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B R E V E T d' I N V E N T ION " Perfectionnements à la construction des ailes d'avions. "
La présente invention concerne la construction des ailes d'avions.
Jusqu'ici on a fabriqué les ailes d'avions entièrement en bois,et/ou en métal. L'inconvénient de ces matériaux de construction, qui sont les mieux connus, est qu'ils exigent un revêtement protecteur en matière différente pour les mettre à l'abri des actions de l'air atmosphérique, de l'eau, de l'huile, de l'essence et des acides.
L'utilisation du bois et de métaux pour la construction des ailes d'avions présente en outre de graves in-
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convénients en cours de fabrication ; par exemple, lorsque l'on construit une aile en bois ou en métal, il est nécessaire de découper d'abord la matière à la forme et aux dimensions voulues, puis d'assembler les pièces découpées pour en faire les divers éléments que l'on assemble à leur tour pour former la structure interne ou carcasse de l'aile. Enfin, il faut recouvrir cette structure interne ou carcasse au moyen d'un entoilage ou d'un revêtement en bois ou en métal.
Le découpage de ces pièces et l'assemblage des éléments entrainent une grande perte de matière ainsi que l'emploi d'une main-d'oeuvre tout à fait spécialisée et très habile ; en outre, il faut engager des dépenses considérables pour obtenir l'alignement correct du mécanisme ou de la structure à l'aide d'apparaux ou gabarits et de pièces de fixation, tant pour faire les éléments constitutifs que pourles assembler entre eux.
De plus, lorsque l'on utilise du bois ou du métal, en particulier pour le recouvrement ou le revêtement de l'aile, on rencontre des difficultés pour maintenir la forme que l'on désire donner à la structure finale. Pour les ailes en bois, ces difficultés sont dues au gauchissement et au retrait auxquels les pièces de bois sont toujours exposées, et pour les ailes en métal elles sont dues à la grande densité du métal, qui oblige à utiliser des feuilles très minces et par conséquent flexibles.
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En outre, dans le cas d'une aile du type à recouvrement tendu,- qu'il soit en bois ou en métal,- la structure ainsi formée devient virtuellement une structure d'une seule pièce, et de ce fait elle est difficile à réparer en cas de détérioration. Pour une réparation, il faut couper au-delà du dommage effectif, procéder à une reconstitution partielle avec des éléments nouvellement formés, puis raccorder le revêtement ou recouvrement extérieur.
Il est également courant de procéder périodiquement à l'examen de la structure des ailes d'avions afin de pouvoir remplacer les éléments qui ont été détériorés par l'âge ou la fatigue de la matière qui les constitue. Dans le cas d'une structure d'aile faite à la manière courante en bois ou en métal, cela ne peut être réalisé au prix de certaines difficultés et de certains frais, qu'en enlevant certaines parties du revêtement et en les remettant en place comme dans le cas d'une réparation. Si l'aile est faite en une autre matière quelconque, et si la construction est telle que l'aile soit d'une seule pièce, une détérioration partielle rend inutilisable la totalité de l'aile,en particulier si initialement l'aile a été obtenue par une opération mécanique telle que le moulage d'une matière plastique.
Ainsi, dans le cas d'une aile moulée d'une seule pièce, la nécessité de rendre possible l'enlèvement des noyaux fait que les pièces intérieures, ainsi que l'enveloppe
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ou les éléments du sommet et du fond, ne doivent pas comporter d'excroissances. Ceci exige des âmes et une enveloppe plus épaisses que celles qui seraient utilisées sans cela, car une plaque plane oppose une très faible résistance à la formation de bosses et de creux sous une charge, et il en résulte que la construction n'est pas économique.
En outre, un inconvénient du moulage des ailes d'une seule pièce tient à la nécessité de faire, des moules et des noyaux complets pour les éléments de droite et pour ceux de gauche.
