CH349494A - Aerodyne whose airfoil consists of an annular wing - Google Patents

Aerodyne whose airfoil consists of an annular wing

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CH349494A
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CH
Switzerland
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wing
plane
aerodyne
symmetry
mean
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French (fr)
Inventor
G A R Von Zborowski Helmut Ph
Hertel Heinrich
Original Assignee
G A R Von Zborowski Helmut Ph
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0091Accessories not provided for elsewhere

Description

  

      Aérodyne    dont la surface portante est     constituée    par une     aile        annulaire       L'invention a pour objet un aérodyne dont la  surface     portante    est     constituée    par une aile annu  laire. Un tel     aérodyne    peut, par exemple, décoller  et atterrir verticalement.  



  Cet aérodyne, dont l'aile est profilée dans le  sens de l'écoulement de l'air à travers ladite aile et  qui     comporte    un plan de symétrie     vertical    longitudi  nal, est caractérisé en ce que les sections de l'aile  par ce plan de- symétrie et par un plan quelconque,  parallèle audit plan de symétrie, qui coupe cette aile  dans sa région supérieure et dans sa région infé  rieure, sont formées chacune par deux profils dont  les lignes moyennes présentent au moins une     partie     concave, les parties concaves correspondantes des  susdites lignes moyennes étant tournées dans le  même sens.  



  Les dessins annexés représentent, schématique  ment et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécu  tion de l'aérodyne selon l'invention.  



  La     fig.    1 de ces     dessins    représente de façon  schématique, en coupe axiale, un aérodyne à aile  annulaire.  



  La     fig.2    montre, à plus grande échelle et en  coupe axiale     verticale,    une     partie    de l'aile annu  laire de cet aérodyne.  



  La     fig.    3 représente, dans les mêmes conditions  que la     fig.    1, un aérodyne du même type établi  selon la technique antérieure.  



  Les     fig.    4 et 5 sont deux schémas illustrant, res  pectivement par une vue en perspective et par une  vue de     face,    à plus petite     échelle,    une méthode pour    engendrer l'aile de     l'aérodyne    faisant l'objet de la       fig.    1.    Les     fig.    6 et 7     illustrent,    par deux vues sembla  bles respectivement à     celles    des     fig.    4 et 5, une  autre méthode pour engendrer l'aile de l'aérodyne  en question.  



  Les     fig.    8 et 9 représentent, respectivement en  coupe horizontale et en coupe transversale selon       IX-IX    de la     fig.    8, une nacelle latérale portée par  l'aile d'un aérodyne.    Les     fig.    10 et 11 représentent, respectivement  en coupe horizontale selon     X-X    de la     fig.    11 et en  vue de côté, une autre nacelle latérale.    Les     fig.    12 à 14 représentent, respectivement  en coupe horizontale selon XII-XII de la     fig.    13,  en vue de côté et en vue en bout, une autre nacelle  latérale rapportée sur l'aile d'un aérodyne.  



  Les     fig.    15 à 17, enfin, représentent, respecti  vement en élévation, en coupe horizontale et en vue  de     face,    un avion de transport à aile     annulaire.     



  L'aérodyne montré schématiquement à la     fig.    1  comprend  d'une part, une aile 1 annulaire profilée dans le  sens longitudinal et constituant la surface  portante essentielle de. l'engin, la susdite  aile présentant un plan vertical longitudinal  de symétrie (le plan de la     fig.    1 dans le cas  envisagé) ;

    d'autre part, une installation propulsive pouvant  être constituée par au moins une     hélice    2      (ou mieux encore par deux hélices     contra-          rotatives)        logée    dans l'espace délimité par       l'aile    1 et entraînée par un moteur logé par  exemple dans un fuselage central 3 qui peut       servir    en outre au logement de la charge à  véhiculer ;    et, d'autre part enfin, un système de gouvernes  constitué, par exemple, par des volets 4  montés sur le bord de fuite de     l'aile    1.

      Le profilage de l'aile 1 est réalisé de telle façon  que toute section de cette aile par un plan     vertical     parallèle à son plan de symétrie longitudinal vertical  ou par ledit plan de symétrie soit formée respective  ment dans la partie supérieure et dans la     partie     inférieure de l'aile, par d'eux profils Pl et P, dont  les lignes moyennes     Ll    et     L@    sont incurvées et tour  nent toutes deux leur concavité dans le même sens,  de préférence vers le bas comme il sera exposé  ci-après.  



  On a supposé, dans l'exemple envisagé, qu'il  s'agissait de profils à simple courbure, mais cette  disposition s'appliquerait aussi bien à des profils à  plusieurs. courbures, c'est-à-dire des profils présen  tant     un    ou plusieurs points     d'inflexion,    les conca  vités des parties correspondantes des lignes moyen  nes des profils situés dans un même plan vertical  parallèle au plan de symétrie     vertical    de l'aile étant  encore tournées dans le même sens.  



