dispositif est bloqué, on utilise un levier pour modifier l'angle du bord de fuite lors du coulissement du volet d'atterrissage. Le fléchissement élastique du bord de fuite du volet peut se faire grâce à une réalisation en matière élastique de l'enveloppe située du côté de la pression et du côté de l'aspiration, avec des nervures prévues dans l'intervalle, dirigées dans la direction de l'envergure et renforçant la structure du bord de fuite du volet sans limiter la flexion élastique du bord de fuite. De même, pour des raisons de rigidité, il faut de préférence que l'enveloppe du côté aspiration du bord de fuite du volet présente au niveau du bec du volet, une épaisseur plus grande que dans la zone arrière alors que l'enveloppe du côté de la pression possède une répartition homogène d'épaisseur. On peut également rencontrer des circonstances nécessitant le choix d'autres conceptions. On peut prévoir l'enveloppe ou peau du côté de pression au niveau du bec du volet et l'enveloppe du côté de l'aspiration en laissant un intervalle par rapport au bec du volet ; de préférence, le bord de fuite du volet, souple en flexion, passe par-dessus l'enveloppe du côté aspiration, en étant monté sur le bec du volet rigide en flexion et le coulissement tangentiel de l'enveloppe du côté de la pression est assuré par un intervalle de couverture, avantageux pour l'écoulement, prévu entre le bec du volet et son bord de fuite. Dans la mesure où l'une des deux peaux est plus épaisse, l'arête arrière du volet doit être montée sur ce bec. L'intervalle entre le bec du volet et l'arête arrière peut être bloqué de même que le dispositif d'actionnement au cours du mouvement de déploiement du volet d'atterrissage pendant la phase de décollage ou la phase d'atterrissage. Pour soutenir le bord de fuite souple du volet, il est avantageux de prévoir une installation de mouvement dans la zone du bord de fuite du volet, entre la zone de liaison bec/bord de fuite du volet et le palier du dispositif d'actionnement du côté du volet. Cette installation de mouvement évite un fléchissement que provoqueraient les charges de circulation du bord de fuite souple vers le côté aspiration et permet d'obtenir la ligne de flexion souhaitée pour le bord de fuite. Pour que l'installation de mouvement ne gène pas le mouvement du volet d'atterrissage pendant la phase d'atterrissage ou de décollage, il est avantageux d'articuler l'installation de mouvement par un châssis au chariot responsable du mouvement linéaire du volet d'atterrissage sur le rail de guidage. Pour cela, l'installation de mouvement peut également se bloquer dans une position neutre. Dans le mécanisme de mouvement évoqué ci-dessus, pour déployer le volet d'atterrissage pendant la phase de décollage ou la phase d'atterrissage, on fait reculer le volet et on le bascule vers le bas par le dispositif d'actionnement rigide si bien que le volet d'atterrissage doit pouvoir tourner par rapport au chariot autour d'un axe dirigé dans la direction de l'envergure. Comme le mouvement de rotation autour de l'axe dirigé dans la direction de l'envergure n'est pas souhaitable pendant le vol de croisière, lorsqu'on utilise le bord de fuite souple, on peut bloquer cette rotation. On pourrait également bloquer en rotation le bec du volet avec un goujon fixe et déverrouillable sur le bloc de paliers et de relier rigidement le bloc de paliers au chariot ; mais il est avantageux de relier le chariot et le bloc de paliers par un goujon fixe et un goujon déverrouillable tout en articulant le bec de volet rigidement au bloc de paliers. Le blocage du mouvement de rotation du volet d'atterrissage ou du coulissement tangentiel de l'enveloppe et la commande de l'installation de mouvement ou du dispositif d'actionnement sont coordonnés en vol de croisière et en phase de décollage et en phase d'atterrissage par une unité de commande. Dans le cas d'aile ayant plusieurs rails de guidage par volet d'atterrissage, on peut fixer le bord de fuite souple de manière différenciée dans la direction transversale en ce que l'on articule la structure du bord de fuite différemment par des dispositifs d'actionnement voisins. L'invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les dessins dans lesquels - la figure 1 montre une coupe dans la direction de l'écoulement à travers un volet d'atterrissage articulé sur un chariot, ayant un bord de fuite souple et un dispositif d'actionnement monté sur un rail de guidage, - la figure 2 montre un mode de réalisation correspondant à la figure 1, avec l'installation de mouvement montée sur le chariot, - la figure 3 est une coupe