L'utilisation de fils métalliques moulés à l'intérieur de la matière pour transmettre les efforts aux points de support de la structure de l'aile présente des difficultés quant à la mise en place de ces fils pendant le moulage et oblige aussi de prévoir une fixation supplémentaire au mo- yen de l'enveloppe réelle. Les fils introduits ne peuvent pas, par eux-mêmes, servir convenablement de moyen de fixation et il se produit par conséquent une solution de continuité entre la pièce qui supporte l'effort initial et la pièce de fixation finale. La même restriction affecte tout type de montage d'une pièce tubulaire dans une aile moulée, où il n'y a ni assemblage ni relation entre la pièce tubulaire insérée et la pièce de fixation ou l'attache finale de l'aile au reste de la structure de l'avion.
Une aile complètement moulée en une seule pièce
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a des inconvénients quant à l'inspection de l'intérieur, que ce soit en cours de fabrication, ou pendant ou après le service sur un avion, et il n'est pas facile de découvrir les fissures ou points faibles qui se développent, ni d'y remédier.
La présenté- invention a pour but, d'éviter tous les défauts et inconvénients mentionnés ci-dessus, et de créer un type d'aile d'avion qui est entièrement ou principalement en matière plastique appropriée, moulable et durcissant sous l'action de la chaleur.
L'aile conforme à la présente invention est du type à revêtement tendu, elle est multi-cellulaire, les cellules étant dirigées dans le sens de l'envergure, de préférence d'une pointe de l'aile à l'autre, et séparées les unds des autres par de minces feuilles ou plaques verticales en matière plastique appropriée, moulable et durcissant sous l'action de la chaleur, moulée avec des parties élargies au sommet et au fond, les cellules étant complétées par des pièces horizontales supérieures et inférieures également constituées par la même matière plastique. On connait déjà des ailes multi-cellulaires.
Les cellules qui constituent l'aile construite conformément à la présente invention sont de préférence parallèles entre elles, ou bien elles peuvent être amincies en largeur et en profondeur suivant l'amincissement de l'aile dans le sens de l'envergure, en corde et en
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épaisseur, les organes ou éléments verticaux ayant des dimensions telles qu'ils s'étendent sur toute la profondeur de la section de l'aile, tandis que les organes horizontaux, c'est- à-dire les pièces supérieures et inférieures, sont incurvées de façon à donner la forme requise à la section de l'aile.
Les parties élargies des organes verticaux sont de préférence moulées de façon continue le long des bords, su- périeur et inférieur, de ces organes verticaux ; dites parties ont de préférence la forme de nervures de section semi-circulaire ou en forme de bulbe, sont parallèles en plan et ne varient qu'en profondeur, mais peuvent présenter, dans le sens de l'envergure, un renforcement supplémentaire constitué par une pièce tubulaire insérée, en matière différente.
Les organes ou éléments verticaux des cellules peuvent encore être renforcés au moyen de pièces verticales de renforcement convenablement espacées moulées d'une seule pièce avec ces pièces verticales.
La matière plastique peut être une composition à base d'un filler fibreux tel que du duvet de cellulose, cette matière de base étant imprégnée d'une résine synthétique appropriée, cette composition se transformant, sous application de chaleur et de pression, en un corps solidifié ou durci d'une manière permanente et possédant des caractéristiques physiques permettant de l'utiliser en construction. Comme telle matière connue on citera par exemple celle qust vendue dans le commerce sous le nom de " Pe-Te " dont le filler fibreux est
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du duvet de cellulose, la résine synthétique étant une résine phénolique. Toute matière de ce genre convient bien pour faire une aile d'avion telle que décrite ici.
Ces matières ont la propriété d'être sensiblement imperméables à l'huile, à 1'essence, aux acides, ete.. elles sont insensibles aux conditions atmosphériques, elles ont un degré d'absorption d'eau qui est très faible, sans qu'aucune opération de protection ne soit nécessaire, et elles possèdent le degré de résistance mécanique nécessaire relativement à leur poids.
En outre, une telle matière peut être moulée facilement sous toute forme désirée, et l'on peut ainsi en faire des pièces appropriées pour la construction d'une aile d'avion, sans que l'on ait besoin d'une main d'oeuvre exercée autre que celle qui est nécessaire dans le premier cas pour la fabrication des moules; on élimine ainsi la nécessité de découper, de façonner et d'assembler un grand nombre de petites pièces. Cette matière,- qui possède une grande rigidité et dont la densité est faible, ce qui permet d'en utiliser un plus grand volume pour une résistance donnée ou un poids donné, si on la compare aux métaux-, peut être moulée sous toute forme désirée et elle conservera cette forme indéfiniment.
