Brevet FR3084336A1 — publié le 20200131

Description Titre de l'invention : avion doté de doubles ailes indétectables Domaine technique [0001] La présente invention concerne un avion doté de doubles ailes indétectables, capables d'améliorer l'effet indétectable au radar, le changement sans à-coups et rapide de commande d'attitude en vol, et la sécurité du vol, en particulier approprié pour les avions furtifs, les bombardiers furtifs, les reconnaissances furtives, les véhicules aériens sans pilotes furtifs (UAV), les avions ravitailleurs indétectables et les assaillants furtifs. Art antérieur [0002] La fonction la plus importante nécessaire pour les avions militaires dernière gé- nération est la fonction d'indétectabilité au radar. Afin d'obtenir l'effet d'indétectabilité au radar à moyenne portée et longue portée, on adopte différents procédés pour réduire la surface équivalente radar (RCS) et l'écho radar. Pour les avions militaires furtifs, en plus de l'utilisation du revêtement indétectable spécifique appliqué sur leurs corps principaux pour absorber les ondes radar, d'autres conceptions telles que l'aile volante ou le fuselage intégré, peuvent être utilisées pour ces derniers. La conception la plus importante du point de vue de l'apparence globale est le retrait des empennages verticaux et des empennages horizontaux des avions classiques. [0003] Une telle conception unique, c'est-à-dire le retrait des empennages verticaux, peut se traduire par l'inconvénient d'un contrôle d'attitude en vol instable. Les ordinateurs de vol modernes sont capables de surmonter automatiquement l'inconvénient du contrôle d'attitude en vol instable. En d'autres termes, le problème concernant la conception pour les avions furtifs peut être résolu à l'aide des ordinateurs de vol. Cependant, le retrait des empennages verticaux selon la demande d'indétectabilité au radar nouvelle génération est néanmoins sensiblement soumis à certains inconvénients en vol, tels que la difficulté du changement rapide et sans à-coups de contrôle d'attitude en vol, l'influence néfaste sur le déplacement des avions ultra-rapides, et l'influence néfaste sur le combat avec les ennemis et l'adoption des contre-mesures. [0004] Par conséquent, les avions militaires avec des conceptions d'aile volante et sans empennage, tels que les bombardiers de Northrop Grumman B-2 Spirit, les reconnaissances de Lockheed Martin RQ-170 Sentinel, les véhicules aériens sans pilotes de Northrop Grumman X-47B, peuvent voler en toute sécurité et sans à-coups uniquement avec des conditions météorologiques clémentes. Ainsi, un effet indésirable est inévitablement exercé sur la réalisation de leurs missions et la sécurité en vol pendant de mauvaises conditions météorologiques, par exemple, lorsque les avions militaires 2 lancent une attaque contre les ennemis ou procèdent au décollage et à l'atterrissage sur un porte-avions. [0005] Cependant, les avions militaires furtifs peuvent devoir combattre ou réaliser d'autres missions dans des conditions météorologiques peu clémentes. Par exemple, ils peuvent devoir décoller pour des missions de défense aérienne avec de mauvaises conditions climatiques, peuvent être forcés d'atterrir dans des conditions climatiques sévères lorsqu'ils sont à court de carburant pendant un vol de croisière de routine, peuvent être endommagés lorsqu'ils rencontrent des avions ennemis, l'attaque de missiles antiavions ou même l'attaque de canons anti-aériens. [0006] Etant donné que les avions furtifs de sixième génération en conception ne sont pas fournis avec des empennages verticaux, du point de vue du contrôle de vol, leur direction de vol peut uniquement être ajustée au moyen de la rotation des tuyères rotatives conjointement avec le levage de deux déflecteurs agencés sur leurs ailes. Par conséquent, par rapport aux avions furtifs de cinquième génération, ils sont moins flexibles. De plus, la déflexion des déflecteurs n'est pas appropriée pour un vol à grande vitesse. Par conséquent, lors d'un véritable combat, les avions furtifs de sixième génération ont un déplacement limité et une mauvaise agilité ou sont même susceptibles d'être abattus ou de présenter