FR2600725A1 - Voilure portante. - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ELEMENT DE SUSTENTATION, NOTAMMENT UNE VOILURE AERIENNE POUR UNE AILE D'AVION, COMPORTANT: UN BORD D'ATTAQUE13; UN BORD DE FUITE14 SITUE LONGITUDINALEMENT EN ARRIERE DU BORD D'ATTAQUE; UNE SURFACE INFERIEURE CONTINUE21 S'ETENDANT DEPUIS LE BORD D'ATTAQUE JUSQU'AU BORD DE FUITE ET DEFINISSANT UNE CAMBRURE INFERIEURE; UNE PREMIERE SURFACE SUPERIEURE22 S'ETENDANT VERS L'ARRIERE A PARTIR DUDIT BORD D'ATTAQUE ET PRESENTANT UNE PREMIERE CAMBRURE SUPERIEURE; UNE SECONDE SURFACE SUPERIEURE23 S'ETENDANT EN ARRIERE DE LADITE PREMIERE SURFACE SUPERIEURE ET DEFINISSANT UNE SECONDE CAMBRURE SUPERIEURE; ET DES MOYENS20 DISPOSES ENTRE LA PREMIERE22 ET LA SECONDE23 SURFACES SUPERIEURES POUR PRODUIRE UNE DISCONTINUITE AERODYNAMIQUE ENTRE CELLES-CI.

Description

La présente invention est relative à une voilure portante présentant des caractéristiques aérodynamiques améliorées. En particulier, l'invention concerne une voilure aérienne présentant un coefficient de portance amélioré pour des angles d'attaque opérationnels. Plus particulièrement encore, l'invention concerne une voilure aérienne présentant des rapports portance/tratnée amélio- rés pour des angles d'attaque opérationnels. L'invention concerne également une voilure aérienne qui peut fonctionner suivant des angles d'attaque plus importants sans présenter des conditions de décrochage ou perte de sustentation.

Les principes aérodynamiques des voilures aériennes ont été l'objet d'études continues depuis environ 1850. Les scientifiques, les ingénieurs et les expérimentalistes ont sans cesse recherché à comprendre et améliorer les caractéristiques aérodynamiques des voilures aériennes. Ce développement a été justifié par l'intérêt croissant porté au vol aérien et au désir de construire des avions toujours plus sûrs.

Deux éléments principaux sont à considérer dans la conception d'une voilure aérienne : tout d'abord, il faut obtenir une valeur importante de portance sans augmenter la traînée de manière néfaste ett ensuite, il faut que la voilure aérienne puisse fonctionner à des angles d'attaque importants sans présenter de décrochage ou perte de sustentation. La conjugaison de ces éléments avec la plage importante de vitesses auxquelles la voilure aérienne peut être soumise a entraSné un grand nombre de formes de voilure, chaque forme donnant lieu à ses propres caractéristiques aérodynamiques pour fonctionner de manière Optimale dans une condition particulière de vol.Par exemple, pour ce qui est d'une aile d'avion, une forme appropriée pour donner lieu à une portance importante pour les faibles vitesses produit, de manière inhérente, une trainée excessive pour les grandes vitesses. Au contraire, une aile conçue pour présenter en vol une traînée minimale pour les grandes vitesses ne produit pas une portance suffisante pour les faibles vitesses pour maintenir le vol, par exemple pendant le décollage ou l'atterrissage. Cette dernière condition entraine un décrochage de l'aile quand l'angle d'attaque de l'aile augmente, pour augmenter la portance, jusqu'à ce que l'angle d'attaque critique soit dépassé. Bien sûr, on admet qu'une voilure aérienne décrochera pour une vitesse donnée quand l'angle d'attaque de la voilure, pour l'écoulement d'air libre, dépasse l'angle d'attaque critique de la voilure particulière.

Pour améliorer les caractéristiques aérodynamiques globales de l'aile d'avion sur une large plage de conditions de vol, on a adopté des fentes et/ou des volets mobiles sur le bord d'attaque et le bord de fuite de l'aile, qui modifient le profil de l'aile en section droite. Ces fentes et/ou volets peuvent être réglés pendant le vol pour que l'aile ait des performances optimales pour diverses conditions de vol. Par exemple, pour les grandes vitesses, les fentes et/ou volets sont totalement rentrés ou rétractés pour donner à l'aile un profil relativement fin et continu de manière à réduire l'effet de traînée.

