FR2543104A1

FR2543104A1 - Flying wing with curvature and thickness which can be varied by assisted levers

Info

Publication number: FR2543104A1
Application number: FR8304714A
Authority: FR
Original assignee: CHAMBERT GERARD
Current assignee: CHAMBERT GERARD
Priority date: 1983-03-23
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1984-09-28
Also published as: FR2543104B1

Abstract

Device making it possible to enhance the manoeuvring capabilities of hang gliders in so-called "free" flight. On a conventional tubular structure 1, 2, 3, 4, 5 of a hang glider, three sheet metal profiled sections are arranged, controlled by two lever arms 11, 12 which are actuated by the pilot. These profiled sections, whose fastening is made to be variable, make it possible to vary the thickness and the curvature of the wing in flight, while keeping the underslung control of incidence. Action on the lever arms 11, 12 is facilitated by arranging assisting aerodynamic profiles 110, 120 on them, operated directly or remotely. Inside the wing, the pressure and the speed of the air flow are variable.

Description

Le but de la présente invention est d'étendre le domaine de vol des ailes volantes. Actuellement les ailes volantes, permettant la pratique du vol libre en pendulaire, sont construites à partir d'une structure en tubes d'aluminium sur laquelle on dispose un profil d'aile en toile. Le pilote, suspendu au centre de gravité, commande l'incidence de de l'aile en déplaçant son corps par rapport à la structure, de même pour l'inclinaison. The purpose of the present invention is to extend the flight range of the flying wings. Currently flying wings, allowing the practice of free flight pendulum, are built from an aluminum tube structure on which a wing profile canvas is available. The pilot, suspended in the center of gravity, controls the incidence of the wing by moving his body relative to the structure, as well as the inclination.

I1 dispose donc d'un seul paramètre de commande. I1 therefore has a single command parameter.

Selon l'invention, on se propose de conserver la conduite classique du pilotage de l'aile, mais d'y ajouter deux commandes permettant de modi- fier les qualités aérodynamiques de l'aile, c'est-à-dire, son épaisseur et sa courbure. Le pilote dispose, selon l'invention, de deux paramètres de commande. Le pilotage est hybride : pendulaire et aérodynamique. According to the invention, it is proposed to maintain the conventional control of the wing, but to add two commands to modify the aerodynamic qualities of the wing, that is to say, its thickness. and its curvature. The pilot has, according to the invention, two control parameters. The steering is hybrid: pendular and aerodynamic.

Réalisation de l'invention : l'allure générale de l'aile est représenv tée Fig. 1 (Planche 1). Une structure triangulaire de base, formée de tubes en fibre de carbone 1, 2, 3, 4, 5, sous laquelle est fixé le triangle de commande 6, au centre de gravité. Planche 2, Fig. 2, on a représenté l'in- vention en coupe suivant AB. Embodiment of the invention: the general shape of the wing is shown in FIG. 1 (Plate 1). A basic triangular structure formed of carbon fiber tubes 1, 2, 3, 4, 5, in which is fixed the control triangle 6, the center of gravity. Plate 2, FIG. 2, the invention is shown in section along AB.

