FR2745784A1 - Systeme de commande d aeronef - Google Patents
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Abstract
La présente invention comprend un système de commande d'aéronef ayant des ailerons-gouvernes de profondeur arrière (30) pouvant être actionnés individuellement, et un volet de fuselage rétractable (20) pour la stabilisation longitudinale. Les ailerons-gouvernes de profondeur (30) sont des surfaces portantes comprenant tout l'empennage horizontal. Les bras de commande (40) pour les ailerons-gouvernes de profondeur (30) peuvent pivoter autour de l'axe longitudinal de l'aéronef tandis que les ailerons-gouvernes de profondeur (30) sont assujettis aux bras de commande (40) par des essieux (32) pivotant autour de l'axe latéral de la surface portante, pour la commande de direction. Avec deux degrés de mouvement rotatif, les ailerons-gouvernes de profondeur (30) peuvent manoeuvrer l'aéronef sur les trois axes, fournissant un mécanisme beaucoup plus simple que les gouvernes conventionnelles. Pour plus de sécurité, on a enlevé la commande latérale des ailes. En outre, on économise du poids et l'on réduit la traînée en éliminant la dérive et la gouverne de direction et en consolidant les commandes des deux ailerons-gouvernes de profondeur des aéronefs conventionnels.
Description
SYSTEME DE COXXANDE D'AÉRONEF
La présente invention concerne un système de commande d'aéronef, notamment doté d'ailerons-gouvernes de profondeur arrières réglables séparément, ainsi que d'un dispositif stabilisateur longitudinal rétractable. Les aileronsgouvernes de profondeur arrière, montés sur des bras de commande séparés, peuvent effectuer des rotations selon deux axes qui, alliées au dispositif stabilisateur longitudinal, assurent un contrôle complet du mouvement de l'aéronef. Le système de commande de la présente invention fournit un mécanisme de gouverne unique, éliminant la nécessité d'ailerons montés sur les ailes ou de la dérive verticale et de la gouverne de direction des aéronefs conventionnels.
La présente invention concerne un système de commande d'aéronef, notamment doté d'ailerons-gouvernes de profondeur arrières réglables séparément, ainsi que d'un dispositif stabilisateur longitudinal rétractable. Les aileronsgouvernes de profondeur arrière, montés sur des bras de commande séparés, peuvent effectuer des rotations selon deux axes qui, alliées au dispositif stabilisateur longitudinal, assurent un contrôle complet du mouvement de l'aéronef. Le système de commande de la présente invention fournit un mécanisme de gouverne unique, éliminant la nécessité d'ailerons montés sur les ailes ou de la dérive verticale et de la gouverne de direction des aéronefs conventionnels.
Un aéronef conventionnel comprend un système de trois gouvernes distinctes servant à diriger et à contrôler la trajectoire de vol : des ailerons montés sur les ailes et pouvant être infléchis séparément, des stabilisateurs horizontaux et des gouvernes de profondeur arrière, ainsi que la dérive et la gouverne de direction à l'arrière de l'aéronef. Ensemble, ces gouvernes permettent de modifier sur trois axes le lacet, le tangage et le roulis causés par le mouvement de l'aéronef en vol. Le lacet est le mouvement de rotation autour de l'axe vertical contrôlé par la gouverne de direction. Le tangage est le mouvement de rotation autour de l'axe transversal contrôlé par les gouvernes de profondeur, et le roulis est le mouvement autour de l'axe longitudinal contrôlé par les ailerons. Le mouvement autour de n'importe quel de ces axes n'est pas indépendant, de sorte que le fonctionnement des gouvernes doit être coordonné. Dans le cas d'un aéronef conventionnel, les trois gouvernes partagent le même système de commande du mouvement. Chacune est une surface portante. L'ajustement à une gouverne change l'angle d'attaque et la cambrure de la surface portante, modifiant ainsi la force appliquée sur elle. Pendant le vol, de nombreuses forces sont exercées simultanément sur l'aéronef.
Par conséquent, un seul changement à une gouverne aura un effet sur toutes ces forces.
Les ailerons montés sur les ailes, qui ont longtemps été la norme, présentent de graves risques pendant le vol lent à basse altitude. Ils changent la cambrure des ailes, augmentant ainsi leur coefficient de portance, mais réduisant par le fait même l'angle maximal d'attaque avant le décrochage. Pendant le vol en palier, on utilise leur capacité d'accroître la portance d'une aile pour exercer un contrôle latéral afin de corriger le roulis de l'aéronef ou d'amorcer des virages. Cependant, à des vitesses approchant celle du décrochage, l'emplacement des ailerons sur les ailes peut créer de graves problèmes de décrochage. I1 peut arriver qu'au cours du décollage ou de l'atterrissage, lorsque l'aéronef a un angle d'attaque élevé et une vitesse relativement faible, il soit nécessaire de soulever une aile basse à cause de rafales ou d'un vent variable. Pour ce faire, il faut abaisser l'aileron sur l'aile basse, mais cela aura pour effet de diminuer l'angle maximal auquel l'aile commence à décrocher, et d'augmenter la traînée, ralentissant l'aile basse. Si l'aéronef a déjà un angle d'attaque élevé, l'abaissement de l'aileron peut avoir pour effet d'élever l'angle d'attaque de manière à le faire approcher du point de décrochage ou dépasser celui-ci, et il serait difficile ou impossible de soulever l'aile basse. Pendant le décollage et l'atterrissage à faible vitesse, ce problème peut devenir très grave. Dans une situation extrême, l'aile peut décrocher, produisant une amorce de vrille. Si les gouvernes du contrôle latéral n'étaient pas sur les ailes, ce problème pourrait être évité.
