Brevet FR2911116A1 — publié le 20080711

DISPOSITIF DE SORTIE D'AIR POUR UN AERONEF La présente invention se rapporte à un dispositif de sortie d'air pour un aéronef plus particulièrement destiné à être disposé au niveau d'une surface aérodynamique susceptible d'être en contact avec les flux d'air s'écoulant à l'extérieur dudit aéronef. Un aéronef est généralement équipé de systèmes d'air, notamment pour assurer le réchauffage, le refroidissement ou la ventilation, comprenant des circuits s'étendant depuis au moins une entrée d'air jusqu'à au moins une sortie d'air en traversant des échangeurs ou tout autre appareil nécessitant de l'air ou fonctionnant avec de l'air. Ces systèmes d'air induisent nécessairement une traînée parasite découlant par exemple des défauts de surface liés à l'implantation de l'entrée ou de la sortie au niveau de la surface en contact avec le flux d'air extérieur ou en raison de la différence entre les débits capté et rejeté dans ledit flux d'air. Or, pour répondre aux attentes des clients, les constructeurs d'aéronef 15 cherchent à améliorer l'aérodynamisme de leurs appareils afin de réduire leurs coûts d'exploitation fortement liés à la consommation en carburant. Un dispositif de sortie d'air influence l'aérodynamisme de l'aéronef en raison de la traînée parasite générée lorsqu'elle ne débite pas d'air découlant du défaut de surface ou lorsqu'elle débite de l'air résultant de la perturbation du flux d'air 20 extérieur. Par ailleurs, les pertes de charge subies par le flux d'air du système lors de son passage au travers de la sortie d'air influencent également l'aérodynamisme de l'aéronef en raison de la différence entre les débits capté et rejeté du système d'air. Pour compenser ces influences négatives, on cherche à récupérer la poussée fournie à l'aéronef par la sortie d'air. Dans ce sens, l'idéal est d'éjecter l'air dans la direction et le sens du flux d'air extérieur, avec une vitesses d'éjection élevée afin de maximiser le module de l'effort de poussée. Selon l'art antérieur, il existe deux grandes familles de sorties d'air. La première famille de sorties de type dynamique, comprend un renflement au niveau de la sortie d'air, décrivant un coude avec une sortie orientée vers l'arrière de l'aéronef. Cette configuration permet de réduire les pertes de charges dans la mesure où la sortie protège l'air du système du flux d'air extérieur en le guidant progressivement dans la direction dudit flux d'air extérieur ce qui contribue également à maximiser la récupération de la poussée produite par l'air sortant. Cependant, cette configuration crée un défaut de surface considérable qui produit une traînée parasite importante. Par conséquent, cette solution est préconisée lorsque l'énergie de l'écoulement sortant du système est supérieure à celle du flux de l'air extérieur, notamment lorsque les avantages découlant de la récupération de la poussée générée par l'air sortant compensent les inconvénients liés à la traînée parasite créée. La présente invention se rapporte plus précisément à la seconde famille de sorties d'air de type affleurant. Par rapport aux sorties de type dynamique, les sorties de type affleurant génèrent un défaut de surface et une traînée parasite moindres. Cependant, cette configuration est moins performante en matière de perte de charge et de récupération de poussée dans la mesure où l'air sortant peut difficilement être orienté dans la direction du flux d'air extérieur. Selon un mode de réalisation, une sortie d'air de type affleurant se présente sous la forme d'une grille comme illustrée sur les figures 1 et 2. Cette solution est préconisée lorsque l'énergie de l'écoulement sortant du système d'air est inférieure à celle du flux d'air extérieur. Une sortie d'air 10 sous forme de grille comprend une pluralité d'ouvertures 12 de forme rectangulaire délimitées par des zones intercalaires 14 disposées dans le prolongement de la surface aérodynamique de l'aéronef, chaque ouverture 12 comprenant un déflecteur 16 orienté vers l'intérieur et incliné afin d'une part, de diriger l'air sortant matérialisé par les flèches 18 dans une direction proche de celle du flux d'air extérieur 20, et d'autre part, de réduire la taille du défaut de surface. Selon un mode de réalisation répandu, la sortie d'air comprend plusieurs étages 22 d'ouvertures 12, lesdits étages étant séparés par au moins un renfort ou couloir 24 permettant d'augmenter les caractéristiques mécaniques de la grille, ce renfort ayant une largeur I nettement inférieure à la hauteur h d'un étage 22 d'ouvertures. Ces sorties d'air de type grille permettent de réduire sensiblement le défaut de surface. Cependant, elles ne sont pas satisfaisantes au niveau des pertes de charge qui demeurent importantes. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en 20 proposant un dispositif de sortie d'air de type grille permettant d'optimiser les caractéristiques aérodynamiques de ladite sortie. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de sortie d'air sous forme d'une grille rapportée au niveau d'une surface aérodynamique d'un aéronef, ledit dispositif comprenant une pluralité d'ouvertures délimitées par des zones 25 intercalaires disposées dans le prolongement de la surface aérodynamique de l'aéronef et au moins un renfort longitudinal ou couloir séparant les ouvertures en au moins deux étages, caractérisé en ce que la disposition, les dimensions et/ou le rapport surfacique des zones ajourées correspondant aux ouvertures et des zones non ajourées correspondant aux zones intercalaires ou au(x) couloir(s) sont tels qu'ils permettent de créer une dépression à proximité de la sortie d'air. Cette configuration permet de réduire en amont de la sortie d'air la pression nécessaire à l'extraction du débit, et de la sorte de réduire les pertes de charge. Elle permet également, à débit traversant la sortie égal, de réduire la surface des zones ajourées, correspondant à la section de sortie efficace, ce qui permet de réduire la traînée parasite et d'augmenter la poussée récupérée, la vitesse d'éjection étant plus importante. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe d'une sortie d'air, - la figure 2 est une vue en élévation latérale d'une sortie d'air selon l'art 15 antérieur, - la figure 3 est une vue en élévation latérale d'une sortie d'air selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'une sortie d'air selon un autre mode de réalisation de l'invention, et 20 - la figure 5 est une vue en élévation latérale d'une sortie d'air selon un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté en coupe un dispositif de sortie d'air 10 sous forme d'une grille rapportée au niveau d'une surface aérodynamique d'un aéronef. Cette grille peut être prévue au niveau de la nacelle, du fuselage, d'un mât ou de 25 la voilure. Néanmoins, d'autres positions sont envisageables. Cette sortie d'air 10 peut être intégrée à l'un des systèmes d'air de l'aéronef comportant chacun un circuit s'étendant depuis au moins une entrée d'air jusqu'à au moins une sortie d'air en traversant au moins un échangeur ou tout autre appareil nécessitant de l'air ou fonctionnant avec de l'air tel que par exemple un système de réchauffage, de refroidissement ou de ventilation. Ces systèmes d'air ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme du métier. Par ailleurs, la sortie d'air selon l'invention n'est pas limitée à ces applications et peut convenir à d'autres circuits, d'autres appareils ou d'autres entrées d'air. Selon un mode de réalisation, une sortie d'air 10 comprend une pluralité d'ouvertures 12 délimitées par des zones intercalaires 14 disposées dans le prolongement de la surface aérodynamique de l'aéronef, chaque ouverture 12 comprenant un déflecteur 16 orienté vers l'intérieur et incliné afin d'une part, de diriger l'air sortant matérialisé par les flèches 18 dans une direction proche de celle du flux d'air extérieur 20, et d'autre part de réduire la taille du défaut de surface. En variante, la grille peut ne comprendre aucun déflecteur ou des déflecteurs sous forme de volets articulés selon des axes de rotation prévus au niveau d'un des côtés de l'ouverture, notamment celui perpendiculaire au flux d'air extérieur 20 et disposé en aval selon ce même flux 20. Le mouvement des volets, notamment l'ouverture des volets, peut être contrôlé par tout moyen approprié. Pour limiter les défauts de surface, les ouvertures ont une largeur étroite. Pour augmenter les caractéristiques mécaniques et structurelles de la sortie d'air 10, cette dernière comprend au moins un renfort 24 longitudinal ou couloir séparant les ouvertures en au moins deux étages 22 et 22'. Ce ou ces couloir(s) 24 permet(tent) de limiter la hauteur (direction perpendiculaire au flux d'air extérieur 20) des ouvertures pour limiter les risques de flexion des zones intercalaires 14 prévues entre les ouvertures d'un même étage. Selon l'invention, la disposition, les dimensions et/ou le rapport surfacique des zones ajourées correspondant aux ouvertures 12 et des zones non ajourées correspondant aux zones intercalaires 14 ou au(x) couloir(s) 24 sont tels qu'ils permettent de créer une dépression à proximité de la sortie d'air 10, ce qui permet de réduire en amont de la sortie d'air la pression nécessaire à l'extraction du débit. Selon une première variante illustrée sur la figure 3, au moins un couloir 24 a une épaisseur I supérieure à la hauteur des ouvertures 12, et de préférence inférieure à deux fois la hauteur desdites ouvertures 12, soit h REVENDICATIONS 1. Dispositif de sortie d'air sous forme d'une grille rapportée au niveau d'une surface aérodynamique d'un aéronef, ledit dispositif comprenant une pluralité d'ouvertures (12) délimitées par des zones intercalaires (14) disposées dans le prolongement de la surface aérodynamique de l'aéronef et au moins un renfort (24) longitudinal ou couloir séparant les ouvertures en au moins deux étages (22, 22'), caractérisé en ce que la disposition, les dimensions et/ou le rapport surfacique des zones ajourées correspondant aux ouvertures (12) et des zones non ajourées correspondant aux zones intercalaires (14) ou au(x) couloir(s) (24) sont tels qu'ils permettent de créer une dépression à proximité de la sortie d'air (10). 2. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un couloir (24) a une épaisseur I supérieure à la hauteur des ouvertures (12). 3. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au 15 moins un couloir (24) a une épaisseur I inférieure à deux fois la hauteur desdites ouvertures (12). 4. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un couloir (24) a une forme divergente selon la direction du flux d'air extérieur (20). 20 5. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ouvertures (12) sont disposées de part et d'autre d'un axe médian (26), la limite supérieure (28) du couloir formant un angle a compris entre 5 et 15 par rapport audit axe médian (26) et/ou la limite inférieure (30) du couloir formant un angle a compris entre 5 et 15 par rapport audit axe médian (26). 6. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un couloir (24) a une forme convergente selon la direction du flux d'air extérieur (20). 7. Dispositif de sortie d'air selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ouvertures (12) sont disposées de part et d'autre d'un axe médian (26), la limite supérieure (28) du couloir formant un angle a compris entre 5 et 15 par rapport audit axe médian (26) et/ou la limite inférieure (30) du couloir formant un angle a compris entre 5 et 15 par rapport audit axe médian (26). 8. Aéronef comprenant un dispositif de sortie d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes.15