Brevet FR3135701A1 — publié le 20231124

AERONEF ET COMPRESSEUR La présente invention concerne un aéronef (1) avec un fuselage (2) et une aile (4) s’étendant depuis le fuselage (2), l’aéronef (1) étant pourvu d’une ailette (10) au voisinage de l’emplanture de l’aile (4) sur le fuselage (2), l’ailette (10) s’étendant depuis le fuselage (2) sensiblement parallèlement à la corde (C) de l’aile (4). L’invention concerne également un compresseur avec une ailette s’étendant depuis une virole parallèlement à la corde d’une aube. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 4) AERONEF ET COMPRESSEUR La présente demande concerne le domaine de l’aéronautique et plus particulièrement l’écoulement de l’air dans des zones de coin entre deux surfaces de guidage de l’air, comme au voisinage de l’emplanture de l’aile sur le fuselage ou aux extrémités d’une aube de turboréacteur. Art antérieur Le flux d’air qui s’écoule le long du fuselage tend à se décoller du fuselage au niveau de la jonction des ailes au fuselage (l’emplanture). Les variations brutales ou anguleuses de géométrie créent à cet endroit des gradients de pressions qui encouragent ce décollement. Un tourbillon en « fer à cheval » vient entourer l’aile. Ce tourbillon est à l’origine d’une perte de portance au voisinage du fuselage et une augmentation de la traînée. Pour « adoucir » cette géométrie, il est connu de prévoir un carénage de raccordement (ou Karman) entre le fuselage et la voilure. Une autre technique connue est de prévoir un trou dans le fuselage en amont de l’aile pour créer une dépression qui recolle le flux d’air au fuselage. Enfin, des irrégularités sur le bord d’attaque de l’aile au voisinage de l’emplanture ont démontré leur intérêt. Il s’agit de pièces rapportées sur l’aile et présentant une pointe (« slat tip ») qui crée un tourbillon entre la pointe et le fuselage. Ce tourbillon vise à maintenir l’écoulement « attaché » à l’aile au voisinage du fuselage. Ces systèmes présentent des limites car lorsque l’incidence du flux sur l’aile (ou l’assiette de l’avion) est forte, le décollement est inévitable, les gradients de pression étant supérieurs à ce que peuvent supporter les solutions existantes. La même problématique se présente dans un compresseur de turbomachine, au niveau de la tête ou du pied d’une aube, à sa jonction avec un support (virole, moyeu, carter, etc.). La présente invention a pour objectif de proposer une conception d’une jonction d’une aile/aube en saillie d’une surface / d’un fuselage, la conception garantissant une faible traînée même à forte incidence. L’invention porte sur un aéronef comprenant un fuselage définissant une direction longitudinale et une aile s’étendant depuis le fuselage transversalement à la direction longitudinale, l’aéronef étant remarquable en ce qu’il est pourvu d’une ailette au voisinage de l’emplanture de l’aile sur le fuselage, l’ailette s’étendant depuis le fuselage sensiblement parallèlement à la corde de l’aile. Une telle ailette crée un tourbillon qui est de sens opposé au tourbillon de base qui se développe naturellement au niveau l’emplanture. Ainsi, contrairement aux solutions existantes, l’amélioration n’est pas ici recherchée du côté de la minimisation du décollement mais vise à rechercher une annulation tourbillonnaire. Le tourbillon naturel qui résulte du décollement est contré par un tourbillon de sens inverse. Cette technique n’est pas impactée par l’incidence de l’aile et son efficacité n’est donc pas détériorée pour les fortes incidences. Le tourbillon contrarotatif est au contraire encouragé par les fortes incidences. L’ailette apporte de la traînée mais la diminution de traînée globale obtenue par l’annulation tourbillonnaire est bien supérieure à la traînée additionnelle rajoutée par la présence de l’ailette. Selon un mode avantageux de l’invention, l’aile comprend un bord d’attaque et l’ailette s’étend depuis le bord d’attaque. Ainsi, le tourbillon de sens contraire se forme au même endroit où le tourbillon naturel commence à se former. Selon un mode avantageux de l’invention, l’aile comprend un extrados et un intrados et l’ailette est disposée au-dessus de l’extrados de l’aile. Selon un mode avantageux de l’invention, l’extrados et l’intrados définissent une épaisseur maximale de l’aile et l’ailette