d'autres risques de vol. Résumé de l'invention [0007] Par conséquent, la présente invention a pour but d'apporter des améliorations pour venir à bout des inconvénients mentionnés ci-dessus et d'améliorer la sécurité en vol. [0008] Un objet de la présente invention est de proposer un avion doté de doubles ailes indé- tectables capables d'améliorer l'effet d'indétectabilité au radar, de changement sans à-coups et rapide de contrôle d'attitude en vol, et la sécurité en vol. [0009] Afin d'atteindre l'objet mentionné ci-dessus, la présente invention propose un avion doté de doubles ailes indétectables, qui comprend un corps principal et des doubles ailes indétectables. Lc corps principal a deux côtés qui sont respectivement prévus avec une aile principale ayant une surface dans laquelle un espace est formé. Chacune des doubles ailes indétectables est positionnée respectivement dans l'espace de l'aile principale et comprend un premier arbre rotatif, un second angle rotatif, une bielle de liaison, une première aile (prévue avec la fonction d'un empennage vertical et la fonction partielle de l'aile principale), et une seconde aile (prévue avec la fonction partielle de l'aile principale). La bielle de liaison a deux extrémités respectivement raccordées avec le premier arbre rotatif et le second arbre rotatif. Le premier arbre rotatif a une extrémité raccordée à la première aile, alors que le second arbre rotatif a une extrémité raccordée à la seconde aile. [0010] Ainsi, lorsque la première aile est déplacée pour recouvrir et enfermer l'ouverture 3 d'espace, la seconde aile est entraînée par le premier arbre rotatif et le second arbre rotatif pour être positionnée à l'intérieur de l'espace ; lorsque la première aile est déplacée vers le haut à distance de l'espace à un angle par rapport à l'aile principale pour réaliser une fonction d'un empennage vertical, la seconde aile est entraînée par le premier arbre rotatif et le second arbre rotatif pour recouvrir et enfermer l'ouverture d'espace. De cette manière, le fait de faire monter la première aile vers le haut en tant qu'empennage vertical dote l'avion furtif d'une contrôlabilité accrue et d'une sécurité stable de sorte que des actions spécifiées peuvent être réalisées. De plus, le fait de faire monter la seconde aile ou de faire descendre la première aile garde intacte la surface de l'aile principale, afin de maintenir la flottabilité d'origine en conformité avec la mécanique des fluides. [0011] Dans la mise en oeuvre, le premier arbre rotatif et le second arbre rotatif de chacune des doubles ailes indétectables sont commandés via un système de commande afin d'entraîner le déplacement de la première aile et de la seconde aile. [0012] Dans la mise en oeuvre, une partie en saillie est prévue sur une paroi interne de l'espace de l'aile principale et la partie en saillie peut être fixée sur la face d'extrémité de la première aile. [0013] Dans la mise en oeuvre, la seconde aile a une face d'extrémité prévue avec une partie en creux pouvant venir en prise avec la partie en saillie sur la paroi interne de l'aile principale, de sorte que lorsque la seconde aile est déplacée vers le haut vers la surface de l'aile principale, elle est arrêtée par la partie en saillie et recouvre de façon homogène l'espace de l'aile principale. [0014] La présente invention ressortira plus clairement en référence à sa description détaillée suivante lorsqu'elle est lue conjointement avec les dessins joints. Brève description des dessins [0015] [fig.1A-1E] Les figures l A à 1E sont des vues schématiques représentant les doubles ailes indétectables utilisées pour les avions furtifs selon la présente invention, où les doubles ailes indétectahles sont levées aux angles suivants : 0, 37, 70 et 90 degrés. [0016] [fig.2A-2E] La figure 2A est une vue latérale gauche représentant un avion furtif non doté d'empennages verticaux. [0017] [fig.2A-2E] La figure 2B est une vue latérale représentant l'état plié de l'avion furtif de la figure 2A. [0018] [fig.2A-2E] La figure 2C est une vue de face représentant un avion furtif doté de doubles ailes indétectables pliées à un angle de 0 degré. [0019] [fig.2A-2E] La figure 