Cette caractéristique supprime la nécessité d'utiliser de nombreux apparaux ou gabarits d'assemblage comme ceux qui seraient nécessaires si l'on utilisait une matière ayant une
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plus grande flexibilité.
La présente invention permet de réaliser un type d'aile assemblable et démontable en peu de temps, permettant en tout temps l'inspection de toutes les pièces sans des- truction d'aucune partie de l'ensemble. Elle permet aussi de remplacer facilement des pièces intérieures ou le revê- tement extérieur, au lieu de les réparer, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à une main-d'oeuvre exercée et en évitant toute perte ou détérioration de pièces quelconques non endommagées.
L'invention permet aussi de faire des pièces inté- rieures et des pièces de recouvrement ou de revêtement, de façon à permettre l'utilisation de ces pièces pour l'aile droite aussi bien que pour l'aile gauche, ce qui réduit le nombre des éléments nécessaires et les frais qui en résultent.
En outre, la présente invention permet d'employer d'une manière économique, quant à la résistance et au poids, des matières plastiquesmoulables /du fait de la présence de nervures ou pièces de renforcement venues d'une seule pièce avec les minces feuilles verticales ou horizontales, qui ont le minimum d'épaisseur, et aux points de concentration naturelle des efforts, ainsi que dans la suite de trajet de la direction initiale de ces efforts, elle assure un moyen simple et efficace pour attacher l'aile au reste de l'avion, tout en supprimant la nécessité d'avoir recours: à des raccords supplémentaires ou étrangers.
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Aux dessins ci-joints, on a représenté, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins : fig. 1 est un plan d'un mode de réalisation de l'aile en question ; fig. 2 en est une coupe ; fig. 3 est une vue de détail, en coupe à plus grande échelle, des pièces verticales utilisées en fig. 2; fig. 4 et 5 sont des coupes suivant 4-4 et 5-5 respectivement de fig. 3; fig. 6 est une coupe d'une variante de l'aile ; fig. 7 et 8 sont des coupes, à plus grande échelle, des bords d'attaque et de fuite respectivement de l'aile représentée à la fig. 6; fig. 9 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais représentant une variante.
Fig. 10 est une coupe, à plus grande échelle suivant 10-10 de fig. 9, d'un panneau constituant les pièces horizontales supérieures et inférieures, et fig. 11 est, à plus grande échelle, une coupe suivant 11-11 de fig. 9, montrant deux panneaux constituant des pièces horizontales supérieures et inférieures, et assemblées entre eux par un façonnage du bord des panneaux.
Telles qu'elles sont représentées aux fig. 1 à 8,
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les cellules 1, au nombre de deux, sont constituées par des pièces verticales 2 renforcées par des parties élargies 4 faites d'une seule pièce avec, ou moulées sur ces pièces 2 le long des surfaces supérieure et inférieure de ces dernières.
Ces parties 4 comportent, dans le sens de l'envergure, des renforcements tubulaires insérés 5 faits en toute matière désirée et pouvant être de grandeurs et d'épaisseurs variables, leur résistance augmentant vers l'extrémité intérieure ou extrémité fixée de l'aile, de façon à pouvoir servir de moyens d'attache de l'aile au reste de la construction de l'avion. Comme on peut le voir à la fig. 3, les organes horizontaux 3 sont reliés aux pièces 2 à travers les parties 4 au moyen de vis 6 qui traversent des plaques en métal 7, 8 noyées dans les pièces 3 et 4 respectivement, les organes 3 ayant à cet effet la forme voulue pour s'adapter aux contours des pièces de renforcement 4, de façon à former une surface d'assemblage et un joint résistant au cisaillement.
Les pièces 2 sont en' outre renforcées en des points convenablement espacés, à l'aide de nervures verticales ou pièces analogues 9 faites d'une seule pièce avec ces pièces 2 (fig. 4 et 5). Il est bon de renforcer les organes supérieurs et inférieurs 3, et ce renforcement est obtenu avantageusement à l'aide de bandes 10 qui peuvent être disposées en avant et en arrière de la construction cellulaire ou dans le sens de l'envergure, entre les pièces verticales 2, ces bandes 10 ayant la forme d'ailes faisant corps avec les
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organes horizontaux 3 et se trouvant sur la surface intérieure de ceux-ci.
