Brevet FR2840877A1 — publié le 20031219

La presente invention concerne un dispositif d ' articulation d' un voles sur une surface aerodynamique d'aeronef. Quoique non exclusive ment, le dispositif d' articulation conforme a la presente invention est par ticulierement approprie a ['articulation de volets deporteurs (spoilers) inte gres dans des logements prevus dans ltextrados des ailes d'un avion. Dans les dispositifs d'articulation de ce type connus, un voles (par exemple deporteur) a son bord avant en regard d'un bord arriere (par exemple le bord de fuite ou le bord d'un tel logement) de ladite surface aerodynamique (par exemple une aile) et le dispositif d'articulation 0 comporte au moins deux ferrures portent ledit voles en faisant saillie vers ['avant par rapport audit bord avant du voles et pouvant pivoter, sous ['action de moyens d'actionnement (generalement des verins), autour d'un axe commun porte par ladite surface aerodynamique et dispose du cote interieur de celle-ci. Ainsi, ledit voles peut prendre: - soit une position retractee, pour laquelle la face externe (par exemple l'extrados) audit voles est en prolongement aerodynamique de la face externe (par exemple l'extrados) de ladite surface aerodynamique; - soit des positions deployees, pour lesquelles ledit voles est braque et se trouve en saillie par rapport a ladite face externe de la surface aerody namlque. Dans un tel dispositif d' articulation, pour eviter que la fente entre ledit bord arriere de la surface aerodynamique et ledit bord avant audit voles ne soit trop large, ce qui engendrerait une tranee importante, on prevoit que ledit bord arriere de la surface aerodynamique comporte des echancrures dans lesquelles peuvent penetrer lesdites ferrures en position deployee audit voles. De plus, chaque ferrure comporte une partie d'obtu ration, qui fait partie integrante de ladite ferrure, est fabriquee avec elle et est identique pour toutes les ferrures et qui, en position retractee du voles, se trouve a l'interieur de l'echancrure correspondante, a fleur des faces externes de la surface aerodynamique et du voles. Entre lesdites ferrures, on prevoit un joint, par exemple de type boudin, porte par ledit bord arriere de la surface aerodynamique et obtu rant ladite fente existent entre lesdits bord avant et arriere, lorsque le vo let est en position retractee. En revanche, entre le bord desdites echancru res et les parties d'obturation desdites ferrures, il existe un jeu de fonc 0 tionnement necessite par les tolerances d'assemblage et de fabrication, qutil est impossible jusqu'a present d'obturer et qui est cause d'une fuite aerodynamique engendrant une tranee parasite. Une telle tranee parasite est relativement reduite et acceptable lorsque la dimension de l'avion est celle des avions commerciaux usuels. En revanche, pour des avions commerciaux de tres grande dimension, elle devient inacceptable, car alors les volets vent eux-m8mes de grandes di mensions, notamment les ferrures, et le jeu doit 8tre important pour absorber les tolerances d'assemblage et de fabrication et permettre le de battement desdits volets. L'objet de la presente invention est done de remedier a cet inconvenient en obturant de facon efficace le jeu de fonctionnement entre lesdites echancrures et lesdites ferrures en position retractee audit voles, sans g8ner le deploiement audit voles lorsque celui-ci doit devenir actif. A cette fin, selon ['invention, le dispositif d'articulation d'un voles sur une surface aerodynamique d'aeronef, ledit voles ayant son bord avant en regard d'un bord arriere de ladite surface aerodynamique et ledit dispo sitif d'articulation comportant au moins deux ferrures portent ledit voles en faisant saillie vers ['avant par rapport audit bord avant et pouvant pivoter, sous ['action de moyens d'actionnement, autour d'un axe commun porte par ladite surface aerodynamique et dispose du cote interieur de celle-ci pour faire prendre audit voles: - soit une position retractee, pour laquelle la face externe audit voles est en prolongement aerodynamique de la face externe de ladite surface aerodynamique; - soit au moins une position deployee, pour laquelle