Sur le triangle de commande 6, on place les deux leviers de commande 11 et 12 axés sur la barre 7, pivotant sur celle-ci. Ces leviers, par l'in- termédiaire de câbles et de renvois, pourront manoeuvrer les profils de l'aile, au nombre de trois, disposés comme l'indique la Fig. 3 (Planche 3) un profil inférieur avant 30, dont le bord d'attaque est porté par la barre 4, un profil inférieur arrière 31, dont le bord d'attaque est porté par la barre 5. Enfin, Fig. 4 (Planche 3), un profil triangulaire 36, dont les bords d'attaque sont portés par les barres 1 et 3. Ce profil recouvre les profils 30 et 31 et, est muni d'un orifice 361, permettant le passage du mât de haubanage.Les espaces 32, 33, 34, 35, Fig. 3, permettent la réalimentation en air des profils inférieurs dont, chaque extrémité est rattachée à la barre qui la jouxte, par les ressorts 37, 38, 39, 40 (Fig. 3). On the control triangle 6, we place the two control levers 11 and 12 oriented on the bar 7, pivoting thereon. These levers, through cables and referrals, can maneuver the profiles of the wing, three in number, arranged as shown in FIG. 3 (Plate 3) a lower front profile 30, whose leading edge is carried by the bar 4, a lower rear profile 31, whose leading edge is carried by the bar 5. Finally, FIG. 4 (Plate 3), a triangular profile 36, whose leading edges are carried by the bars 1 and 3. This profile covers the profiles 30 and 31 and is provided with an orifice 361, allowing the passage of the mast of The spaces 32, 33, 34, 35, FIG. 3, allow the air supply of lower profiles, each end of which is attached to the bar which adjoins, by the springs 37, 38, 39, 40 (Figure 3).

Les trois profils sont manoeuvrés par leur bord de fuite : les deux profils inférieurs 30 et 31 par leur poche de quille 301 et 311 Fig. 9 (Planche 6), à travers lesquelles passe le tube 2, le profil 36 par le bord de fuite du médian de chaque demi-voilure. The three profiles are maneuvered by their trailing edge: the two lower profiles 30 and 31 by their keel pocket 301 and 311 FIG. 9 (Plate 6), through which passes the tube 2, the profile 36 by the trailing edge of the median of each half-wing.

Une balance aérodynamique 19, Fig. 5 (Planche 4), parallèle au tube 2, axée sur ltétrier de suspension 191, peut pivoter dans le plan vertical. Sa partie avant est coudée vers le bas; elle est rattachée à l'arrière, au bas de la poche de quille 311 de la voilure arrière 31, à l'avant, au bas de la poche de quille 301 de la voilure avant 30. An aerodynamic balance 19, FIG. 5 (Plate 4), parallel to the tube 2, centered on the suspension bracket 191, can pivot in the vertical plane. Its front part is bent down; it is attached to the rear, at the bottom of the keel pocket 311 of the rear wing 31, at the front, at the bottom of the keel pocket 301 of the front wing 30.

Ainsi, le bord de fuite du profil 31 se déplace vers le bas, le bord de fuite du profil 30 se déplace vers le haut et inversement. Thus, the trailing edge of the profile 31 moves downwards, the trailing edge of the profile 30 moves upwards and vice versa.

Les commandes sont représentées Fig. 5 (Planche 4). Chacune d'elles est composée d'un secteur semi-circulaire formé de deux parties identiques 125 et 126, accolées avec des boulons; ce secteur pivote sur la barre 7, et porte un bras de levier horizontal 12 et verticalement une butée 121, munie de ressorts fixés sur la barre 8, qui rappellent la commande au neutre. The commands are shown in Fig. 5 (Plate 4). Each of them is composed of a semicircular sector formed of two identical parts 125 and 126, contiguous with bolts; this sector pivots on the bar 7, and carries a horizontal lever arm 12 and vertically a stop 121, provided with springs attached to the bar 8, which recall the neutral control.

De chaque secteur semi-circulaire partent 2 câbles 1" Le câble 25, (commande droite) part du bas du secteur, passe par les poulies 22 et 23 portes par la barre 4 et vient se fixer au bras de levier 16, Fig. 1 (Planche 1). De même le câble 24 passe par les poulies 21 et 20 pour se fixer au levier 15, pour la commande de gauche. From each semicircular sector start 2 cables 1 "The cable 25, (right command) from the bottom of the sector, passes through the pulleys 22 and 23 doors by the bar 4 and is attached to the lever arm 16, Fig. 1 (Plate 1) Similarly, the cable 24 passes through the pulleys 21 and 20 to attach to the lever 15, for the left control.

