Brevet FR3135964A1 — publié le 20231201

AERONEF AVEC NACELLE MOBILE ET PROCEDE CORRESPONDANT L’invention concerne un procédé de mise en œuvre d’un aéronef (2) comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage (4), et deux groupes propulsifs (10) disposés respectivement en aval et à distance (H) de chaque aile (6), chacun des groupes propulsifs (10) comprenant une nacelle (12) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (12) comprenant une paroi supérieure (16) et une paroi inférieure (18), le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend une phase de vol subsonique lors de laquelle la paroi inférieure (18) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6), et une phase de vol transsonique lors de laquelle la paroi supérieure (16) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6). L’invention porte également sur l’aéronef associé. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 5) AERONEF AVEC NACELLE MOBILE ET PROCEDE CORRESPONDANT La présente demande concerne le domaine des aéronefs et leur mise en œuvre. Art antérieur Le document WO 2021/074516 A1 initie une architecture d’aéronef moderne dans laquelle deux nacelles oblongues et portantes sont agencées de part et d’autre du fuselage. Chaque nacelle intègre plusieurs soufflantes mues en rotation par une turbine à gaz, elle-même alimentée en gaz par un compresseur. Cette conception prévoit le positionnement d’une paroi inférieure de la nacelle dans le prolongement de la voilure fixe de l’aéronef. Dans cette configuration, l’aile génère un sillage qui interagit avec la nacelle et fait contact avec sa surface inférieure en conditions normales de vol de l’aéronef. Cette interaction est désignée par la terminologie « interaction sillage-nacelle », ou « WWNI » (acronyme du nom anglais « Wing wake nacelle interaction »). La WWNI permet de réduire la traînée aérodynamique et d’augmenter la portance de l’avion, deux facteurs qui rendent l’aéronef plus efficace et moins consommateur de carburant, à poussée ou vitesse donnée. Ainsi, le positionnement de la nacelle avec sa paroi inférieure en vis-à-vis de l’aile est avantageux en vol subsonique. Cependant, les inventeurs ont mis en évidence qu’en vol transsonique, la présence de la nacelle dans cette configuration (le gradient de pression adverse en amont de la nacelle) fait avancer l’onde de choc de l’aile vers l’avant de l’aéronef (en comparaison de la position que prend l’onde de choc lorsque l’aile est seule, sans nacelle). Ce déplacement de l’onde de choc implique une augmentation de la traînée de l’aile. Si un éloignement de la nacelle peut partiellement améliorer cet aspect, cet éloignement se ferait au détriment de l’avantage du WWNI évoqué plus haut. Ainsi, l’architecture d’aéronef initiée par le document WO 2021/074516 A1 offre une marge d’amélioration pour garantir son efficacité, y compris en conditions de vol transsonique. La présente invention a pour objectif de proposer un aéronef et un procédé attenant, permettant de garantir l’efficacité de la propulsion indépendamment de la vitesse, subsonique ou transsonique, de l’aéronef. L’invention a pour objet un procédé de mise en œuvre d’un aéronef comprenant un fuselage, deux ailes disposées respectivement de part et d’autre du fuselage, et deux groupes propulsifs disposés respectivement en aval et à distance de chaque aile, chacun des groupes propulsifs comprenant une nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend une phase de vol subsonique lors de laquelle la paroi inférieure s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile, et une phase de vol transsonique lors de laquelle la paroi supérieure s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile. Le profil de la nacelle n’est pas de forme sensiblement circulaire mais est plutôt de forme oblongue, la nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales. Les parois supérieure et inférieure de la nacelle sont portantes, c’est-à-dire qu’elles participent à la portance globale de l’avion. Dans la présente demande, on entend par « vol subsonique », une phase de vol lors de laquelle l’aéronef a une vitesse inférieure à un nombre de Mach de 0.5. Le vol est dit « transsonique » lorsque l’aéronef a une vitesse supérieure à un nombre de Mach de 0.7 et inférieur à 1. A cette vitesse, une onde de choc sur l’extrados de l’aile sépare une partie amont de l’aile qui « voit » un écoulement supersonique et une partie aval de l’aile qui « voit » un écoulement subsonique. On entend par « une paroi dans le prolongement de l’aile », le fait que verticalement, la paroi, qui est sensiblement horizontale, est alignée (à +/- 10% de la hauteur totale de la nacelle) avec l’aile qui est elle aussi sensiblement horizontale. En termes de phénomènes aérodynamiques, cela se traduit par le fait que le sillage de l’aile vient soit au contact de la surface inférieure de la paroi inférieure, soit au contact de la surface supérieure de la paroi supérieure (les deux configurations de position relative de la nacelle et de l’aile conservant la condition WWNI). Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le positionnement de l’une ou l’autre des parois dans le prolongement de l’aile est obtenu par un mouvement vertical de la nacelle. Dans une variante, le positionnement relatif de la nacelle par rapport aux ailes est obtenu par un mouvement vertical des ailes. Cette variante peut être plus adaptée pour les aéronefs de petit gabarit. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le mouvement de la nacelle est automatiquement asservi à la vitesse de l’aéronef. Alternativement, le mouvement peut être régulé à souhait par le pilote indépendamment des conditions de vol. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le procédé comprend une phase de vol à une vitesse comprise entre 0.5 et 0.7 nombre de Mach, lors de laquelle l’axe de rotation des soufflantes de la nacelle est positionné dans le prolongement de l’aile. Dans cette position, la couche limite (du flux sur l’aile) est ingérée dans la nacelle (« Boundary Layer Ingestion », ou BLI). L’invention a également pour objet un aéronef comprenant un fuselage, deux ailes disposées respectivement de part et d’autre du fuselage et deux groupes propulsifs disposés respectivement en aval et à distance de chaque aile, chacun des groupes propulsifs comprenant une nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure, l’aéronef étant remarquable en ce que la position relative verticale de la nacelle par rapport à l’aile est ajustable, l’aéronef pouvant assumer une configuration dans laquelle la paroi inférieure s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile, et une configuration dans laquelle la paroi supérieure s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’aéronef comprend des actionneurs configurés pour mouvoir la nacelle verticalement. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’aéronef comprend des moyens de contrôle de la position verticale de la nacelle, asservissant les actionneurs en fonction de la vitesse de l’aéronef. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’ajustabilité de la position relative verticale de la nacelle par rapport à l’aile est telle que l’aéronef peut assumer une configuration dans laquelle l’axe de rotation des soufflantes de la nacelle est positionné dans le prolongement de l’aile. De façon avantageuse, la présente invention permet d’éviter, en vol transsonique, une augmentation de la traînée de l’aile due à la présence de la nacelle. Les conditions de WWNI permettant au sillage de l’aile d’être en contact avec une surface externe de la nacelle peuvent ainsi être respectées pour maintenir la portance de la nacelle même en vol transsonique. Au-delà des avantages techniques discutés ci-dessus, l’invention est indirectement avantageuse pour la consommation du carburant. représente un aéronef selon l’invention ; illustre une vue en coupe d’une nacelle agencée en aval d’une aile de l’aéronef ; est une vue agrandie d’une interaction sillage-nacelle présentée entre l’aile et la nacelle de la ; montre une première position de nacelle, pour le vol subsonique ; représente une seconde position de nacelle, pour le vol transsonique ; illustre une position de nacelle intermédiaire ; montre un exemple de système d’actionnement du déplacement de la nacelle. Procédé de mise en œuvre d’un aéronef (2) comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage (4), et deux groupes propulsifs (10) disposés respectivement en aval et à distance (H) de chaque aile (6), chacun des groupes propulsifs (10) comprenant une nacelle (12) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (12) comprenant une paroi supérieure (16) et une paroi inférieure (18), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend une phase de vol subsonique lors de laquelle la paroi inférieure (18) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6), et une phase de vol transsonique lors de laquelle la paroi supérieure (16) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le positionnement de l’une ou l’autre des parois (16, 18) dans le prolongement de l’aile (6) est obtenu par un mouvement vertical de la nacelle (12). Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement de la nacelle (12) est automatiquement asservi à la vitesse de l’aéronef (2). Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le procédé comprend une phase de vol à une vitesse comprise entre 0.5 et 0.7 nombre de Mach, lors de laquelle l’axe de rotation (14.1) des soufflantes (14) de la nacelle (12) est positionné dans le prolongement de l’aile (6). Aéronef (2) comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage (4) et deux groupes propulsifs (10) disposés respectivement en aval et à distance (H) de chaque aile (6), chacun des groupes propulsifs (10) comprenant une nacelle (12) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (12) comprenant une paroi supérieure (16) et une paroi inférieure (18), l’aéronef (2) étant caractérisé en ce que la position relative verticale de la nacelle (12) par rapport à l’aile (6) est ajustable, l’aéronef (2) pouvant assumer une configuration dans laquelle la paroi inférieure (18) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6), et une configuration dans laquelle la paroi supérieure (16) s’étend sensiblement dans le prolongement de l’aile (6). Aéronef selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend des actionneurs (24, 26) configurés pour mouvoir la nacelle (12) verticalement (z). Aéronef selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de contrôle de la position verticale de la nacelle (12), asservissant les actionneurs (24, 26) en fonction de la vitesse de l’aéronef (2). Aéronef (2) selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’ajustabilité de la position relative verticale de la nacelle (12) par rapport à l’aile (6) est telle que l’aéronef (2) peut assumer une configuration dans laquelle l’axe de rotation (14.1) des soufflantes (14) de la nacelle (12) est positionné dans le prolongement de l’aile (6).