ledit voles est braque et se trouve en saillie par rapport a la face externe de ladite surface aerodynamique, ledit bord arriere de ladite surface aerodynamique com portant des echancrures dans lesquelles penetrent lesdites ferrures en position depioyee audit voles, est remarquable en ce que: - la partie de chaque ferrure, qui se trouve en regard de l'echancrure correspondante en position retractee audit voles, est en retrait vers l'in terieur par rapport aux faces externes de la surface aerodynamique et du voles; - a chaque echancrure est associe un obturateur plat dont la forme correspond a celle de ladite echancrure; - chaque obturateur est porte par une tringlerie articulee sur ladite sur face aerodynamique et sur ledit voles, de fason telle que: 20. en position retractee audit voles, ladite tringlerie impose audit obtura teur une position d'obturation, pour laquelle ledit obturateur est dis pose dans ladite echancrure en assurant la continuite aerodynamique entre ladite surface aerodynamique et ledit voles; et en position deployee audit voles, ladite tringlerie impose audit obtura teur une position deportee vers 1'exterieur, pour laquelle ledit obtura teur libere ladite echancrure en permettant la rotation audit voles par rapport a ladite surface aerodynamique. De preference, ledit obturateur est fixe de facon amovible et/ou reglable a ladite tringlerie. Ainsi, grace 3 ces dispositions conformes a la presente invention, la position et/ou la dimension de chaque obturateur plat peut etre adaptee, compte tenu du jeu de fonctionnement reel, a l'echancrure particuliere dans laquelle il doit etre loge, afin d'optimiser et/ou de minimiser la fente necessaire entre le bord de ltechancrure et lui-meme. Pour faciiiter la mise en ceuvre de cette idee ma^'tresse de la presente invention, ledit obturateur peut etre choisi parmi un jeu d'obturateurs de dimensions differentes, fa briques a l'avance et couvrant les differents cas de jeux, dus aux toleran ces de montage et rencontres dans la fabrication de l'aeronef. Dans un mode de realisation, avantageux et particulierement sim ple de tringlerie, celle-ci comporte: - au moins une premiere bielle articulee, d'un cote, a ladite surface aero dynamique et portent, de l'autre cote, ledit obturateur; et - au moins une seconde bielle articulee, d'un cote, audit voles et, de l'au tre cote, 3 ladite premiere bielle. Avantageusement, ladite premiere bielle presente une forme contournee lui permettant d'envelopper, en position deployee audit voles, le bord du fond de ladite echancrure. Pour ameliorer encore ltetancheite entre ledit obturateur et le bord de l'echancrure correspondante, on peut prevoir: - que le bord avant audit obturateur porte un joint apte a obturer, en po sition retractee du voles, la fente existent entre lui-meme et le bord du fond de ladite echancrure; et/ou - que le bord arriere audit obturateur porte un joint apte 3 obturer, en po z5 sition retractee du voles, la fente existent entre luimeme et le bord avant audit voles. Par ailleurs, afin d'eviter la multiplicite des obturateurs et des trin gleries de commande associees, selon une autre particularite de la pre sente invention, on prevoit que: - entre au moins deux echancrures consecutives, ledit bord arriere de la surface aerodynamique est elimine de facon a constituer une echan crure globale; - la partie de chaque ferrure, qui se trouve en regard de ladite echancrure globale en position retractee audit voles, est en retrait vers l'interieur par rapport aux faces externes de la surface aerodynamique et du vo let; - a ladite echancrure globale, est associe un obturateur global plat dont la forme correspond a celle de ladite echancrure globale; 0 - ledit obturateur global est porte par une tringlerie articulee sur ladite surface aerodynamique et sur ledit voles et telle que: en position retractee audit voles, ladite tringlerie impose audit obtura teur global une position d'obturation, pour laquelle ledit obturateur global est dispose dans ladite echancrure globale en assurant la continuite aerodynamique entre ladite surface aerodynamique et ledit voles; et en position deployee audit voles, ladite