  II y a lieu de noter qu'un profil à double cour  bure est avantageux car il peut être déterminé de  façon que l'aérodyne n'accuse pas de moment de  tangage lorsque, en vol de croisière, son aile engen  dre juste la     portance    contrebalançant le poids. On  peut ainsi prévoir des gouvernes de traînée infé  rieure à celles des gouvernes qui seraient néces  saires dans le cas de profils à ligne moyenne droite  ou à     courbure    simple. De ce fait, les mécanismes  pour     l'actionnement    de ces gouvernes peuvent être  moins puissants et plus simples.  



  Pour éviter toute ambiguïté au sujet de la défi  nition de la       ligne    moyenne   d'un profil, il con  vient de rappeler que l'on désigne, par cette expres  sion, le lieu géométrique des centres des cercles  inscrits dans le susdit profil.  



  L'aile 7 présentera, de préférence, des profils  laminaires (profils dont la section d'épaisseur maxi  mum occupe une position relativement     reculée).    On  a représenté à plus grande échelle, sur la     fig.    2, le  profil     Pl    à     ligné    moyenne     incurvée        Ll,    profil dont  le tracé géométrique est obtenu en partant d'un pro  fil laminaire     P;

  ,    biconvexe symétrique, en incurvant  vers le haut (par exemple en arc de cercle) la ligne  moyenne rectiligne     L@    de ce profil Po, et en dessi  nant des cercles ayant leur centre sur la ligne  moyenne incurvée     Ll    et ayant, en chaque point, un  diamètre   e   égal à l'épaisseur locale correspon  dante du profil Po, l'enveloppe de ces cercles for  mant le profil incurvé Pl.    II paraît     opportun    dès à présent de signaler  l'avantage important que l'on obtient en     incurvant     les lignes moyennes des profils des parties supé  rieure et inférieure d'une aile annulaire profilée  dans le sens longitudinal.  



  Cet avantage réside dans le fait qu'une aile  ainsi conformée engendre une portance sans qu'il  soit nécessaire de lui faire prendre une incidence  géométrique par     rapport    à la direction du déplace  ment de l'aérodyne.  



  C'est ainsi que, dans le cas de l'aile à profils       laminaires    illustrée aux     fig.    1 et 2, ladite aile engen  drera une portance lorsque les cordes     Lo    de ses  profils seront orientées sensiblement parallèlement  à la direction du déplacement de l'aérodyne, ce qui  ne serait évidemment pas le cas si les profils en  question, au lieu d'être à lignes moyennes incurvées  vers le haut, étaient des profils biconvexes symétri  ques.  



  Pour mieux mettre en évidence cette consé  quence, on a représenté en vol horizontal, respec  tivement sur les     fig.    1 et 3, un aérodyne établi  comme décrit ci-dessus et un aérodyne du même  genre établi suivant la technique antérieure,     c'est-          à-dire        comportant    une aile annulaire 1, engendrée       .3    autour d'un axe x y.  par rotation d'un profil P.  



  On voit que, suivant la technique antérieure (cas  de la     fig.    3) l'aérodyne se déplaçait dans une posi  tion pour laquelle son axe longitudinal x y présen  tait une incidence positive par     rapport    à la direc  tion du déplacement, alors que, dans le cas d'un  aérodyne tel que décrit ci-dessus, l'appareil se dé  place dans une position pour laquelle son axe longi  tudinal X Y est orienté sensiblement parallèlement  à la direction du déplacement.  



  Il résulte de ce qui précède qu'une aile à pro  fils incurvés établie     comme    il vient d'être dit pré  sentera, en vol, une traînée moindre qu'une aile  équivalente établie suivant la technique antérieure.  Par un choix judicieux de l'incurvation de la ligne  moyenne, la portance nécessaire pour le vol de croi  sière horizontal sera obtenue dans le domaine de la  polaire dans lequel les profils ont une     couche    lami  naire bien établie, c'est-à-dire dans le domaine où  les profils, dits   laminaires      ,    accusent une traînée  de profil     fortement    réduite.

   Cette réduction de la  traînée se traduira, toutes choses égales par ailleurs,  par un accroissement de la vitesse de l'aérodyne et,  par suite, par une amélioration du rendement dudit  aérodyne.  



