Brevet FR3033363A1 — publié le 20160909

TURBO REACTEUR ENTRAINANT SOIT UNE SOUFFLANTE SOIT UNE GENERATRICE ET SON MONTAGE SUR UN AERONEF A DECOLLAGE ET ATTERRISSAGE VERTICAL s Domaine technique L'invention se rapporte à un aménagement de l'arbre moteur entrainant la soufflante d'un turbo réacteur de façon à ce que le turbo réacteur entraine soit la soufflante dans le cas d'un vol où la portance est assurée par les ailes de l'aéronef en mode avion, soit une génératrice de 10 courant électrique entrainant des moteurs électriques chacun disposant d'une soufflante pour assurer la sustentation de l'aéronef au moment du décollage et de l'atterrissage vertical de l'aéronef en mode drone. Domaine technique antérieur 15 Il existe des avions qui décollent verticalement grâce à l'utilisation de soufflante centrale et de volets modifiant la sortie des gaz issus du réacteur comme pour le F35 B américain ou comme le HARRIER anglais. A notre connaissance et suite à nos recherches, nous n'avons trouvé aucun brevet qui utilise 20 l'arrêt de la soufflante de réacteur pour entraîner une génératrice de courant électrique alimentant un certain nombre de moteurs électriques entrainant chacun une soufflante pour permettre le décollage et l'atterrissage vertical d'un aéronef. Exposé de l'invention 25 L'invention concerne donc le turbo réacteur d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur aménagé au niveau de la soufflante, caractérisé en ce que le pilote débraye la soufflante pour embrayer une génératrice de courant électrique alimentant au moins un moteur électrique équipé d'une soufflante positionnée dans la structure inferieure de l'aéronef 30 participant à la portance de l'aéronef pendant le décollage et l'atterrissage vertical, l'aéronef se pilotant comme un drone, le pilote débraye la génératrice pour embrayer la soufflante des que la portance de l'aéronef est assurée par ses ailes, l'aéronef se pilotant comme un avion. 3033363 2 Plus précisément le turbo réacteur d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur aménagé caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de la soufflante les organes suivants positionnés dans un ordre quelconque : -Un compresseur d'air solidaire de l'arbre moteur pour alimenter en air sous pression le s turbo réacteur pour le faire fonctionner. - Une grande soufflante dont les cordes ont été adaptées pour favoriser le compresseur équipée d'un embrayage lui permettant d'être soit embrayée solidaire de l'arbre moteur soit débrayée indépendante tournant sur l'arbre moteur par son palier suivant les commandes du pilote. 10 - Au moins un support fixe solidaire du bâti du réacteur soutenant l'arbre moteur par son palier. - Une génératrice de courant électrique solidaire du support fixe équipée d'un embrayage lui permettant d'être soit embrayée, la soufflante étant débrayée, soit débrayée la soufflante étant embrayée. Cette génératrice étant soit embrayée solidaire de l'arbre moteur soit débrayée 15 indépendante de l'arbre moteur par son palier alimentant au moins un moteur électrique positionné dans la structure inferieure de l'aéronef, équipée d'une soufflante sensiblement horizontale s'ouvrant sur l'extérieur par un volet coulissant suivant la commande du pilote, participant à la portance de l'aéronef par sa poussée sensiblement verticale pendant le décollage et l'atterrissage vertical de l'aéronef 20 Autrement dit, au moment du décollage ou de l'atterrissage vertical de l'aéronef le pilote commande le débrayage de la grande soufflante, l'ouverture des volets coulissants des soufflantes, l'embrayage de la génératrice de courant électrique entrainant au moins un moteur électrique. 