Brevet FR3013677A1 — publié le 20150529

Carénage de sommet d'un giravion comportant un profil en goutte d'eau tronqué doté d'un bossage à surface perturbée. La présente invention est du domaine des moyens permettant d'influencer l'écoulement d'air sur les surfaces extérieures des giravions. La présente invention relève plus particulièrement d'un carénage classiquement ménagé au sommet d'un giravion en étant disposé sous la voilure tournante d'un rotor principal à axe sensiblement vertical et en rehausse d'un capot enveloppant un groupe de motorisation du giravion. Un giravion est un aéronef à voilure(s) tournante(s) comportant un ou plusieurs rotors, dont au moins un rotor principal à axe sensiblement vertical disposé au sommet du giravion. Le rotor principal procure au moins la sustentation du giravion, voire aussi dans le cas spécifique d'un hélicoptère sa propulsion et/ou son 15 guidage suivant de quelconques axes de progression. Un giravion est aussi potentiellement équipé d'au moins un rotor annexe à axe sensiblement horizontal. Classiquement, un tel rotor annexe peut être installé à l'extrémité d'une poutre de queue pour contrôler l'attitude du giravion en lacet. Un tel rotor annexe peut 20 aussi être exploité pour former une hélice propulsive du giravion en translation. Le ou les rotors équipant un giravion sont classiquement entraînés en rotation par un groupe de motorisation comprenant au moins un moteur à combustion, turbomoteur notamment. Le groupe 25 de motorisation est typiquement implanté en partie haute du giravion en contrebas de la voilure du rotor principal. Un capot est ménagé autour du groupe de motorisation pour orienter l'écoulement d'air vers l'arrière du giravion et favoriser les caractéristiques aérodynamiques du giravion. Un tel capot est couramment rehaussé par un carénage enveloppant un mécanisme de manoeuvre des pales de la voilure du rotor principal selon des commandes de vol générées par un pilote du giravion. A titre d'exemple, un tel mécanisme de manoeuvre des pales de la voilure du rotor principal est couramment formé d'un couple de plateaux montés mobiles sur un mât porteur de la voilure. Les plateaux sont manoeuvrables par un pilote du giravion selon diverses lignes de commande pour faire varier collectivement et/ou cycliquement le pas des pales de la voilure du rotor principal afin de modifier l'attitude du giravion. Le capot et le carénage qui le rehausse s'étendent principalement suivant une dimension longitudinale s'étendant suivant l'orientation longitudinale d'extension du giravion 15 classiquement considérée entre l'avant et l'arrière du giravion au sol. Bien évidemment, les notions de « sommet », de « partie haute », de « contrebas », de « bas » ou de « rehausse » par exemple, sont communément comprises au regard de l'orientation verticale du giravion au sol. De même les notions de « plan vertical » 20 et de « plan horizontal » du giravion sont communément admises au regard des orientations générales respectivement verticale et horizontale définissant l'extension du giravion considéré au sol. Dans ce contexte, il est opportun d'agencer le carénage pour permettre au mieux de réduire sa traînée aérodynamique et de limiter 25 le sillage qu'il génère. L'agencement du carénage doit notamment favoriser l'adhérence du flux d'air le long de sa surface en influant sur les phénomènes tourbillonnaires qui se forment à l'arrière du carénage. En effet, des tourbillons se forment à l'arrière du carénage en étant source de traînée et en provoquant des excitations 30 structurelles des parois extérieures du giravion et de la poutre de queue s'étendant à l'arrière du giravion. Une solution courante consiste à conformer en goutte d'eau le profil du carénage considéré dans un plan horizontal du giravion. Il est cependant apparu qu'une telle solution n'était pas pleinement satisfaisante pour optimiser la stabilisation du giravion en cas de vent latéral, de vol latéral et/ou en cas de dérapage du giravion en lacet, notamment en ce qui concerne les giravions légers pour lesquels il est recherché de favoriser leur manoeuvrabilité en vol. Plus particulièrement parmi les contraintes relatives à l'agencement du carénage, la qualité de vol du giravion