Brevet FR3131906A1 — publié le 20230721

Avion de transport de passagers à propulsion électrique à décollage court et à dégivrage mécanique des ailes. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Avion de transport électrique Dans de nombreux pays des connexions ferroviaires à grande vitesse assurent les liaisons entre les plus grandes villes. Néanmoins, certaines liaisons transversales, exigeant la traversée de massifs montagneux, comme le trajet Lyon Toulouse par exemple, ne sont pas assurées à grande vitesse et sont plus économiquement réalisables par liaisons aériennes. Il est à noter qu'en France le gouvernement, pour des raisons écologiques, interdit des liaisons aériennes par des avions propulsés à l’aide d’énergies fossiles, là où le chemin de fer peut assurer le trajet en moins de 2h30. La présente invention a pour but de remédier à cette carence de liaisons aisées et rapides entre des villes petites ou moyennes ou de liaisons transversales mal desservies par la voie ferrée. L'avion selon l'invention est un court courrier. Il est à propulsion entièrement électrique et peut donc se poser à la proximité immédiate d'une agglomération car il ne développe aucunes nuisances sonores ni n'émet de gaz polluants. Il est muni d’ailes à grand allongement comme l'avait expérimenté le constructeur français Hurel Dubois ; ceci est indispensable car diminuant efficacement la traînée induite, ce qui est une obligation étant donné que l'énergie nécessaire à la propulsion est forcément limitée, provenant de batteries de stockage d'électricité, qui, même avec les meilleures technologies à base de lithium, ont une relativement faible capacité massique de stockage. Un grand allongement permet d'obtenir une finesse, en vol de croisière, d'environ 30. Si l'on envisage par exemple un avion de 8 tonnes (environ 22 passagers), la force propulsive devant être produites par les hélices est donc de 80000/30 = 2670 Newton. Si l'on veut que cet avion possède une vitesse de croisière de 200 nœuds (360 Km/h) soit environ100 m/s la puissance que doit développer les hélices et donc de 267 kW. Sachant que le rendement des hélices est d'environ 80 %, il est nécessaire que les batteries puissent délivrer environ 334 kW. Avec les meilleures batteries au lithium disponibles sur le marché, pour effectuer un vol d'environ 1h30, assorti d'une attente légale de 20 minutes, le poids de batteries à installer sur l'avion est d'environ 3 t. Mais la puissance nécessaire au décollage ne peut être fournie par ces batteries pour rester dans des distances de décollage raisonnables. Pour pallier cet inconvénient, selon l'invention, l'avion est muni d'un train d'atterrissage à stockage d'énergie inertielle tel que décrit dans le brevet FR 21 01 665. Cette énergie étant emmagasinée avant le décollage par un chargeur au sol. Ce train d’atterrissage étant quasiment monotrace, la stabilité au sol est assurée par des balancines placées vers le milieu des ailes. Selon l'invention tout le long du bord de fuite des ailes de l'avion, devant les volets de courbure hypersustentateurs, sont disposées des hélices propulsives. Cela présente l'avantage, lorsque les volets de courbure hypersustentateurs sont déployés, de provoquer un soufflage important de ces volets, augmentant ainsi leur portance ; la vitesse sur la piste au décollage peut alors être réduite à 80 km/h environ, ce qui avec une accélération de 0,5 g, obtenue grâce au train d’atterrissage à stockage d’énergie inertielle, est parfaitement supportable par les passagers et conduit à une distance de décollage d’environ 60 m. On peut ainsi envisager, par exemple non limitatif, de décoller d'une barge flottant sur un plan d'eau. L'avion selon l'invention devant posséder alors toutes ses ouvertures étanches à l’eau, ce qui lui permet de flotter en cas de nécessité. Les batteries au lithium citées plus haut, sont sujettes à des explosions, rares mais aléatoires. Selon l'invention, pour la sécurité des passagers, elles ne sont pas implantées dans leur cabine, mais elles sont portées par les ailes et réparties le long de celles-ci. Préférentiellement, selon l'invention, ces batteries sont disposées en dessous des ailes et enveloppées chacune dans un blindage ouvert vers le bas, de telle sorte qu'en cas d'explosion, les débris sont éjectés vers le bas, épargnant ainsi la cellule et les empennages, les batteries voisines et les hélices. De plus, le fait que les batteries soient portées par les ailes présente l'avantage de limiter le moment d'encastrement des ailes dans le fuselage aux seul couple nécessaire pour porter la cellule et sa charge qui ne représentent qu’un quart environ du poids total volant. L'avion selon l'invention étant un court-courrier