tringlerie impose audit obtura teur global une position deportee vers l'exterieur, pour laquelle ledit obturateur global libere ladite echancrure globale en permettant la ro tation audit voles par rapport a ladite surface aerodynamique. Avantageusement, ledit obturateur global et ladite tringlerie peu vent comporter les particularites des obturateurs et des tringleries decrits ci-dessus. Les figures du dessin annexe feront bien comprendre comment I'invention peut etre realisee. Sur ces figures, des references identiques designent des elements semblables. La figure 1 est une vue en plan partielle, du dessus, d'une aile d'avion connue. La figure 2 est une vue agrandie en coupe transversale selon la li gne 11ll de la figure 1, au niveau d'une ferrure d'un voles deporteur de la dite aile, ce voles deporteur etant en position retractee. La figure 3 est une vue semblable 3 la figure 2, ledit voles depor teur etant en position deployee. La figure 4 est une vue agrandie selon la fleche IV de la figure 2. La figure 5 illustre, en vue semblable 3 la figure 4, un exemple de realisation de la presente invention, appliquee aux volets deporteurs. La figure 6 est une coupe agrandie selon la ligne VI-VI de la figure 5 ou de la figure 8. La figure 7 est une vue semblable 3 la figure 6, le voles deporteur etant en position deployee. La figure 8 illustre, en vue semblable 3 la figure 5, une variante de realisation de la presente invention. L'aile d'avion connue 1, representee schematiquement et partiel lement sur la figure 1, comporte, dans son extrados 2, une pluralite de volets deporteurs 3, generalement appeles spoilers dans la technique aeronautique. Ils constituent des surfaces aerodynamiques de controle pour l'avion, mobiles en rotation sous ['action de verins 4 autour d'un axe 5 porte par l'aile, du cote interieur a celle-ci. En position retractee (voir les figures 1, 2 et 4), ils s'integrent dans l'extrados 2 avec leur propre extrados 6 en prolongement aerodyna mique de ce dernier, et ils vent generalement disposes en avant des volets hypersustentateurs 7. En position deployee (voir la figure 3), ils entranent une diminution de la portance et une augmentation de la tranee de l'aile 1, ce qui leur permet d'assurer differentes fonctions. Ainsi, lesdits volets deporteurs 3: - par ['augmentation de la tranee, participant 3 la reduction de la vitesse de l'avion durant les phases d'atterrissage ou eventuellement de decol rage, dans le cas de ['interruption de la procedure de decollage en cas de detection de probleme; - permettent, en reduisant la portance, de plaquer l'avion au sol pour ameliorer le freinage pendant la phase d'atterrissage ou d'interruption de decollage; - participent au controle du roulis en reduisant la portance d'une demi voilure en vol; - permettent de reduire la vitesse de l'avion pendant le vol ou d'augmen ter la pente de descente en cas de descente d'urgence; lo - aident a diminuer le moment d'encastrement voilure/fuselage (et done la charge) aux forts facteurs de charge (manoeuvre, rafales) en modifiant, le long de la voilure, la repartition de la portance; - permettent, par un effet dissymetrique, de creer un moment de lacet et participant, ainsi, 3 contrer les effete d'une panne moteur au sol pen dant la phase de decollage. Ces differentes fonctions remplies par les volets deporteurs correspondent a des conditions temporaires et a des moments bien parti culiers du vol de l'avion, de sorte que, pendant la plus grande partie du vol de l'avion, ils n'interviennent pas en etant retractes et leur presence doit alors engendrer une tranee aussi faible que possible. Aussi, lorsque lesdits volets deporteurs ne vent pas utilises, c'est adire la plupart du temps de vol. ils doivent etre parfaitement integres 3 I'extrados 2 de l'aile 1, ce qui souleve quelques difficultes. En effet, chaque voles deporteur 3 est. d'une part, dispose de fa con que son bord avant 8 soit dispose en regard d'un bord arriere 9 de ladite aile 1 (lesdits bords 8 et 9 etant paralleles a l'axe 5) en menageant entre eux une fente 10 et, d'autre part, porte par au moins deux ferrures 11, faisant saillie vers ['avant, en direction de