Les organes horizontaux 3 peuvent constituer la to- talité ou seulement une partie de la surface extérieure de l'aile. Comme on le voit en figo 2, les organes 3 se terminent et sur les pièces verticales antérieures et postérieures 3/dans ce cas le bord d'attaque 11 et le bord de fuite 12 de l'aile sont constitués par des pièces distinctes de tout genre de construction approprié, solidement fixées aux pièces 2, par exemple au moyen d'articulations appropriées ( non représentées ).
Dans le dispositif représenté aux figé 6 à 8, tou- tefois, les organes 3 s'étendent complètement du bord d'attaque 13 de l'aile à son bord de fuite 14, en se rejoignant sur ces bords pour former la section complète de l'aile. Dans ce cas, les organes supérieurs et inférieurs,3 sont réunis, près des bords d'attaque et de fuite, par exemple au moyen de vis noyées 15. En outre, dans cette disposition, la partie 12 cor- respondant au bord de fuite peut être articulée comme d'habitude de façon à servir d'aileron, ou bien l'organe 3 inférieur peut être articulé, dans cette partie de fuite, pour servir de volet 16.
Il est en outre préférable de renforcer la construc- tion multicellulaire en divisant chaque cellule 1 en un certain nombre de compartiments séparés, obtenus par le montage d'une ou plusieurs cloisons 17 dirigées d'avant en arrière de l'aile
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et convenablement fixées aux pièces verticales 2 et aux organes horizontaux 3.
Aux fig. 9 à 11, les mêmes références ont été utilisées qu'aux fig. 1 à 8 pour les parties de l'aile dont la construction est identique. A la fig. 9, les cellules ne s'étendent pas sur toute l'envergure de l'aile, les pièces verticales 2 ayant des longueurs différentes. La mièce d'attaque 2 s'étend sur toute l'envergure de l'aile, chacune des autres pièces 2, depuis le bord d'attaque jusqu'au bord de fuite de l'aile, étant plus courte que celle qui se trouve en avant d'elle. Au lieu de constituer la totalité de la surface extérieure de l'aile, les organes horizontaux sont constitués, dans le sens de l'envergure, par plusieurs panneaux ou feuilles 30.
Pour que ces panneaux ou feuilles 30 puissent former, après assemblage, une surface n'interrompant pas la section désirée pour l'aile, on donne à ces panneaux ou feuilles 30 la forme représentée à la fig. 10, c'est-à-dire qu'à une extrémité la surface inférieure d'un panneau est munie, par façonnage ou moulage, d'une saillie 31 en forme de bulbe qui peut s'adapter à l'intérieur d'une partie creuse 32 ménagée à l'extrémité adjacente du panneau voisin ou de la feuille voisine 30, chaque panneau étant semblable à son voisin. Les panneaux ainsi formés as surent, par leur assemblage, un joint qui est à la fois uni et résistant au cisaillement, et ils sont fixés entra eux de toute façon désirée, par exemple au moyen de boulons.
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.En utilisant une matière plastique de la façon dé- crité plus haut, on évite les inconvénients, mentionnés plus haut, des types de construction connus ; en outre, aucun remplissage ou polissage supplémentaire n'est nécessaire, du fait du fini naturel du produit moulé et de l'absence de fissures produite par des rivures. De plus, les joints, entre les organes horizontaux et les pièces verticales et entre les panneaux qui constituent les organâs horizontaux, assurent un ensemble résistant au cisaillement indépendamment de toute adhésion.
REVENDICATIONS
1) Perfectionnements à la construction d'ailes d'avions du type à revêtement tendu et multi-cellulaire, dans lesquelles les cellules s'étendent dans le sens de l'envergure, caractérisés en ce que les cellules sont séparées les unes des autres par de minces feuilles ou plaques verticales faites en matière plastique appropriée, moulable et durcissant sous l'action de la chaleur, et moulées avec des parties élargies en haut et en bas, les cellules étant complétées par des pièces horizontales supérieures et inférieures également constituées avec la même matière plastique.