2D est une vue en coupe frontale de la figure 2C. [0020] [fig.2A-2E] La figure 2E est une vue en coupe partiellement agrandie de la figure 2D. [0021] [fig.3A-3D] La figure 3A est une vue frontale montrant que les doubles ailes indé- tectables sont levées à un angle de 37 degrés. [0022] [fig.3A-3D] La figure 3B est une vue latérale gauche montrant que les doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 37 degrés. [0023] [fig.3A-3D] La figure 3C est une vue en coupe frontale gauche montrant quc les doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 37 degrés. [0024] [fig.3A-3D] La figure 3D est unc vue en coupe partiellement agrandie de la figure 3C. [0025] [fig.4A-4D] La figure 4A est unc vue de face montrant que les doubles ailes indé- tectables sont levées à un angle de 70 degrés. [0026] [fig.4A-4D] La figure 4B est une vue latérale gauche montrant que les doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 70 degrés. [0027] [fig.4A-4D] La figure 4C est une vue en coupe frontale gauche montrant quc les doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 70 degrés. [0028] [fig.4A-4D] La figure 4D est unc vue en coupe partiellement agrandie de la figure 4C. [0029] [fig..5A-5D] La figure SA est unc vue de face montrant que les doubles ailes indé- tectables sont levées à un angle de 90 degrés. [0030] [fig..5A-5D] La figure SB est une vue latérale gauche montrant que les doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 90 degrés. [0031] [fig.5A-5D] La figure SC est une vue en coupe frontale gauche montrant que doubles ailes indétectables sont levées à l'angle de 90 degrés. [0032] [fig.5A-5D] La figure 5D est une vue en coupe partiellement agrandie de la figure SC. [0033] [fig.6A-6B] La figure 6A est une vue schématique frontale gauche montrant que les doubles ailes indétectables des ailes obliques sont levées. [0034] [fig.6A-6B] La figure 6B est une vue en coupe frontale gauche montrant que les doubles ailes indétectables des ailes obliques sont levées. [0035] [fig.7A-7D] La figure 7A est une vue de face montrant un avion furtif doté de doubles ailes indétectables pliées à un angle de 0 degré. [0036] [fig.7A-7D] La figure 7B est une vue latérale gauche représentant l'avion de chasse de la figure 7A. [0037] [fig.7A-7D] La figure 7C est une vue de face représentant un avion de chasse doté de doubles ailes indétectables levées à un angle de 37 degrés. [0038] [fig.7A-7D] La figure 7D est une vue latérale gauche représentant l'avion de chasse de la figure 7C. [0039] [fig.8A-8D] La figure 8A est une vue de face représentant un avion furtif doté de doubles ailes indétectables levées à un angle de 70 degrés. [0040] [fig.RÀ-RD] La figure 8B est une vue latérale gauche représentant l'avion de chasse de la figure 8A. [0041] [fig.RÀ-RD] La figure 8C est une vue de face représentant un avion de chasse doté de doubles ailes indétectables pliées à un angle de 90 degrés. [0042] [fig.RÀ-RD] La figure 8D est une vue latérale gauche représentant l'avion de chasse de la figure 8C. [0043] [fig.9À-9D] La figure 9A est une vue schématique de face représentant un avion de chasse. [0044] [fig.9À-9D] La figure 9B est une vue schématique représentant quatre angles auxquels les premières ailes de l'avion de chasse de la figure 9A sont levées. [0045] [fig.9À-9D] La figure 9C est une vue latérale gauche représentant un avion de chasse. [0046] [fig.9À-9D] La figure 9D est une vue schématique représentant quatre angles auxquels les premières ailes de l'avion de chasse de la figure 9C sont levées. [0047] [fig.10À-10B] La figure 10A est une vue de dessus représentant l'écoulement d'air passant par un avion furtif. [0048] [fig.10À-10B] La figure 10B est une vue en coupe représentant l'aile principale traversant l'écoulement d'air après que les doubles ailes indétectables ont été pliées. [0049] [fig.11À-11B] La figure 11A est une vue de dessus représentant l'écoulement d'air passant par un véhicule aérien sans pilote à aile delta indétectable. [0050] [fig.11A-11B] La figure 11B est une vue en coupe représentant l'aile principale traversant l'écoulement d'air après que les doubles ailes indétectables ont été