est agencée à une distance de l’extrados comprise entre 1 et 5 fois l’épaisseur maximale. Selon un mode avantageux de l’invention, l’ailette est biseautée en son amont. Cet agencement permet de créer un tourbillon concentré (à la façon des voilures delta). Selon un mode avantageux de l’invention, le biseau s’étend sur 70 à 100% de la longueur de l’ailette. Selon un mode avantageux de l’invention, l’ailette a une largeur maximale comprise entre 5 et 20 cm. Cette valeur correspond à l’épaisseur de la couche limite pour des aéronefs commerciaux. Une ailette plus large serait plus encombrante et/ou plus lourde sans présenter un avantage supplémentaire. Selon un mode avantageux de l’invention, l’ailette a une longueur comprise entre 1 et 10 fois sa largeur. La longueur (approximativement la corde) de l’ailette peut être comprise entre 30% et 100% de la corde de l’aile. Selon un mode avantageux de l’invention, l’aéronef comprend une ailette secondaire en aval de l’aile. L’invention a également trait à un compresseur de turbomachine comprenant une virole interne ou externe depuis laquelle s’étend une aube, remarquable en ce qu’une ailette est disposée au voisinage de l’emplanture de l’aube sur la virole, l’ailette s’étendant depuis la virole sensiblement parallèlement à la corde de l’aube. De cette façon, un tourbillon est généré par l’ailette en sens opposé au tourbillon naturel en fer à cheval. Le tourbillon résultant de la présence de l’ailette est d’autant plus grand que l’incidence est importante et l’annulation tourbillonnaire est donc garantie indépendamment de l’incidence. La diminution de traînée par cette annulation tourbillonnaire est bien supérieure à la traînée additionnelle rajoutée par la présence de l’ailette. L’invention a également pour avantage d’être simple, légère, économique et adaptable aux avions existants, car elle ne requiert pas de modification substantielle d’une aile ou d’un fuselage standard. représente un aéronef selon l’invention ; représente un tourbillon en fer à cheval ; illustre une vue isométrique d’un tourbillon en aval d’une aile ; illustre une vue isométrique d’une aile avec une ailette ; montre une vue agrandie d’une portion de la ; montre une alternative, vue en coupe ; représente le même concept adapté à un stator de compresseur. Aéronef (1) comprenant un fuselage (2) définissant une direction longitudinale (x) et une aile (4) s’étendant depuis le fuselage (2) transversalement à la direction longitudinale (x), l’aéronef (1) étant caractérisé en ce qu’il est pourvu d’une ailette (10) au voisinage de l’emplanture de l’aile (4) sur le fuselage (2), l’ailette (10) s’étendant depuis le fuselage (2) sensiblement parallèlement à la corde (C) de l’aile (4). Aéronef (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’aile (4) comprend un bord d’attaque (4.3) et l’ailette (10) s’étend depuis le bord d’attaque (4.3). Aéronef (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’aile (4) comprend un extrados (4.1) et un intrados (4.2) et l’ailette (10) est disposée au-dessus de l’extrados (4.1) de l’aile (4). Aéronef (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’extrados (4.1) et l’intrados (4.2) définissent une épaisseur maximale (e) de l’aile (4) et l’ailette (10) est agencée à une distance (h) de l’extrados (4.1) comprise entre 1 et 5 fois l’épaisseur maximale (e). Aéronef (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ailette (10) est biseautée en son amont. Aéronef (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le biseau (10.1) s’étend sur 70 à 100% de la longueur (L) de l’ailette (10). Aéronef (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ailette (10) a une largeur maximale (W) comprise entre 5 et 20 cm. Aéronef (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ailette (10) a une longueur (L) comprise entre 1 et 10 fois sa largeur (W). Aéronef (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une ailette secondaire en aval de l’aile (4). Compresseur de turbomachine comprenant une virole interne ou externe (102) depuis laquelle s’étend une aube (104), caractérisé en ce qu’une ailette (110) est disposée au voisinage de l’emplanture de l’aube (104) sur la virole (102), l’ailette (110) s’étendant depuis la virole (102) sensiblement parallèlement à la corde (C) de l’aube.