  Le profilage de l'aile 1 peut, en outre, être  établi de façon que ladite aile, tout en satisfaisant  aux conditions de courbure de ses profils énoncées  précédemment, ait une forme telle que toute sec  tion de cette aile par un plan oblique passant par  son axe longitudinal X Y soit formée, respective  ment dans la moitié supérieure et dans la moitié  inférieure de l'aile, par deux profils dont les lignes  moyennes présentent des incurvations de même sens  et d'autant moins     accentuées    que l'angle du plan      contenant les susdits profils et du plan de symétrie  vertical de l'aile est plus important.  



  A cet effet, on pourra faire en sorte que l'incur  vation des lignes moyennes des profils situés dans  des plans diamétraux aille en     décroissant    progres  sivement depuis les profils situés dans le plan ver  tical de symétrie pour s'annuler finalement pour les  deux profils situés dans le plan diamétral horizon  tal, les lignes moyennes de ces deux derniers profils  étant donc     rectilignes.     



  On aura alors intérêt à réaliser le profilage de  l'aile 1 de façon telle que les profils déterminés  dans ladite aile par des plans diamétraux présen  tent une épaisseur relative importante (rapport de  l'épaisseur à la corde pouvant aller jusqu'à 15 %),  en sorte que l'on puisse adopter, pour le rayon de  courbure R du bord d'attaque de l'aile, des valeurs  supérieures à     celles    que l'on est obligé de prendre  pour les ailes pour vol rapide à plus faible rapport  d'épaisseur. De cette façon, on augmente la pous  sée supplémentaire engendrée, au point fixe, par  l'aile annulaire 1, poussée résultant de la dépression  créée sur le bord d'attaque par les filets d'air aspirés  à l'intérieur de la susdite aile par l'hélice 2.

   L'aug  mentation de la poussée au point fixe peut attein  dre des valeurs de l'ordre de 20 % par rapport au  cas où l'on adopterait, pour l'aile 1, des profils min  ces pour vol à vitesse élevée. Cet avantage est par  ticulièrement intéressant pour un aérodyne à décol  lage vertical car il permet d'accroître, dans la même  proportion, la charge au décollage et, par suite,  d'améliorer le rendement de l'aérodyne.  



  On va     indiquer    maintenant, à titre d'exemple,  deux façons de s'y prendre pour engendrer une aile  annulaire 1 dont le profilage longitudinal satisfasse  aux diverses dispositions explicitées     précédemment.     



  Une première méthode, qu'illustrent les     fig.    4  et 5, consiste à engendrer l'aile 1 par déplacement  (de préférence par rotation), autour de l'axe longi  tudinal X Y, d'un profil Pl à ligne moyenne     Ll     incurvée, ledit profil étant initialement situé dans le  plan vertical A passant par l'axe X Y (avec sa con  cavité tournée vers le bas) et maintenue, tout au long  de son déplacement, dans des plans, tels que Al,  parallèles au susdit plan vertical A.  



  Cette façon de procéder donne à l'aile 1 une  épaisseur maximum dans le plan vertical de symé  trie A et     s'amincissant    progressivement de part et  d'autre du susdit plan pour présenter une épaisseur  minimum dans le plan horizontal passant par l'axe  X Y, comme clairement visible à la     fig.    5.  



  On peut alors, pour donner aux     parties    latérales  de l'aile 1 la résistance voulue, notamment au  niveau du susdit plan horizontal,  ou bien, comme montré sur la partie de gauche  de la     fig.    5, réunir les moitiés supérieure et  inférieure de l'aile 1 par un dispositif de  renforcement à charnière 5,    ou bien, comme montré sur la partie de droite  de la     fig.    5, s'écarter localement de la  forme théorique des     parties        latérales    de  l'aile 1 en attribuant aux susdites parties  une     surépaisseur    sur leur face interne,  comme montré dans la zone     hachurée    6.

      Une autre méthode, dérivée de la précédente,  est illustrée par les     fig.    6 et 7. Cette méthode, qui  présente l'avantage de permettre l'obtention d'une  aile 1 dont les sections transversales sont d'épais  seur constante sur tout le     pourtour    de     l'aile,    con  siste à engendrer     ladite    aile par     déplacement    (de  préférence par rotation), autour de l'axe X Y, d'un  corps profilé 7 présentant des sections transversales  circulaires et une ligne moyenne (ligne moyenne LI  du profil situé dans le plan vertical de symétrie du  corps)     incurvée    et pouvant éventuellement avoir un  point d'inflexion vers, l'arrière.  



  On dispose alors le corps 7 de façon que le plan  défini     par    la ligne moyenne     Ll    coïncide avec le plan  vertical A passant par l'axe X Y, ladite ligne  moyenne ayant sa concavité tournée vers le bas, et  l'on déplace le susdit corps 7 autour du susdit axe  X Y en maintenant le plan défini par la ligne  moyenne incurvée     Ll    constamment parallèle au plan  vertical A, comme montré pour le plan     A1    qui cor  respond à une position intermédiaire du corps 7.  