pliées. [0051] [fig.12A-12D] Les figures 12A à 12D sont des vues schématiques représentant différents combats aériens d'un avion furtif avec les doubles ailes indétectables levées. [0052] [fig.13] La figure 13 est une vue schématique représentant un avion furtif de cinquième génération, le Northrop YF-23 (en haut à gauche) par rapport à un avion furtif de sixième génération doté de doubles ailes indétectables (à droite). [0053] [fig.14A-14C] Les figures 14A à 14C sont respectivement une vue latérale gauche, une vue de dessus et une vue (le face d'un avion furtif de sixième génération doté de doubles ailes indétectables, où il a des premières ailes guéables qui sont représentées à trois angles et a une largeur d'aile similaire à celle du Boeing F/A-18E utilisé par la marine militaire des États-Unis. [0054] [fig.15A-15C] Les figures 15A à 15C sont respectivement une vue de dessus d'un véhicule aérien sans pilote, le Northrop Grumman X-47B (en haut à gauche), une vue de dessus représentant un avion furtif doté de doubles ailes indétectables améliorées (en bas à gauche), et une vue représentant le contour du Boeing F/A-18E (dessiné à la même échelle) utilisé par la marine militaire des États-Unis (à droite) pour comparaison. 6 100551 Ifig.16A-16E1 Les figures 16A à 16C sont des vues de dessus représentant respec- tivement les doubles ailes indétectables modulaires conçues pour un véhicule aérien sans pilote en forme de flèche, le Northrop Grumman X-47A (en haut), et pour une application à un avion à plus grande échelle (en bas) et représentant le contour du Boeing F/A-18E (dessiné à la même échelle) utilisé par la marine militaire des États-Unis (au milieu) pour comparaison. [0056] [fig.16A-16E] Les figures 16D à 16E sont des vues de dessus représentant respec- tivement un véhicule aérien sans pilote, le Dassault nEUROn (en haut), et une application des doubles ailes indétectables à un avion à plus grande échelle (en bas). [0057] [fig.17A-17C] Les figures 17A à 17C sont des vues de dessus représentant respec- tivement les doubles ailes indétectables modulaires conçues pour un avion ravitailleur, le Lockheed Martin MQ-25A Stingray avec le système aérien sans pilote (UCAAS) (en haut à gauche) et pour un avion ravitailleur avec une aile volante (en bas à gauche) et représentant le contour du Boeing F/A-18E (dessiné à la même échelle) utilisé par la marine militaire des États-Unis (à droite) pour comparaison. [0058] [fig.18A-18C] Les figures 18A à 18C sont des vues de dessus représentant respec- tivement les doubles ailes indétectables modulaires pour différents avions furtifs de sixième génération (à gauche et à droite) et représentant le contour du Boeing F/A-18E (dessiné à la même échelle) utilisé par la marine militaire des États-Unis (au milieu) pour comparaison. [0059] [fig.19A-19C] Les figures 19A à 19C sont des vues de dessus représentant respec- tivement les doubles ailes indétectables modulaires pour le B-2 Bomber (en haut), le B-21 Bomber (en bas) et représentant le contour du Boeing F/A-18E (dessiné à la même échelle) utilisé par la marine militaire des États-Unis (en bas à droite) pour comparaison. [0060] [fig.20A-20C] La figure 20A est une vue latérale gauche représentant un avion ravi- tailleur sans pilote indétectable avec le système sonde et cône. [0061] [fig.20A-20C] La figure 20B est une vue latérale gauche représentant l'avion ravi- tailleur sans pilote indétectable doté des doubles ailes indétectables pliées. [0062] [fig.20A-20C] La figure 20C est une vue latérale gauche représentant l'avion ravi- tailleur sans pilote indétectable avec le Grappled-line looped-hose. Description détaillée de l'invention [0063] En référence aux figures lA à 6B qui représentent un mode de réalisation d'un avion doté de doubles ailes indétectables selon la présente invention. L'avion comprend un corps principal 1 et des doubles ailes indétectables 2. [0064] Le corps principal 1 a deux côtés qui sont respectivement dotés d'une aile principale 11 ayant une surface dans laquelle un espace 12 est formé. Une partie en saillie 111 est 7 prévue sur une paroi de l'espace 12 de l'aile principale 11. [0065] Les doubles ailes indétectables 2 