25 Turbo réacteur d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur aménagé au niveau de sa soufflante tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que la grande soufflante du réacteur ne peut être embrayée que si la portance de l'aéronef est assurée par la portance des ailes de l'aéronef 30 Turbo réacteur d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur aménagé au niveau de la soufflante tel que décrit précédemment, caractérisé. en ce que dans le cas où l'aéronef comporte deux turbos réacteurs les deux génératrices alimentant chacune quatre moteurs électriques entrainant chacun une soufflante sensiblement horizontale positionnée judicieusement dans la structure inférieure de l'aéronef, deux par deux à une égale distance du 3033363 3 centre théorique de gravité s'ouvrant sur l'extérieur de la structure de l'aéronef par des volets coulissants commandés par le pilote. Turbo réacteur d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur 5 aménagé au niveau de la soufflante tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que les moteurs électriques entrainant leurs soufflantes positionnées dans la structure inferieure de l'aéronef ont leurs axes de fonctionnement qui s'inclinent à la demande du pilote vers l'arrière de l'aéronef de façon à faire avancer l'aéronef par la poussée sensiblement verticale des soufflantes, l'aéronef restant horizontal, cette variation d'inclinaison étant réalisée à la demande du pilote par 10 un système mécanique de façon à obtenir à la fois une poussée sensiblement verticale supérieure à la masse maximale de l'aéronef permettant le décollage et l'atterrissage vertical de l'aéronef, en faisant pivoter les soufflantes autour du bord arrière de l'ouverture faîte par le déplacement des volets coulissants s'ouvrant sur l'extérieur de la structure inferieure de l'aéronef et à la fois une poussée sensiblement horizontale pour faire avancer l'aéronef. 15 Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention , ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront de la 20 description du mode de réalisation qui suit, donné à titre d'exemple indicatif mais non limitatif à l'appui des figures dans lesquelles : La figure 1 représente une vue d'un turbo réacteur en coupe longitudinale , la partie inferieure du turbo réacteur, les compresseurs basse et haute pression, la combustion ainsi 25 que les réducteurs éventuels de vitesse d'arbre moteur n'étant pas mentionnés. La figure 2 représente une vue latérale de l'aéronef équipé de deux turbos réacteurs entraînant chacun quatre moteurs électriques. La figure 3 représente une vue en plan horizontal de la position des soufflantes avec leurs volets d'ouverture dans la structure inferieure de l'aéronef 30 Description détaillée de l'invention 3033363 4 Ainsi que déjà évoqué l'invention concerne un aéronef à décollage et atterrissage vertical caractérisé en ce que le pilote commande soit l'embrayage 6 d'une soufflante 5 pour le vol en mode avion soit l'embrayage 12 d'un génératrice 11 de courant électrique pour le décollage et l'atterrissage vertical en mode drone, la génératrice 11 entrainant au moins un moteur électrique 14 équipé d'une soufflante 19 participant à la portance de l'aéronef et positionnée dans la structure 18 inferieure de l'aéronef. La figure 1 représente une vue d'un turbo réacteur 1 en coupe longitudinale nous trouvons le conduit 3 d'alimentation en air frais sous pression du turbo réacteur 1 pour le faire fonctionner, en 4 le compresseur d'alimentation en forme de soufflante solidaire de l'arbre moteur 2, la soufflante 5 avec son embrayage 6 pouvant être soit embrayée soit indépendante tournant sur l'arbre moteur 2 par son palier 7, un support fixe 8 solidaire du bâti 9 du réacteur 1 supportant l'arbre moteur 2 par son palier 10, une génératrice 11 solidaire du support fixe 8 équipée d'un embrayage 12 pouvant être soit embrayée solidaire de l'arbre moteur 2 soit débrayée indépendante de l'arbre moteur 2 par son palier 13. La figure 2 représente une vue latérale de l'aéronef à décollage et atterrissage vertical équipé de deux turbos réacteurs 1. Nous retrouvons le turbo réacteur 1 avec son bâti 9 et la génératrice 11 avec son embrayage 12 entrainant lorsqu'elle est embrayée quatre moteurs électriques 14, 15, 16, 17 positionnés dans la structure inferieure 