Brevet FR3101328A1 — publié le 20210402

Une aile (1) pour aéronef configuré pour se déplacer selon un mode d’avancement permettant son déplacement horizontal et un mode de sustentation permettant un atterrissage/décollage vertical, l’aile (1) comprenant au moins une partie fixe (2), s’étendant selon l’axe d’envergure (XE), et comprenant au moins un moteur propulsif de sustentation (4), au moins une partie mobile (3) configurée pour se déplacer par rapport à la partie fixe (2) selon l’axe d’envergure (XE) entre une position d’avancement (PA) dans laquelle la partie mobile (3) et la partie fixe (2) de l’aile (1) coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit isolé du flux d’air extérieur (F) et une position de sustentation (PS) pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit en contact avec le flux d’air extérieur (F), l’envergure de l’aile (1) étant plus grande en position d’avancement (PA) qu’en position de sustentation (PS). Figure de l’abrégé : Figure 3   Aile pour aéronef configuré pour se déplacer selon un mode d’avancement et un mode de sustentation La présente invention concerne le domaine des aéronefs qui comprennent des moteurs configurés pour déplacer l’aéronef horizontalement (mode d’avancement) ainsi que des moteurs configurés pour permettre un atterrissage/décollage (mode de sustentation ou « hover »). Un tel aéronef est connu de l’homme du métier sous son abréviation anglaise VTOL pour « Vertical Take Off and Landing ». Différentes architectures sont connues dans l’art antérieur, en particulier, par la demande de brevet FR3036096A1, qui présente un aéronef comprenant des moteurs propulsifs pour le mode d’avancement ainsi que des moteurs propulsifs pour le mode de sustentation qui sont montés dans des ailes de l’aéronef. Chaque aile comprend une partie mobile configurée pour se déplacer entre une position couverte dans laquelle le moteur de sustentation est masqué pour éviter tout contact avec le flux d’air extérieur et une position découverte dans laquelle le moteur est en contact avec le flux d’air extérieur. La partie mobile se présente comme une enveloppe de fermeture qui couvre/découvre le moteur de sustentation. Lors du passage de la position couverte à la position découverte, la partie mobile se déplace vers l’extérieur et la longueur de l’aile est augmentée en mode de sustentation. On connaît également une architecture analogue par la demande de brevet US3083935A. Lors de l’atterrissage/décollage, l’aéronef possède une empreinte au sol importante, ce qui est désavantageux pour une utilisation urbaine pour laquelle l’espace disponible au sol est généralement réduit. Une solution immédiate serait de réduire l’envergure des ailes mais cela présente des inconvénients en mode d’avancement étant donné que la portance des ailes serait réduite. La présente invention vise à éliminer au moins certains de ces inconvénients. L’invention concerne une aile pour aéronef configuré pour se déplacer selon un mode d’avancement permettant son déplacement horizontal et un mode de sustentation permettant un atterrissage/décollage vertical, l’aile s’étendant selon un axe d’envergure définissant une envergure de l’aile, l’aile étant configurée pour être en contact avec un flux d’air extérieur, l’aile comprenant : au moins une partie fixe, s’étendant selon l’axe d’envergure, configurée pour être solidaire d’un corps principal de l’aéronef, la partie fixe comprenant au moins un moteur propulsif de sustentation, et au moins une partie mobile configurée pour se déplacer par rapport à la partie fixe selon l’axe d’envergure entre une position d’avancement dans laquelle la partie mobile et la partie fixe de l’aile coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation soit isolé du flux d’air extérieur et une position de sustentation dans laquelle la partie mobile et la partie fixe de l’aile coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation soit en contact avec le flux d’air extérieur. L’invention est remarquable en ce que l’envergure de l’aile est plus grande en position d’avancement qu’en position de sustentation. Grâce à l’invention, le moteur propulsif de sustentation est avantageusement obturé lors du mode d’avancement, ce qui permet de former une aile pleine permettant de limiter de manière importante la trainée. Les turbulences liées au moteur propulsif de sustentation sont supprimées. De manière avantageuse, une envergure réduite en position de sustentation permet de réduire l’empreinte au sol, ce qui est avantageux pour un atterrissage/décollage vertical dans un environnement contraint, par exemple, en ville. En outre, une envergure importante en position d’avancement permet d’augmenter la portance et donc de limiter l’énergie nécessaire à l’avancement. De manière avantageuse, une augmentation de l’envergure sans augmentation de la corde de l’aile permet d’augmenter la portance sans augmenter la trainée horizontale. La présente invention prend le contre-pied des arts antérieurs qui visent à utiliser une partie mobile comme