FR2594497A1

FR2594497A1 - Device for compensating for the drag of a vehicle

Info

Publication number: FR2594497A1
Application number: FR8602077A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1987-08-21
Also published as: FR2594497B1

Abstract

Device for compensating for the drag of a vehicle, characterised in that it consists of a tubular duct 2 of which one inlet end is open on the same side as the direction of movement of the vehicle, while an outlet end is open on the opposite side, the said duct 2 exhibiting, at an intermediate point of its length, a bend 4, and, downstream from the latter, an aileron 5 shaped in profile in order to exhibit a leading edge, an upper surface and an under surface, the said aileron being arranged in such a way that the leading edge is turned towards the bend and the upper surface substantially on the same side as the direction of movement of the vehicle.

Description

La présente invention vise un dispositif applicâble à tous les véhicules et qui permet en compensant la trainée du véhicule dans un fluide d'augmenter sa vitesse sans augmenter la dépense en énergie et, par conséquent pour une vitesse donnée de réduire la consommation d'énergie et la puissance du moteur. The present invention relates to a device which can be applied to all vehicles and which, by compensating for the drag of the vehicle in a fluid, increases its speed without increasing the energy expenditure and, consequently for a given speed, reducing the energy consumption and engine power.

Le dispositif, selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un conduit tubulaire dont une extrémité d'entrée s ouvre du côté de la direction d'avancement du véhicule, tandis qu'une extrémité de sortie s'ouvre du côté opposé, ledit conduit présentant en un point intermédiaire de sa longueur un coude et en aval de ce dernier un aileron profilé pour présenter un bord d'attaque un extrados et un intrados, ledit aileron -étant disposé de manière que le bord d'attaque soit tourné vers le coude et l'extrados sensiblement du côté de la direction de déplacement du véhicule. Grâce à une telle disposition lorsqu'un véhicule est déplacé dans un fluide on crée du côté de l'extrados de l'aileron une dépression, tandis que du côté de l'intrados se produit une surpression et par conséquent un effet tractif dirigé dans le sens de déplacement du véhicule. The device according to the invention is characterized in that it consists of a tubular conduit of which an inlet end opens on the side of the direction of advance of the vehicle, while an outlet end opens on the opposite side, said duct having at an intermediate point of its length an elbow and downstream of the latter a profiled fin to present a leading edge an upper surface and a lower surface, said fin-being arranged so that the edge attack is turned towards the elbow and the upper surface substantially on the side of the direction of movement of the vehicle. Thanks to such an arrangement when a vehicle is moved in a fluid, a depression is created on the side of the upper surface of the aileron, while on the side of the lower surface there is an overpressure and therefore a traction effect directed into the direction of movement of the vehicle.

De préférence, le conduit comporte du côté de son ouverture d'entrée des lames parallèles pour former en avant de l'aileron des filets laminaires d'air. Ainsi on évite la formation de tourbillons en avant du bord d'attaque de l'aileron et on canalise le fluide afin qu'il épouse parfaitement ledit aileron. Preferably, the duct comprises on the side of its inlet opening parallel blades to form in front of the fin laminar air nets. This avoids the formation of vortices in front of the leading edge of the aileron and the fluid is channeled so that it perfectly matches said aileron.

De préférence, le coude forme avec l'axe longitudinal du conduit, du côté de l'extrémité d'entrée un angle de l'ordre de 110 à 1500. Preferably, the elbow forms with the longitudinal axis of the duct, on the side of the inlet end an angle of the order of 110 to 1500.

Suivant une caractéristique constructive, le dispositif comporte en aval de l'aileron des moyens pour éliminer, le plus possible les tourbillons créés par l'aileron. According to a constructive characteristic, the device comprises, downstream of the fin, means for eliminating, as much as possible, the vortices created by the fin.

Suivant encore une caractéristique constructive, les moyens pour éliminer le plus possible les tourbillons en aval de l'aileron comprennent des lames entrecroisées s'étendant dans l'axe du conduit et jusqu'au voisinage de l'extrémité de sortie. According to yet another constructive characteristic, the means for eliminating as much as possible the vortices downstream of the fin comprise interlocking blades extending in the axis of the duct and up to the vicinity of the outlet end.

De préférence l'aileron est mobile pour permettre de régler l'angle d'incidence. Preferably the fin is movable to allow the angle of incidence to be adjusted.

On peut également prévoir des volets hypersustentateurs mobiles. It is also possible to provide movable high lift flaps.