18 de l'aéronef entrainant chacun une soufflante 19, 20, 21, 22 équipée de volets 23, 24, 25, 26 coulissants dont l'ouverture commandée par le pilote, permet aux soufflantes 19, 20, 21, 22 sensiblement horizontales de fournir une poussée sensiblement verticale supérieure à la masse de l'aéronef permettant le décollage et l'atterrissage vertical de l'aéronef Un système mécanique 32, 33, 34, 35 permettant au pilote de commander une inclinaison de l'axe 27, 28, 29, 30 des moteurs et des soufflantes vers l'arrière de l'aéronef de façon à le faire avancer, en faisant pivoter les soufflantes 19, 20, 21,22 autour de leur bord arrière 36, 37, 38, 39 de l'ouverture faîte par le déplacement des volets coulissants 23, 24, 25, 26 s'ouvrant sur l'extérieur de la structure inferieure 18 de l'aéronef. La figure 3 représente une vue en plan horizontal de la structure 18 de l'aéronef équipé de deux turbos réacteurs, nous retrouvons les deux turbos réacteurs 1 équipés chacun de sa génératrice 11 alimentant quatre moteurs électriques non représentés disposants chacun d'une soufflante 19, 20, 21, 22 équipées de volets 23, 24, 25, 26 coulissants dont l'ouverture est commandée par le pilote, les soufflantes 19, 20, 21, 22 sont judicieusement réparties deux à deux à égalité de distance du centre théorique 31 de gravité de l'aéronef, pivotant autour de leur bord 3033363 5 arrière 36, 37, 38, 39 par un mécanisme 32, 33, 34, 35 de façon à faire avancer l'aéronef par leur inclinaison. Fonctionnement 5 Le fonctionnement est le suivant, pour le décollage de l'aéronef, le pilote met en route le turbo réacteur 1 qui entraine l'arbre moteur 2, le compresseur 4 fournissant l'air frais sous pression pour faire fonctionner le turbo réacteur 1, il débraye la soufflante 5 par son embrayage 6, il embraye la génératrice 11 par son embrayage 12, la génératrice 11 produit du courant qui est 10 transmis au moins à un moteur électrique 14 équipé d'une soufflante 19 positionnée dans la structure 18 inferieure de l'aéronef, sensiblement horizontale participant à la prise en charge d'un partie de la masse de l'aéronef pendant le décollage, le pilote commandant au système mécanique 32, l'inclinaison de l'axe 27 de la soufflante 19 en fonction du décollage voulu par le pilote soit vertical soit légèrement incliné pour faire avancer l'aéronef. La vitesse de l'aéronef 15 augmentant, la portance des ailes intervient pour faire accélérer l'aéronef jusqu'au moment où la portance des ailes assurent la totalité de la portance de 1 'aéronef qui devient un avion et qui se pilote comme un avion, le pilote ayant commandé l'embrayage 6 de la soufflante 5, le débrayage 12 de la génératrice 11, ainsi que la fermeture du volet 23. Pour l' atterrissage le pilote réduit la vitesse de l'aéronef proche de la vitesse de rotation, quand 20 il veut atterrir il commande l'ouverture du volet 23 il embraye les deux génératrices 11 qui alimentent chacune au moins un moteur électrique 14 ce qui permet la prise en charge de la masse de l'aéronef par les soufflantes 19 l'aéronef devient un drone qui se commande comme un drone pour atterrir verticalement. 25 On pourrait également sans pour cela sortir du cadre de l'invention équiper les deux génératrices 11 alimentant chacune un moteur entrainant une grande soufflante positionnée longitudinalement sur la ligne médiane de l'aéronef dans la structure 18 inferieure de l'aéronef ainsi que deux autres moteurs alimentant chacun une soufflante positionnée soit à l'avant soit à l'arrière aux quatre angles de l'aéronef afin de l'équilibrer. 30 35 REVENDICATIONS1 Turbo réacteur (1) d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur (2) aménagé au niveau de la soufflante, caractérisé en ce que le pilote débraye la 5 soufflante (5) pour embrayer une génératrice (11) de courant électrique alimentant au moins un moteur électrique (14) équipé d'une soufflante (19) positionnée dans la structure (18) inferieure de l'aéronef participant à la portance de l'aéronef pendant le décollage et l'atterrissage vertical, l'aéronef se pilotant comme un drone, le pilote débraye la génératrice (11) pour embrayer la soufflante (5) des que la portance de l'aéronef est assurée par ses ailes, l'aéronef se pilotant 10 comme un avion. 