dirigée dans la direction de l'écoulement, par le bord de fuite d'un volet d'atter rissage avec la construction de la combinaison enve loppe/entretoise. Le dispositif représenté à la figure 1 correspond à une coupe de la zone du bord de fuite d'une aile 10 d'un avion de transport de passagers et de marchandises, avec un volet d'atterrissage 20 recouvert partiellement par un Spoiler 11. Pour permettre le réglage ou le déplacement en phase de décollage ou d'atterrissage et en vol de croisière, le volet comporte un système d'entraînement et de guidage qui comprend de manière détaillée les composants suivants prévus à proximité des zones d'extrémité latérale, pour assurer le renforcement mais également au milieu des volets d'atterrissage : un rail de guidage 30 recevant un chariot 31 coulissant dans la direction du rail ; le volet d'atterrissage 20 est articulé au chariot par l'intermédiaire d'un bloc de palier avant 32. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté ici, le bec de volet 21 est monté sur le bloc de paliers 32 avant à l'aide de deux goujons fixes 27 alors que la liaison entre le chariot 31 et le bloc de paliers avant 32 se fait par un premier goujon déverrouillable 34 et un premier goujon fixe 33 ; la rotation du volet d'atterrissage autour d'un axe dirigé dans la direction de l'envergure en phase de décollage et en phase d'atterrissage se fait autour du goujon mobile. A l'extrémité arrière du rail de guidage 30, un palier 35 prévu sur le rail, assure l'articulation mobile en rotation du dispositif d'actionnement 29. Celui-ci est fixé dans la zone d'extrémité du bord de fuite 22 du volet de manière rotative sur le volet 22 par un palier 28 porté par le volet. La disposition présentée dans cet exemple fait que le dispositif d'actionnement 29 qui se bloque en position neutre, lorsque le volet d'atterrissage 20 recule pendant la phase de décollage ou d'atterrissage décrit une trajectoire circulaire ce qui augmente le caractère bombé de l'aile. Le dispositif d'actionnement 29 selon l'invention est également utilisable sur d'autres mécanismes appropriés assurant le mouvement de translation et la modification de l'angle du bord de fuite du volet d'atterrissage, par exemple par une construction en treillis. Le bord de fuite 22 du volet dans le cas de l'exemple de réalisation représenté ici n'est monté rigidement sur le bec 21 du volet que par l'enveloppe 23 située du côté de l'aspiration. L'enveloppe 24 du côté de la pression comporte un dégagement 25 du côté du bec 21 du volet ; ce dégagement est recouvert par un moyen de recouvrement 26 pour favoriser l'écoulement. Dans cette disposition, lorsque le volet d'atterrissage 20 est utilisé de manière souple pendant le vol de croisière, si le dispositif d'actionnement 29 modifie de manière variable la distance entre le rail de guidage 30 et le bord de fuite 22 du volet et modifie ainsi la courbure du bord de fuite (le débattement vers le haut est représenté en trait interrompu), on minimise les tensions dans les enveloppes 23, 24 du côté de l'aspiration et du côté de la pression. La flexion élastique se situe dans une plage comprise entre + (15-20) ; le sommet de l'angle se trouve à une distance de 10 % de la profondeur locale de l'aile par rapport au bord de fuite du volet d'atterrissage et se situe entre l'enveloppe 23, 24 du côté de l'aspiration et celle du côté de la pression. La figure 2 montre une variante de réalisation d'un volet d'atterrissage articulé sur une aile 10 et recouvert en partie par un Spoiler 11 ; ce volet se distingue de la structure du volet représenté à la figure 1 par une installation de mouvement 29a au niveau du bord de fuite 22 du volet entre le bec 21 du volet et le palier 28 du dispositif d'actionnement 29, du côté du volet. Pour éviter tout influence perturbatrice de l'installation de mouvement 29a lors du débattement du volet d'atterrissage 20 pendant la phase de décollage ou d'atterrissage, le volet de l'exemple de réalisation représenté est fixé par exemple par un support 36 rigide en flexion et par le bloc de palier 32 avant sur le chariot 31 en étant déplacé avec celui-ci. La figure 3 montre la construction du bord de fuite souple 22 du volet. Une enveloppe 24 du côté de la pression est reliée dans la direction de l'envergure par des entretoises 24a dirigées dans cette direction et dont les longueurs décroissantes vers l'arrière sont reliées à l'enveloppe 23 du côté de l'aspiration dont l'épaisseur diminue vers l'arrière dans l'exemple de réalisation représenté de la zone de fixation 25a vers le bec 21 du volet. Une modification du nombre d'entretoises 24a et du dimensionnement de la section de l'enveloppe ainsi que des entretoises modifie la rigidité du bord de fuite 22 du volet. REVENDICATIONS 10) Aile (10) comportant au moins un volet d'atterrissage (30) constituant le bord de fuite de l'aile et relié par un mécanisme de mouvement, comprenant un bec de volet (21) et un bord de fuite de volet (22), une enveloppe (23) du côté de l'aspiration et une enveloppe (24) du côté de la pression, caractérisée en ce que le bord de fuite est déformable élastiquement par un dispositif d'actionnement (29) articulé sur le volet d'atterrissage (20). 