  On voit que toutes. les sections transversales  d'une aile 1 ainsi engendrée seront des sections  circulaires si le mouvement du corps 7 est un mou  vement de rotation, ce qui facilite évidemment la  réalisation matérielle de la susdite aile.  



  En ce qui concerne la ou les nacelles à prévoir  pour abriter certaines au moins des diverses char  ges que l'aérodyne doit véhiculer (d'autre charges  pouvant être logées dans l'épaisseur de l'aile 1), on  les établit de préférence sous forme de corps pro  filés, de préférence à profils laminaires,     offrant    une  résistance     minimum    à l'avancement, certaines des  lignes moyennes des profils des susdits corps pou  vant être incurvées pour tenir compte de l'incurva  tion des profils de la région voisine de l'aile 1.  



  On aura alors intérêt, pour réduire au maximum  les interactions entre ces nacelles et l'aile 1, à réunir  lesdites nacelles à ladite aile par des bras profilés,  de préférence à profils laminaires présentant leur  épaisseur maximum dans une section fortement re  culée, les susdits bras pouvant alors servir à abriter  certains éléments ou charges de l'aérodyne     (jambe     de train d'atterrissage,     armement    dans le cas d'un  appareil militaire, etc.).  



  On a représenté, sur les     fig.    8 à 14, divers types  de nacelles établies et raccordées à l'aile 1 en  tenant compte de ce qui précède.  



  La     fig.    8 montre une nacelle extérieure 8 située  sur le côté de l'aile 1, c'est-à-dire au niveau où la  section de ladite aile par un plan diamétral est for  mée par deux profils à ligne moyenne rectiligne.  Dans ces conditions, on adopte, pour la nacelle 8,      un profilage tel que la     ligne    moyenne de son profil  horizontal soit     rectiligne    et on la raccorde à l'aile 1  par un bras radial 9 à profil biconvexe symétrique,  comme montré clairement par la coupe verticale  de la     fig.    9.  



  Suivant une variante, qu'illustrent les     fig.    10  et 11, on conserve, pour la nacelle 8, un profil  horizontal à ligne moyenne rectiligne     (fig.    10), mais  on fait en     sorte    que son profil vertical     (fig.    11) pré  sente une     ligne    moyenne incurvée vers le bas, les  profils obliques présentant des incurvations moin  dres et la susdite nacelle étant     raccordée    à l'aile 1  par un bras radial 9 biconvexe symétrique se pro  longeant vers l'arrière par une partie     9a    dont les  sections     horizontales    présentent une extrémité de  forme     arrondie,

      comme visible à la     fig.    10.  



  Les     fig.    12 à 14 représentent une nacelle 8 des  tinée à être accolée latéralement à l'aile 1, ladite  nacelle     présentant    des sections horizontales dont       l'extrémité    est arrondie et dont l'épaisseur est sen  siblement constante. La partie     avant        effilée    de cette  nacelle est munie d'un bec latéral 10 à profil bicon  vexe symétrique. Une nacelle     ainsi    agencée peut  servir, par exemple, à loger une jambe du train       d'atterrissage    de l'aérodyne.  



  On va indiquer enfin, à titre d'exemple, une  forme d'exécution constituant un avion de transport  à aile annulaire.  



  On a représenté un tel avion en élévation, en  coupe horizontale et en vue de face respectivement  sur les     fig.    15 à 17, sur lesquelles on retrouve  l'aile 1 dont les profils ont une     ligne    moyenne  incurvée, l'incurvation étant décroissante  depuis le plan diamétral vertical     (fig.    15)  jusqu'au plan diamétral horizontal     (fig.    16)  pour lequel les profils sont à ligne moyenne       rectiligne    ;  deux hélices contrarotatives situées dans la  région de moindre section de l'espace déli  mité par l'aile 1 ;

    un fuselage central 3 à ligne moyenne (ligne  moyenne de son profil vertical) incurvée  tournant sa concavité vers le bas,     ce    fuse  lage contenant le poste de pilotage et le pro  pulseur de l'avion ;    deux nacelles latérales 11, également à ligne  moyenne incurvée dans le même sens que le  fuselage 3, lesdites nacelles constituant des  habitacles pour les passagers ;    deux bras radiaux profilés 12 réunissant les       nacelles    11 à l'aile 1, ces bras radiaux pré  sentant des prolongements arrière à sections  horizontales dont     l'extrémité    est arrondie,  dans chacun desquels vient se loger une  jambe du train d'atterrissage de l'avion ;

    et deux saillies supérieure et inférieure 13 dont  les sections verticales présentent une extré  mité de forme arrondie et dans chacune des-    quelles prennent place les deux autres jam  bes du susdit train d'atterrissage.  



