Caractéristiques techniques de l’invention Cette invention est relative à un avion comportant trois surfaces portantes actives fixées sur un fuselage (Figures 1, 2, 3). Les surfaces portantes sont disposées comme tel : - Une surface portante placée à l’avant du fuselage en partie haute (plan canard). - Une surface portante principale disposée entre le premier quart et dernier quart du fuselage (aile principale). - Une surface portante disposée à l’extrémité arrière du fuselage en partie supérieure, au sommet de la dérive (empennage horizontal). La surface avant appelée couramment plan canard est positionnée en partie supérieure du fuselage. La position en partie supérieure du fuselage permet de canaliser l’écoulement à l’amont de l’aile principale. Aux grands angles d’incidence, la présence de la surface portante amont permet de réduire l’angle d’incidence sur la voilure principale et augmente la marge au décrochage. En effet, la première surface portante qui décroche est le plan canard, ce qui rend le décrochage souple et aisément contrôlable. L’aile principale en flèche à dièdre négatif est positionnée en partie basse du fuselage. Elle est calée et vrillée de façon à assurer une répartition de pression identique sur toute la surface de la voilure, sa forme et sa position sont définies afin de bénéficier de la déflexion de l’écoulement amont par le plan canard. La flèche permet de maintenir une faible trainée à forte vitesse. Sur le bord d’attaque de chaque aile principale, un décrochement génère un écoulement perturbé aux grands angles dans le but de prévenir un décrochage partiel et local. L’empennage horizontal est positionné au sommet de l’empennage vertical, son profil est inversé. En croisière, les efforts aérodynamiques sont répartis de la façon suivante ( ) : F1= 0,1 g, F2=0,75 g, F3=0,15 g, toutes les surfaces sont portantes. L’empennage horizontal est positionné au sommet de la dérive de sorte que l’écoulement à l’amont de cette surface ne soit pas perturbé par les sillages issus des plans canard et des ailes principales. L’empennage horizontal a un profil inversé dissymétrique par rapport au plan canard et à l’aile principale. Lors du décollage ou lors de la prise d’incidence les efforts aérodynamiques sur la surface arrière s’inversent. Ceci permet d’améliorer la rotation de l’avion et de réduire la distance de décollage. Au décollage, les efforts aérodynamiques se répartissent de la façon suivante : F1=0,15 g, F2=0,95 g, F3=-0,1 g ( ). Cette inversion de portance lors des prises d’incidence permet un taux de virage important et rend l’avion très agile. Deux ailettes profilées de stabilisation sont positionnées à l’arrière du fuselage elles sont à dièdre inversé. Ces deux ailettes sont placées à 30° de part et d’autre du fuselage. Ces deux surfaces sont destinées à éviter un cabrage trop violent de l’avion, elles contribuent à la stabilité de l’avion en présence de forte turbulence. Ces deux surfaces profilées sont essentielles pour assurer la très bonne stabilité de l’avion. Lorsque l’incidence de l’écoulement est positive, ces surfaces sont portantes, lorsque l’incidence est négative, la portance s’inverse et devient négative. Le plan canard et l’aile principale disposés de chaque côté du fuselage sont munis de volets mobiles reliés mécaniquement. Une commande rigide les relie au système de mélangeur aileron/volet de courbure de l’aile principale ( ). Cette fonction combinée aileron/volet de courbure est appelée flaperon. Les ailes principales sont munies de volets à double fonction : commande de roulis et augmentation de la portance par braquage positif ou négatif. Une loi permet un braquage différentiel de chaque aileron/courbure. La fonction volet de courbure est assurée par un vérin électrique actionné par le pilote. Les différents braquages des flaperons ont une action sur les volets du plan canard via la commande rigide pré citée. Compte tenu du rapport de portance des plans canard sur celle des ailes principales (15%), le braquage des volets du plan canard est égal à 50 % du braquage des flaperons. Cette loi permet à l’avion d’être équilibré naturellement sur