l'interieur de l'aile 1 et mon tees pivotantes autour de l'axe 5. Le bord arriere 9 de l'aile 1 comporte des echancrures 12, avec deux bords lateraux 12L et un bord de fond 12R, permettant d'y loger lesdites ferrures 11 en position deployee des volets deporteurs 3 (figure 3). Chaque ferrure 11 comporte une partie d'obturation 13, avec deux bords lateraux 13L et un bord avant 13F, qui obture grossierement les echancrures 12 en position retractee du voles deporteur 3 en formant une fente peripherique 14 autour de ce dernier et en se trouvant a fleur des extrados 2 et 6 (figure 4). De facon connue et non representee, entre les echancrures 12, I'etancheite entre le bord avant 8 d'un voles deporteur 3 et le bord arriere o 9 de l'aile 1 est assuree par un joint boudin non represente. La technique anterieure ayant ete rappelee ci-dessus en regard des figures 1 a 4, on decrit maintenant ci-apres un mode de realisation de la presente invention, au moyen des figures 5 a 8. En se reportant tout d'abord aux figures 5 a 7, on peut constater que la partie 15 de chaque ferrure 1 1, qui se trouve en regard de ltechan crure 12 correspondante en position retractee d'un voles 3, est (contrai rement a la partie 13 decrite ci-dessus) en retrait vers l'interieur par rap port aux extrados 2 et 6 de l'aile 1 et du voles 3. De plus, a chaque echancrure 12 est associe un obturateur plat individual 16, choisi parmi une pluralite d'obturateurs de dimensions differentes pour le fait que, compte tenu des jeux de fonctionnement indispensables, il obture au mieux l'echancrure particuliere 12 dans laquelle il est loge. Comme cela est illustre par les figures 6 et 7, chaque obturateur individual 16 est rapporte, grace a des moyens de fixation amovible 17, tels que des vis ou analogues, a une tringlerie articulee 18 (decrite plus en detail ci-apres), qui lui permet: - en position retractee du voles 3, de prendre une position d'obturation (voir les figures 5 et 6), pour laquelle ledit obturateur 3 est dispose dans l'echancrure correspondante 12 en assurant la continuite aerody namique entre les extrados 2 et 6; en position deployee du voles 3, de prendre une position deportee vers l'exterieur (voir la figure 7), disposee dans ['angle diedre forme par les extrados 2 et 6, pour laquelle ledit obturateur 3 libere ltechancrure associee 12, pour permettre a la ferrure 11 d'y penetrer, ce qui rend possible la rotation audit voles 3 par rapport a l'aile 1. De preference, la position audit obturateur 16 est reglable par rapport aux moyens de fixation amovible 17 (par exemple, grace a un trou 0 oblong ou plusieurs trous pratiques dans ledit obturateur), afin de permet tre d'ajuster la position audit obturateur 16 par rapport a l'echancrure 12. Dans l'exemple de realisation des figures 6 et 7, la tringlerie 18 comporte au moins deux bielles 19 et 20. La bielle 19 est articulee, a son extremite interieure, autour d'un axe interieur 21 solidaire de l'aile 1 et porte, a son extremite exterieure, I'obturateur 16 correspondent qui y est fixe par les vis 17. La bielle 20 est. quant a elle, articulee a une extremite autour d'un axe 22, interieur audit voles 3, et, a son autre extremite, a ladite bielle 19 autour d'un axe 23. La premiere bielle 19 presente une forme contournee, en boucle 24 dans sa partie mediane, pour pouvoir envelopper le bord 12R du fond de ltechancrure 12, en position deployee du voles 3 (voir la figure 7). Pour ameliorer encore ies performances aerodynamiques des obtu rateurs 16, ceux-ci peuvent porter: - sur leur bord avant, un joint 25 apte a obturer, en position retractee du voles 3, la fente existent entre eux- memes et le bord de fond 1 2R des echancrures 1 2; - sur leur bord arriere, un joint 26 apte a obturer, egalement en position retractee du voles 3, la fente existent entre eux-memes et le bord avant 8 audit voles 3. Dans le mode de realisation de la figure 8, on a elimine les parties 27 du bord arriere 9 de l'aile 1 qui se trouvent entre plusieurs echancrures consecutives 12 (voir la figure 7) pour former une echancrure globale 28, avec un bord de fond 28R. De plus, on a remplace les obturateurs 16 correspondents par un obturateur global 29 adapte a ladite echancrure globale 28. On comprendra aisement que les particularites decrites ci dessus a propos des echancrures 12, des obturateurs 16 et de la tringlerie 18 vent applicables a l'echancrure globale 28, a l'obturateur global 29 et a la tringlerie pour actionner ce dernier. 