un capot de couverture qui est déployé en mode sustentation. De préférence, la partie fixe comprend au moins une ouverture de montage traversante dans laquelle est monté le moteur propulsif de sustentation et la partie mobile comprend au moins une ouverture de passage traversante configurée pour être alignée avec l’ouverture de montage en position de sustentation et décalée par rapport à l’ouverture de montage en position d’avancement. La présence d’une ouverture de passage dans la partie mobile en regard de l’ouverture de montage de la partie fixe permet d’assurer une circulation du flux d’air extérieur dans la partie mobile de manière à permettre une sustentation. Dans l’art antérieur, rien n’incite l’homme du métier à prévoir une partie mobile avec une telle ouverture de passage. De manière préférée, l’aile comprenant une extrémité de fixation destinée à être solidaire du corps principal de l’aéronef, la partie mobile comprenant une extrémité intérieure en regard de l’extrémité de fixation, la partie mobile comprend une portion pleine entre l’extrémité intérieure et l’ouverture de passage de manière à obturer l’ouverture de montage de la partie fixe en position d’avancement. Autrement dit, la portion pleine de la partie mobile remplit une fonction d’obturation de l’ouverture de montage pour réduire la trainée en position d’avancement. De manière préférée, la longueur de la portion pleine, définie selon l’axe d’envergure, est supérieure ou égale au diamètre de l’ouverture de montage. Selon un aspect de l’invention, la partie fixe comprenant un longeron structural central s’étendant selon l’axe d’envergure, le longeron structural central comprenant une première portion et une deuxième portion qui sont distinctes, l’ouverture de montage est positionnée entre la première portion et la deuxième portion du longeron structural central. Ainsi, la structure interne de la partie fixe est analogue à une aile traditionnelle et comporte de préférence uniquement un longeron structural central. Le moteur propulsif de sustentation peut être monté de manière centrale, ce qui améliore son efficacité. Selon un autre aspect de l’invention, la partie fixe comprend au moins deux longerons structuraux latéraux s’étendant parallèlement selon l’axe d’envergure et l’ouverture de montage est positionnée entre les deux longerons structuraux latéraux. Le moteur propulsif de sustentation peut être monté de manière centrale entre deux longerons structuraux latéraux, ce qui améliore son efficacité. De préférence, chaque longeron structural latéral s’étend de manière continue sur la longueur de la partie fixe selon l’axe d’envergure. De manière préférée, la partie mobile coulisse selon l’axe d’envergure entre les deux longerons structuraux. La partie mobile coulisse de préférence intérieurement à la partie fixe. De préférence, la partie fixe comprenant une pluralité de renforts structuraux s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure dont au moins un renfort structural évidé de manière à permettre un guidage de la partie mobile dans au moins un évidement du renfort structural évidé lors du coulissement. Ainsi, de manière avantageuse, les renforts structuraux remplissent une première fonction de rigidification et une deuxième fonction de guidage, ce qui permet d’alléger la masse de l’aile en évitant l’intégration de moyens dédiés au guidage. De préférence, le moteur propulsif de sustentation comprenant un bras de support qui comprend un axe de rotation sur lequel est montée une hélice, la partie fixe comprenant une pluralité de renforts structuraux s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure, au moins un renfort structural forme le bras de support. Ainsi, de manière avantageuse, ledit renfort structural remplit une première fonction de rigidification et une deuxième fonction de support du moteur propulsif de sustentation, ce qui permet d’alléger la masse de l’aile en évitant l’intégration de moyens dédiés au support. De préférence, le moteur propulsif de sustentation comprenant un bras de support qui supporte un axe de rotation sur lequel est montée une hélice, la partie fixe comprenant une pluralité de renforts structuraux s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure, le bras de support est monté entre deux renforts structuraux, de préférence, consécutifs. Cela permet avantageusement au moteur propulsif de sustentation de ne pas impacter la structure de rigidification de la partie fixe en étant logé entre les renforts et les longerons. Selon un aspect, le bras de support est parallèle à l’axe d’envergure, de préférence, solidaire de deux renforts structuraux, de préférence, de deux renforts structuraux consécutifs. Selon un autre aspect, le bras de support est orthogonal à l’axe d’envergure, de préférence, solidaire du bord de fuite et du bord d’attaque de l’aile. De manière alternative, le bras de support est solidaire uniquement du bord de fuite ou du bord d’attaque de l’aile, de préférence, de manière à s’étendre en porte à faux afin de réduire