L'invention trouve une application particulièrement intéressante pour un aéroplane comportant un fuselage, des ailes, un plan stabilisateur, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte dans le fuselage en arrière des ailes et disposés symétriquement par rapport à un plan vertical axial du fuselage des conduits dont les extrémités d'entrée sont tournées vers l'avant et dont les extrémités de sortie débouchent dans un conduit commun s'ouvrant à l'extrémité arrière de l'appareil, chaque conduit présentant un coude et en aval du coude un aileron profilé avec un bord d'attaque un intrados et un extrados, les extrados étant tours du côté de l'avant dudit appareil, chaque conduit cor., < ortant du côté de l'extrémité d'entrée des lames parallèles et le conduit commun étant pourvu de moyens pour éliminer, le plus possible les tourbillons engendrés par l'aileron. The invention finds a particularly advantageous application for an airplane comprising a fuselage, wings, a stabilizing plane, said device being characterized in that it comprises in the fuselage behind the wings and arranged symmetrically with respect to an axial vertical plane of the fuselage of the conduits, the inlet ends of which face forward and the outlet ends of which lead into a common conduit opening at the rear end of the apparatus, each conduit having a bend and downstream of the bend a profiled fin with a leading edge a lower surface and an upper surface, the upper surfaces being turns on the front side of said apparatus, each cor duct, <ortant on the side of the inlet end of the parallel blades and the common duct being provided with means for eliminating, as much as possible the vortices generated by the fin.

L'invention trouve également une application intéressante pour des ailes d'un aéronef et comportant chacune un bord d'attaque et un bord de fuite, ledit dispositif étant caractérisé en ce que chaque aile comporte sur une partie au moins de sa longueur une série de conduits qui présentent chacun une extrémité d'entrée s'ouvrant au voisinage du bord d'attaque, chaque conduit étant séparé en deux parties situées de part et d'autre par rapport à un plan passant par la ligne moyenne de l'aile et présentant chacune un coude, lesdites parties en aval du coude débouchant dans un conduit commun pourvu de moyens pour éliminer, le plus possible, des tourbillons et s'ouvrant du côté du bord de fuite de l'aile, chaque partie comportant une série de lames parallèles en amont du coude et en aval de celui-ci un aileron profilé pour présenter un bord d'attaque, un extrados et un intrados, les extrados étant tournés du côté du bord d'attaque de l'aile. The invention also finds an interesting application for wings of an aircraft and each comprising a leading edge and a trailing edge, said device being characterized in that each wing comprises over at least part of its length a series of ducts which each have an inlet end opening in the vicinity of the leading edge, each duct being separated into two parts situated on either side with respect to a plane passing through the mean line of the wing and having each a bend, said parts downstream of the bend opening into a common conduit provided with means for eliminating, as much as possible, vortices and opening on the side of the trailing edge of the wing, each part comprising a series of parallel blades upstream of the elbow and downstream thereof a profiled fin to present a leading edge, an upper surface and a lower surface, the upper surfaces being turned towards the leading edge of the wing.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple seulement et représentés aux dessins annexés, dans lesquels
Figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'un dispositif selon l'invention
Figure 2 est une vue en perspective schématique partiellement en coupe d'une aile d'avion
Figure 3 est une vue de détail en perspective;
Figure 4 montre en perspective l'aile de la figure 2
Figure 5 est une vue schématique d'une variante de réalisation.The invention will now be described in more detail with reference to particular embodiments given by way of example only and shown in the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a schematic partially sectional view of a device according to the invention
Figure 2 is a schematic perspective view partially in section of an airplane wing
Figure 3 is a detailed perspective view;
Figure 4 shows in perspective the wing of Figure 2
Figure 5 is a schematic view of an alternative embodiment.

A la figure 1, on a représenté un véhicule désigné dans son ensemble par la référence 1 et qui est une voiture de course. In Figure 1, there is shown a vehicle designated as a whole by the reference 1 and which is a racing car.

Le véhicule 1 comporte à son extrémité postérieure un conduit 2 situé au-dessus du véhicule avec une extrémité d'entrée d'air 9 et une extrémité de sortie et qui comporte une série de lames 3 parallèles destinées à former des filets d'air. Le conduit 2 comporte un coude 4 qui forme avec l'axe longitudinal du conduit 2 un angle de l'ordre de llOc. The vehicle 1 has at its rear end a duct 2 located above the vehicle with an air inlet end 9 and an outlet end and which comprises a series of parallel blades 3 intended to form air streams. The conduit 2 comprises a bend 4 which forms with the longitudinal axis of the conduit 2 an angle of the order of llOc.

Dans le conduit 2 en aval du coude 4 s'étend un aileron 5 convenablement profilé pour présenter un bord d'attaque 6, un extrados 7 et un intrados 8. In the duct 2 downstream of the elbow 4 extends a fin 5 suitably profiled to present a leading edge 6, an upper surface 7 and a lower surface 8.

