Brevet FR3132543A1 — publié le 20230811

Un aéronef (100) comprenant une cellule comprenant plusieurs éléments de cellule (101, 102, 103, 104) et au moins un dispositif de propulsion fluidique (3) comportant une tuyère périphérique (30) définissant une cavité intérieure (33) dans laquelle circule un flux d’air extérieur (F1), la tuyère périphérique (30) comportant des ouvertures (32) configurées pour injecter une pluralité de flux d’air à haute vitesse (F2) dans la cavité intérieure (33) de manière à accélérer le flux d’air extérieur (F1) d’amont vers l’aval, une portion de la tuyère périphérique (30) étant intégrée à un élément de cellule (101, 102, 103, 104) de manière à permettre l’accélération d’un flux d’air extérieur (F1) circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104) de manière à améliorer son recollement audit élément de cellule (101, 102, 103, 104). Figure de l’abrégé : Figure 1 Aéronef comprenant au moins un dispositif de propulsion fluidique intégré à un élément de la cellule et procédé d’utilisation La présente invention concerne le domaine de la propulsion d’un aéronef. De manière connue, un aéronef comporte plusieurs dispositifs de propulsion comportant un organe propulsif tournant tel qu’une soufflante de turboréacteur ou une hélice de turbopropulseur afin d’accélérer un flux d’air circulant d’amont vers l’aval. Lors du vol de l’aéronef, un flux d’air circule d’amont en aval le long d’éléments de cellule de l’aéronef tels qu’une aile, un empennage ou une nacelle d’une turbomachine, ce qui induit généralement des turbulences qui augmentent la trainée et/ou affectent la portance. Afin d’éliminer cet inconvénient, il a été proposé de modifier la surface carénée (ajout de nervures, etc.) pour permettre un recollement optimal de la couche limite et améliorer la portance. Ces diverses solutions ne sont pas satisfaisantes et c’est un objectif de la présente invention d’améliorer le recollement de la couche limite de surfaces carénées. De manière incidente, afin d’éviter d’endommager un organe propulsif tournant et de dégrader le fonctionnement d’un dispositif de propulsion lors de l’ingestion de corps étrangers, il a été proposé d’utiliser un dispositif de propulsion fluidique permettant d’accélérer un flux d’air circulant d’amont vers l’aval par injection d’un flux d’air à haute vitesse de manière périphérique. Un dispositif de propulsion fluidique ne nécessite pas d’organe propulsif tournant et n’est donc pas susceptible de s’endommager en cas d’ingestion, ce qui est avantageux. Afin de permettre d’obtenir une propulsion optimale, il a été proposé de monter un dispositif de propulsion fluidique à un fuselage d’aéronef via un bras de support/pylône de manière à accélérer un flux d’air amont non perturbé par le fuselage. PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un aéronef comprenant une cellule et plusieurs éléments de cellule et au moins un dispositif de propulsion fluidique configuré pour accélérer un flux d’air extérieur circulant d’amont vers l’aval, le dispositif de propulsion fluidique comportant une tuyère périphérique définissant une cavité intérieure, dépourvue d’obstacle, dans laquelle circule le flux d’air extérieur, la tuyère périphérique comportant des ouvertures configurées pour injecter une pluralité de flux d’air à haute vitesse dans la cavité intérieure de manière à accélérer le flux d’air extérieur d’amont vers l’aval. L’aéronef est remarquable par le fait qu’une portion de la tuyère périphérique est intégrée à un élément de cellule de manière à permettre l’accélération d’un flux d’air extérieur circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule de manière à améliorer son recollement audit élément de cellule. Grâce à l’invention, un ou plusieurs dispositifs de propulsion fluidique peuvent être utilisés pour permettre des recollements locaux de la couche limite qui subit des turbulences au voisinage d’un élément de cellule. La résistance à l’avancement (trainée), la portance et la propulsion sont améliorées. De manière avantageuse, le risque d’endommagement est faible étant donné qu’un dispositif de propulsion fluidique ne comporte pas d’organe propulsif tournant. En outre, la présente invention permet de contrer un préjugé de l’art antérieur qui visait à systématiquement déporter un dispositif de propulsion fluidique d’un élément de cellule (aile, fuselage, …) afin de pas être perturbé par les turbulences au voisinage d’un élément de cellule. De préférence, la cavité intérieure du dispositif de propulsion fluidique est délimitée en partie par une surface dudit élément de la cellule. Ainsi, la couche limite au niveau de la structure aérodynamique dudit élément de cellule permet de capter la couche limite de manière optimale pour favoriser son recollement. De manière préférée, ledit élément de cellule définit une surface inférieure d’intrados et une surface supérieure d’extrados. Le dispositif de propulsion fluidique est monté sur la surface supérieure d’extrados. Cela permet d’améliorer la portance voire l’efficacité des dispositifs hyper-sustentateurs et/ou commandes de vol. Selon un aspect de l’invention, l’élément de cellule est choisi parmi une aile, un empennage ou une nacelle de turbomachine. L’intégration à une nacelle permet de tirer avantage d’un flux d’air à haute vitesse issu de la turbomachine. De préférence, le dispositif de propulsion fluidique s’étend en saillie verticale depuis ledit élément de cellule. Selon un aspect préféré, le dispositif de propulsion fluidique possède une forme aplatie pour favoriser la captation du flux d’air extérieur circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule. Cela permet de capter la couche limite de manière optimale pour favoriser son recollement. De préférence, le dispositif de propulsion fluidique est alimenté par un système d’alimentation en un flux