Brevet FR3135705A1 — publié le 20231124

GROUPE PROPULSIF, AERONEF ET MISE EN ŒUVRE AU MOMENT DU DECOLLAGE La présente invention concerne un procédé de mise en œuvre d’un aéronef à voilure fixe, l’aéronef comprenant un fuselage, deux ailes (106) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage et comprenant un bord de fuite respectif, et deux groupes propulsifs disposés respectivement en aval et à distance de chaque aile, chacun des groupes propulsifs comprenant une nacelle (112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi inférieure (118) munie d’un bord d’attaque et s’étendant sensiblement dans le prolongement de l’aile, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend une phase de décollage de l’aéronef lors de laquelle des moyens pivotants (106.3, 118.1) sont progressivement pivotés, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air (F) dirigée vers les soufflantes est maximisée, vers une seconde position dans laquelle le bord de fuite de l’aile est en vis-à-vis du bord d’attaque de la paroi inférieure. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 10) GROUPE PROPULSIF, AERONEF ET MISE EN ŒUVRE AU MOMENT DU DECOLLAGE La présente demande concerne le domaine des aéronefs à voilure fixe 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 permet de réduire la traînée aérodynamique et d’augmenter la portance de l’avion, résultant en une diminution de la consommation de carburant. Toutefois, une telle conception prévoit le positionnement d’une paroi inférieure de la nacelle dans le prolongement de la voilure fixe de l’aéronef, ce qui entraîne une perte importante de la poussée lors du décollage. Le tube de courant naturel – c’est-à-dire lorsqu’on considère la nacelle seule – est perturbé par la présence de l’aile, ce qui peut générer un décollement sur la paroi inférieure de la nacelle. Cela explique la perte de poussée à faible vitesse d’avancement de l’aéronef, lors d’une phase de décollage par exemple. A cet égard, l’architecture d’aéronef initiée par le document WO 2021/074516 A1 offre une marge d’amélioration afin de pallier le phénomène de décollement d’air à l’entrée de la nacelle. La présente invention a pour objectif de proposer un groupe propulsif, un aéronef et un procédé attenant, bénéficiant des avantages de l’art antérieur en termes de faible traînée et portance accrue et permettant, en outre, de garantir la poussée à faible vitesse d’avancement de l’aéronef, notamment à des fins de minimisation de la distance nécessaire au décollage dudit aéronef et à la consommation y étant inhérente. L’invention a pour objet un procédé de mise en œuvre d’un aéronef à voilure fixe, l’aéronef comprenant un fuselage, deux ailes disposées respectivement de part et d’autre du fuselage et comprenant un bord de fuite respectif, 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 inférieure munie d’un bord d’attaque et s’étendant sensiblement dans le prolongement de l’aile, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend une phase de décollage de l’aéronef lors de laquelle des moyens pivotants sont progressivement pivotés, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air dirigée vers les soufflantes est maximisée, vers une seconde position dans laquelle le bord de fuite de l’aile est en vis-à-vis du bord d’attaque de la paroi inférieure. 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. La maximisation de la quantité de flux d’air dirigée vers les soufflantes peut correspondre à une augmentation du volume d’air entrant dans la nacelle, au moyen d’une augmentation de la section d’ouverture de la nacelle. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants comprennent un volet pivotant formant le bord de fuite de l’aile ou un bec pivotant formant le bord d’attaque de la paroi inférieure. De préférence, le volet pivotant est capable de pivoter vers le haut, i.e. radialement intérieurement, suivant une direction perpendiculaire à un axe longitudinal de turbomachine ou à un axe de la soufflante. Préférentiellement, le bec pivotant est capable de pivoter vers le bas, i.e. radialement extérieurement. La direction principale de circulation du flux d’air dans la nacelle est sensiblement parallèle à l’axe longitudinal de l’aéronef. Avantageusement, le bec pivotant dans la première position permet de capturer l’air en provenance de l’intrados de l’aile de l’aéronef, ce qui permet d’introduire ledit air dans la nacelle et de le diriger vers les soufflantes. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants comprennent un volet pivotant formant le bord de fuite de l’aile et un bec pivotant formant le bord d’attaque de la paroi inférieure. Avantageusement, la combinaison du pivotement du volet pivotant avec le pivotement du bec permet de minimiser le phénomène de décollement de l’air tout en augmentant le volume d’air dirigé vers les soufflantes, maximisant ainsi la poussée de l’aéronef lors du décollage. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, la première position diffère de la seconde position d’un angle compris entre 10° et 50°. De préférence, dans la seconde position, l’angle de pivotement des moyens de pivotement est nul par rapport à un axe de référence qui peut être parallèle à l’axe longitudinal de la turbomachine. La plage angulaire entre la première et la seconde position est plus préférentiellement comprise entre 10° et 30°, et encore plus préférentiellement est égale à 20°. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants sont asservis à la vitesse de l’aéronef de sorte que la seconde position soit atteinte avant que l’aéronef n’atteigne une vitesse de décision « V1 ». Au-delà de la vitesse de décision, le volet pivotant peut être utilisé comme un élément hypersustentateur de l’aéronef, permettant de favoriser la portance de l’aéronef postérieurement à la phase de décollage. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants sont asservis inversement proportionnellement à la vitesse de l’aéronef lors de la phase de décollage. Ainsi, l’angle de pivotement varie d’une position maximisant l’entrée d’air dans la nacelle (première position) à une vitesse nulle initiale jusqu’à une position de référence (seconde position) une fois une vitesse atteinte. Ainsi, plus la vitesse d’avance augmente et plus l’angle de pivotement diminue, et vice-versa. Alternativement, l’asservissement peut être assuré par une relation non-linéaire suivant une fonction de type polynomiale ou exponentielle, voire suivant une temporisation étant donné que préalablement au décollage d’un aéronef, l’instant préalable à l’atteinte de la vitesse de décision « V1 » peut être estimé. Préférentiellement, le procédé comprend une phase de vol de croisière lors de laquelle les moyens pivotants demeurent immobiles. Ici, par « immobile » on comprend que ces derniers se retrouvent préférentiellement dans la seconde position et restent immobiles en rotation dans un référentiel lié à l’aéronef. De préférence, les moyens pivotants selon le procédé de l’invention ne sont opérés que lors de la phase de décollage de l’aéronef. A cet effet, lors du vol de l’aéronef, i.e. postérieurement au décollage de celui-ci, les moyens pivotants sont préférentiellement dans la seconde position. L’invention a également pour objet un aéronef à voilure fixe comprenant un fuselage, deux ailes disposées respectivement de part et d’autre du fuselage et comprenant un bord de fuite respectif, 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 inférieure munie d’un bord d’attaque et s’étendant sensiblement dans le prolongement l’aile, l’aéronef étant remarquable en ce qu’il comprend des moyens pivotants configurés pour être pivotés, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air dirigée vers les soufflantes est maximisée, vers une seconde position dans laquelle le bord de fuite de l’aile est en vis-à-vis du bord d’attaque de la paroi inférieure. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants comprennent un volet pivotant formant le bord de fuite de l’aile et s’étendant préférentiellement sur toute l’envergure de la nacelle. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les moyens pivotants comprennent un bec pivotant formant le bord d’attaque de la paroi inférieure et s’étendant préférentiellement sur toute l’envergure de la nacelle. Alternativement, les moyens pivotants peuvent être sectionnés en segments actionnés indépendamment les uns des autres et recouvrant tout ou partie de l’envergure de la nacelle, afin de régler plus finement la section d’entrée d’air et donc le débit. L’invention a également pour objet un groupe propulsif pour un aéronef selon l’invention, le groupe propulsif comprenant une nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi inférieure, remarquable en ce que la paroi inférieure comprend un bec disposé en amont des soufflantes, ledit bec étant pivotable, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air dirigée vers les soufflantes est maximisée, vers une seconde position dans laquelle ledit bec est apte à être disposé en vis-à-vis du bord de fuite d’une aile de l’aéronef. De façon avantageuse, le bec est apte à pivoter vers le bas, ce dernier peut augmenter une section transversale à la direction d’écoulement du flux d’air entrant dans la nacelle, permettant ainsi l’augmentation du volume d’air dirigé vers les soufflantes, ce qui empêche l’apparition des éventuels décollements internes. Avantageusement, la présente invention permet de rétablir la poussée maximale théorique de la nacelle considérée en isolation de l’aile, à faible vitesse d’avancement de l’aéronef, permettant ainsi à ce dernier d’atteindre rapidement la vitesse de décision, ce qui résulte en une distance nécessaire au décollage de l’aéronef réduite. En supplément des avantages techniques discutés ci-dessus, l’invention est particulièrement avantageuse en ce qu’elle a une incidence positive sur la consommation du carburant. L’invention a également pour avantage d’être adaptable aux avions existants, car elle ne requiert pas de modification d’une aile ou d’un fuselage standard. représente un aéronef selon l’invention ; représente un graphique retraçant l’évolution de la poussée générée à une vitesse d’avance nulle par un groupe propulsif seul