Grâce à cette disposition, lorsque le véhicule se déplace, de l'air s'engouffre dans le conduit 2 et est divisé par les lames 3 en couches laminaires et forme sur l'intrados 8 une surpression tandis que sur l'extrados 7 est formée une dépression. On obtient donc grâce au rétrécissement du conduit 2 dû à la présence de l'aileron 5 une augmentation de la vitesse du flux d'air en même temps qu'une force R se décomposant en un effet tractif dirigé dans le sens de la flèche A et un effet piqueur B. Thanks to this arrangement, when the vehicle is moving, air rushes into the duct 2 and is divided by the blades 3 into laminar layers and forms on the lower surface 8 an overpressure while on the upper surface 7 is formed. depression. The narrowing of the duct 2 due to the presence of the fin 5 therefore gives an increase in the speed of the air flow at the same time as a force R decomposing into a traction effect directed in the direction of the arrow A and a biting effect B.

On conçoit donc que, d'une part, le véhicule tendra à être plaqué au sol pour une meilleure tenue de route et, d'autre part, il recevra du côté de l'intrados 8 de l'aileron 5 une poussée, tandis que l'extrados de celuici engendrera une dépression ce qui permet d'augmenter la vitesse sans augmenter la consommation d'énergie. It is therefore understandable that, on the one hand, the vehicle will tend to be flat on the ground for better handling and, on the other hand, it will receive a thrust on the underside 8 of the fin 5, while the upper surface of this will generate a depression which allows the speed to be increased without increasing energy consumption.

Les figures 2, 3 et 4 font application de l'invention à une aile d'avion désignée dans son ensemble par la référence 39. Figures 2, 3 and 4 apply the invention to an aircraft wing designated as a whole by the reference 39.

L'aile 39 comporte un bord d'attaque 13, un extrados 11 et un intrados 12. The wing 39 has a leading edge 13, an upper surface 11 and a lower surface 12.

Au niveau du bord d'attaque l'aile 39 comporte une série de conduits 15 qui sont divisés en deux parties 17 et 18 par un déflecteur 16. At the leading edge, the wing 39 has a series of conduits 15 which are divided into two parts 17 and 18 by a deflector 16.

La partie 17 comporte un coude 20 et débouche dans un conduit 21. Part 17 has a bend 20 and opens into a conduit 21.

La partie 18 comporte un coude 22 et débouche dans le conduit 21. Part 18 has a bend 22 and opens into conduit 21.

Le conduit 21 (voir figure 3) comporte des lames qui s'entrecroisent 24 et 25 de manière à reformer, le plus possible des filets laminaires d'air, ces lames s'ouvrant du côté du bord de fuite de l'aile. The duct 21 (see FIG. 3) comprises blades which intersect 24 and 25 so as to reform, as much as possible laminar air nets, these blades opening on the side of the trailing edge of the wing.

La partie 17 comporte une série de lames parallèles 26 pour former des couches laminaires d'air, ces lames s'étendant jusqu'au voisinage du coude 20. Part 17 comprises a series of parallel blades 26 to form laminar layers of air, these blades extending as far as the elbow 20.

La partie 18 comporte une série de lames parallèles 27 qui s'étendent jusqu'au voisinage du coude 22. The part 18 comprises a series of parallel blades 27 which extend to the vicinity of the elbow 22.

Dans la partie 17 située entre le coude 20 et le conduit 21 est disposé un aileron 30 avec un bord d'attaque 31, un extrados 32 et un intrados 33. In the part 17 situated between the elbow 20 and the duct 21 is disposed a fin 30 with a leading edge 31, an upper surface 32 and a lower surface 33.

La partie 18 comporte un aileron 35, situé entre le coude 22 et le conduit 21 avec un bord d'attaque 36, un extrados 37 et un intrados 38. The part 18 comprises a fin 35, located between the elbow 22 and the duct 21 with a leading edge 36, an upper surface 37 and a lower surface 38.

Avec une telle disposition l'air s'engouffre dans les conduits 15 et passe dans les parties 17 et 18, puis vient rencontrer les ailerons 30 et 35 pour créer du côté de l'intrados de ceux-ci une surpression et du côté de l'extrados une dépression. With such an arrangement the air rushes into the conduits 15 and passes into the parts 17 and 18, then comes to meet the fins 30 and 35 to create on the underside of the latter an overpressure and on the side of the extrados a depression.

On remarquera que les ailerons 30 et 35 sont disposés symétriquement, par rapport à un plan passant par la ligne moyenne, afin que le couple piqueur engendré par l'aileron 30 annule le couple cabreur engendré par l'aileron 35. It will be noted that the fins 30 and 35 are arranged symmetrically, with respect to a plane passing through the mean line, so that the biting torque generated by the fin 30 cancels the nose-up torque generated by the fin 35.