Toutefois, pour des vitesses plus faibles, les fentes et/ ou volets sont déployés ou sortis vers le bas pouiproduire une cambrure plus importante de l'aile qui permet à celle
ci de développer une portance plus grande, quoique avec une tramée également plus importante. Une telle utilisation de fentes et/ou volets augmente par conséquent les angles d'attaque opérationnels de l'avion, c'est-à-dire les angles d'attaque suivant lesquels l'avion peut être utilisé en toute sécurité. Toutefois, en raison de l'augmentation de la traînée, le déploiement des fentes et/ou volets n'est approprié que pour les vitesses relativement faibles et, ainsi, ceux-ci ne peuvent pas améliorer les caractéristiques de portance et de décrochage de l'aile pour les vitesses de croisière importantes.

Des efforts ont été faits pour concevoir une voilure aérienne présentant des caractéristiques améliorés de décrochage pour les grandes vitesses. L'une des réalisations les plus intéressantes consiste en une voilure présentant un profil sensiblement en forme de coin avec une discontinuité en forme de gradin sur sa surface inférieure.

Bien que cette réalisation donne des caractéristiques de décrochage améliorées, les essais ont montré que cela est obtenu aux dépens de la portance, et avec une diminution importante du rapport portance/trainée de la voilure.

En dépit des travaux importants qui ont été faits dans ce domaine, on n'a pas, à ce jour, développé une voilure aérienne qui donne des caractéristiques de décrochage améliorées à virtuellement toutes les vitesses opérationnelles, tout en fournissant simultanément un coefficient amélioré de portance et un rapport portance/ tramée amélioré.

L'invention a par conséquent pour but de fournir une voilure aérienne présentant des caractéristiques de décrochage améliorées pour virtuellement toutes les vitesses opérationnelles.

Un autre but de l'invention est de fournir uhe voilure aérienne présentant un coefficient de portance fonctionnel sur une plage plus large d'angles d'attaque opérationnels.

Un autre but de l'invention est de fournir une voilure aérienne présentant des rapports portance/trainée fonctionnels sur une plage plus importante d'angles d'attaque opérationne:s.

Un autre but encore de l'invention est de fournir une voilure aérienne qui peut être utilisée avec un avion du type à ailes fixes, ou géométrie fixe, et également du type à ailes basculantes, ou à géométrie variable.

D'une manière générale, une voilure aérienne selon la présente invention présente un bord d'attaque et un bord de fuite qui est situé longitudinalement derrière le bord d'attaque. Une surface inférieure continue s' étend depuis le bord d'attaque jusqu'au bord de fuite et définit une cambrure inférieure. Une première surface supérieure s'étend vers l'arrière à partir du bord d'attaque et se termine par un gradin ou redan, en avant du bord de fuite. La première Surface supérieure définit une première cambrure supérieure.

Au moins une seconde surface supérieure s'étend vers l'arrière à partir du gradin et elle définit une seconde cambrure supérieure.

Un mode de réalisation préféré de l'invention, et une variante, sont présentés, à titre d'exemples, dans les dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est une vue partielle en perspective d'une voilure aérienne selon la présente invention adaptée pour fuselage d'un avion à géométrie fixe
Fig. 2 est une vue schématique en coupe de la voilure de la fig. :: suivant la ligne 2.2
Fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2 pour une voilure selon l'art antérieur
Figs 4A à 4C sont des courbes montrant le coefficient de portance CL de la voilure de la fig. 1 en fonction de l'angle d'attaque o( pour diverses vitesses d'écoulement libre
Figs 5A à 5C sont des courbes montrant le rapport portance/traînée de la voilure de la fig. 1 en fonction de l'angle d'attaque pour les diverses valeurs de la vitesse d'écoulement libre
Fig. 6 est une vue analogue à la fig. 2 et relative à une variante
Figs. 7A à 7C montrent les courbes du coefficent de portance CL en fonction de l'angle d'attaque OC pour les valeurs ci-dessus de la vitesse d'écoulement libre et
Figs BA à SC montrent les courbes du rapport portan ce/traSnée de la voilure de la fig. 6 en fonction de l'angle d'attaque con pour les valeurs de la vitesse d'écoulement libre.