doit être préservée. Il est notamment à éviter que l'écoulement d'air le long du carénage provoque des instabilités de tenue de route et/ou ne perturbe le contrôle de l'attitude en lacet du giravion. Les nuisances sonores produites par l'écoulement d'air le long des surfaces extérieures du giravion doivent également être au mieux limitées. Il apparait que lorsque les flux d'air entourant le giravion comportent une composante vectorielle latérale significative, la régularité de l'écoulement des dits tourbillons vers l'arrière du carénage est perturbée et par suite la stabilité de l'attitude du giravion en lacet en est affectée. Plus particulièrement, les tourbillons générés à l'extrémité arrière du carénage tendent à se déplacer le long de la poutre de queue avec une fréquence et un sens d'écoulement aléatoires. Une telle instabilité d'écoulement des tourbillons, favorisée en cas de vent latéral, de vol latéral et/ou en cas de dérapage du giravion en lacet, a pour effet de produire des vibrations inopportunes vis-à-vis de la résistance mécanique du giravion et vis-à-vis du confort des passagers. De surcroît, une telle situation entraîne également un accroissement des nuisances sonores et tend à déstabiliser le comportement en lacet du giravion. Pour pallier ces inconvénients, il est connu de tronquer transversalement le profil en goutte d'eau du carénage à son extrémité arrière. Ces dispositions sont telles qu'en cas de vent latéral, de vol latéral et/ou en cas de dérapage en lacet, la régularité de l'écoulement des tourbillons en est améliorée. Cependant, un tel aménagement du bord de fuite du carénage tend à augmenter sa traînée aérodynamique, ce qui n'est pas souhaitable. Il apparaît finalement que divers aménagements spécifiques de la conformation du carénage visant à améliorer l'écoulement de l'air pour certains cas de vol sont inadaptés pour d'autres cas de vol. Il en ressort que des compromis doivent être trouvé entre divers aménagements du carénage pour procurer au mieux un écoulement d'air satisfaisant quel que soit les cas de vol du giravion. Par ailleurs il est connu d'agencer en un plan incliné, par 15 rapport au plan horizontal du giravion, la paroi arrière du carénage formé par la troncature de son profil en goutte d'eau. De telles dispositions visent à favoriser un guidage de l'écoulement d'air le long du carénage vers le bas du giravion, rappelant que la rotation du rotor principal est génératrice en elle-même d'un puissant flux d'air 20 orienté vers le bas du giravion et de phénomènes aérodynamiques complexes perturbant la stabilité du comportement du giravion en vol. En conséquence, il est souhaitable que l'agencement global et les aménagements spécifiques du carénage vis-à-vis de l'écoulement d'air le long de ses surfaces prennent aussi en compte le souffle 25 généré par le rotor principal. Aussi mineurs soient-ils, les divers aménagements du carénage visant à influencer l'écoulement d'air le long de ses surfaces et par suite le long des organes disposés à l'arrière du giravion, interfèrent en combinaison entre eux sur les conditions globales d'un tel 30 écoulement et de ses effets. En conséquence, des choix doivent être faits en ce qui concerne l'exploitation isolée et/ou conjointe des divers aménagements du carénage pour procurer un écoulement d'air vers l'arrière du giravion jugé au mieux satisfaisant. En outre, il est souhaitable que l'agencement du carénage soit exploitable sans modification majeure quelle que soit la configuration générale du giravion, afin d'éviter d'élaborer une conformation spécifique du carénage selon la structure générale du giravion qui varie entre diverses familles de giravions. Il en ressort une recherche constante d'une conformation du carénage favorisant un écoulement d'air le long de sa surface extérieure procurant des résultats au mieux satisfaisants vis-à-vis des diverses contraintes et exigences précédemment mentionnées. Ainsi, des choix d'aménagements aérodynamiques spécifiques des surfaces extérieures du carénage doivent être faits isolément tout en tenant compte des effets produits lorsqu'ils sont combinés entre eux. La présente invention s'inscrit dans le cadre d'une telle recherche et vise à proposer un