On conçoit que grâce à cette disposition on peut compenser dans une large mesure la trainée et créer une portance tractive et ainsi soit accroitre la vitesse d'un avion sans augmenter la consommation d'énergie, soit pour une vitesse donnée diminuer la consommation d'énergie. We understand that thanks to this arrangement we can compensate to a large extent the drag and create a tractive lift and thus either increase the speed of an aircraft without increasing energy consumption, or for a given speed decrease energy consumption .

La figure 5 montre un dernier mode de réalisation adaptable à un avion comprenant un fuselage 40, des ailes 41 et un plan stabilisateur 42 pourvu de gouvernes de profondeur 43. FIG. 5 shows a last embodiment adaptable to an airplane comprising a fuselage 40, wings 41 and a stabilizing plane 42 provided with elevators 43.

Le fuselage 40 comporte deux conduits 44 et 45 disposés, de part et d'autre du fuselage, symétriquement par rapport à un plan vertical axial dudit fuselage 40 avec des extrémités d'entrée 60 et 61 tournées vers l'avant et s'ouvrant à l'arrière dans un conduit commun 46 pourvu, comme le conduit 21 de lames entrecroisées pour former une structrure du type nid d'abeilles afin de reformer, le plus possible les filets laminaires d'air. The fuselage 40 comprises two conduits 44 and 45 arranged on either side of the fuselage, symmetrically with respect to an axial vertical plane of said fuselage 40 with inlet ends 60 and 61 facing forward and opening at the rear in a common duct 46 provided, like the duct 21 with intersecting blades to form a structure of the honeycomb type in order to reform, as much as possible the laminar threads of air.

Les conduits 44 et 45 comportent chacun un coude, respectivement, 48 et 49 en aval desquels sont disposés des ailerons 51 et 52. The conduits 44 and 45 each have a bend, respectively, 48 and 49 downstream of which are arranged fins 51 and 52.

L'aileron 51 est profilé pour présenter un bord d'attaque 53, un extrados 54 et un intrados 55, tandis que l'aileron 52 présente un bord d'attaque 56, un extrados 57 et un intrados 58. The fin 51 is profiled to have a leading edge 53, an upper surface 54 and a lower surface 55, while the fin 52 has a leading edge 56, an upper surface 57 and a lower surface 58.

Comme dans les réalisations précédentes, les conduits 44 et 45 comportent des lames 59 afin de former des filets d'air laminaires. As in the previous embodiments, the conduits 44 and 45 comprise blades 59 in order to form laminar air streams.

On conçoit que du côté des extrados 54 et 57, il se formera une dépression, tandis que du côté des in- trados 55 et 58 il se formera une surpression ce qui permet, comme déjà exposé, de former une portance tractive pour compenser une partie de la trainée. It is understood that on the side of the upper surfaces 54 and 57, there will be a depression, while on the side of the trados 55 and 58 there will be an overpressure which allows, as already explained, to form a tractive lift to compensate for part of the trail.

On peut envisager de prévoir que les ailerons 5, 31, 35, 51 et 52 peuvent être reliés à des moyens pour régler leur inclinaison afin de pouvoir modifier l'angle d'incidence et, être dotés de volets hypersustentateurs mobiles pour gérer la portance. It is conceivable to provide that the fins 5, 31, 35, 51 and 52 can be connected to means for adjusting their inclination so as to be able to modify the angle of incidence and, be provided with movable high-lift flaps to manage the lift.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described and shown. Many modifications of detail can be made without departing from the scope of the invention.

Claims

1 - Device to compensate for the drag of a vehicle, characterized in that it consists of a tubular conduit (2,15,44,45), one inlet end of which opens from the direction of advancement of the vehicle, while an outlet end opens on the opposite side, said conduit (2,15,44,45) having at an intermediate point of its length an elbow (4) and downstream of the latter a fin (5,31,35,51,52) profiled to have a leading edge, an upper surface and a lower surface, said fin being arranged so that the leading edge is turned towards the elbow and the upper surface substantially on the side the direction of travel of the vehicle.

20- Device to compensate for the drag of a vehicle, according to claim 1, characterized in that the duct (2,15,44,45) comprises on the side of its inlet opening parallel blades (3, 26,27 ) to form in front of the fin (5,31,35,51,52) laminar air streams.

3o Device for compensating the drag of a vehicle, according to claim 1, characterized in that the elbow forms with the longitudinal axis of the conduit, on the side of the inlet end an angle of the order of 110 to 1500 .

4 "- Device for compensating the drag of a vehicle, according to claim 1, characterized in that it comprises downstream of the fin means (24, 25) to eliminate, as much as possible, the vortices generated by the 'fin.

5 "- Device for compensating for the drag of a vehicle, according to claim 4, characterized in that the means for eliminating, as much as possible, the vortices downstream of the fin comprise interlocking blades (24,25) s' extending in the axis of the conduit (21) and up to the vicinity of the outlet end.