Les leviers 15 et 16 sont identiques. La Fig. 6 (Planche 5) en repré- sente un . La partie 164 du levier 16 est fixée au bord de fuite sous la voilure 36, comme indiqué Fig. 9 (Planche 6). De même la partie 154 du levier 15. The levers 15 and 16 are identical. Fig. 6 (Plate 5) represents one. The portion 164 of the lever 16 is attached to the trailing edge under the canopy 36, as shown in FIG. 9 (Plate 6). Similarly, the portion 154 of the lever 15.

La voilure 36 voit donc son calage augmenter du côt correspondant au mouvement vers le haut d'un des leviers 11 ou 12. The wing 36 thus sees its rigging increase of the side corresponding to the upward movement of one of the levers 11 or 12.

Ceci produit donc une action aérodynamique en roulis. This therefore produces an aerodynamic action in roll.

2 Le câble 27, part du haut du secteur vers le renvoi à 90 , 14, Fig. 1 (Planche 1) fixé sur la barre 5, voir le détail Fig. 7 (Planche 5). De ce renvoi part un câble 29 ; de même du secteur formé des pièces 115 et 116 part le câble 26 vers le renvoi à 904, 13, et de celui-ci, le câble 28. 2 The cable 27, from the top of the sector to the return 90, 14, Fig. 1 (Plate 1) fixed on the bar 5, see the detail Fig. 7 (Plate 5). From this return a cable 29; likewise of the sector formed of the parts 115 and 116 part the cable 26 towards the return to 904, 13, and of this, the cable 28.

Les câbles 28 et 29 se rejoignent sur le levier 18, Fig. 8 (Planche5), fixé sur le renvoi d'angle 17. Celui-ci est formé de 2 parties semi-circulaires 171 et 172 et pivote sur un axe horizontal 173, traversant la barre 2. Ce renvoi 17 porte un tube 191, pouvant pivoter sur l'axe horizontal 192. La barre 19 qui coulisse dans le tube 191 sera munie à cet endroit d'une lumière permettant le passage de 11 axe 192.The cables 28 and 29 meet on the lever 18, FIG. 8 (Plate 5), fixed on the bevel gear 17. This is formed of 2 semi-circular parts 171 and 172 and pivots on a horizontal axis 173, passing through the bar 2. This reference 17 carries a tube 191, which can to pivot on the horizontal axis 192. The bar 19 which slides in the tube 191 will be provided at this location with a light allowing the passage of the axis 192.

Ainsi, tout mouvement vers le haut des leviers 11 et/ou- 12 provoque une traction sur les câbles 28 et/ou 29, le pivotement du renvoi 17 entrainant un mouvement de la barre 19 vers le bas, ce qui modifie le calage des profils 30 et 31 comme dit plus haut. Thus, any upward movement of the levers 11 and / or 12 causes traction on the cables 28 and / or 29, the pivoting of the gear 17 causing a movement of the bar 19 downwards, which modifies the wedging of the profiles. 30 and 31 as mentioned above.

Cette action sur les commandes 11 et 12 fait varier 1'épaisseur et la courbure globale de l'aile. This action on the controls 11 and 12 varies the thickness and the overall curvature of the wing.

Selon une variante, l'action du pilote sur les bras-de levier 11 et 12 peut être assistée. Pour cela, on dispose Fig. 5 (Planche 4) un profil qui pivote autour d'un axe horizontal 122, fixé sur le levier 12. De même, un profil 110 est placé sur le levier 11. L'axe de rotation de ces profils porte un axe vertical 125.Et. avant de ce profil,sur le levier 12,on dispose un axe de rotation 131,paralléle à l'axe 122;l'axe de rotation 131 porte::une poignée 123,solidaire de celui-oi,et un bras vertical 130,parallèle au bras de levier 129.Les bras verticaux 129 et 130 sont relis par les cables 127 et 128.On forme ainsi un parallèlo gramme de commande deformable,permettant d'agir à distance sur le pro- fil 120. Alternatively, the action of the driver on the lever arms 11 and 12 can be assisted. For this, we have Fig. 5 (Plate 4) a profile which pivots about a horizontal axis 122, fixed on the lever 12. Similarly, a profile 110 is placed on the lever 11. The axis of rotation of these profiles carries a vertical axis 125. And. before this profile, on the lever 12, there is an axis of rotation 131, parallel to the axis 122, the axis of rotation 131 carries :: a handle 123, integral with it-oi, and a vertical arm 130, parallel to the lever arm 129. The vertical arms 129 and 130 are connected by the cables 127 and 128. Thus, a deformable control parallelogram is formed, making it possible to act remotely on the profile 120.