giravion comportant un carénage du type susvisé ménagé au sommet du giravion, dont l'agencement global et les aménagements aérodynamiques spécifiques qu'il comporte procurent un écoulement d'air vers l'arrière du giravion répondant de manière satisfaisante aux divers problèmes posés précédemment mentionnés. Le giravion de la présente invention est muni à son sommet d'un carénage longitudinalement étendu suivant l'orientation longitudinale du giravion. Ledit carénage enveloppe un mécanisme de manoeuvre par un pilote du giravion des pales d'un rotor principal à axe sensiblement vertical. Un tel carénage est classiquement ménagé en contrebas de la voilure du rotor principal et en rehausse d'un capot enveloppant un groupe de motorisation du giravion. Le carénage équipant le giravion de la présente invention est plus spécifiquement choisi comportant, considéré dans un plan horizontal du giravion, un profil aérodynamique conformé en goutte d'eau dont l'extrémité arrière est transversalement tronquée. Selon la présente invention, un tel carénage équipant le giravion est principalement reconnaissable en ce que la troncature ménagée à l'arrière du profil en goutte d'eau du carénage comporte un bossage disposé en zone transversalement médiane de la troncature. Un tel choix d'organisation globale du carénage permet non seulement de réduire sa traînée aérodynamique et de limiter son sillage mais aussi permet de tendre à l'obtention d'un déplacement régulier et stable des tourbillons générés à l'extrémité arrière du carénage, et cela y compris lorsque les flux d'air entourant le 15 giravion comportent une composante vectorielle latérale significative. La traînée aérodynamique du carénage est limitée par réduction de la taille du décollement moyen du flux d'air s'écoulant le long du carénage. L'extension de la zone tourbillonnaire à l'arrière du carénage est réduite et la fréquence d'écoulement des tourbillons à 20 l'arrière du capot est augmentée avec pour effet de favoriser leur dissipation. Selon une forme avantageuse de réalisation, au moins ledit bossage comporte en outre des reliefs en saillie transversalement étendus, tels qu'agencés en vagues transversales ménagées 25 successivement le long du bossage. De tels reliefs permettent de perturber le flux d'air tourbillonnaire générant lesdits tourbillons à l'arrière du carénage, pour finalement favoriser encore la dissipation des tourbillons générés. La traînée aérodynamique du carénage en est limitée. Les reliefs en saillie sont de préférence régulièrement répartis le long du bossage. Cependant, la densité localisée des reliefs en saillie sur le bossage peut être variable selon l'agencement global du carénage et les effets recherchés sur la perturbation dudit flux d'air tourbillonnaire. A titre indicatif, les reliefs en saillie sont potentiellement en nombre compris entre 5 et 15 en étant de préférence ménagés avec un pas de séparation entre deux reliefs en saillie voisins compris entre 0,01 et 3 fois la dimension transversale du carénage considérée dans la zone de troncature de son profil en goutte d'eau. Selon une forme de réalisation, des résultats performants sont constatés lorsque la dimension transversale du bossage est comprise entre 0,2 et 0,4 fois la dimension transversale de la troncature. En outre, il est apparu qu'une hauteur du bossage comprise entre 0,05 et 0,25 fois la dimension d'extension longitudinale du carénage donne des résultats satisfaisants. Selon un choix de réalisation, les zones de raccord du bossage aux bords latéraux de la troncature sont conformées en arcs concaves ménageant des arêtes vives aux bords latéraux de la 20 troncature. Selon un autre choix de réalisation, les zones de raccord du bossage aux bords latéraux de la troncature sont chacune à double inflexion, lesdites zones de raccord étant chacune successivement conformées en arc concave et en arc convexe ménageant des arrêtes 25 arrondies aux bords latéraux de la troncature. Plus particulièrement, les zones de raccords du bossage aux bords latéraux de la troncature s'étendent de préférence chacune dans leur majeure partie, considérée entre les arcs concaves et les bords latéraux de la troncature, le long d'un arc convexe défini par un 30 