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Aéroplanes autostables à rendement aérodynamique accru par dispositif spécial de la voilure
L'invention se rapporte à des dispositifs d'aéro- planes autostables à rendement aérodynamique accru par dis- posit if spécial de la voilure dont les multiples surfaces portantes, convenablement placées l'uneaprès l'autre, volent dans les courants ascendants s'échappant des extrémités de celles qui les précèdent quand l'appareil est en marche.
Le but de l'inventlion est de donner à un avion de par la forme et la position relative de ses éléments sus- tentateurs et gouvernes, des qualités non encore obtenues avec les appareils ordinaires, aussi bien en ce qui regarde l'avion de gros tonnage que l'avion populaire de tourisme du fait de :
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1 ) La sécurité, c'est-à-dire, d'une part, l'envol et l'at- terrissage sur un terrain de faibleétendue et d'autre part l'impossibilité de mise en vrille, glissade ou abattée aux grands angles de vol, 2 ) La facilité de conduite de l'avion en vol par tous les temps.
3 ) La résistance au roulis et au tangage dans les rafales, 4 ) Au point de vue constructif, la possibilité de répartir les charges en largeur (normalement au sens de la marche) ou en profondeur (suivant le sens de la marche), d'où une grande facilitéde construction, tout en donnant . l'appa- reil de bonnes performances en même temps que les qualités prévues aux paragraphes 1 et 2 ci-dessus.
Le principe de l'invention est basé sur les consi- dérations suivantes : La forme actuelle des avions exige que, pour obtenir les qualités de vol indispensables (conduite moins délicate, moindre risque d'accident) ainsi que le minimum de poids de construction, les masses (moteurs, ré- servoirs, chargement) soient concentrées au plus près du centre de gravité. On est ainsi amené à avoir soit des fuse- lages à grande section avec une résistance à l'avancement importante, soit une aile volantepouvant contenir toutes les charges dans son intérieur mais ayant comme défautla difficultéde sa construction, une diminution des qualités aérodynamiques Espérées, du fait de l'épaisseur exagérée du profil, une répartition des charges iniquement suivant l'envergure, donc un volume utilelimité.
De toute façon ces appareils demandent à être conduitspar des pilot es bien entraînés; malgré toutee leur attention, des accidentstrop fréquents se produisent ,
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Suivant l'invention les condit ions des paragraphes 1 2 3 énumérées ci-dessus sont obtenues en disposant plusieurs ailes sustentatrices à profil mince ou épais dont les centres de figure pourront être placés sur des lignes aussi bien parallèles qu'obliques ou normales à la direct ion du mouvemnet.
Cette invention est représentée en substance et seulement à titre d'exemple par les dessins annexés qui en exposent les caractéristiques et en donnent schématiquement plusieurs formes d'exécution.
La théorie et l'expérience sont d'accord pour mon- trer que lorsque deux ailes se trouvent placées l'une derrière l'autre suivant la direct ion de la vitesse, l'aile arrière voit, pour une sustentation donnée, sa résistance à l'avar,- cement accrue. A partir d'un écartement entre les deux ailes supérieur à 3, 5 fois la corde de celle avant, cette résis- tance supplémentaire devient assez faible pour permettre la construction de cellules de cetteforme; mais la stabilité d'un tel système laisse à désirer.
.Pour échapper à cettecontrainte, l'invention se base sur la remarque suivante:
La fig. 1 représenteune aile d'envergure A B vue de l'avant et la fig, 2, la même vue en plan. Avec une poussée P dirigée suivant la flèche, il y aura mouvement descendant d'air entre les plans verticaux Y1 Y2, Y1 Y2 et ascendant à droite et à gauche, en dehors de ces plans. Une aile placée dans cette zone ascendante sera comme un planeur dans un vent ascendant, avec une finesse accrue.
L'invention comprend l'application de ce principe en vue de la disposition à donner aux différentes ailes d'un
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avion pour que, sans s'inquiéter de la distance existant entre elles dans le sens de la: marche, les qualités de la cellule permettent de bonnes performances, en donnant à l'en- semble la stabilité prévue ci-dessus. Ces ailes peuvent être décalées en hauteur les unes par rapport aux autres, Les profils, tout le long de l'envergure, peuvent être adaptés à l'inclinaison du courant à cet endroit.