1 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'articulation d'un voles (3) sur une surface aerody namique d'aeronef (1), ledit voles (3) ayant son bord avant (8) en regard d'un bord arriere (9) de ladite surface aerodynamique et ledit dispositif d'articulation comportant au moins deux ferrures (11) portent ledit voles (3) en faisant saillie vers ['avant par rapport audit bord avant (8) et pou vant pivoter, sous ['action de moyens d'actionnement (4), autour d'un axe commun (5) porte par ladite surface aerodynamique (1) et dispose du cote interieur de celle-ci, pour faire prendre audit voles (3): - soit une position retractee, pour laquelle la face externe (6) audit voles (3) est en prolongement aerodynamique de la face externe (2) de ladite surf ace aerodynamique ( 1); - soit au moins une position deployee, pour laquelle ledit voles (3) est braque et se trouve en saillie par rapport a la face externe (2) de la cite surface aerodynamique (1), ledit bord arriere (9) de ladite surface aero dynamique (1) comportant des echancrures (12) dans lesquelles pene trent lesdites ferrures (l 1) en position deployee audit voles (3), caracterise en ce que: - la partie (15) de chaque ferrure (11), qui se trouve en regard de I'echancrure (12) correspondante en position retractee audit voles (3), est en retrait vers l'interieur par rapport aux faces externes (2, 6) de la surface aerodynamique et du voles; - a chaque echancrure (12) est associe un obturateur plat (16) dont la forme correspond a celle de ladite echancrure (12); - chaque obturateur ( 16) est porte par une tringlerie articulee ( 18) sur ladite surface aerodynamique (1) et sur ledit voles (3), de facon telle que: en position retractee audit voles (3), ladite tringlerie (18) impose au dit obturateur (16) une position d'obturation, pour laquelle ledit obtu rateur (16) est dispose dans ladite echancrure (12) en assurant la continuite aerodynamique entre ladite surface aerodynamique et ledit voles; et en position deployee audit voles (3), ladite tringlerie (18) impose au dit obturateur ( 16) une position deportee vers l'exterieur, pour la quelle ledit obturateur (16) iibere ladite echancrure (12) en permet tant la rotation audit voles (3) par rapport a ladite surface aerodyna mique (1). 2. Dispositif d'articulation selon la revendication 1, 0 caracterise en ce que ledit obturateur (16) est fixe de fason amovible a ladite tringlerie ( 1 8). 3. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 1 ou 2, caracterise en ce que ledit obturateur (16) est fixe de fason reglable a la dite tringlerie ( 1 8). 4. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que ledit obturateur (16) est choisi parmi un jeu d'obtu rateurs de dimensions differentes. 5. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 1 3 4, caracterise en ce que ladite tringlerie (18) comporte: - au moins une premiere bielle (19) articulee, d'un cote, a ladite surface aerodynamique (1) et portent, de l'autre cote, ledit obturateur (16), et - au moins une seconde bielle (20) articulee, d'un cote, audit voles (3) et, de l'autre cote, a ladite premiere bielle (19). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracterise en ce que ladite premiere bielle (19) presente une forme contournee lui permettant d'envelopper, en position deployee audit voles (3), le bord (12R) du fond de ladite echancrure (12). 1 3 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 3 6, caracterise en ce que le bord avant audit obturateur (16) porte un joint (25) apte a obturer, en position retractee du voles (3), la fente existent entre lui-meme et le bord du fond (1 2R) de ladite echancrure (12). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caracterise en ce que le bord arriere audit obturateur (16) porte un joint (26) apte a obturer, en position retractee du voles (3), la fente existent entre lui-meme et le bord avant (8) audit voles (16). 