Brevet FR3135706A1 — publié le 20231124

GROUPE PROPULSIF, AERONEF ET MISE EN ŒUVRE EN PLEIN VOL La présente invention concerne un groupe propulsif (100) pour aéronef à voilure fixe, le groupe propulsif comprenant une nacelle (112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi supérieure (116) ayant une envergure surplombant les deux soufflantes, remarquable en ce que la paroi supérieure comprend un bec pivotable (116.2) autour d’un axe (116.3) parallèle à l’envergure de la paroi supérieure. L’invention concerne également un procédé de mise en œuvre d’un aéronef et comprenant une phase ascensionnelle lors de laquelle le bec est incliné radialement extérieurement, et potentiellement une phase de vol de croisière lors de laquelle le bec demeure immobile, la vitesse des soufflantes de l’aéronef varie, l’inclinaison du bec par rapport à la paroi supérieure variant proportionnellement à la vitesse des soufflantes. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 4) GROUPE PROPULSIF, AERONEF ET MISE EN ŒUVRE EN PLEIN VOL 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. 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 permet de garantir une faible traînée et une portance accrue pendant le vol de l’aéronef. Cependant, ce positionnement génère une distorsion de la ligne de courant naturel entrant dans la nacelle pour certaines conditions de poussée. En particulier, l'entrée d'air de la nacelle est conçue pour capturer correctement le flux d'air en condition de croisière de l’aéronef, i.e. débit de référence d’air entrant. Par contre, ladite entrée d'air n'est pas adaptée pour capturer un flux d'air à fort débit, ce qui est le cas notamment lors de l’ascension de l’aéronef. En effet, un haut débit cause une grande déviation du flux d’air au niveau du bec, ce qui engendre un décollement du flux d’air de la paroi supérieure de la nacelle. Outre l’impact néfaste d’un tel décollement sur l’écoulement du flux dans la turbomachine (et donc la poussée), ce décollement entraîne également une augmentation de la traînée générée par la nacelle. Ainsi, l’architecture d’aéronef initiée par le document WO 2021/074516 A1 présente une marge d’amélioration visant à pallier le phénomène de décollement d’air à l’entrée de la nacelle. La présente invention a pour objectif de proposer un groupe propulsif pour un aéronef bénéficiant des avantages de l’art antérieur en termes de faible traînée et portance accrue et permettant, en outre, de limiter la traînée pouvant être générée en condition d’ascension de l’aéronef, résultant avantageusement en une diminution, à vitesse ou accélération égale, de la consommation de carburant. L’invention a pour objet un groupe propulsif pour aéronef à voilure fixe, le groupe propulsif comprenant une nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi supérieure ayant une envergure surplombant les deux soufflantes, remarquable en ce que la paroi supérieure comprend un bec pivotable autour d’un axe parallèle à l’envergure de la paroi supérieure. 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. De façon avantageuse, le bec pivotant permet d’augmenter la section de la nacelle (vue de face) et ainsi le volume d’air entrant dans la nacelle, ce qui conduit à une maximisation de la quantité de flux d’air dirigée vers les soufflantes. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le bec est pivotable d’un angle α compris entre 0° et 50° par rapport à une position de référence. La position de référence peut correspondre à une position neutre du bec en croisière. Cette position peut être celle dans laquelle le bec est parallèle à la paroi inférieure de la nacelle. Cette position de référence peut correspondre à une position dans laquelle le bec est sensiblement parallèle à un axe de rotation d’une ou des soufflante(s). La position de références peut alternativement différer de cet axe et présenter un angle d’au plus 20° ou 10° avec ledit axe. Lorsque l’aéronef est dans une phase de vol en condition de croisière, dans laquelle le débit d’air entrant dans la nacelle est considéré comme étant un débit normal, l’angle α est préférentiellement proche de 0°, et plus préférentiellement nul. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le bec est pivotable radialement extérieurement. Le bec est capable de pivoter vers le haut, i.e. radialement extérieurement, suivant une direction perpendiculaire à un axe de rotation d’une ou des soufflantes. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le bec s’étend sur toute l’envergure de la paroi supérieure. Dans cette configuration, le bec comprend une envergure surplombant les deux soufflantes. Alternativement, le bec peut comprendre plusieurs segments, correspondant chacun à une portion de l’envergure de la nacelle et les segments de becs peuvent être actionnés indépendamment les uns des autres pour effectuer un réglage fin de la section d’entrée d’air de la nacelle. L’invention a également pour objet un aéronef à voilure fixe comprenant un fuselage, deux ailes et deux groupes propulsifs disposés respectivement de part et d’autre du fuselage, en aval et à distance des ailes, chacun des groupes propulsifs comprenant une nacelle accueillant au moins deux soufflantes non coaxiales, ladite nacelle comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure, ladite paroi inférieure étant située sensiblement dans le prolongement de l’aile, remarquable en ce que la paroi supérieure comprend un bec pivotable autour d’un axe sensiblement parallèle à l’envergure des ailes. Préférentiellement, l’aile de l’aéronef est sensiblement parallèle à la paroi supérieure et leurs directions de plus grande dimension (leurs envergures) sont parallèles. Alternativement, l’envergure de l’aile peut présenter au plus un angle de 20° avec l’envergure de la paroi supérieure. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, chacun des groupes propulsifs est conforme aux modes de réalisations évoqués ci-dessus. Avantageusement, le pivotement du bec pivotant, permet de minimiser le phénomène de décollement de l’air tout en augmentant le volume d’air dirigé vers les soufflantes, améliorant ainsi la poussée sans la ternir par une augmentation de trainée, notamment lors des phases d’ascension. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le bec s’étend sur au moins 10% de la dimension axiale de la nacelle. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, l’axe de pivotement du bec a une position axiale sensiblement identique à celle des soufflantes. L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un aéronef remarquable en ce que l’aéronef est conforme à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus, le procédé comprenant une phase ascensionnelle lors de laquelle le bec est incliné radialement extérieurement d’un angle α compris entre 10° et 50°. L’inclinaison du bec peut être par rapport à une direction principale sensiblement parallèle au prolongement de l’aile et/ou parallèle à l’axe des soufflantes. A cet égard, lors de la phase ascensionnelle de l’aéronef, l’angle α est préférentiellement proche de 50°. L’angle α est plus préférentiellement compris entre 0° et 30°, et encore plus préférentiellement est égal à 20° lors de la phase ascensionnelle de l’aéronef. L’angle peut varier au cours de l’ascension pour être proche de son ouverture maximale (par exemple, 20°, 30° ou 50°) au sol et pour être voisin de 0° à 1500 pieds. L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un aéronef remarquable en ce que l’aéronef est selon l’invention, le procédé comprenant une phase de vol lors de laquelle la vitesse des soufflantes de l’aéronef varie, l’inclinaison du bec par rapport à la paroi supérieure variant linéairement à la vitesse des soufflantes. Ainsi, plus la vitesse de rotation des soufflantes augmente et plus l’angle de pivotement du bec augmente, et vice-versa, permettant un débit d’air important sans décollement lors des phases ascensionnelles. Préférentiellement, l’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un aéronef remarquable en ce que l’aéronef est conforme à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus, le procédé comprenant une phase de vol de croisière lors de laquelle le bec demeure immobile par rapport à la paroi supérieure. Ici, on comprend par « immobile » que le bec reste immobile en rotation dans un référentiel lié à l’aéronef. De préférence, le bec pivotant selon le procédé de l’invention n’est opéré que lors de la phase d’ascension de l’aéronef. A cet effet, lors du vol de l’aéronef en condition de vol de croisière, i.e. postérieurement au décollage de celui-ci, le bec pivotant est dans une position immobile et formant préférentiellement un angle nul avec la direction principale. Alternativement, des moyens de contrôle peuvent être prévus pour détecter le décollement du flux d’air et actionner un pivotement du bec en cas de décollement. En supplément des avantages techniques discutés ci-dessus, l’invention permet par incidence une réduction de la consommation de carburant car la poussée générée n’est pas entravée par un flux d’air perturbé et la traînée de la nacelle est limitée. L’invention est également avantageuse car elle est 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 ; illustre une vue en coupe d’un groupe propulsif de l’état de l’art en condition de vol de croisière de l’aéronef ; illustre une vue en coupe du groupe propulsif de l’état de l’art lors d’une phase ascensionnelle de l’aéronef ; illustre une vue en coupe d’un groupe propulsif selon l’invention lors d’une phase ascensionnelle de l’aéronef ; illustre une vue en coupe du groupe propulsif selon l’invention en condition de vol de croisière de l’aéronef. Groupe propulsif (100) pour aéronef (2) à voilure fixe, le groupe propulsif (100) comprenant une nacelle (112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (112) comprenant une paroi supérieure (116) ayant une envergure surplombant les deux soufflantes (14), caractérisé en ce que la paroi supérieure (116) comprend un bec (116.2) pivotable autour d’un axe (116.3) parallèle à l’envergure de la paroi supérieure (116). Groupe propulsif (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bec (116.2) est pivotable d’un angle (α) compris entre 0° et 50° par rapport à une position de référence (116.2). Groupe propulsif (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bec (116.2) est pivotable radialement extérieurement. Groupe propulsif (100) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bec (116.2) s’étend sur toute l’envergure de la paroi supérieure (116). Aéronef (2) à voilure fixe comprenant un fuselage (4), deux ailes (6) et deux groupes propulsifs (100) disposés respectivement de part et d’autre du fuselage (4), en aval et à distance des ailes (6), chacun des groupes propulsifs (100) comprenant une nacelle (112) accueillant au moins deux soufflantes (14) non coaxiales, ladite nacelle (112) comprenant une paroi supérieure (116) et une paroi inférieure (18), ladite paroi inférieure (18) étant située sensiblement dans le prolongement de l’aile (6), caractérisé en ce que la paroi supérieure (116) comprend un bec pivotable (116.2) autour d’un axe sensiblement parallèle à l’envergure des ailes (6). Aéronef (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des groupes propulsifs (100) est selon l’une des revendications 1 à 4. Aéronef (2) selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le bec (116.2) s’étend sur au moins 10% de la dimension axiale de la nacelle (112). Aéronef (2) selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’axe (116.3) de pivotement du bec (116.2) a une position axiale sensiblement identique à celle des soufflantes (14). Procédé de mise en œuvre d’un aéronef (2) caractérisé en ce que l’aéronef (2) est selon l’une des revendications 5 à 8, le procédé comprenant une phase ascensionnelle lors de laquelle le bec (116.2) est incliné radialement extérieurement d’un angle (α) compris entre 10° et 50°. Procédé de mise en œuvre d’un aéronef (2) caractérisé en ce que l’aéronef (2) est selon l’une des revendications 5 à 8, le procédé comprenant une phase de vol lors de laquelle la vitesse des soufflantes (14) de l’aéronef (2) varie, l’inclinaison du bec (116.2) par rapport à la paroi supérieure (116) variant linéairement à la vitesse des soufflantes (14).