20) Aile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bec (21) du volet est rigide en flexion et son bord de fuite (22) est souple en flexion. 3 ) Aile selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le bord de fuite (22) du volet est en forme de combinaison enveloppes/entretoises et l'enveloppe (23) du côté de l'aspiration et l'enveloppe (24) du côté de la pression sont reliées par des entretoises (24a) s'étendant dans la direction de l'envergure. 40) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'épaisseur de l'enveloppe (23) du côté de l'aspiration et/ou de l'enveloppe (24) du côté de la pression du bord de fuite du volet est choisie variable dans la direction de l'écoulement. 50) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par une installation de mouvement (29a) qui participe au mouvement du volet d'atterrissage (20) entre la zone de liaison du bec (21) du volet et le bord de fuite (22) du volet ainsi que le palier (28) du côté du volet pour le dispositif d'actionnement (29). 6 ) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe (23) du côté de l'aspiration et/ou l'enveloppe (24) du côté de la pression du bord de fuite (22) du volet sont coulissantes de manière limitée tangentiellement par rapport au bec (21) du volet. 70) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le coulissement tangentiel entre le bec (21) du volet et l'enveloppe (23) du côté de l'aspiration et/ou l'enveloppe (24) du côté de la pression de l'arête arrière (22) du volet se fait par un espace de mouvement (25). 80) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la possibilité de mouvement pour un coulissement tangentiel de l'enveloppe (23) du côté de l'aspiration et/ou l'enveloppe (24) du côté de la pression est susceptible d'être bloquée. 90) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme de mouvement pour déployer le volet d'atterrissage (20) est en forme de rail de guidage (30) sur lequel se déplace un chariot (31) relié de manière mobile vers l'arrière par l'intermédiaire d'un bloc de paliers avant (32) muni du bec de volet (21). 100) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d'actionnement (29) est prévu entre le bord de fuite (22) du volet et le rail de guidage (30). 110) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'installation de mouvement (29a) est articulée sur le bloc de paliers (32). 120) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volet d'atterrissage (20) est monté à rotation autour d'un axe dirigé dans la direction de l'envergure, au niveau du bec (21) du volet. 130) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la rotation du volet d'atterrissage (20) peut se bloquer autour de l'axe dirigé dans la direction de l'envergure. 140) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe est constitué par un premier goujon fixe (33) dirigé dans la direction de l'envergure et reliant à rotation le chariot (31) et le bloc de paliers avant (32) et le bec de volet (21) est relié de manière rigide au bloc de paliers avant (32). 150) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe est un second goujon fixe dirigé dans la direction de l'envergure et qui relie à rotation le bec (21) du volet et le bloc de paliers avant (32), et le chariot (31) est relié de manière rigide au bloc de paliers avant (32). 160) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le blocage de la rotation du volet d'atterrissage (20) se fait par au moins un premier goujon de verrouillage (34) prévu entre le chariot (31) et le bloc de paliers avant (32). 170) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le blocage de la rotation du volet d'atterrissage (20) se fait par au moins un second goujon de verrouillage prévu entre le bec (21) du volet et le bloc de paliers avant (32). 180) Aile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que tous les mouvements de rotation et les mouvements linéaires du volet d'atterrissage et le blocage du coulissement de l'enveloppe sont combinés par une unité de commande.