Brevet FR3083520A1 — publié le 20200110

Description Titre de l'invention : Aéronef [0001] La présente invention concerne un aéronef, notamment un aéronef entièrement électrique capable de décoller et d'atterrir verticalement ("vertical take-off and landing [0002] Le terme VTOL désigne en technique aérospatiale et aéronautique tout type d'avion, de drone ou de fusée possédant la capacité de décoller et d'atterrir à nouveau pour l'essentiel verticalement et sans piste de décollage et d'atterrissage. Ce terme générique sera utilisé par la suite au sens large incluant non seulement les avions à ailes rigides dotés de surfaces portantes mais aussi les giravions tels que les hélicoptères, autogires, gyrodines, et hybrides tels que les hélicoptères composites ou combinés ainsi que les avions convertibles. Sont également compris les aéronefs ayant la capacité de décoller et d'atterrir sur des pistes particulièrement courtes ("short take-off and landing", STOL), de décoller sur des pistes courtes mais d'atterrir verticalement ("short take-off and vertical landing", STOVL) ou de décoller verticalement mais d'atterrir horizontalement ("vertical take-off and horizontal landing", VTHL). [0003] Le document W02016200502A2 expose un aéronef pourvu d'un équipage et adapté pour un décollage et un atterrissage vertical qui utilise les mêmes réacteurs pour le décollage et l'atterrissage que pour le vol avant et qui comporte des sections d'aile amovibles permettant une nouvelle configuration avec différents types de section d'aile, permettant des configurations adaptées pour un profil de vol déterminé. [0004] Le document DE102012104783A1 propose un engin volant comportant une aile portante rigide permettant un vol horizontal aérodynamique. Sont en outre prévus au moins quatre rotors entraînés par des moteurs électriques réglables pouvant pivoter à l'aide d'un mécanisme pivotant entre la position de décollage horizontale et la position de vol horizontal. En l'occurrence, tous les moteurs électriques et les rotors sont disposés au niveau (le l'aile portante rigide. [0005] L'invention met à disposition un aéronef, entièrement électrique, capable de décoller et d'atterrir verticalement au sens indiqué ci-dessus. [0006] Selon l'invention, l'aéronef est caractérisé par les caractéristiques suivantes : l'aéronef comprend un fuselage et des hélices ; et les hélices peuvent être rabattues en dessous du fuselage ; les hélices présentent un axe dc rotation parallèle à un axe dc lacet dc l'aéronef ; les hélices sont disposées au niveau d'un nez de l'aéronef ; l'aéronef comporte un entraînement entièrement électrique ; l'aéronef comprend des surfaces portantes coudées ou pouvant être coudées ; l'aéronef comprend un système de batterie rapidement rechargeable ; 2 l'aéronef comprend des soufflantes horizontalement fixes pour le décollage et l'atterrissage ; l'aéronef comporte des lamelles ; et les soufflantes horizontales peuvent être recouvertes facultativement par les lamelles ; l'aéronef comprend des soufflantes verticalement fixes pour produire une propulsion en avant ; et l'aéronef peut facultativement être commandé de façon entièrement autonome. [0007] Un avantage de cette solution est que les composants d'hélice ne sont placés au vent que lorsque cela est effectivement nécessaire. Un autre avantage réside dans la surface au sol réduite de l'aéronef lorsque les hélices sont rabattues. [0008] D'autres configurations avantageuses de l'invention sont exposées ci-après. L'aéronef peut ainsi être doté par exemple de surfaces portantes coudées ou même pouvant être facultativement coudées. Une variante correspondante agrandit la surface d'aile active en vol horizontal sans toutefois étendre la surface au sol de l'aéronef [0009] L'aéronef peut également disposer d'un système de batterie rapidement rechargeable mettant à disposition l'énergie d'entraînement pour le décollage et l'atterrissage verticaux ainsi que pour le vol horizontal et permettant une charge rapide de l'aéronef à l'arrêt. [0010] À la place des rotors à mouvement libre, on peut utiliser ici pour entraîner l'aéronef plusieurs soufflantes ("dueted fans") également de différentes tailles, telles qu'elles sont connues hors du domaine de la technique aéronautique, par exemple dans les véhicules à coussin d'air ou les hydroglisseurs. Le carter cylindrique entourant l'hélice permet de réduire considérablement dans un tel mode de réalisation les pertes de poussée dues aux tourbillonnements au niveau des bouts des pales. Des soufflantes adaptées peuvent être orientées horizontalement ou verticalement, peuvent être réalisées entre les deux positions ou être recouvertes par des lamelles ("louvers") en vol horizontal pour des raisons d'aérodynamisme. On peut en outre envisager une production de poussée purement horizontale à l'aide de soufflantes fixes. [0011] Pour finir, on envisage - outre un fonctionnement de préférence entièrement autonome de l'aéronef - également de confier un contrôle manuel au pilote humain en cas de qualification suffisante, ce qui confère au dispositif selon l'invention une flexibilité maximale dans le maniement de l'engin. [0012] Un exemple de réalisation de l'invention est illustré sur le dessin et va être décrit plus en détail par la suite. [0013] [fig.1] illustre la vue en perspective d'un aéronef. [0014] L'unique figure illustre les caractéristiques de construction d'un mode de réalisation 3 préféré de l'aéronef 10 selon l'invention. Comme caractéristique de l'invention, l'aéronef 10 comporte au niveau de son nez des hélices 11 prévues des deux côtés notamment déployées en côté pour le décollage et l'atterrissage et pouvant être rabattues sous la coque de l'aéronef 10 pour économiser de la place en position de stationnement et en situation de fonctionnement dans l'espace aérien supérieur. [0015] On comprendra que même si le dessin présente un axe de rotation des hélices 11 pour l'essentiel parallèle à l'axe de lacet Z de l'aéronef 10, l'idée fondamentale décrite peut être adaptée aux agencements d'hélice les plus divers possible sans sortir du cadre de la présente invention. [0016] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.