cercle centré sur l'axe transversalement médian de la troncature. Ledit cercle est préférentiellement choisi d'un diamètre légèrement supérieur à la dimension transversale de la troncature. Selon une forme préférée de réalisation, la paroi arrière du carénage, formée par ladite troncature du profil en goutte d'eau du 5 carénage, est agencée en un plan incliné ménageant le bord de fuite du carénage. Ledit plan incliné est avantageusement effilé vers la base de la troncature pour drainer vers le bossage le flux d'air s'écoulant le long du capot. Par ailleurs, la dimension transversale maximale de la 10 troncature est préférentiellement choisie comprise entre 0,6 et 0,95 fois la dimension transversale maximale du carénage. Selon une forme préférée de réalisation, les reliefs en saillie que comporte le bossage se prolongent au moins le long des zones de la troncature bordant latéralement le bossage, puis de préférence 15 le long des parois latérales du carénage. Selon une forme particulière de réalisation favorisant le guidage recherché du flux d'air le long des surfaces du carénage, la dimension des reliefs en saillie s'épuise progressivement suivant leur extension en saillie le long des zones de la troncature bordant 20 latéralement le bossage. Puis la dimension des reliefs en saillie suivant leur extension en saillie augmente progressivement vers les parois latérales du carénage le long desquelles les reliefs en saillie s'étendent jusqu'à ce que leur dimension suivant leur extension en saillie s'épuise progressivement vers l'avant du carénage.Des 25 exemples de réalisation de la présente invention vont être décrits en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : - la fig.1 est une illustration en vue de côté de la silhouette d'un giravion muni à son sommet d'un carénage conformément à la présente invention. - la fig.2 est une illustration de dessus d'un carénage équipant un giravion tel que le giravion représenté sur la fig.1. - la fig.3 est une illustration en vue arrière du carénage représenté sur la fig.2. - la fig.4 est une illustration de côté du carénage représenté sur les fig.2 et fig.3. - les fig.5 et fig.6 sont des illustrations schématiques en vue de dessus de carénages conformes à la présente invention, illustrant respectivement diverses variantes relatives aux modalités de raccordement entre un bossage et les bords latéraux de la paroi arrière que comporte le carénage. - les fig.7 et fig.8 sont des illustrations d'une autre forme de réalisation d'un carénage conforme à la présente invention, respectivement en en perspective arrière pour la fig.7 et en 15 perspective latérale arrière pour la fig.8. Sur la fig.1, un giravion 1 est classiquement équipé d'un rotor principal 2 à axe sensiblement vertical procurant au moins la sustentation du giravion 1, voire aussi sa propulsion et/ou son guidage suivant de quelconques axes de progression. Le giravion 1 20 est aussi équipé en partie haute au regard de son orientation verticale V d'extension générale, d'un groupe de motorisation exploité au moins pour l'entraînement en rotation du rotor principal 2. Un carénage 3 de protection d'un mécanisme de manoeuvre des pales de la voilure du rotor principal 2 est classiquement ménagé en 25 rehausse d'un capot 4 de protection du groupe de motorisation. Ledit carénage 3 est disposé en contrebas de la voilure du rotor principal 2 en s'étendant longitudinalement suivant l'orientation longitudinale L1 d'extension du giravion 1, classiquement considérée entre l'avant et l'arrière du giravion 1 au sol. Le profil aérodynamique du carénage 3 considéré dans un plan horizontal P d'extension du giravion 1 est agencé en goutte d'eau tronquée à son extrémité arrière orienté vers l'arrière du giravion 1. Il en ressort que la paroi arrière du carénage 3 est formée par la troncature 6 ménagée à l'arrière du profil en goutte d'eau du carénage 3, ladite troncature 6 s'étendant transversalement suivant l'orientation transversale Tg du giravion 1. Sur l'exemple de réalisation illustré, ladite troncature 6 est agencée en un plan incliné dans un dit plan horizontal P d'extension du giravion 1. Sur les fig.2 à fig.8, la troncature 6 du carénage 3 est munie d'un bossage 7 transversalement