On a représenté sur la fig. 1 une voilure aérienne 10 établie suivant l'invention, cette voilure constituant un élément d'aile pour un avion à géométrie fixe. La voilure présente un pied 11, ou partie de fixation, par lequel elle est assujettie au fuselage 17 de l'avion, et une partie d'extrémité 12 latéralement éloignée du pied 11. Un bord d'attaque 13 et un bord de fuite 14, longitudinalement espacé du bord d'attaque 13,s'étendent entre le pied 11 et l'extrémité 12 pour définir avec ceux-ci la forme générale en plan de la voilure 10. Des surfaces de commande, par exemple un aileron 15 et un volet 16, sont généralement incorporés dans la voilure 1C.

La surface supérieure de la voilure 10 présente un gradin 20 qui s'étend latéralement. Bien que le gradin 20 soit représenté sur toute la longueur de l'aile, depuis le pied 11 jusqu'à l'extrémIté 12, il est entendu que cela n'est pas une exigence de l'invention. On doit comprendre que l'idée fondamentale de l'invention vise un gradin latéral qui s'étend sur une longueur appréciable de la surface supérieure de la voilure 10. Par exemple, on peut prévoir plusieurs gradins latéraux séparés le long de la surface supérieure de la voilure 10. De plus, en particulier pour un avion à ailes hautes, le gradin latéral peut s'étendre en continu sur la partie supérieure du fuselage lui-même.

De même, bien que le gradin 20 soit représenté, en position longitudinale, sensiblement dans la partie médiane d l'aile, il doit entre compris que cela n' a été adopté qu'à titre d'exemple , comme cela sera indiqué ci-apres.

Le profil de la voilure 10 avec son gradin 20 est représenté plus en détail à la fig. 2. La voilure 10 comporte une surface inférieure qui s'étend du bord d'attaque 13 au bord de fuite 14. Bien que, dans la réalisation adoptée, cette surface inférieure 21 présente une cambrure négative, c'est-à-dire une canbrure convexe vers le bas, d'autres configurations sont possibles, notamment une surface plane et une surface à cambrure positive, c'està-dire une surface concave vers le bas.

Dans son ensemble, la surface supérieure de la voilure 10 est définie par une première surface supérieure 22 qui s'étend depuis le bord d'attaque 13 vers l'arrière jusqu'au gradin 20, et une seconde surface supérieure 23 qui va en s'étendant vers l'arrière à partir du gradin 20 jusqu'au bord de fuite 14. L'extrémité arrière de la première surface 22 est située plus haut que l'extrémité avant de la seconde surface supérieure 23, du fait de la présence du gradin 20 qui est dirigé vers l'arrière.

La première surface supérieure 22 définit d'une manière générale une cambrure positive, c'est-à-dire dont la convexité est tournée vers le haut, et ce de manière connue pour les ailes existantes. On comprendra que, lorsque l'écoulement de courant libre rencontre la voilure, une partie du flux passe au-dessus de la voilure le long de la surface supérieure, tandis que l'autre partie du flux passe sous la voilure, le long de la surface inférieure 21
Les deux flux agissent sur la voilure pour engendrer la portance désirée. En particulier, le flux supérieur se déplace à une vitesse supérieure à celle du flux inférieur en raison de la cambrure positive de la surface supérieure il en résulte que l'aire d'action de la pression sur la surface supérieure est inférieure à l'aire d'action de la pression sur la surface inférieure.

Cette différence de pression est à la base de la création de la portance par la voilure. Par conséquent, l'importance de la portance dépend de la vitesse de l'écoulement libre par rapport à la voilure et de l'importance de la cambrure positive de la surface supérieure de la voilure, de meme que d'autres facteurs tels que l'impact de l'écoulement libre sur la surface inférieure de la voilure.

I1 en résulte que, bien que la valeur de la cambrure positive de la première surface supérieure 22 puisse être relativement faible pour une voilure propre à fonctionner à une grande vitesse d'écoulement libr-e, on peut néanmoins préférer une cambrure positive.