  Il y a lieu de noter, enfin, que le fuselage 3 est  réuni à l'aile 1 par des bras radiaux 14     portant    des  gouvernes antiroulis 15.



      Aerodyne whose airfoil is formed by an annular wing The subject of the invention is an aerodyne whose airfoil is constituted by an annular wing. Such an aerodyne can, for example, take off and land vertically.



  This aerodyne, the wing of which is profiled in the direction of the air flow through said wing and which has a longitudinal vertical plane of symmetry, is characterized in that the sections of the wing by this plane of - symmetry and by any plane, parallel to said plane of symmetry, which intersects this wing in its upper region and in its lower region, are each formed by two profiles whose mean lines have at least one concave part, the corresponding concave parts said mean lines being turned in the same direction.



  The accompanying drawings represent, schematically and by way of example, several embodiments of the aerodyne according to the invention.



  Fig. 1 of these drawings shows schematically, in axial section, an aerodyne with an annular wing.



  Fig. 2 shows, on a larger scale and in vertical axial section, part of the annular wing of this aerodyne.



  Fig. 3 shows, under the same conditions as FIG. 1, an aerodyne of the same type established according to the prior art.



  Figs. 4 and 5 are two diagrams illustrating, respectively by a perspective view and by a front view, on a smaller scale, a method for generating the wing of the aerodyne forming the subject of FIG. 1. Figs. 6 and 7 illustrate, with two views similar to those of FIGS. 4 and 5, another method of generating the wing of the aerodyne in question.



  Figs. 8 and 9 show, respectively in horizontal section and in transverse section along IX-IX of FIG. 8, a side pod carried by the wing of an aerodyne. Figs. 10 and 11 represent, respectively in horizontal section along X-X of FIG. 11 and in side view, another side pod. Figs. 12 to 14 represent, respectively in horizontal section along XII-XII of FIG. 13, in side view and in end view, another lateral nacelle attached to the wing of an aerodyne.



  Figs. 15 to 17, finally, show, respectively in elevation, in horizontal section and in front view, a transport aircraft with an annular wing.



  The aerodyne shown schematically in fig. 1 comprises on the one hand, an annular wing 1 profiled in the longitudinal direction and constituting the essential bearing surface of. the machine, the aforesaid wing having a longitudinal vertical plane of symmetry (the plane of FIG. 1 in the case considered);

    on the other hand, a propulsion installation which can be constituted by at least one propeller 2 (or better still by two counter-rotating propellers) housed in the space delimited by the wing 1 and driven by an engine housed for example in a fuselage central 3 which can also serve to accommodate the load to be transported; and, on the other hand finally, a control surface system consisting, for example, of flaps 4 mounted on the trailing edge of the wing 1.

      The profiling of the wing 1 is carried out in such a way that any section of this wing by a vertical plane parallel to its vertical longitudinal plane of symmetry or by said plane of symmetry is formed respectively in the upper part and in the lower part of the wing, by their profiles P1 and P, the mean lines L1 and L @ of which are curved and both turn their concavity in the same direction, preferably downwards as will be explained below.



  It was assumed, in the example considered, that these were profiles with a single curvature, but this arrangement would apply equally well to profiles with several. curvatures, that is to say profiles having one or more points of inflection, the conca vities of the corresponding parts of the mean lines of the profiles situated in the same vertical plane parallel to the vertical plane of symmetry of the wing being still turned in the same direction.



  It should be noted that a double curvature profile is advantageous because it can be determined so that the aerodyne does not show a pitch moment when, in cruising flight, its wing is just generating lift counterbalancing the weight. It is thus possible to provide control surfaces of lower drag than those of the control surfaces which would be necessary in the case of profiles with a straight mean line or with a simple curvature. As a result, the mechanisms for actuating these control surfaces can be less powerful and simpler.



  To avoid any ambiguity about the definition of the mean line of a profile, it should be recalled that we designate, by this expression, the geometrical locus of the centers of the circles inscribed in the aforesaid profile.



  The wing 7 will preferably have laminar profiles (profiles whose section of maximum thickness occupies a relatively remote position). It has been shown on a larger scale, in FIG. 2, the profile P1 with a curved mean line L1, the profile of which the geometric outline is obtained starting from a laminar profile P;

  , symmetrical biconvex, by curving upwards (for example in an arc) the rectilinear mean line L @ of this profile Po, and by drawing circles having their center on the curved mean line L1 and having, at each point, a diameter e equal to the corresponding local thickness of the profile Po, the envelope of these circles forming the curved profile Pl. It now seems opportune to point out the important advantage which is obtained by curving the mean lines profiles of the upper and lower parts of an annular wing profiled in the longitudinal direction.