médian s'étendant suivant l'orientation de l'extension longitudinale L2 du carénage 3. Plus particulièrement sur la fig.3, la dimension transversale T1 du bossage 7 est sensiblement équivalente aux dimensions transversales T2 des zones 8 de la troncature 6 bordant le bossage 7. Dans le cas choisi tel qu'illustré où la troncature 6 est effilée vers sa base, le bossage 7 est effilé suivant l'effilement de la troncature 6. Dans ces conditions, il est bien évident que les dimensions transversales T1, T2 relatives entre le bossage 7 et les zones 8 de la troncature 6 qui le bordent doivent être considérées localement l'une par rapport à l'autre. Plus particulièrement pour une dimension transversale T donnée de la troncature 6, la dimension transversale T1 du bossage 7 et la dimension transversale T2 individuelle des zones 8 de la troncature 6 qui le bordent sont sensiblement équivalentes et correspondent chacune sensiblement au tiers de la dimension transversale T de la troncature 6. Par ailleurs sur les fig.2 à fig.8, au moins le bossage 7 est muni de reliefs en saillie 9 s'étendant suivant l'orientation d'extension 30 transversale Tg du carénage 3 correspondante à l'orientation d'extension transversale du giravion. De tels reliefs en saillie 9 ménagent des perturbations de la surface extérieure du bossage 7, en étant notamment agencés en vagues longitudinalement successives, tel que particulièrement visibles sur la fig.4. On notera que selon les effets spécifiquement procurés par les reliefs en saillie 9, la conformation en vagues du profil des reliefs en saillie 9 peut être adaptée en des conformations analogues à lignes plus ou moins brisées. Sur l'exemple de réalisation illustré, les reliefs en saillie 9 sont 10 en nombre compris entre huit et dix en étant régulièrement répartis le long du bossage 7 et en étant de profondeurs respectives équivalentes. Cependant, le nombre, la densité, la régularité de la forme du profil, la régularité de la succession et/ou la taille des reliefs en 15 saillie 9 peuvent être variables selon les résultats spécifiquement obtenus pour des carénages dont les dimensions varient considérablement de l'un à l'autre. Sur les fig.5 et fig.6, la dimension transversale maximale TPmax de la troncature 6 est comprise entre 0,6 et 0,95 fois la dimension 20 transversale maximale TCmax du carénage 3. En outre, la hauteur H du bossage 7 est sensiblement comprise entre 0,05 et 0,25 fois la dimension d'extension longitudinale LC du carénage 3. Par ailleurs les zones de raccord 10a,10b du bossage 7 aux 25 bords latéraux 11a,11b de la troncature 6 sont potentiellement diversement agencées selon l'optimisation des résultats obtenus vis-à-vis de la conformation et/ou des dimensions globales du carénage 3. Par exemple sur la fig.5, lesdites zones de raccord 10a,10b sont chacune conformées en arc concave 12 ménageant des arêtes sensiblement vives aux bords latéraux 11 al lb de la troncature 6, de sorte que la rupture de forme de l'extrémité arrière du carénage 3 ménagée par la troncature est optimisée. Par exemple encore sur la fig.6, lesdites zones de raccord 10a,10b sont chacune à double inflexion en étant chacune conformées successivement en arc concave 12 et en arc convexe 13, de sorte que les arrêtes des bords latéraux 11 a,11 b de la troncature 6 sont significativement arrondies. Ces dispositions sont telles que la rupture de forme de l'extrémité arrière du carénage 3 ménagée par la troncature 6 est adoucie. Plus particulièrement, une majeure partie de chacune desdites zones de raccord 10a,10b s'étend entre l'arc concave 12 et le bord latéral 11 a,11b de la troncature 6 le long d'un arc convexe 13. Ledit arc convexe 13 est défini par un cercle C centré, comme le bossage 7, suivant l'axe A transversalement médian de la troncature 6. Le diamètre D dudit cercle C est légèrement supérieur à la dimension transversale T de la troncature 6. Sur les fig.7 et fig.8, les reliefs en saillie 9 que comporte le bossage 7 se prolongent le long des zones 8 de la troncature 9 bordant latéralement le bossage 7, puis le long des parois latérales 5 du carénage 3. La dimension des reliefs en saillie 9 s'épuise progressivement suivant leur extension en saillie le long des zones