A t it re d'exemple, les formes suivantes peuvent être adoptées : 1 ) (fig, 3) - Une aile avant a et deux ailes arrière b ré- unies par un fuselage médian et des poutres de liaison p .
Des empennages de profondeur et de direction sont prévue à l'extrémitédu fuselage, 2 ) (fig. 4) - Deux ailes avant a et une aile arrière b, fuselages et gouvernes comme 1 .
3 ) (fig, 5) - Une aile avant a et deux arrière 12. comme 1 mais deux fuselages avec gouvernes et poutres de Maison 4 ) (fig. 6) - Deux ailes avant a. et une aile arrière 12. comme 2 , mais avec deux fuselages et gouvernes.
5 ) (fig, 7) - En plus des dispositions 1 ou 3 on ajoute une aile médiane c située à une distance de l'aile a, supé- rieure à 3, 5 fois la corde de a, 6 ) (fig. 8) - Comme 2 ou 4 mais en plus deux ailes .± situées à une distance des ailes a supérieure à 3, 5 fois la corde de a, 7 )fig, 9) - Les dispositifs 1 ou 3 peuvent se répéter en profondeur plusieurs fois; ils sont doublés dans l'exem- ple représenté.
8 ) fig. 10) - Les dispositifs 28 ou 4 sont doublés; ils peuvent être reproduits un plus grand nombre de fois.
9 ) (fig, Il) - Chaque aile se trouve dans le courant ascen- dant créé par les ailes situées plus en avant. La figure représenteune disposition possible de liaison par fuselages
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et poutres.
10 ) (fig. 12) - Les ailes se trouvent sur deux lignes per- pendiculaires à la directinn du mouvement. Cette disposition peut se reproduire en profondeur, à condition de laisser entre uneaile et celle placée directement en avant une dis- tance au moins égale à 3, 5 fois la corde de l'aile avant.
L'invention, dams le but de diminuer la résistance à l'avancement et le sillage produitspar les poutres de liaison comprend également le dispositif suivant, lequel peut s'appliquer à tout mât, poutre, hauban apparentsd'un avion. p représentant, dans les fig. 13 et 14 laditepoutre de liaison ou enveloppe celle-ci dans un carénage à section biconvexe symétrique pouvant tourner en girouette autour de la poutre de façon à rester constamment dans le lit du vent.
Le carénage pourra être monté comme il est indiqué, à titre d'exemple, sur ces figures par l'intermédiaire de bagues f tournant sur la poutre ou sur des glissières (fig. 14).
A titre d'exemples d'application du système de voilure autostable et aérodynamique à des avions de diverses capacités les fig, 15 à 18 représentent plusieurs formes de réalisation.
Les fig. 15 et 16 montrent deux dispositifs diffé- rents adaptés à des avions de tourisme ou privés, monoplaces biplaces, triplaces, six et huit places ; g-g étant des courants ascendant internes et h-h des courantascendants externes.
La fig. 17 montreun dispositif adapta à des aérobus autostables de 10 à 25 places et 40 places, 1-1 étant des courantsascendants internes etj-j des courantsascendants ext ernes,
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La fig, 18 montre un dispositif s'appliquant à dès-paquebots aériens autostables de 50 à 100 tonnes, m-m étant des courantsascendants internes, et n-n des courants ascendantsexternes.
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Freestanding airplanes with increased aerodynamic efficiency by special device of the wing
The invention relates to devices of freestanding airplanes with increased aerodynamic efficiency by a special device of the airfoil whose multiple airfoils, suitably placed one after the other, fly in the updrafts escaping. of the ends of those preceding them when the appliance is in operation.
The aim of the invention is to give to an airplane, by the shape and the relative position of its lifting and control elements, qualities not yet obtained with ordinary aircraft, as well as regards the large airplane. tonnage than the popular passenger plane due to:
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1) Safety, that is to say, on the one hand, take-off and landing on a small area and on the other hand the impossibility of spinning, sliding or shooting down to large flight angles, 2) The ease of handling the aircraft in flight in any weather.
3) Roll and pitch resistance in gusts, 4) From a construction point of view, the possibility of distributing the loads in width (normally in the direction of travel) or in depth (in the direction of travel), d 'where a great ease of construction, while giving. the appliance performs well at the same time as the qualities provided for in paragraphs 1 and 2 above.