sa longueur et donc sa masse. De manière préférée, le moteur propulsif de sustentation comprenant un bras de support qui comprend un axe de rotation sur lequel est montée une hélice, l’axe de rotation est configuré pour s’incliner de 90° entre une position verticale dans la position de sustentation et une position horizontale dans la position de sustentation. Cela permet d’améliorer la maniabilité de l’aéronef lors de sa sustentation. De manière préférée, le moteur propulsif de sustentation comprenant un bras de support qui comprend un axe de rotation sur lequel est montée une hélice, le bras de support est configuré pour s’incliner de 90° entre une position horizontale dans la position de sustentation et une position verticale dans la position d’avancement. Cela permet avantageusement d’utiliser également le moteur propulsif de sustentation en mode d’avancement. De préférence, la partie fixe comprenant au moins une ouverture de montage traversante dans laquelle est monté le moteur propulsif de sustentation, l’hélice du moteur propulsif de sustentation s’étend en dehors de l’ouverture de montage en position d’avancement. L’invention concerne également un aéronef comprenant un corps principal et au moins une aile, telle que présentée précédemment, solidarisée au corps principal, de préférence, un nombre paire d’ailes. L’invention concerne en outre un procédé de passage d’un mode de sustentation à un mode d’avancement pour un aéronef tel que présenté précédemment, la partie mobile et la partie fixe d’au moins une aile coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation soit en contact avec le flux d’air extérieur dans une position de sustentation, l’aile possédant une première envergure, le procédé comprenant : une étape de déplacement de la partie mobile par rapport à la partie fixe dans une position d’avancement dans laquelle la partie mobile et la partie fixe de l’aile coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation soit isolé du flux d’air extérieur, l’aile possédant alors une deuxième envergure supérieure à la première envergure. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : est une représentation schématique d’un aéronef selon une forme de réalisation de l’invention ; est une représentation schématique de dessus d’une aile selon une forme de réalisation de l’invention en position de sustentation ; est une représentation schématique de dessus d’une aile selon une forme de réalisation de l’invention en position d’avancement ; est une représentation schématique en coupe d’une aile selon une forme de réalisation comprenant une partie mobile interne à la partie fixe ; est une représentation schématique en coupe d’une aile selon une forme de réalisation comprenant une partie fixe interne à la partie mobile ; est une représentation schématique d’un moteur propulsif de sustentation ; est une représentation schématique en arraché d’une partie fixe d’une aile selon une forme de réalisation de l’invention ; et sont des représentations schématiques de dessus d’une partie fixe d’aile selon plusieurs formes de réalisation de l’invention ; et sont des représentations schématiques de dessus d’un moteur propulsif de sustentation inclinable selon une forme de réalisation de l’invention ; et sont des représentations schématiques de dessus d’un moteur propulsif de sustentation déplaçable selon une forme de réalisation de l’invention. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Aile (1) pour aéronef (100) configuré pour se déplacer selon un mode d’avancement permettant son déplacement horizontal et un mode de sustentation permettant un atterrissage/décollage vertical, l’aile (1) s’étendant selon un axe d’envergure (XE) définissant une envergure de l’aile, l’aile (1) étant configurée pour être en contact avec un flux d’air extérieur (F), l’aile (1) comprenant : au moins une partie fixe (2), s’étendant selon l’axe d’envergure (XE), configurée pour être solidaire d’un corps principal (101) de l’aéronef (100), la partie fixe (2) comprenant au moins un moteur propulsif de sustentation (4), au moins une partie mobile (3) configurée pour se déplacer par rapport à la partie fixe (2) selon l’axe d’envergure (XE) entre une position d’avancement (PA) dans laquelle la partie mobile (3) et la partie fixe (2) de l’aile (1) coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit isolé du flux d’air extérieur (F) et une position de sustentation (PS) dans laquelle la partie mobile (3) et la partie fixe (2) de l’aile (1) coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit en contact avec le flux d’air extérieur (F), aile caractérisée par le fait que l’envergure de l’aile (1) est plus grande en position d’avancement (PA) qu’en position de sustentation (PS). Aile selon la revendication 1 dans laquelle, la partie fixe (2) comprend au moins une ouverture de montage (20) traversante dans laquelle est monté le moteur propulsif de sustentation (4) et la partie mobile (3) comprend au moins une ouverture de passage (30) traversante configurée pour être