toute la plage de vitesse. La gouverne de profondeur placée à l’arrière de l’empennage horizontal sert au contrôle en tangage de l’avion, elle est composée de deux volets reliés mécaniquement et manœuvrés par le pilote grâce à une commande rigide. Au bord de fuite des volets se trouvent deux surfaces mobiles (tab) ces deux surfaces par leurs actions diminuent l’effort sur la commande de profondeur. La commande de la gouverne de profondeur est assurée par le manche. Celui-ci est relié à une première tige de commande horizontale. Celle-ci transmet le mouvement à une tige verticale grâce à un premier guignol. Cette seconde tige de commande installée dans l’empennage vertical est lestée d’une masse dite de compensation par G. Cette seconde tige de commande est reliée à une troisième tige par l’intermédiaire d’un guignol. Cette troisième tige est reliée aux deux volets constituant la gouverne de profondeur ( ). En présence de forte turbulence l’avion se cabre et prend de l’incidence positive, son facteur de charge augmente. La tige verticale lestée, sous l’action de l’accélération positive se déplace dans la direction opposée au facteur de charge. Ce déplacement se traduit par un effort appliqué sur le manche vers l’avant et un déplacement de la gouverne de profondeur vers le bas. Ce braquage de la gouverne de profondeur augmente la portance de l’empennage horizontal qui réduit le facteur de charge et ramène l’avion à l’horizontal. Cette tige lestée dite de compensation par G constitue un élément important pour stabiliser l’avion en présence d’écoulement fortement turbulent. La dérive est positionnée à l’arrière de l’empennage vertical et actionnée par le pilote via un système de câble relié aux palonniers. Cette commande est couplée au système du train avant directionnel et conjugué. Cet avion peut être piloté par un pilote agissant sur les commandes de vol ou piloté par un calculateur électronique commandé depuis une station au sol ou en autonomie totale. Stabilité et contrôle commande . La position des trois plans associés à la combinaison des différents réglages des volets mobiles permet une configuration de vol où les vecteurs de portances sont tous positifs. Cette combinaison est réalisée par un système de mélangeur mécanique sans action spécifique du pilote hormis le réglage de la fonction « volet de courbure » et le trim de profondeur. Les trois vecteurs de portance orientés vers le haut assurent une très grande stabilité de l’avion en particulier en présence de rafale ou de forte turbulence ( ). Description de la propulsion . Différents types de propulsion sont possibles sur cet avion : 1) L’hélice est placée à l’arrière du fuselage et absorbe la couche limite du fuselage afin de minimiser la trainée de culot. Un arbre de transmission relie le vilebrequin du moteur à piston à un palier solidaire du fuselage. L’hélice à vitesse constante est fixée sur ce palier. La captation de l’air d’alimentation et de refroidissement du moteur est assurée par deux entrées d’air positionnées de part et d’autre du fuselage en amont des ailes principales et sous la ligne du plan canard dans un zone de pression favorable. 2) La propulsion peut être assurée par un ou deux turbomoteurs entrainant une simple hélice ou deux hélices contra rotatives. 3) L’avion peut être propulsé par un turboréacteur. La tuyère d’éjection des gaz est située à l’arrière du fuselage à la place de l’hélice. 4) L’avion peut être propulsé par un ou deux moteurs électriques entrainant une simple hélice ou deux hélices contra rotatives. Description du système de train d’atterrissage. Le train d’atterrissage est tri cycle, un train à l’extrémité avant et deux trains principaux positionnés sous les ailes. Ils sont à amortisseurs hydrauliques intégrés. La manœuvre de sortie et de rentrée des trains d’atterrissage est assurée par une pompe hydraulique actionnée par un moteur électrique. Un automate gère le cycle d’ouverture et de fermeture des trappes de train. Description de la technologie de fabrication L’avion à trois surfaces portantes est entièrement réalisé en matériau composite à base de fibres de carbone et de résine.