La seconde surface supérieure 23, Par ailleurs, peut définir un profil autre qu'une cambrure positive. Par exemple, la fig. 2 montre une seconde surface supérieure 23 qui est sensiblement plane et inclinée vers l'arrière pour être sensiblement hors de coopération avec l'écou- lement d'air. D'autres configurations, par exemple une cambrure négative ou une surface inclinée vers l'avant, sont également possibles pour donner les caractéristiques de vol désirées de la voilure 10 dans des conditions partilières d'écoulement libre. Le facteur commun de chaque configuration réside en ce que la seconde surface supérieure 23 est un élément continu hors de coopération avec l'écoulement d'air.

Sur la fig. 2, le gradin 20 est représenté sous la forme d'une surface verticale 24 sensiblement continue et hors de coopératioh avec l'écoulement d'air. Le gradin 20, avec la première surface supérieure 22, définit une modification ou discontinuité structurelle aérodynamique abrupte sur la surface supérieure de la voilure 10. On comprendra qu'une telle modification strcturelle aérodynamique brisque est obtenue par la différence de niveau prononcée entre l'extrémité arrière de la première surface supérieure 22 et l'extrémité avant de la seconde surface supérieure 23. Ainsi, la configuration du gradin 2C peut varier de manière très appréciable tout en donnant le résultant désiré, c'est-à-dire qu'elle définit une variation structurelle aérodynamique brusque sur la surface supérieure de la voilure 10.

Les avantages de la voilure décrite ci-dessus apparat- tront plus complètement à l'examen des courbes de résultats.

En particulier, ces courbes montrent la comparaison entre la voilure selon l'invention et la voilure 30 de l'art antérieur représentée à la fig. 3.

Cette voilure existante 30 prise à titre d'exemple a été classifiée sous la référence 23012 par le Comité
Consultatif National Américain pour l'Aéronautique (NACA), prédécesseur de l'Administration National Américaine pour l'Aéronautique et l'Espace (NASA). Pour effectuer une comparaison réelle, la voilure 10 de l'invention iiécrite =i- dessus avait des dimensions équivalentes à celles de la voilure 30. Le gradin 2C était situé à la moitié de l'aile dans le sens longitudinal en présentant une hauteur de 25 % de l'épaisseur de l'aile dans cette zone. La seconde surface supérieure 23 était sensiblement plane et s'étendait jusqu'au bord de fuite 14.

Les figs 4A, 4B et 4C montrent la comparaison du coefficient de portance CL pour divers angles d'attaque et des vitesses d'écoulement libre de respectivement 31 m/s, 46 m/s et 61 m/s. Dans chaque cas, l'aile antérieure 30
NACA 23012 a présenté un coefficient de portance maximal situé entre environ 14" à 19- comme montré par la courbe I.

De plus, une perte brusque et importante de portance a été observée après la portance maximale. Cette baisse brusque de portance a indiqué-que la voilure 30 présentait un décrochage.

La voilure 10 selon l'invention, avec les dimensions données ci-dessus, a présenté un coefficient maximal de portance équivalent ou supérieur pour des angles d'attaque plus importants, environ entre 250 et 300; comme montré parla courbe II des figs 4A, 4B et 4C. De plus, pour la portance maximale, la voilure 10 n'a pas présenté de décrochage mais, au contraire, elle a continué à donner une portance substantielle même pour des angles d'attaque plus importants, cette portance ne faisant que décroStre graduellement à mesure que l'angle d'attaque augmentait. En outre, pour des angles d'attaque opérationnels plus faibles, par exemple inférieurs à 12", la voilure 10 a montré une portance sensiblement supérieure à celle de la voilure 30.

Les figs. 5A, 5B et 5C montrent une comparaison du rapport portance/trainée L/D en fonction de l'angle d'attaque, pour les voilures 10 et 30, pour des vitesses d'écou- lement d'air de 31 m/s, 46 m/s et 61 m/s. A nouveau, la courbe I montre les performances de la voilure antérieure 30 et la courbe Il montre les performances de la voilure 10 selon l'invention. On voit que, pour des angles d'attaque opérationnels inférieurs à environ 120, le rapport portance/ tramée de l'aile selon l'invention a dépassé celui de la voilure antérieure 30.De plus, bien que la voilure ante rieure 30 ait présenté un rapport portance/trainée maximal plus important, cela;protduit effectivement pour l'angle d'attaque critique précédant immédiatement le décrochage.