alignée avec l’ouverture de montage (20) en position de sustentation (PS) et décalée par rapport à l’ouverture de montage (20) de la partie fixe (2) en position d’avancement (PA). Aile selon la revendication 2 dans laquelle, l’aile (1) comprenant une extrémité de fixation (1A) destinée à être solidaire du corps principal (101) de l’aéronef (100), la partie mobile (3) comprenant une extrémité intérieure (3A) en regard de l’extrémité de fixation (1A), la partie mobile (3) comprend une portion pleine (31) entre l’extrémité intérieure (3A) et l’ouverture de passage (30) de manière à obturer l’ouverture de montage (20) en position d’avancement (PA). Aile selon la revendication 3 dans laquelle, la longueur de la portion pleine (31), définie selon l’axe d’envergure (XE), est supérieure ou égale au diamètre de l’ouverture de montage (20). Aile selon l’une des revendications 2 à 4, dans laquelle la partie fixe (2) comprenant un longeron structural central (5) s’étendant selon l’axe d’envergure (XE), le longeron structural central (5) comprenant une première portion (51) et une deuxième portion (52) qui sont distinctes, l’ouverture de montage (20) étant positionnée entre la première portion (51) et la deuxième portion (52) du longeron structural central (5). Aile selon l’une des revendications 2 à 4, dans laquelle la partie fixe (2) comprenant au moins deux longerons structuraux latéraux (5’) s’étendant parallèlement selon l’axe d’envergure (XE), l’ouverture de montage (20) est positionnée entre les deux longerons structuraux latéraux (5’). Aile selon la revendication 6, dans laquelle la partie mobile (3) coulisse selon l’axe d’envergure (XE) entre les deux longerons structuraux (5’). Aile selon la revendication 7, dans laquelle la partie fixe (2) comprenant une pluralité de renforts structuraux (6, 6’) s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure (XE) dont au moins un renfort structural évidé (6’) de manière à permettre un guidage de la partie mobile (3) dans au moins un évidement du renfort structural évidé (6’) lors du coulissement. Aile selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle le moteur propulsif de sustentation (4) comprenant un bras de support (40) qui supporte un axe de rotation (41) sur lequel est montée une hélice (42), la partie fixe (2) comprenant une pluralité de renforts structuraux (6, 6’) s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure (XE), au moins un renfort structural (6’) forme le bras de support (40). Aile selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle le moteur propulsif de sustentation (4) comprenant un bras de support (40) qui comprend un axe de rotation (41) sur lequel est montée une hélice (42), la partie fixe (2) comprenant une pluralité de renforts structuraux (6, 6’) s’étendant orthogonalement à l’axe d’envergure (XE), le bras de support (40) est monté entre deux renforts structuraux (6, 6’), de préférence, consécutifs. Aile selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle le moteur propulsif de sustentation (4) comprenant un bras de support (40) qui comprend un axe de rotation (41) sur lequel est montée une hélice (42), l’axe de rotation (41) est configuré pour s’incliner de 90° entre une position verticale dans la position de sustentation (PS) et une position horizontale dans la position de sustentation (PS). Aile selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle le moteur propulsif de sustentation (4) comprenant un bras de support (40) qui comprend un axe de rotation (41) sur lequel est montée une hélice (42), le bras de support (40) est configuré pour s’incliner de 90° entre une position horizontale dans la position de sustentation (PS) et une position verticale dans la position d’avancement (PA). Aile selon la revendication 12, dans laquelle, la partie fixe (2) comprenant au moins une ouverture de montage (20) traversante dans laquelle est monté le moteur propulsif de sustentation (4), l’hélice (42) du moteur propulsif de sustentation (4) s’étend en dehors de l’ouverture de montage (20) en position d’avancement (PA). Aéronef (100) comprenant un corps principal (101) et au moins une aile (1) selon l’une des revendications précédentes solidarisée au corps principal (101), de préférence, un nombre paire d’ailes (1). Procédé de passage d’un mode de sustentation à un mode d’avancement pour un aéronef (100) selon la revendication 14, la partie mobile (3) et la partie fixe (2) d’au moins une aile (1) coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit en contact avec le flux d’air extérieur (F) dans une position de sustentation (PS), l’aile (1) possédant une première envergure, le procédé comprenant : une étape de déplacement de la partie mobile (3) par rapport à la partie fixe (2) dans une position d’avancement (PA) dans laquelle la partie mobile (3) et la partie fixe (2) de l’aile (1) coopèrent pour que le moteur propulsif de sustentation (4) soit isolé du flux d’air extérieur (F), l’aile (1) possédant alors une deuxième envergure supérieure à la première envergure.