  This advantage lies in the fact that a wing thus shaped generates lift without it being necessary for it to assume a geometric incidence with respect to the direction of movement of the aerodyne.



  Thus, in the case of the wing with laminar profiles illustrated in FIGS. 1 and 2, said wing will generate lift when the Lo chords of its profiles will be oriented substantially parallel to the direction of movement of the aerodyne, which would obviously not be the case if the profiles in question, instead of being with mean lines curving upwards, were symmetrical biconvex profiles.



  To better demonstrate this consequence, a horizontal flight has been shown, respectively in FIGS. 1 and 3, an aerodyne established as described above and an aerodyne of the same type established according to the prior art, that is to say comprising an annular wing 1, generated .3 around an axis x y. by rotating a profile P.



  It can be seen that, according to the prior art (case of FIG. 3) the aerodyne was moving in a position for which its longitudinal axis xy had a positive incidence with respect to the direction of the movement, whereas, in the In the case of an aerodyne as described above, the apparatus moves into a position for which its longitudinal axis XY is oriented substantially parallel to the direction of movement.



  It follows from the foregoing that a wing with curved pro son established as has just been said will present, in flight, less drag than an equivalent wing established according to the prior art. By a judicious choice of the curvature of the mean line, the lift necessary for the horizontal cruising flight will be obtained in the polar domain in which the profiles have a well established lamina layer, i.e. in the field where the so-called laminar profiles show a greatly reduced profile drag.

   This reduction in drag will result, all other things being equal, in an increase in the speed of the aerodyne and, consequently, in an improvement in the efficiency of said aerodyne.



  The profiling of the wing 1 can, moreover, be established so that said wing, while satisfying the conditions of curvature of its profiles set out above, has a shape such that any section of this wing by an oblique plane passing through its longitudinal axis XY is formed, respectively in the upper half and in the lower half of the wing, by two profiles, the mean lines of which present curvatures in the same direction and all the less accentuated than the angle of the plane containing the the aforementioned profiles and the vertical plane of symmetry of the wing is more important.



  To this end, it will be possible to ensure that the curvature of the mean lines of the profiles situated in diametric planes decreases progressively from the profiles situated in the vertical plane of symmetry to finally cancel each other out for the two profiles situated in the horizontal diametral plane, the mean lines of these last two profiles are therefore rectilinear.



  It will then be advantageous to carry out the profiling of the wing 1 in such a way that the profiles determined in said wing by diametric planes present a significant relative thickness (ratio of the thickness to the chord being able to go up to 15%) , so that one can adopt, for the radius of curvature R of the leading edge of the wing, values greater than those which one is obliged to take for the wings for rapid flight at lower ratio d 'thickness. In this way, we increase the additional thrust generated, at the fixed point, by the annular wing 1, thrust resulting from the depression created on the leading edge by the air streams sucked inside the aforesaid wing. by propeller 2.

   The increase in thrust at the fixed point can reach values of the order of 20% compared to the case where one adopts, for wing 1, minimal profiles for flight at high speed. This advantage is particularly advantageous for a vertical take-off aerodyne because it makes it possible to increase, in the same proportion, the take-off load and, consequently, to improve the efficiency of the aerodyne.



  We will now indicate, by way of example, two ways of going about generating an annular wing 1, the longitudinal profiling of which satisfies the various arrangements explained above.



  A first method, illustrated in fig. 4 and 5, consists in generating the wing 1 by displacement (preferably by rotation), around the longitudinal axis XY, of a profile P1 with a curved mean line L1, said profile being initially located in the vertical plane A passing through the XY axis (with its con cavity facing downwards) and maintained, throughout its movement, in planes, such as Al, parallel to the aforesaid vertical plane A.



  This way of proceeding gives the wing 1 a maximum thickness in the vertical plane of symmetry A and gradually thinning on either side of the aforesaid plane to have a minimum thickness in the horizontal plane passing through the XY axis , as clearly visible in fig. 5.



  It is then possible, in order to give the lateral parts of the wing 1 the desired resistance, in particular at the aforesaid horizontal plane, or else, as shown on the left part of FIG. 5, join the upper and lower halves of the wing 1 by a hinged reinforcement device 5, or else, as shown on the right part of fig. 5, locally deviate from the theoretical shape of the lateral parts of the wing 1 by giving the aforementioned parts an extra thickness on their internal face, as shown in the hatched area 6.