sont respectivement positionnées dans l'espace 12 de chaque aile principale 11 et comprennent un premier arbre rotatif 21, un second arbre rotatif 22, une bielle de liaison 23, unc première aile 24 et une seconde aile 25. La bielle de liaison 23 a deux extrémités raccordées respectivement au premier arbre rotatif 21 et au second arbre rotatif 22. Le premier arbre rotatif 21 a une autre extrémité raccordée à la première aile 24, alors que le second arbre rotatif 22 a une autre extrémité raccordée à la seconde aile 25. Le premier arbre rotatif 21 et le second arbre rotatif 22 sont commandés via un système de commande 13 afin d'entraîner la première aile 24 et la seconde aile 25 à se déplacer. De plus, comme représenté sur la figure 2D, la partie en saillie 111 peut être fixée sur la face d'extrémité de la première aile 24, et la seconde aile 25 a une face d'extrémité prévue avec une partie en creux 251 pouvant venir en prise avec la partie en saillie 111 sur la paroi interne de l'aile principale 11. Ainsi, comme représenté sur les figures 3C, 4C et 5C, lorsque la seconde aile 25 est déplacée vers le haut vers la surface de l'aile principale 11, elle est arrêtée par la partie en saillie 111, afin de recouvrir de manière homogène l'espace 12 de l'aile principale 11. De cette manière, en levant les premières ailes 24 vers le haut pour servir d'empennages verticaux, l'avion furtif peut être pourvu d'une contrôlabilité améliorée et d'une sécurité stable, de sorte que de nombreuses actions spécifiées peuvent être réalisées. De plus, en levant les secondes ailes 25 ou en abaissant les premières ailes 24, la surface de l'aile principale peut rester intacte, afin de maintenir la flottabilité d'origine en conformité avec la mécanique des fluides. [0066] Dans la mise en oeuvre, lorsque la première aile 24 est déplacée pour recouvrir et enfermer l'ouverture de l'espace 12 de l'aile principale 11, la seconde aile 25 est entraînée par le premier arbre rotatif 21 et le second arbre rotatif 22 pour être positionnée dans l'espace 12. De plus, comme représenté sur les figures 2A à 2E, la face d'extrémité de la première aile 24 peut être étroitement fixée avec la partie en saillie Ill de l'aile principale 11, afin de maintenir la surface de l'aile principale 11 intacte. Lorsque la première aile 24 est déplacée vers le haut à distance de l'espace 12 via la commande du système de commande 13 à n'importe quel angle par rapport à l'aile principale 11 pour servir d'empennage vertical, comme représenté sur les figures 3A à 6B, la seconde aile 25 est entraînée par le premier arbre rotatif 21 et le second arbre rotatif 22 pour se déplacer vers le haut jusqu'à ce que la partie en creux 251 sur la face d'extrémité de la seconde aile 25 vienne en butée avec la partie en saillie Ill. De cette manière, la seconde aile 25 recouvre et enferme l'ouverture de l'espace 12 afin de maintenir la surface de la première aile 11 intacte. [0067] Ainsi, comme représenté sur les figures 7A à 20C, peu importe quels types d'avions sont impliqués, selon différents véritables besoins, les premières ailes 24 des doubles 8 ailes indétectables 2 peuvent être levées manuellement par un pilote ou automatiquement par un ordinateur pour servir d'empennage vertical afin d'améliorer la contrôlabilité, alors que les doubles ailes indétectables 2 peuvent également être abaissées d'une manière similaire pour replier la première aile 24 sur l'aile principale. Peu importe que les doubles ailes indétectables 2 soient pliées (abaissées) ou dépliées (levées), la première aile 24 et la seconde aile 25 peuvent maintenir la répartition de pression régulière sur la surface de l'aile principale 11, afin d'améliorer la stabilité et maintenir la flottabilité en conformité à la mécanique des fluides, et dote l'avion dans son ensemble d'une excellente contrôlabilité souple et d'une performance améliorée. [0068] Par conséquent, la présente invention présente les avantages suivants : 1. Combinaison de l'effet d'indétectabilité au radar et de combat aérien : Les doubles ailes indétectables selon la présente invention peuvent remplir les exigences pour réaliser toute une variété de missions, avoir l'effet d'indétectahilité au radar et la contrôlabilité améliorée en vol, combiner la performance de vol des avions de chasse de quatrième génération à l'avantage de l'avion de chasse de cinquième génération, afin de satisfaire les besoins des avions furtifs de sixième génération et d'autres avions militaires furtifs. 