Brevet FR3083518A1 — 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 US7677491B2 expose un système de livraison supporté par avion équipé d'un système de rotor à autorotation pouvant être déployé. Le système de rotor simplifie la commande de la descente. [0004] Un rotor pouvant être déployé selon le document US3333643A a des pales flexibles et une structure rabattable pour permettre un stockage dans un espace minimal, l'agencement se dépliant automatiquement, après la libération, dans une position en partie ouverte de départ dans laquelle les ailes encastrées entraînent le rotor lors de la chute en raison du courant d'air et les pales de rotor étant. libérées par étapes par un mécanisme dépendant de la vitesse de rotation, de sorte que le ralentissement augmente progressivement. Lorsqu'il est entièrement déplié, le rotor peut être commandé en terme de direction et il règle automatiquement la vitesse de descente. [0005] Un rotor pouvant être déployé selon le document US4017043A peut par exemple servir de dispositif de levage pour un siège éjectable, le pas des pales de rotor variant en fonction de la vitesse de rotation. [0006] L'invention met à disposition un aéronef, entièrement électrique, capable de décoller et d'atterrir verticalement au sens indiqué ci-dessus. [0007] Selon l'invention, l'aéronef est caractérisé par les caractéristiques suivantes : l'aéronef comporte un rotor de secours ; et le rotor de secours peut être déployé d'une position de repos jusque dans une position d'utilisation ; le rotor de secours peut être déployé dans une direction opposée à une direction de vol de croisière de l'aéronef ; 2 le rotor de secours est disposé 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 ; 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 à l'aide des lamelles ; l'aéronef comprend des soufflantes verticalement fixes permettant de produire une propulsion en avant ; et l'aéronef peut être commandé facultativement de façon entièrement autonome. [0008] Un avantage de cette solution réside dans la sécurité accrue d'un aéronef équipé de façon correspondante. En fonctionnement en vol régulier, le rotor est en l'occurrence logé de façon protégée dans l'aéronef, empêchant toute collision aviaire. [0009] 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 [0010] 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. [0011] À la place des rotors à mouvement libre, on peut utiliser ici pour entraîner l'aéronef plusieurs soufflantes ("ducted 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. [0012] 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. 3 [0013] Un exemple de réalisation de l'invention est illustré sur le dessin et va être décrit plus en détail par la suite. [0014] [fig.1] illustre la vue de dessus d'un aéronef. [0015] L'unique figure illustre les caractéristiques de construction d'un mode de réalisation préféré de l'aéronef 10 selon l'invention. [0016] L'aéronef 10 comporte de façon identifiable au niveau de son nez 14 un rotor de secours 11, 12 pouvant être déployé conformément à l'illustration vers le haut et ainsi à l'encontre de la direction de vol de croisière. Tandis que ce rotor de secours 11, 12 mince est intégré de façon pour l'essentiel non perceptible dans sa position de repos 11 de façon à occuper l'encombrement minimal dans le fuselage de l'aéronef 10, il peut si nécessaire être amené par un mouvement de translation d'environ une fois et demi son diamètre dans une position d'utilisation 12 saillant vers l'avant devant le poste de pilotage, hors du corps volant. Dans cette position d'extrémité, le rotor de secours 11, 12 peut servir à soutenir ou à remplacer des rotors de sustentation éventuels en cas d'atterrissage forcé ou à contrer un décrochage en cas de vol de croisière ralenti, en cas de panne. [0017] 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.