On dispose des élements identiques sur le bras 117symétriquement par rapport au plan vertical,passant par la barre 2
Lorsoue le pilote tire sur la poignée 123 vers l'arrière,il augmente l'incidence du profil 120 et crée une force aérodynamique diri- gee-vers le haut,l'aidant à soulever le levier 12.L'effet-est inver- sé @'il pousse la poignée.Le pilotage des profils 3C,31 et 36 est donc assisté.Pour augmenter l'assistance,on recule la positron du profil sur le bras de levier,ou o augmente la surface du profil.We have identical elements on the arm 117 asymmetrically with respect to the vertical plane, passing through the bar 2
When the pilot pulls the handle 123 backward, he increases the incidence of the profile 120 and creates an upwardly directed aerodynamic force, helping him to lift the lever 12. The effect is reversible. se @ 'it pushes the handle. The piloting of the profiles 3C, 31 and 36 is therefore assisted. To increase the assistance, we shift the positron of the profile on the lever arm, where o increases the surface of the profile.

Selon une autre variante,on peut placer directetent la poignée 123 sur l'axe du profil. According to another variant, the handle 123 can be placed directly on the axis of the profile.

Selon une autre variante,onpeut placer les poignées de commande 113 et 123,sur la barre 7.La commande des profils est à distance;cette variantepermet de voler couché dans le harnais de suspension,ce qui diminue la trainée. According to another variant, it is possible to place the control handles 113 and 123 on the bar 7. The control of the profiles is remote, this variant makes it possible to fly lying in the suspension harness, which reduces the drag.

Une autre variante consiste à placer les bras de levier vers l'avant de l'autre coté de la barre 7,par rapport au pilote.ans ce cas,les profils d'assistance sont placés à l'avant et les poignées 113 et 123 sur la barre 7.Les cables reliant les poignées aux profils seront croisés,pour obtenir le même effet sur les voilures 3C,31 et 36. Another variant is to place the lever arms forward on the other side of the bar 7, relative to the pilot. In this case, the assistance profiles are placed at the front and the handles 113 and 123 7. The cables connecting the handles to the profiles will be crossed, to obtain the same effect on the 3C, 31 and 36 wings.

Si le pilote vole assis,il place les pieds dans les étriers 9 t 10 pour commander l'incidence avec ses jambes qui poussent sur la barre 8
Fig.5 (Planche 4). If the pilot flies seated, he places his feet in the stirrups 9 t 10 to control the incidence with his legs pushing on the bar 8
Fig.5 (Plate 4).

Le fonctionnement de l'aile,selon l'invention,est le suivant; après un décollage classique en courant sur une pente9les commandes au neutre,l'aile est dans la configuration Fig.9(Planche son épais seur et sa courbure globales sont importantes.APPELONS "b" la polaire de cette aile.Le pilote tirant les commandes vers l'arrière,(Planche 7
Fig.10,l'épaisseur et la courbure globales de l'aile diminuent.Appe- lons "a" la polaire de cette aile.The operation of the wing according to the invention is as follows; after a conventional takeoff on a slope9the controls in neutral, the wing is in the configuration Fig.9 (Planche its overall thickness and curvature are important.APPELONS "b" the polar wing.The pilot pulling the controls backwards, (Plate 7
Fig.10, the overall thickness and curvature of the wing decreases. Let's "a" the polar of this wing.