de la troncature 9 bordant latéralement le bossage 7. Puis la dimension des reliefs en saillie 9 suivant leur extension en saillie augmente progressivement vers les parois latérales 5 du carénage 3 le long desquelles les reliefs en saillie 9 s'étendent jusqu'à ce que leur dimension suivant leur extension en saillie s'épuise progressivement vers l'avant du carénage 3. REVENDICATIONS1. Giravion (1) muni à son sommet d'un carénage (3) longitudinalement étendu suivant l'orientation longitudinale (L) du giravion (1), ledit carénage (3) enveloppant un mécanisme de manoeuvre par un pilote du giravion (1) des pales d'un rotor principal (2) à axe sensiblement vertical en étant ménagé en contrebas de la voilure du rotor principal (2) et en rehausse d'un capot (4) enveloppant un groupe de motorisation du giravion (1), le profil du carénage (3) considéré dans un plan horizontal (P) du giravion (1) étant conformé en goutte d'eau dont l'extrémité arrière est transversalement tronquée (6), caractérisé en ce que la troncature (6) ménagée à l'arrière dudit profil en goutte d'eau du carénage (3) comporte un bossage (7) disposé en zone transversalement médiane de la troncature (6). 2. Giravion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins ledit bossage (7) comporte des reliefs en saillie (9) transversalement étendus agencés vagues transversales ménagées successivement le long du bossage (7). 3. Giravion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les reliefs en saillie (9) sont régulièrement répartis le long du bossage (7). 4. Giravion selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les reliefs en saillie (9) sont ménagés avec un pas de séparation entre deux reliefs en saillie (9) voisins compris entre 0,01 et 3 fois la dimension transversale (T) du carénage (3) considérée dans la zone de troncature (5') de son profil en goutte d'eau. 5. Giravion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dimension transversale (T1) du bossage (7) est comprise entre 0,2 et 0,4 fois la dimension transversale (T) de la troncature (6). 6. Giravion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la hauteur (H) du bossage (7) est comprise entre 0,05 et 0,25 fois la dimension d'extension longitudinale (LC) du carénage (3). 7. Giravion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones de raccord (10a,10b) du bossage (7) aux bords latéraux (11a,11b) de la troncature (6) sont conformées en arcs concaves (12) ménageant des arêtes vives aux bords latéraux (11a,11 b) de la troncature (6). 8. Giravion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les zones de raccord (10a,10b) du bossage (7) aux bords latéraux (11a,11b) de la troncature (6) sont chacune à double inflexion en étant chacune successivement conformées en arc concave (12) et en arc convexe (13) ménageant des arrêtes arrondies aux bords latéraux (11a,1 lb) de la troncature (6). 9. Giravion selon la revendication 8, caractérisé en ce que les zones de raccords (10a,10b) du bossage (7) aux bords latéraux (11a,11b) de la troncature (6) s'étendent chacune dans leur majeure partie, considérée entre les arcs concaves (12) et les bord latéraux (11 a,11 b) de la troncature (6), le long d'un arc convexe (13) défini par un cercle (C) centré sur l'axe (A) transversalement médian de la troncature (6), ledit cercle (C) étant d'un diamètre (D) légèrement supérieur à la dimension transversale (T) de la troncature (6). 10.Giravion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la paroi arrière du carénage (3) formée par la troncature (6) du profil en goutte d'eau du carénage (3), est agencée en un plan incliné (6) ménageant le bord de fuite du carénage (3). 11. Giravion selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit plan incliné est effilé vers la base de la troncature (6), la dimension transversale maximale (TPmax) de la troncature (6) étant comprise entre 0,6 et 0,95 fois la dimension transversale maximale (TCmax) du carénage (3). 10 12. Giravion selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que reliefs en saillie (9) que comporte le bossage (7) se prolongent le long des zones (8) de la troncature (6) bordant latéralement le bossage (7) puis le long des parois latérales (5) du carénage (3). 15