économique, il peut-être non pressurisé. Il doit alors impérativement, pour le confort et la santé des passagers, voler à une altitude inférieure à 3000 m. Mais à cette altitude existent souvent des conditions de givrage très sévères. Selon l'invention, l'avion est alors muni du système de cavaliers de dégivrage mécanique des ailes décrit dans le brevet FR 21 01 734. Par ailleurs l'avion selon l'invention peut-être muni d'un parachute de cellule qui peut être multiple. En outre, il est à remarquer que l'avion possédant une très grande finesse est un excellent planeur. Étant donné son grand allongement qui conduit à une grande envergure, l'avion occupe une grande surface au sol, aussi, selon l'invention, les ailes peuvent-elles se replier totalement ou partiellement L'avion selon l'invention ne comportant aucun carburant ni matières inflammables, le chauffage de la cabine, pour le confort des passagers, peut être assuré, selon l’invention, par la circulation de fluide caloporteur transportant la chaleur des pertes électriques des moteurs de propulsion. Dans l'exemple exposé plus haut, avec un rendement des moteurs électriques de 98 %, environ 7 kW seraient disponibles pour le chauffage de la cabine des passagers. La et une vue par dessous de l'avion selon l'invention. La est une vue de face de l’avion selon l’invention. En référence à la , il est représenté en (1) le train d’atterrissage à stockage d’énergie inertielle, en (2) des nacelles emportant une part des batteries, avec en (3) leurs blindages à ouverture vers le bas. En (4) sont situées des nacelles de bout d’aile recevant le reste des batteries. En (5) sont représentés les cavaliers de dégivrage mécanique, en (6) les hélices propulsives et en (7) les volets de courbure hypersustentateurs. En référence à la on distingue : le train d'atterrissage (1) à stockage d'énergie inertielle, les nacelles (2) portant une part des batteries avec leurs blindages (3), les nacelles debout d’aile (4) portant le reste de batteries, les cavaliers (5) de dégivrage mécanique, la rangée d’ hélices propulsives (6), les volets de courbure hypersustentateurs (7) et les balancines (8). Avion de transport à propulsion uniquement électrique comprenant plusieurs batteries (2) et (4) de stockage de l'électricité portées par les ailes de l'avion, caractérisé par le fait que le poids des batteries étant réparti sur les ailes de l'avion, le moment à l'encastrement des ailes sur le fuselage est limité au couple nécessaire pour porter la cellule et sa charge. Avion selon la revendication 1 comprenant des batteries (2) et (4) attachées sous les ailes et comprenant encore des blindages (3) enveloppant chacune de celles-ci et ouvertes vers le bas, caractérisé par le fait qu'en cas d'explosion les projections sont dirigées vers le bas et n'endommagent pas la cabine, les empennages et les batteries voisines. Avion selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un système de dégivrage mécanique à l'aide d'un ou plusieurs cavaliers (5) parcourant les ailes ou les tronçons d’ailes, caractérisé par le fait que cela permet à l'avion de voler à des altitudes inférieures à 3000 m, dans des zones où les conditions de givrage sont très importantes et permettant ainsi d'éviter qu'une pressurisation de la cabine soit nécessaire pour la santé des passagers. Avion selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un ou plusieurs parachutes de cellule. Avion selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une rangée d'hélices propulsives (6) mues par des moteurs électriques, disposées tout le long du bord de fuite des ailes en amont des volets de courbure hypersustentateurs (7), caractérisé par le fait que ces volets, recevant un souffle d'air important, augmentent la portance. Avion selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un train d’atterrissage (1) à stockage d’énergie inertielle caractérisé par le fait qu’il lui est possible de faire des décollages sur une distance de l’ordre de 60m. Avion selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un chauffage de la cabine utilisant la chaleur dégagée par les pertes électriques des moteurs actionnant les hélices (6). Avion selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant toutes ses ouvertures étanches à l'eau caractérisé par le fait que l'avion peut flotter en cas de nécessité. Avion selon l’une des quelconques revendications précédentes, comprenant un train d’atterrissage quasiment monotrace, caractérisé par le fait que la stabilité au sol est assurée par des balancines placées vers le milieu des ailes. Avion selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant des ailes repliables, caractérisé par le fait que l’espace occupé au sol est ainsi réduit.