2 Turbo réacteur (1) d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur (2) aménagé au niveau de la soufflante suivant la première revendication, caractérisé en ce qu'il comporte les organes suivants positionnés dans un ordre quelconque : 15 -Un compresseur (4) d'air solidaire de l'arbre moteur (2) pour alimenter en air sous pression le turbo réacteur (1) pour le faire fonctionner. - Une soufflante (5) dont les cordes ont été adaptées pour favoriser le compresseur (4) équipée d'un embrayage (6) lui permettant d'être soit embrayée solidaire de l'arbre moteur (2) soit débrayée indépendante, tournant sur l'arbre moteur (2) par son palier (7) suivant les 20 commandes du pilote. - Au moins un support (8) fixe, solidaire du bâti (9) du turbo réacteur soutenant l'arbre moteur (2) par son palier (10). - Une génératrice (11) de courant électrique solidaire du support fixe (8) équipée d'un embrayage (12) lui permettant d'être soit embrayée, la soufflante (5) étant débrayée, soit 25 débrayée la soufflante 5 étant embrayée. Cette génératrice (11) étant soit embrayée solidaire de l'arbre moteur (2) soit débrayée indépendante de l'arbre moteur (2) par son palier (13) alimentant au moins un moteur électrique (14) positionné dans la structure (18) inferieure de l'aéronef, équipé d'une soufflante (19) sensiblement horizontale s'ouvrant sur l'extérieur par un volet coulissant (23) suivant la commande du pilote, participant à la portance de l'aéronef 30 par sa poussée sensiblement verticale pendant le décollage et l'atterrissage vertical de l'aéronef. 3 .Turbo réacteur (1) d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur (2) aménagé au niveau de la soufflante selon l'une quelconque des revendications 3033363 7 précédentes, caractérisé en ce que la soufflante (5) du turbo réacteur (1) ne peut être embrayée que si la portance de l'aéronef est assurée par la portance des ailes de l'aéronef. 4 Turbo réacteur (1) d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur (2) aménagé au niveau de la soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé. en ce que dans le cas où l'aéronef comporte deux turbos réacteurs (1), les deux génératrices (11) alimentent chacune quatre moteurs (14 15, 16, 17) électriques entrainant chacun une soufflante (19, 20, 21, 22) sensiblement horizontale positionnée judicieusement dans la structure (18) inférieure de l'aéronef, deux par deux, à une égale distance du centre théorique de gravité (31), s'ouvrant sur l'extérieur de la structure (18) de l'aéronef par des volets coulissants (23, 24, 25, 26) commandés par le pilote. 5 Turbo réacteur (1) d'un aéronef à décollage et atterrissage vertical disposant d'un arbre moteur (2) aménagé au niveau de la soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moteurs électriques (14, 15, 16, 17) entrainant leurs soufflantes (19, 20, 21, 22) positionnées dans la structure (18) inferieure de l'aéronef ont leurs axes de fonctionnement (27, 28, 29, 30) qui s'inclinent à la demande du pilote vers l'arrière de l'aéronef de façon à faire avancer l'aéronef par la poussée sensiblement verticale des soufflantes (19, 20, 21, 22) l'aéronef restant horizontal, cette variation d'inclinaison étant réalisée à la demande du pilote par un système mécanique (32, 33, 34, 35) de façon à obtenir à la fois une poussée sensiblement verticale supérieure à la masse maximale de l'aéronef permettant le décollage et l'atterrissage vertical de l'aéronef, en faisant pivoter les soufflantes (19, 20, 21, 22) autour du bord arrière (36, 37, 38, 39) de l'ouverture faite par le déplacement des volets coulissants (23, 24, 25,26) s'ouvrant sur l'extérieur de la structure inferieure (18) de l'aéronef, et à la fois une poussée sensiblement horizontale pour faire avancer l'aéronef