Dans la pratique, un tel rapport portance/traînée maximal pour la voilure 30 ne peut pas être utilisé en raison du décrochage inévitable. I1 en résulte que, pour des angles d'attaque opérationnels inférieurs à 120, le rapport portance/trainée de la voilure 10 selon l'invention est supérieur à celui de la voilure antérieure 30 comparable.

De plus, la voilure 10 a donné un rapport-portance/traînée acceptable bien au-delà du point pour lequel la voilure antérieure 30 a décroché, ce qui indique que la voilure 10 était encore opérationnelle.

I1 apparat de ce qui précède qu'une voilure selon l'invention présente des caractéristiques aérodynamiques améliorées et surprenantes par comparaison avec les voilures existantes. En particulier, la voilure 10 engendre une portance plus grande et un rapport portance/trainée amélioré. De plus, la voilure 10 selon l'invention peut fonctionner à des angles d'attaque plus importants sans qu'il se produise de décrochage.

Les caractéristiques aérodynamiques améliorées sont également présentes dans la voilure aérienne 110 montrée à la fig. 6 et établie selon une variante. La seule différence appréciable entre les voilures 10 et 110 est constituée par la seconde surface supérieure 123. Alors que, dans le cas de la voilure 10, la seconde surface supérieure 23 s tendait vers l'arrière jusqu'au bord de fuite 14, la seconde surface supérieure 123 rejoint la surface supérieure de la voilure 110 en avant du bord de fuite 114. Une troisième surface supérieure 140 prolonge vers l'arrière la seconde surface supérieure 123 jusqu'au bord de fuite 114.Cette troisième surface supérieure 140 peut etre considérée comme le prolongement de la première surface supérieure 122 dans le cas où la voilure antérieure 30 est modifiée selon l'invention pour présenter le gradin 120. Elle rejoint la surface 123 par une démarcation nette, appréciable et visible.

Bien qu'il soit préférable que la troisième surface supérieure 14C définisse une cambrure équivalente à celle de la voilure 3 dans la même zone, cela n'est pas nécessaire et d'autres surfaces planes ou courbes peuvent convenir.

Toutefois il est souhaitable que l'épaisseur de la voilure 110, entre la troisième surface supérieure 14C et la surface inférieure 121, soit supérieure à celle de la voilure 1C dans la meme zone. Une telle augmentation d'épaisseur définit un espace intérieur plus important dans l'aile 110 pour les dispositifs de commande et les mécanismes de transmission pour manoeuvrer les surfaces de commande, par exemple les volets et les ailerons. Bien entendu, cette épaisseur dépend de l'intégrité structurelle de la voilure, de même que de la conception des dispositifs de commande.

I1 est à noter que les caractéristiques aérodynamiques de la voilure 110 sont améliorées par rapport à celles des voilures existantes grâce à l'existence du gradin 120 qui est similaire par ses effets au gradin 20 de la voilure 10.

Le gradin 120 constitue essentiellement une discontinuité aérodynamique sur la surface supérieure de la voilure 110, de la meme manière que le gradin 20 de la voilure 10.

Ainsi, grâce à cette similitude, la discussion ci-dessus relativement à la structure physique du gradin 20 est également applicable à celle du gradin 120.

Les caractéristiques aérodynamiques améliorées de la voilure 110 peuvent également être appréciées plus complètement en considérant les caractéristiques de cette voilure par comparaison avec une voilure existante de dimensions équivalentes. On a à nouveau choisi la voilure antérieure 30 ci-dessus pour effectuer les essais comparatifs. Le gradin 120 de la voilure 110 était situé à la moitié de l'aile, dans le sens longitudinal, avec une différence de hauteur représentant 33 % de l'épaisseur de la voilure 110 dans cette zone. La seconde surface supérieure 123 était sensiblement plane et débouchait sur la surface supérieure de la voilure 110 à environ 70 % de la dimension de l'aile, en arrière du bord d'attaque 113.

La troisième surface supérieure 140 présentait un profil équivalent à celui de la voilure 3C dans la même zone.

Les figes. 7A, 7B et 7C montrent la comparaison du coefficient de portance CL en fonction de l'angle d'attaque pour des vitesses c'écoulement libre de 31 m/s, 46 m/s et 61 m/s. La courbe I' montre les résultats de la voilure 30 antérieure et la courbe II' montre -les résultats de l'aile 110 selon l'invention.

