Brevet FR3001709A1 — publié le 20140808

La présente invention concerne un avion spatial, c'est-à-dire un avion capable de décoller du sol de façon usuelle, d'atteindre une altitude d'au moins cent kilomètres, de voler à une vitesse transsonique ou même supersonique, puis d'atterrir également de façon usuelle pour un avion. Les avions spatiaux à un seul étage de ce type, aptes à voler à des vitesses supérieures à Mach 0,9, comportent, à la fois, des moyens de propulsion anaérobie, tels que des moteurs fusée, et des moyens de propulsion aérobie, tels que des turbomoteurs. Au cours du vol d'un tel avion spatial, il peut se faire que seuls les moyens de propulsion anaérobie soient en fonctionnement, les moyens de propulsion aérobie étant alors inactifs ou éteints. Dans une telle phase de vol, il en résulte donc que l'entrée d'air des moyens de propulsion aérobie engendre une traînée importante, freinant le vol de l'avion spatial. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. A cette fin, selon l'invention, l'avion spatial à un seul étage, qui est apte à voler à des vitesses supérieures à Mach 0,9 et qui comporte : - des moyens de propulsion anaérobie, et - des moyens de propulsion aérobie, qui sont pourvus d'au moins une entrée d'air, est remarquable en ce qu'il comporte au moins un agencement de volet mobile pouvant se déplacer, dans les deux sens, entre une première position pour laquelle ledit agencement dégage ladite entrée d'air et une seconde position pour laquelle ledit agencement empêche l'air de pénétrer dans ladite entrée d'air. Ainsi, grâce à un tel agencement de volet mobile, ladite entrée d'air peut être isolée du flux d'air autour de l'avion, de sorte que sa traînée peut être réduite, lorsque les moyens de propulsion aérobie ne sont pas en fonctionnement. On remarquera de plus que, grâce audit agencement de volet mobile, lesdits moyens de propulsion aérobie sont alors protégés contre les vitesses de gaz excessives et les échauffements conséquents. Bien que ledit agencement de volet mobile puisse se déplacer de différentes manières, il est avantageux qu'il se déplace en rotation entre lesdites première et seconde positions. Dans un premier mode de réalisation, ledit agencement de volet est monté mobile sur la structure dudit avion spatial. Dans ce cas, ledit agencement de volet mobile peut comporter un volet unique qui est monté sur la structure de l'avion, en avant de ladite entrée d'air, de façon que, dans ladite première position ou position rétractée, ledit volet unique s'applique contre le fuselage dudit avion et que, dans ladite seconde position ou position déployée, ledit volet unique masque ladite entrée d'air au flux aérodynamique autour dudit avion. De préférence, ledit volet unique est bombé pour lui permettre d'épouser la forme dudit fuselage lorsqu'il occupe ladite première position rétractée. Le volet unique présente de plus avantageusement une forme arrondie en regard de ladite entrée d'air, afin de réduire encore la traînée de l'ensemble dudit volet et de ladite entrée d'air dans ladite seconde position déployée. Dans un second mode de réalisation, ledit agencement de volet est monté mobile sur ladite entrée d'air des moyens de propulsion aérobie. Dans ce cas, ledit agencement de volet mobile peut comporter une pluralité d'éléments qui sont montés sur ladite entrée d'air à la manière de pétales, de façon que, dans ladite première position ou position déployée, lesdits éléments sont écartés les uns des autres et font saillie à l'avant de ladite entrée d'air et en prolongement de celle-ci et que, dans ladite seconde position ou position rétractée, lesdits éléments sont rapprochés les uns des autres et obturent ladite entrée d'air. De tels éléments en pétales peuvent présenter une forme au moins approximativement triangulaire et sont, de préférence, bombés de façon à former une surface conique lorsqu'ils sont dans leur seconde position rétractée. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être représentée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre, en perspective, un avion spatial selon la présente invention, équipé de volets de masquage d'entrée d'air conformes au premier mode de réalisation mentionné ci-dessus, lesdits volets étant en position rétractée dégageant les entrées d'air de turbomoteur. La figure 2 montre, également en perspective, l'avion spatial de la figure 1, lesdits volets étant en position déployée masquant les entrées d'air des turbomoteurs. Les figures 3 et 4 illustrent les cinématiques d'un volet de masquage de l'avion spatial des figures 1 et 2. La figure 5 illustre, en perspective partielle, un turbomoteur de l'avion spatial selon l'invention, équipé d'éléments d'obturation à la périphérie de son entrée d'air, lesdits éléments étant en position déployée dégageant l'entrée d'air dudit turbomoteur. La figure 6 montre, également en perspective partielle, le turbomoteur de la figure 5, lesdits éléments étant en position rétractée obturant l'entrée d'air dudit turbomoteur. L'avion spatial 1, conforme à la présente invention et montré par les figures 1 et 2, ne comporte qu'un seul étage ayant un fuselage 2 et est apte à effectuer des vols transsoniques et/ou supersoniques. Cet avion spatial 1 comporte au moins un moteur fusée 3 et deux turbomoteurs 4, comportant chacun une entrée d'air 5. Les turbomoteurs sont disposés latéralement à l'arrière du fuselage 2, de sorte que l'un des turbomoteurs 4 se trouve à gauche, et l'autre desdits turbomoteurs 4 se trouve