d’air à haute vitesse, en particulier, par un système de compression de l’aéronef. Selon un aspect préféré, le système d’alimentation est un dispositif de propulsion traditionnel comportant un organe propulsif tournant. Ainsi, le dispositif de propulsion fluidique permet de fournir une propulsion d’appoint à un dispositif de propulsion traditionnel. De manière préférée, le système d’alimentation est configuré pour prélever un flux d’air extérieur en amont du dispositif de propulsion fluidique pour l’accélérer en un flux d’air à haute vitesse. Un tel prélèvement d’air en amont permet de favoriser le recollement de la couche limite et ainsi améliorer la portance. Selon un aspect de l’invention, le système d’alimentation comporte une pluralité d’ouvertures d’écopes, sur ledit élément de cellule qui sont configurées pour prélever un flux d’air extérieur en amont du dispositif de propulsion fluidique pour l’accélérer en un flux d’air à haute vitesse. De préférence, l’élément de cellule comporte une peau poreuse pour capter le flux d’air extérieur sur une surface importante pour favoriser le recollement sans induire de turbulences. L’invention concerne également un procédé d’utilisation d’un aéronef tel que présenté précédemment comprenant au moins un dispositif de propulsion fluidique dont une portion de la tuyère périphérique est intégrée à un élément de cellule, le procédé comprenant au moins une étape consistant à injecter une pluralité de flux d’air à haute vitesse dans la cavité intérieure du dispositif de propulsion fluidique de manière à accélérer le flux d’air extérieur circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La est une représentation schématique partielle d’un aéronef comportant une pluralité de dispositifs de propulsion fluidique intégrés à des éléments de l’aile et de l’empennage horizontal. La est une représentation schématique vue depuis l’amont d’un dispositif de propulsion fluidique. La est une représentation schématique en coupe axiale de l’intégration du dispositif de propulsion fluidique intégré à une aile. La est une représentation schématique de dessus du dispositif de propulsion fluidique. La est une représentation schématique en coupe axiale de l’intégration du dispositif de propulsion fluidique intégré à une aile selon une deuxième forme de réalisation. 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. Aéronef (100) comprenant une cellule comprenant plusieurs éléments de cellule (101, 102, 103, 104) et au moins un dispositif de propulsion fluidique (3) configuré pour accélérer un flux d’air extérieur (F1) circulant d’amont vers l’aval, le dispositif de propulsion fluidique (3) comportant une tuyère périphérique (30) définissant une cavité intérieure (33), dépourvue d’obstacle, dans laquelle circule le flux d’air extérieur (F1), la tuyère périphérique (30) comportant des ouvertures (32) configurées pour injecter une pluralité de flux d’air à haute vitesse (F2) dans la cavité intérieure (33) de manière à accélérer le flux d’air extérieur (F1) d’amont vers l’aval, aéronef (100) caractérisé par le fait qu’une portion de la tuyère périphérique (30) est intégrée à un élément de cellule (101, 102, 103, 104) de manière à permettre l’accélération d’un flux d’air extérieur (F1) circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104) de manière à améliorer son recollement audit élément de cellule (101, 102, 103, 104). Aéronef (100) selon la revendication 1, dans lequel la cavité intérieure (33) du dispositif de propulsion fluidique (3) est délimitée en partie par une surface dudit élément de cellule (101, 102, 103, 104). Aéronef (100) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104) définissant une surface inférieure d’intrados (101i) et une surface supérieure d’extrados (101e), le dispositif de propulsion fluidique (3) est monté sur la surface supérieure d’extrados (101e). Aéronef (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément de cellule (101, 102, 103, 104) est choisi parmi une aile, un empennage ou une nacelle de turbomachine. Aéronef (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de propulsion fluidique (3) s’étend en saillie verticale depuis ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104). Aéronef (100) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de propulsion fluidique (3) possède une forme aplatie pour favoriser la captation du flux d’air extérieur (F1) circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104). Aéronef (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de propulsion fluidique (3) est alimenté par un système d’alimentation (4) en un flux d’air à haute vitesse (F2), en particulier, un système de compression de l’aéronef. Aéronef (100) selon la revendication 7, dans lequel le système d’alimentation (4) est configuré pour prélever un flux d’air extérieur (F1) en amont du dispositif de propulsion fluidique (3) pour l’accélérer en un flux d’air à haute vitesse (F2). Aéronef (100) selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel le système d’alimentation (4) comporte une pluralité d’ouvertures d’écopes (41) sur ledit élément de cellule (101, 102, 103, 104) configurées pour prélever un flux d’air extérieur (F1) en amont du dispositif de propulsion fluidique (3) pour l’accélérer en un flux d’air à haute vitesse (F2). Procédé d’utilisation d’un aéronef (100) selon l’une des revendications précédentes comprenant au moins un dispositif de propulsion fluidique (3) dont une portion de la tuyère périphérique (30) est intégrée à un élément de cellule (101, 102, 103, 104), le procédé comprenant une étape consistant à injecter une pluralité de flux d’air à haute vitesse (F2) dans la cavité intérieure (33) du dispositif de propulsion fluidique (3) de manière à accélérer le flux d’air extérieur (F1) circulant d’amont vers l’aval sur ledit élément de cellule (101, 102, 103).