      Another method, derived from the previous one, is illustrated by FIGS. 6 and 7. This method, which has the advantage of making it possible to obtain a wing 1 whose transverse sections are of constant thickness over the entire circumference of the wing, consists in generating said wing by displacement ( preferably by rotation), around the XY axis, of a profiled body 7 having circular cross-sections and a curved mean line (mean line LI of the profile located in the vertical plane of symmetry of the body) and possibly having a point of inflection to the rear.



  The body 7 is then arranged so that the plane defined by the mean line Ll coincides with the vertical plane A passing through the XY axis, said mean line having its concavity turned downwards, and the aforesaid body 7 is moved. around the aforesaid axis XY while maintaining the plane defined by the curved mean line L1 constantly parallel to the vertical plane A, as shown for the plane A1 which corresponds to an intermediate position of the body 7.



  We see that all. the cross sections of a wing 1 thus generated will be circular sections if the movement of the body 7 is a rotational movement, which obviously facilitates the material realization of the aforesaid wing.



  With regard to the nacelle (s) to be provided to house at least some of the various loads that the aerodyne must carry (other loads that can be accommodated in the thickness of the wing 1), they are preferably established under form of profiled bodies, preferably with laminar profiles, offering minimum resistance to advancement, some of the mean lines of the profiles of the aforesaid bodies being able to be curved to take account of the curvature of the profiles of the region adjacent to the wing 1.



  It will then be advantageous, in order to reduce the interactions between these nacelles and the wing 1 as much as possible, to join said nacelles to said wing by profiled arms, preferably with laminar profiles having their maximum thickness in a strongly connected section, the aforesaid arm which can then be used to house certain elements or loads of the aerodyne (landing gear strut, armament in the case of a military aircraft, etc.).



  There is shown in FIGS. 8 to 14, various types of nacelles established and connected to wing 1 taking into account the above.



  Fig. 8 shows an outer nacelle 8 located on the side of the wing 1, that is to say at the level where the section of said wing by a diametral plane is formed by two profiles with a rectilinear mean line. Under these conditions, we adopt, for the nacelle 8, a profiling such that the mean line of its horizontal profile is rectilinear and it is connected to the wing 1 by a radial arm 9 with a symmetrical biconvex profile, as clearly shown by the section. vertical in fig. 9.



  According to a variant, illustrated in FIGS. 10 and 11, we keep, for the nacelle 8, a horizontal profile with a rectilinear mean line (fig. 10), but we make sure that its vertical profile (fig. 11) presents a mean line curved downwards, the oblique profiles having less curvatures and the aforesaid nacelle being connected to the wing 1 by a symmetrical biconvex radial arm 9 extending towards the rear by a part 9a whose horizontal sections have a rounded end,

      as visible in fig. 10.



  Figs. 12 to 14 show a nacelle 8 of the tines to be attached laterally to the wing 1, said nacelle having horizontal sections, the end of which is rounded and the thickness of which is substantially constant. The tapered front part of this nacelle is provided with a side spout 10 with a symmetrical bicon vex profile. A nacelle thus arranged can be used, for example, to house a leg of the landing gear of the aerodyne.



  Finally, we will indicate, by way of example, an embodiment constituting a transport aircraft with an annular wing.



  Such an airplane has been shown in elevation, in horizontal section and in front view respectively in FIGS. 15 to 17, on which we find the wing 1 whose profiles have a curved mean line, the curvature decreasing from the vertical diametral plane (fig. 15) to the horizontal diametral plane (fig. 16) for which the profiles are medium straight; two contra-rotating propellers located in the region of smallest section of the space delimited by the wing 1;

    a central fuselage 3 with a mean line (mean line of its vertical profile) curved turning its concavity downwards, this fuse lage containing the cockpit and the propeller of the airplane; two side nacelles 11, also with a mean line curved in the same direction as the fuselage 3, said nacelles constituting passenger compartments; two profiled radial arms 12 joining the nacelles 11 to the wing 1, these radial arms having rear extensions with horizontal sections, the end of which is rounded, in each of which a leg of the landing gear of the aircraft is housed ;

    and two upper and lower projections 13, the vertical sections of which have an end of rounded shape and in each of which the other two legs of the aforesaid landing gear take place.



  Finally, it should be noted that the fuselage 3 is joined to the wing 1 by radial arms 14 carrying anti-roll control surfaces 15.