et par un groupe propulsif agencé en aval d’une aile d’un aéronef selon l’art antérieur ; illustre une vue en coupe du groupe propulsif seul générant la poussée mesurée dans le graphique de la ; illustre une vue en coupe du groupe propulsif agencé en aval de l’aile de l’aéronef et générant la poussée mesurée dans le graphique de la ; illustre une vue en coupe d’une aile et de la nacelle dans une première position selon un premier mode de réalisation de l’invention ; illustre une vue en coupe de l’aile et de la nacelle de la dans une position intermédiaire ; illustre une vue en coupe de l’aile et de la nacelle de la dans une troisième position ; illustre une vue en coupe de l’aile et d’une nacelle dans une première position selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; illustre une vue en coupe de l’aile et de la nacelle de la dans une seconde position ; illustre une vue en coupe de l’aile et de la nacelle dans une première position selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; illustre une vue en coupe de l’aile et de la nacelle de la dans une seconde position. Procédé de mise en œuvre d’un aéronef (2) à voilure fixe, l’aéronef (2) comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage (4) et comprenant un bord de fuite respectif, et deux groupes propulsifs (10) disposés respectivement en aval et à distance (H) de chaque aile (6 ; 106), chacun des groupes propulsifs (10) comprenant une nacelle (12 ; 112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (12 ; 112) comprenant une paroi inférieure (18 ; 118) munie d’un bord d’attaque et s’étendant sensiblement dans le prolongement de l’aile (6), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend une phase de décollage de l’aéronef lors de laquelle des moyens pivotants (106.3, 118.1) sont progressivement pivotés, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air (F) dirigée vers les soufflantes (14) est maximisée, vers une seconde position dans laquelle le bord de fuite de l’aile (6 ; 106) est en vis-à-vis du bord d’attaque de la paroi inférieure (18 ; 118). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pivotants (106.3, 118.1) comprennent un volet pivotant (106.3) formant le bord de fuite de l’aile (6) ou un bec pivotant (118.1) formant le bord d’attaque de la paroi inférieure (118). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pivotants (106.3, 118.1) comprennent un volet pivotant (106.3) formant le bord de fuite de l’aile (6) et un bec pivotant (118.1) formant le bord d’attaque de la paroi inférieure (118). Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première position diffère de la seconde position d’un angle compris entre 10° et 50°. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pivotants (106.3, 118.1) sont asservis à la vitesse de l’aéronef (2) de sorte que la seconde position soit atteinte avant que l’aéronef (2) n’atteigne une vitesse de décision « V1 ». Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens pivotants (106.3, 118.1) sont asservis inversement proportionnellement à la vitesse de l’aéronef (2) lors de la phase de décollage. Aéronef (2) à voilure fixe comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) disposées respectivement de part et d’autre du fuselage (4) et comprenant un bord de fuite respectif, et deux groupes propulsifs (10) disposés respectivement en aval et à distance (H) de chaque aile (6 ; 106), chacun des groupes propulsifs (10) comprenant une nacelle (12 ; 112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (12 ; 112) comprenant une paroi inférieure (18 ; 118) munie d’un bord d’attaque et s’étendant sensiblement dans le prolongement l’aile (6 ; 106), l’aéronef (2) étant caractérisé en ce qu’il comprend des moyens pivotants (106.3, 118.1) configurés pour être pivotés, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air (F) dirigée vers les soufflantes (14) est maximisée, vers une seconde position dans laquelle le bord de fuite de l’aile (6 ; 106) est en vis-à-vis du bord d’attaque de la paroi inférieure (18 ; 118). Aéronef (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pivotants (106.3) comprennent un volet pivotant (106.3) formant le bord de fuite de l’aile (106) et s’étendant préférentiellement sur toute l’envergure de la nacelle (12). Aéronef (2) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens pivotants (118.1) comprennent un bec pivotant (118.1) formant le bord d’attaque de la paroi inférieure (118) et s’étendant préférentiellement sur toute l’envergure de la nacelle (12). Groupe propulsif (10) pour un aéronef (2) selon la revendication 7, le groupe propulsif (10) comprenant une nacelle (112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi inférieure (118), caractérisé en ce que la paroi inférieure (118) comprend un bec (118.1) disposé en amont des soufflantes (14), ledit bec (118.1) étant pivotable, d’une première position dans laquelle la quantité de flux d’air (F) dirigée vers les soufflantes (14) est maximisée, vers une seconde position dans laquelle ledit bec (118.1) est apte à être disposé en vis-à-vis du bord de fuite d’une aile (6 ; 106) de l’aéronef.