The principle of the invention is based on the following considerations: The current form of airplanes requires that, in order to obtain the essential flight qualities (less delicate handling, lower risk of accident) as well as the minimum construction weight, the masses (engines, tanks, load) are concentrated as close as possible to the center of gravity. We are thus led to have either large section fusions with a high resistance to advancement, or a flying wing capable of containing all the loads in its interior but having as a defect the difficulty of its construction, a reduction in the expected aerodynamic qualities, fact of the exaggerated thickness of the profile, a distribution of the loads uniquely according to the wingspan, therefore a limited useful volume.
In any case, these devices need to be driven by well-trained pilots; despite their attention, too frequent accidents occur,
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According to the invention the conditions of paragraphs 1 2 3 listed above are obtained by arranging several lifting wings with thin or thick profile whose figure centers can be placed on lines both parallel and oblique or normal to the direct ion of the movement.
This invention is represented in substance and only by way of example by the accompanying drawings which set out its characteristics and schematically give several embodiments thereof.
Theory and experience agree in showing that when two wings are placed one behind the other according to the direction of the speed, the rear wing sees, for a given lift, its resistance to the avarage, - increased cement. From a spacing between the two wings greater than 3.5 times the chord of the front one, this additional resistance becomes low enough to allow the construction of cells of this shape; but the stability of such a system leaves much to be desired.
In order to escape this constraint, the invention is based on the following remark:
Fig. 1 represents a wing of wingspan A B seen from the front and FIG. 2, the same plan view. With a thrust P directed along the arrow, there will be downward movement of air between the vertical planes Y1 Y2, Y1 Y2 and upward to the right and to the left, outside these planes. A wing placed in this upward zone will be like a glider in an upward wind, with increased finesse.
The invention comprises the application of this principle with a view to the disposition to be given to the different wings of a
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airplane so that, without worrying about the distance between them in the direction of travel, the qualities of the airframe allow good performance, giving the assembly the stability provided for above. These wings can be offset in height with respect to each other, The profiles, all along the span, can be adapted to the inclination of the current at this location.
As an example, the following shapes can be adopted: 1) (fig, 3) - A front wing a and two rear wings b joined by a median fuselage and connecting beams p.
Elevator and rudder stabilizers are provided at the end of the fuselage, 2) (fig. 4) - Two front wings a and one rear wing b, fuselages and control surfaces as 1.
3) (fig, 5) - One front wing a and two rear 12. like 1 but two fuselages with rudders and house beams 4) (fig. 6) - Two front wings a. and a rear wing 12. like 2, but with two fuselages and control surfaces.
5) (fig, 7) - In addition to arrangements 1 or 3, we add a median wing c located at a distance from wing a, greater than 3.5 times the chord of a, 6) (fig. 8 ) - Like 2 or 4 but in addition two wings. ± located at a distance from the wings a greater than 3.5 times the chord of a, 7) fig, 9) - Devices 1 or 3 can be repeated in depth several times ; they are doubled in the example shown.
8) fig. 10) - Devices 28 or 4 are doubled; they can be reproduced a greater number of times.
9) (fig, II) - Each wing is located in the updraft created by the wings located further forward. The figure represents a possible arrangement of fuselage connection
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and beams.
10) (fig. 12) - The wings are on two lines perpendicular to the direction of the movement. This arrangement can be reproduced at depth, provided that between a wing and that placed directly forward, a distance at least equal to 3.5 times the chord of the front wing is left.
The invention, dams the aim of reducing the resistance to advancement and the wake produced by the connecting beams also comprises the following device, which can be applied to any visible mast, beam or shroud of an airplane. p representing, in fig. 13 and 14 said connecting beam or enveloping the latter in a fairing with a symmetrical biconvex section capable of rotating like a weather vane around the beam so as to remain constantly in the wind.
The fairing can be mounted as indicated, by way of example, in these figures by means of rings f rotating on the beam or on slides (fig. 14).
By way of examples of application of the self-stabilizing and aerodynamic wing system to airplanes of various capacities, FIGS. 15 to 18 represent several embodiments.
Figs. 15 and 16 show two different devices suitable for private or private airplanes, two-seater, three-seater, six and eight-seater single-seaters; g-g being internal updrafts and h-h external updrafts.
Fig. 17 shows a device suitable for autostable aerobuses with 10 to 25 seats and 40 seats, 1-1 being internal updrafts and j-j external updrafts,
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Fig. 18 shows a device applying to freestanding air liners from 50 to 100 tonnes, m-m being internal updrafts, and n-n being external updrafts.