2. Ajustement des empennages verticaux à toute une variété d'angles et le maintien de l'effet d'une aile principale : Les doubles ailes indétectables servant d'empennages verticaux selon la présente invention peuvent être ajustées à toute une variété d'angles selon les besoins des différentes missions ou vol, afin d'obtenir la performance optimale de vol tout en maintenant les ailes intactes. 3. Capable de résoudre le problème du vol supersonique des avions de chasse sans empennages verticaux : Les avions de chasse sans empennages verticaux ont été confrontés au problème du vol supersonique. Dans ce cas, les doubles ailes indétectables de la présente invention sont capables d'améliorer la stabilité du vol supersonique, les économies de carburant et d'augmenter la plage de vol. 4. Capable d'améliorer la sécurité pour contrôler le décollage et l'atterrissage des avions sans empennages verticaux : Les doubles ailes indétectables sont conçues pour améliorer la sécurité du contrôle du décollage et de l'atterrissage des avions de chasse sans empennages verticaux dans une base. De plus, elles sont également appropriées pour les avions furtifs sans empennages verticaux sur un porte-avions afin d'améliorer la contrôlabilité en particulier lors de conditions météorologiques défavorables, afin de garantir la sécurité des pilotes et des avions. 5. Capable d'augmenter la flexibilité dans des opérations aériennes et réaliser des 9 vols de combat très difficiles : Au moyen des doubles ailes indétectables utilisées en tant qu'empennages verticaux et de la conception de la surface d'aile, elle est capable d'améliorer la stabilité et la flexibilité pour le contrôle, afin d'obtenir une survie élevée au combat et un taux de réalisation de missions élevé. 6. Capable de modifier la conception pour les doubles ailes indétectables à l'avenir : On est capable de rendre plus raisonnable la conception pour les avions des futures générations sans empennages verticaux, pour qu'elle soit appropriée pour des avions sans empennage verticaux adoptant différents mécanismes d'indétectahilité au radar, et pour augmenter la taille et la capacité de transport des avions. 7. La conception modulaire pour les doubles ailes indétectables : Les doubles ailes indétectables peuvent être modulaires pour différents types d'avions militaires sans empennages verticaux. 8. Capables d'améliorer la stabilité et la sécurité pour le réapprovisionnement en carburant en vol : En utilisant les doubles ailes indétectables, on est capable d'améliorer la stabilité et la sécurité des avions pendant le processus de réapprovisionnement en carburant en vol, et une telle conception est applicable aux avions ravitailleurs sans pilote furtifs ou d'autres avions ravitailleurs à aile volante (comme représenté sur les figures 7 et 10). 9. Capable d'améliorer davantage la performance de vol par la coopération des ailes antérieures : Les doubles ailes indétectables peuvent être utilisées conjointement avec les ailes antérieures des avions furtifs qui ont une fonction de plan avant/d'empennage canard, afin de réaliser des opérations de vol de la manière la plus souple. [0069] Bien que les modes de réalisation de la présente invention ont été décrits de manière détaillée, de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportés par l'homme du métier par rapport aux enseignements décrits ci-dessus. Par conséquent, il faut comprendre que toute modification et variante équivalente à l'esprit de la présente invention doit être considérée comme se trouvant dans la portée définie par les revendications jointes. [0070] En conclusion, selon les descriptions exposées ci-dessus, la présente invention atteint l'objet espéré pour doter un avion de doubles ailes indétectables. Elle est nouvelle et a un usage industriel. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]