9. Dispositif d'articulation d'un voles (3) sur une surface aerody o namique d'aeronef (1), ledit voles (3) ayant son bord avant (8) en regard d'un bord arriere (9) de ladite surface aerodynamique (1) et ledit dispositif d'articulation comportant au moins deux ferrures (11) portent ledit voles (3) en faisant saillie vers ['avant par rapport audit bord avant (8) et pou vant pivoter, sous ['action de moyens d'actionnement (4), autour d'un axe commun (5) porte par ladite surface aerodynamique (1) et dispose du cote interieur de celle-ci, pour faire prendre audit voles (3) : - soit une position retractee, pour laquelle la face externe (6) audit voles (3) est en prolongement aerodynamique de la face externe (2) de ladite surface aerodynamique (l); - soit au moins une position deployee, pour laquelle ledit voles (3) est braque et se trouve en saillie par rapport 3 la face externe (2) de ladite surface aerodynamique (1), ledit bord arriere (9) de ladite surface aero dynamique (1) comportant des echancrures (12) dans lesquelles pene trent lesdites ferrures (11) en position deployee audit voles (3), caracterise en ce que: - entre au moins deux echancrures consecutives (12), ledit bord arriere (9) de la surface aerodynamique (1) est elimine de facon a constituer une echancrure globale (28); - la partie (15) de chaque ferrure (11), qui se trouve en regard de ladite echancrure globale (28) en position retractee audit voles (3), est en re trait vers l'interieur par rapport aux faces externes (2 et 6) de la surface aerodynamique (1) et du voles (3); - 3 ladite echancrure globale (28) est associe un obturateur global plat (29) dont la forme correspond a celle de ladite echancrure globale; - ledit obturateur global (29) est porte par une tringlerie (18) articulee sur ladite surface aerodynamique (1) et sur ledit voles (3) et telle que: en position retractee audit voles (3), ladite tringlerie (18) impose au lo dit obturateur global (29) une position d'obturation, pour laquelle le dit obturateur global (29) est dispose dans ladite echancrure globale (28) en assurant la continuite aerodynamique entre ladite surface aerodynamique (1) et ledit voles (3); et en position deployee audit voles (3), ladite tringlerie (18) impose 1 audit obturateur global (29) une position deportee vers l'exterieur pour laquelle ledit obturateur global (29) libere ladite;echancrure glo bale (28) en permettant la rotation audit voles (3) par rapport a ladite surface aerodynamique (1). 10. Dispositif d'articulation selon la revendication 9, caracterise en ce que ledit obturateur global (29) est fixe de fa,con amovi ble a ladite tringlerie. 11. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 9 ou , caracterise en ce que ledit obturateur global (29) est fixe de fa,con reglable a ladite tringlerie (18). 12. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 9 a 11, caracterise en ce que ledit obturateur global (29) est choisi parmi un jeu d'obturateurs globaux de dimensions differentes. 1 5 13. Dispositif d'articulation selon l'une des revendications 9 a 12, caracterise en ce que ladite tringlerie (18) comporte: - au moins une premiere bielle (19) articulee, d'un cote, 3 ladite surface aerodynamique (1) et portent, de l'autre cote, ledit obturateur global (28), et - au moins une seconde bielle (20) articulee, d'un cote, audit voles (3) et, de l'autre cote, a ladite premiere bielle (19). 14. Dispositif selon la revendication 13, caracterise en ce que ladite premiere bielle ( 19) presente une forme 0 contournee lui permettant d'envelopper, en position deployee audit voles, le bord du fond (28R) de ladite echancrure globale (28). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 a 14, caracterise en ce que le bord avant audit obturateur global (28) porte un joint (25) apte a obturer, en position retractee du voles, la fente existent entre lui-meme et le bord du fond (28R) de ladite echancrure globale (28). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 a 15, caracterise en ce que le bord arriere audit obturateur (28) porte un joint (26) apte a obturer, en position retractee du voles, la fente existent entre