On voit que la voilure 110 a été capable de fonc tonner à des angles d'attaque supérieurs à ceux de la voilure 30 antérieure. Toutefois, on voit également que la voilure 110 présente un décrochement, au moins pour des vitesses découlement libre de 31 m/s et de 46 m/s (figs. 7A et 7B), comme montré par la chute brusque du coefficient de portance après l'obtention de la valeur maximale. De plus,une légère perte de portance de la voilure 110 s'est produite pour des angles d'attaque opérationnels.

Les figs. SA, & et BC montrent une comparaison du rapport portance/traînée L/D en fonction de l'angle o( d'attaque pour des vitesses d'écoulement libre de 31 m/s, 46 m/s et 61 m/s. A nouveau, la courbe I' montre les résultats de la voilure 30 et la courbe II' montre les résultats de la voilure 110. On voit que, bien que le rapport portance/trainée inférieur puisse être attribué à la voilure 110 pour des angles d'attaque opérationnels plus faibles, ce qui résulte d'un coefficient de portance plus faible pour ces valeurs d'angle, la voilure 110 a continué à donner des caractéristiques de vol utilisables bien au-delà de l'angle de décrochage de la voilure 30.

En bref, la voilure 110 permet une poursuite du vol pour des angles d'attaque bien après que la voilure 30 antérieure ait présenté un décrochage.

Une observation des caractéristiques ci-dessus de la voilure 110 montre son infériorité par rapport à la voilure 10, bien qu'il existe néanmoins un perfectionnement à- de nombreux égards par rapport à la voilure 30 antérieure.

De tels résultats de la voilure 110 peuvent être attribués au fait que, en section droite, elle se rapproche plus de la voilure antérieure 30 et que, par conséquent, elle est plus susceptible de présenter les problèmes inhérents à celle-ci, c'est-à-dire le décrochage et une portance moindre. De plus, la voilure 10 peut se rapprocher de la configuration optimale d'une voilure selon la présente in vention et, par conséquent, doit présenter des courbes de résultats supérieures.

Ces résultats d'essais se rapportent aux modes de realisation donrés à titre d'exemples et indiquent les caractéristiques de fonctionnement qui leur sont attribuées.

Toutefois, ils ne doivent pas être considérés comme limitatifs. On a déterminé que les performances aérodynamiques améliorées de manière surprenante snnt obtenues quand le gradin se situe dans une gamme de 40 i 60 % de la dimension de la corde allant du bord d'attaque au bord de fuite de la voilure et avec une différence de hauteur dans la gamme de 10 à 60 % de l'épaisseur de la voilure dans la zone du gradin. Par conséquent, l'amélioration appréciable dans les performances aérodynamiques de la voilure selon la présente invention est présente pour une grande variété de positions et de configurations du gradin.

Il doit, en outre, être noté que l'emplacement, la taille et la configuration du gradin peuvent présenter des paramètres de limitation seulement quant à l'intégrité structurelle de la voilure. En d'autres termes, il est nécessaire que la voilure présente un corps suffisant pour sa résistance nécessaire, quel que soit le gradin.

A ce sujet, une pluralité de gradins distincts peuvent être prévus latéralement le long de la voilure ou, en variante, la structure interne de la voilure peut ne pas comporter le gradin mais plutôt faire saillie dans celuici et le diviser en segments aérodynamiquement distincts.

De la même manière, il peut être souhaitable d'utiliser une pluralité de gradins longitudinalement espacés le long de la surface supérieure de la voilure. De plus, la profondeur du gradin peut varier sur la longueur de la voilure, par exemple en diminuant depuis le pied jusqu'à l'extrémité libre. Bien entendu, ces variantes, tout en contribuant à l'intégrité structurelle de la voilure, constituent également des facteurs qui interviennent dans les performances aérodynamiques de la voilure. Bien entendu, les caractéristiques de couche limite du courant d'écoulement, en tous points le long de la voilure, déterminent la configuration et l'emplacement du gradin en ce point particulier.