 

Claims (1)

REVENDICATION Aérodyne dont la surface portante est consti tuée par une aile annulaire profilée dans le sens de l'écoulement de l'air à travers ladite aile et présen tant un plan de symétrie vertical longitudinal, caractérisé en ce que les sections de l'aile par ce plan de symétrie et par un plan quelconque, paral lèle audit plan de symétrie, qui coupe cette aile dans sa région supérieure et dans sa région infé rieure, sont formées chacune par deux profils dont les lignes moyennes présentent au moins une par tie concave, les parties concaves correspondantes des susdites lignes moyennes étant tournées dans le même sens. SOUS-REVENDICATIONS 1. CLAIM Aerodyne, the bearing surface of which is constituted by an annular wing profiled in the direction of the air flow through said wing and presenting a longitudinal vertical plane of symmetry, characterized in that the sections of the wing by this plane of symmetry and by any plane parallel to said plane of symmetry, which intersects this wing in its upper region and in its lower region, are each formed by two profiles whose mean lines have at least one concave part, the corresponding concave parts of the aforesaid mean lines being turned in the same direction. SUB-CLAIMS 1. Aérodyne suivant la revendication, caracté risé en ce que les lignes moyennes des profils d'une section de l'aile par un plan oblique par rapport audit plan de symétrie et passant par l'axe longitu dinal de l'aile sont d'autant moins incurvées que l'angle du plan oblique avec ce plan de symétrie est plus grand. 2. Aérodyne suivant la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les profils d'une section horizontale de l'aile passant par l'axe longitudinal de celle-ci ont des lignes moyennes rec tilignes. 3. Aérodyne suivant la revendication, caracté risé en ce que les coupes transversales de l'aile par des plans perpendiculaires à son axe longitudinal sont au moins sensiblement circulaires. 4. Aerodyne according to claim, characterized in that the mean lines of the profiles of a section of the wing by a plane oblique with respect to said plane of symmetry and passing through the longitudinal axis of the wing are all the less curved that the angle of the oblique plane with this plane of symmetry is greater. 2. An aerodyne according to claim and sub-claim 1, characterized in that the profiles of a horizontal section of the wing passing through the longitudinal axis thereof have rec-tilinear mean lines. 3. Aerodyne according to claim, characterized in that the transverse sections of the wing by planes perpendicular to its longitudinal axis are at least substantially circular. 4. Aérodyne suivant la revendication, caracté risé en ce que la surface de ladite aile est la surface engendrée par un profil ayant une ligne moyenne incurvée dont la concavité est tournée vers le bas, ce profil étant constamment maintenu, pendant son mouvement, dans un plan vertical et chaque point de ladite moyenne tournant autour d'un axe situé dans ledit plan de symétrie et s'étendant dans la direction longitudinale de l'aile. 5. Aerodyne according to claim, characterized in that the surface of said wing is the surface generated by a profile having a curved mean line the concavity of which is turned downwards, this profile being constantly maintained, during its movement, in a vertical plane and each point of said mean rotating about an axis located in said plane of symmetry and extending in the longitudinal direction of the wing. 5. Aérodyne suivant la revendication, caracté risé en ce que la surface de l'aile est l'enveloppe des positions successives d'un corps défini par une mul tiplicité de cercles ayant leurs centres respectifs sur la ligne moyenne d'un profil d'aile situé dans un plan vertical, cette ligne moyenne étant incurvée, avec sa concavité tournée vers le bas, lesdits cer cles étant situés dans des plans parallèles perpendi culaires à la direction longitudinale de l'aile, le rayon de chacun de ces cercles étant égal à la dis- tance de son centre aux lignes supérieure et infé rieure limitant ledit profil d'aile, Aerodyne according to claim, characterized in that the surface of the wing is the envelope of the successive positions of a body defined by a multiplicity of circles having their respective centers on the mean line of a wing profile situated in a vertical plane, this mean line being curved, with its concavity turned downwards, said circles being situated in parallel planes perpendicular to the longitudinal direction of the wing, the radius of each of these circles being equal to the distance from its center to the upper and lower lines limiting said wing profile, ce corps étant sou mis à une rotation autour d'un axe situé dans ledit plan de symétrie et parallèle à la direction longitu dinale de l'aile, de telle manière que chaque point de ladite ligne moyenne décrive un cercle autour dudit axe que ledit corps reste constamment paral lèle à lui-même. 6. Aérodyne selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend des saillies extérieures présen- tant des parties dont le profil est laminaire et ser vant de logement à un élément du train d'atterris sage. 7. Aérodyne selon la revendication, caractérisé en ce que les concavités de même sens des lignes moyennes des profils sont tournées vers le bas. this body being subjected to a rotation around an axis situated in said plane of symmetry and parallel to the longitudinal direction of the wing, in such a way that each point of said mean line describes a circle around said axis as said body remains constantly parallel to itself. 6. An aerodyne according to claim, characterized in that it comprises external projections having parts whose profile is laminar and serving as housing for an element of the landing gear. 7. Aerodyne according to claim, characterized in that the concavities of the same direction of the mean lines of the profiles face downwards.
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