à droite du fuselage 2. Lorsque l'avion spatial est en vol transsonique ou supersonique et que les turbomoteurs 4 ne sont pas en fonctionnement, les entrées d'air 5 sont la source d'une traînée aérodynamique importante. Aussi, pour remédier à cet inconvénient, l'avion spatial 1 des figures 1 et 2 comporte, devant chacune des deux entrées d'air 5, un volet rotatif 6, articulé autour d'un axe X-X de la structure dudit avion spatial. Chaque volet 6 peut se déplacer, dans les deux sens, entre une position rétractée (voir la figure 1), pour laquelle il est appliqué contre le fuselage 2 et il dégage l'entrée d'air 5 correspondante, et une position déployée (voir la figure 2) pour laquelle il masque cette entrée d'air 5 au flux aérodynamique entourant ledit avion spatial. Ainsi, lorsque la vitesse de l'avion spatial 1 est élevée et que les turbomoteurs 4 ne fonctionnent pas, les entrées d'air 5 de ces derniers peuvent être masquées par les volets 6, de sorte que la traînée aérodynamique des entrées d'air 5 est réduite. Pour actionner les volets 6 entre leur position rétractée et leur position déployée, et inversement, on peut utiliser le système illustré schématiquement sur les figures 3 et 4, comportant des vérins 7. La tige 8 de chaque vérin 7 est reliée au volet 6 correspondant par l'intermédiaire d'une bielle 9, articulée, d'un côté, audit volet 6 par une articulation 10 et, de l'autre côté, à ladite tige de vérin 8 par une articulation à genouillère 11. Chaque volet 6 est bombé pour pouvoir épouser la forme du fuselage 2 en position rétractée (figure 1). De plus, pour réduire la traînée qu'il peut engendrer en position déployée (figure 2) son extrémité 12, qui est en regard de l'entrée d'air 5 correspondante, est arrondie. Comme le montrent les figures 5 et 6, chaque volet 6 des figures 1 à 4 peut être remplacé par une pluralité d'éléments d'obturation adjacents 14 montés, à la manière de pétales, à la périphérie du bord d'attaque 15 des entrées d'air 5. Chaque élément d'obturation 14 y est monté rotatif autour d'un axe de rotation Y-Y qui lui est propre et présente une forme au moins approximativement triangulaire. Sous l'action de vérins (non représentés) internes à l'entrée d'air 5, les éléments d'obturation rotatifs 14 peuvent prendre une position déployée (voir la figure 5) pour laquelle ils sont écartés les uns des autres en faisant saillie à l'avant de ladite entrée d'air 5, en prolongement de celle-ci, et en la dégageant, et une positon rétractée (voir la figure 6) pour laquelle lesdits éléments d'obturation 14 sont rapprochés les uns des autres et obturent ladite entrée d'air. Dans cette position rétractée, lesdits éléments d'obturation 14 forment un dôme saillant 16, qui peut présenter une forme conique, lorsque lesdits éléments sont bombés de façon appropriée. 15 20 25 REVENDICATIONS1. Avion spatial (1) à un seul étage, qui est apte à voler à des vitesses supérieures à Mach 0,9 et qui comporte : - des moyens de propulsion anaérobie (3), et - des moyens de propulsion aérobie (4), qui sont pourvus d'au moins une entrée d'air (5), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un agencement de volet mobile (6, 14) pouvant se déplacer, dans les deux sens, entre une première position pour laquelle ledit agencement dégage ladite entrée d'air (5) et une seconde position pour laquelle ledit agencement empêche l'air de pénétrer dans ladite entrée d'air (5). 2. Avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agencement de volet mobile (6, 14) se déplace en rotation entre lesdites première et seconde positions. 3. Avion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement de volet (6) est monté mobile sur la structure de l'avion. 4. Avion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ledit agencement de volet mobile comporte un volet unique (6) qui est monté sur la structure de l'avion, en avant de ladite entrée d'air, de façon que, dans ladite première position, ledit volet unique (6) s'applique contre le fuselage (2) dudit avion (1) et que, dans ladite seconde position, ledit volet unique (6) masque ladite entrée d'air (5) au flux aérodynamique autour dudit avion (1). 5. Avion selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit volet unique est bombé pour lui permettre d'épouser la forme dudit fuselage (2) lorsqu'il occupe ladite première position. 6. Avion selon l'une des revendications 4 ou 5,caractérisé en ce que ledit volet unique (6) présente une forme arrondie en regard de ladite entrée d'air (5). 7. Avion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement de volet (6) est monté mobile sur ladite entrée d'air (5) des moyens de propulsion aérobie (4). 8. Avion selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit agencement de volet mobile comporte une pluralité d'éléments (14) qui sont montés sur ladite entrée d'air (5) à la manière de pétales, de façon que, dans ladite première position, lesdits éléments (14) sont écartés les uns des autres et font saillie à l'avant de ladite entrée d'air (5) et en prolongement de celle-ci et que, dans ladite seconde position, lesdits éléments sont rapprochés les uns des autres et obturent ladite entrée d'air (5). 9. Avion selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments (14) présentent une forme au moins approximativement triangulaire. 10. Avion selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits éléments (14) sont bombés, de façon à former une surface conique saillante (16) lorsqu'ils sont dans leur seconde position.