Entre "a" et "b" il existe une infinité de polaires,fonction du braquage des leviers 11 et 12.Le pilote dispose ainsi,entre ces deux polaires,d'un domaine de vol important,lui permettantd'associer soit une incidence à différentes configurations,soit différentes incédences à une configuration.Le domaine de maneuvre de l'aile, se trouve considérablement augmenté 2 comme indiqué sur le schéma

Between "a" and "b" there is an infinity of polar, depending on the deflection of the levers 11 and 12. The pilot thus has, between these two polar, a significant flight area, allowing him to associate either an impact to different configurations, ie different incedences to a configuration.The maneuvering range of the wing, is considerably increased 2 as shown in the diagram

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Par ailleurs,les profils 30 et 36,dont lesmouvements ve@@ ie haut ou le bas sont toutours inversés,provcquant un effet d'aspiration quand ils s'éloignent,et,de refoulement quan@ ils se rapprochent.<SEP> -I
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On the other hand, the profiles 30 and 36, whose upward or downward movements are all reversed, provoking a suction effect when they move away, and, when they are approaching, are coming back.

Dans le venturi à section variable ainsi créé,le pilote,en maneu- vrant ses commandes alternativement vers le haut et le bas,tout en maintenant une trajectoire en agissant sur l'incidence,accélère le débit e l'air dans les profils porteurs.Il y a donc augmentation de la vitesse de l'écoulement d'air. In the variable section venturi thus created, the pilot, by operating his controls alternately up and down, while maintaining a trajectory by acting on the incidence, accelerates the air flow in the carrier profiles. There is therefore an increase in the speed of the air flow.

La finesse de l'aile peut donc augmenter par l'apport d'énergie musculaire fournie par les mains déplaçant les poignées de commande, et les jambes poussant sur les étriprs 9 et 10. The finesse of the wing can therefore increase by the contribution of muscular energy provided by the hands moving the control handles, and the legs pushing on the nets 9 and 10.

Le nombre des leviers munis de profils d'assistance,maneuvrant des profils porteurs n'est pas limité à 2,et peut être augmenté, de même, le nombre des profils porteurs n'est pas limité à 3. The number of levers provided with support profiles, handling bearing profiles is not limited to 2, and can be increased, likewise, the number of carrier profiles is not limited to 3.

Les effets de fentes,créés dans l'aile,déjà connus pour l'amélio- ration des performances au décrochage,nous paraissent,selon l'inven tion,susceptibles de diminuer les accidents dus au vent traversier au décollage et à 1'atterrisaage. The effects of cracks, created in the wing, already known to improve stall performance, seem to us, according to the invention, likely to reduce the accidents due to the crosswind at takeoff and landing.

REVEND ICATIONS 1") Dispositif de Bras de Leviers manoeuvrés par le pilote d'une aile volante, pour faire varier le calage des profils qui la composent, caractérisé en ce qu'il comporte : deux leviers (11 et 12) reliés aux leviers (15,16,17 et 19) par les câbles (24,25,26,27,- 28 et 29) et par les renvois d'angle (13 et 14), aux profils 30,31 et 36). 1) Lever arm device manipulated by the pilot of a flying wing, to vary the wedging of the profiles that compose it, characterized in that it comprises: two levers (11 and 12) connected to the levers ( 15,16,17 and 19) by the cables (24,25,26,27, - 28 and 29) and by the angle references (13 and 14) to the profiles 30,31 and 36).

2") Dispositif selon la renvendication I, caractérisé par le fait que les leviers (Il et 12) sont indépendants et pivotent dans des plans perpendiculaires à la barre (7) sur laquelle ils s'appuient, grâce à leurs supports respectifs (115,116 et 125,126) qui tournent librement sur la barre(7). Ces supports sont munis de butées à ressorts (111 et 121) limitant le débattement du levier qui lui correspond. 2 ") Device according to Referend I, characterized in that the levers (Il and 12) are independent and pivot in planes perpendicular to the bar (7) on which they rely, thanks to their respective supports (115,116 and 125,126) which rotate freely on the bar (7) These supports are provided with spring-loaded stops (111 and 121) limiting the movement of the corresponding lever.