La discussion ci-dessus démontre que, contrairement à ce qui a été développé dans l'art antérieur et à la théorie de l'aérodynamique, une discontinuité aérodynamique engendre par un gradin pratiqué à la surface supérieure de la voilure entraine des améliorations substantielles dans les caractéristiques aérodynamiques de la voilure. Ces améliorations peuvent être directement attribuées au gradin lui-même et aux effets qu'il a sur le courant d'écoulement autour de la voilure. On peut donc prévoir que la position et la configuration exactes du gradin peuvent varier sur la surface supérieure de la voilure tout en affectant encore, de manière favorable, les caractéristiques aérodynamiques de la voilure.Toutefois, on peut s'attendre à ce que, pour une condition d'écoulement et pour des caractéristiques de couche limite particulières, une plage spécifique d'emplacements et de configurations du gradin donnent des performances optimales pour la voilure. De plus, bien que la discussion ci-dessus ait été principalement orientée sur une voilure aérienne, celle-ci n'est qu'un exemple donné pour la description. Il est entendu que d'autres éléments de sustentation, par exemple des voilures sous-aquatiques (hydrofoils), des voiles, des vannes, etc, sont également compris dans le cadre de la présente invention.De plus, la voilure aérienne décrite peut avantageusement être utilisée pour des pales de rotor ou pour des avions à géométrie variable, ou encore pour des pales d'hélices d'avions à géométrie fixe ou pour une petite aile en conjonction avec d'autres voilures aériennes de l'avion ou indépendamment de celles-ci. En bref, pratiquement tout élément qui coopère avec un flux d'écoulement libre présente des améliorations dans ses caractéristiques de performances lorsqu'on lui applique la présente invention.

I1 est entendu qu'une voilure comportant les caractéristiques de la présente invention atteint les divers buts de celle-ci et constitue une contribution avantageuse à la technique.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'aux modes d'application, qui ont été décrits ; on peut au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre.

Claims (11)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Elément de sustentation, notamment voilure aérienne, en particulier pour une aile d'avion, voilure sous-aquatiques voile, vanne, pale de rotor, pale d'hélice ou-ailette, caractéi- sé par le fait qu'il comporte : un bord d'attaque (13, 113) ; un bord de fuite (14, 114) situé longitudinalement en arrière du bord d'attaque ; une surface inférieure continue (21, 121) s'étendant depuis le bord d'attaque jusqu'au bord de fuite et définissant une cambrure inférieure ; une première surface supérieure (22, 122) s'étendant vers l'arrière à partir dudit bord d'attaque et présentant une première cambrure supérieure une seconde surface supérieure (23, 123) s'étendant en arrière de ladite première surface supérieure et définissant une seconde cambrure supérieure ; et des moyens (20, 120) disposés entre la première (22, 122) et la seconde (23, 123) surfaces supérieures pour produire une discontinuité aérodynamique entre celles-ci.

2. Elément de sustentation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première surface supérieure (22, 122) définit une cambrure positive.

3. Elément de sustentation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la seconde surface supérieure (23, 123) définit une cambrure négative.

4. Elément de sustentation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la seconde surface supérieure (23, 123) présente une extrémité avant qui est située à un niveau inférieur à celui de l'extrémité arrière de la première surface supérieure (22, 122).

5. Elément de sustentation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens de discontinuité sont constitués par un gradin (20, 120) reliant la première et la seconde surfaces supérieures.

6. Elément de sustentatkn sion la revendication 5, caractérisé par le fait que le gradin est sensiblement vertical.

7. Elément de sustentation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une troisième surface supérieure (140) s'étendant en arrière de ladite seconde surface supérieure jusqu'au bord de fuite, ladite troisième surface supérieure définissant une troisième cambrure, par exemple une cambrure positive.

8. Elément de sustentation selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la seconde surface supérieure et la troisième surface supérieure se coupent en définissant une modification appréciable et nette du profil desdites seconde et troisième surfaces supérieures pour définir une démarcation visible entre celles-ci.

9. Elément de sustentation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la troisième surface supérieure (140) prolonge vers l'arrière le profil de la première surface supérieure.

10. Elément de sustentation selon l'une des revendications t à 9, caractérisé par le fait que la seconde surface supérieure est sensiblement plane.

11. Elément de sustentation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens de discontinuité sont constitués par au moins une surface pleine, par exemple plusieurs surfaces discontinues qui sont espacées transversalement ou longitudinalement.