3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les leviers (11 et 12) agissent indépendamment sur les leviers (15 et 16) et agissent simultanément sur le levier (17) qui abaisse la barre (19) par le tube coulissant (191) lequel entraine la poche de quille (311) du profil (31) à son bord de fuite. 3) Device according to claim 1, characterized in that the levers (11 and 12) act independently on the levers (15 and 16) and act simultaneously on the lever (17) which lowers the bar (19) by the sliding tube (191) which causes the keel pocket (311) of the profile (31) to its trailing edge.

4 ) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les leviers (11 et 12) supportent chacun, un profil aérodynamique (110, 120) pivotant sur l'axe (112,122) placé sur le levier cl1,12) et est muni dtune butée à ressorts (114,124) qui limite son débattement par rapport à l'axe du levier (11,12) sur lequel sont-fixés les ressorts de la butée, le rôle dudit profil étant d'assister la manoeuvre du levier qui le porte. 4) Device according to claims 1 and 2, characterized in that the levers (11 and 12) each support, an airfoil (110, 120) pivoting on the axis (112, 122) placed on the lever cl1,12) and is provided with a spring-loaded stop (114, 124) which limits its deflection relative to the axis of the lever (11, 12) on which the springs of the abutment are fixed, the role of said profile being to assist the maneuvering of the lever which The door.

50) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les axes (112,122) des profils (110,120) supportent un axe (119,129), solidaire du profil, et que ce dernier axe muni d'une poignée (113,123) permet au pilote d'orienter le profil vers le haut ou le bas dans ltécoulement du fluide.50) Device according to claim 4, characterized in that the axes (112,122) profiles (110,120) support an axis (119,129) integral with the profile, and the latter axis provided with a handle (113,123) allows the driver orient the profile up or down in the fluid flow.

6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'axe (129,119) est actionné à distance par le pilote, la poignée (123,113) fixée sur l'axe (130,140) lequel est parallèle à l'axe (129) et relié à celui-ci par les câbles (117,127 et 118,128), ladite poignée (123,113) et son axe associé (130,140) pouvant être placée en n1 importe quel point du levier (11,12) ou sur la barre (7). 6) Device according to claim 5, characterized in that the axis (129,119) is operated remotely by the pilot, the handle (123,113) fixed on the axis (130,140) which is parallel to the axis (129) and connected thereto by the cables (117,127 and 118,128), said handle (123,113) and its associated axis (130,140) being positionable at any point on the lever (11,12) or on the bar (7).

7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la barre (19) pivote sur l'axe (191) au centre de gravité de l'aile et dans le plan vertical, qu'elle est rattachée à ses extrémités au bord de fuite (301) du profil (30) et (311) du profil (31), de telle sorte que les calages en incidence de ces profils (30 et 31) varient de façon inverse. 7) Device according to claim 1, characterized in that the bar (19) pivots on the axis (191) at the center of gravity of the wing and in the vertical plane, it is attached at its ends to the edge leakage (301) of the profile (30) and (311) of the profile (31), so that the incidence of these profiles of wedges (30 and 31) vary inversely.

Claims

R E V E N D I C A T IO N S (Continued)

8) Device according to claim 1, characterized in that each lever (11 and 12) leave two cables (24,26 and 25,27), the cables (24 and 25) remain separated to go to fix on levers (15 and 16) which operate the half-wings (36), while the cables (26 and 27) attached to the angle-links (13 and 14) are brought back by the cables (28 and 29) on the bar ( 18) which controls the lever (17), so that the movement of a single lever (11 or 12) causes two actions: a differential setting on the profile (36) and a global setting on the profiles (30 and 31). ).

9) Device according to claim 1, and claims 3 and 7, characterized in that the levers (11 and 12) by their action on the chain of the levers (15,16,17,19) cause between the profiles (30 and 36) a decrease of the flow section if raised and an increase of the section if lowered, so that the venturi created between the profiles (30 and 36) is variable in section.