Le cisaillement du vent présente aussi de graves problèmes de gouverne où les ailerons conventionnels ne sont d'aucune utilité. Un cisaillement du vent peut soudainement changer la vitesse effective d'un aéronef lent, pendant l'atterrissage par exemple, jusqu'à un niveau inférieur à sa vitesse de décrochage. Lorsque les ailes ont décroché, leurs ailerons ne peuvent augmenter la portance et, par conséquent, n'offrent aucun contrôle. En fait, sur une aile décrochée, un aileron peut s'inverser et, en fait, abaisser l'aile plutôt que de l'élever. En enlevant les ailerons des ailes et en prévoyant une commande du roulis agissant sur l'empennage horizontal, on peut gouverner l'appareil même dans des situations difficiles.
En outre, on sait depuis longtemps que la dérive et la gouverne de direction produisent une forte traînée et accroissent de beaucoup le poids, ce qui entraîne une consommation excessive de carburant, lequel est la principale dépense d'exploitation dans les opérations commerciales. La dérive forme à peu près 5% de l'avant d'un aéronef, mais n'est employée pour la commande de direction que durant une faible fraction du temps de vol. Contrairement au train et aux.
volets d'atterrissage, qui sont également peu utilisés pendant le temps de vol, la dérive ne peut être enlevée du débit d'air quand on n'en a plus besoin.
Le brevet numéro 2 386 915 des États-Unis, délivré en 1945 à
Spittler, propose un aéronef dont on a supprimé la dérive et la gouverne de direction. À leur place, on propose un plan horizontal monté sur une section arrière rotative du fuselage.
Spittler, propose un aéronef dont on a supprimé la dérive et la gouverne de direction. À leur place, on propose un plan horizontal monté sur une section arrière rotative du fuselage.
Pour effectuer un virage avec ce système de gouverne, on imprime une rotation à toute la section arrière afin d'exercer un moment de virage sur l'arrière de l'aéronef. Cependant, au cours de la rotation, l'aéronef perd une partie de sa stabilité longitudinale, ce qui produit un moment de piqué pendant l'utilisation de la gouverne de direction. Sans un moyen quelconque pour compenser ce moment de tangage, cet aéronef serait très difficile à contrôler en vol car il faudrait échanger la gouverne de direction contre une gouverne de tangage. En outre, les ailerons montés sur les ailes sont encore nécessaires pour le contrôle latéral de ce modèle.
Le brevet numéro 3 125 313 des États-Unis, délivré en 1964 à
Soderberg, propose un système de gouverne conçu pour réduire la traînée, en remplaçant toutes les gouvernes conventionnelles par des commandes par volets de fuselage, lesquels contrôlent les trois axes de mouvement. Le volet de fuselage a l'avantage de pouvoir être rétracté au niveau du fuselage quand il n'est pas utilisé. Le modèle Soderberg est surtout envisagé pour les véhicules de rentrée, mais le brevet suggère qu'il pourrait aussi fonctionner pour les sous-marins ou les aéronefs conventionnels. Un fuselage conique avec les volets rentrés n'est pas une forme stable pour le vol. Par conséquent, si ce système de gouverne était utilisé pour un aéronef conventionnel, au moins deux des volets devraient être constamment sortis pour la gouverne du tangage, ce qui annulerait presque entièrement l'avantage des commandes rétractables au niveau du fuselage. L'efficacité de chaque volet de fuselage dépendrait de la distance de levier sur laquelle il peut s'étendre à partir de l'axe de symétrie.
Soderberg, propose un système de gouverne conçu pour réduire la traînée, en remplaçant toutes les gouvernes conventionnelles par des commandes par volets de fuselage, lesquels contrôlent les trois axes de mouvement. Le volet de fuselage a l'avantage de pouvoir être rétracté au niveau du fuselage quand il n'est pas utilisé. Le modèle Soderberg est surtout envisagé pour les véhicules de rentrée, mais le brevet suggère qu'il pourrait aussi fonctionner pour les sous-marins ou les aéronefs conventionnels. Un fuselage conique avec les volets rentrés n'est pas une forme stable pour le vol. Par conséquent, si ce système de gouverne était utilisé pour un aéronef conventionnel, au moins deux des volets devraient être constamment sortis pour la gouverne du tangage, ce qui annulerait presque entièrement l'avantage des commandes rétractables au niveau du fuselage. L'efficacité de chaque volet de fuselage dépendrait de la distance de levier sur laquelle il peut s'étendre à partir de l'axe de symétrie.
Cette distance serait limitée par la longueur des bras de commande et le pourcentage de la périphérie du fuselage occupé par chaque volet. Pour un aéronef conventionnel, les avantages des volets rétractables se limiteraient au coût des mécanismes de commande complexes et inutiles. La complexité du système de gouverne rendrait difficile l'adaptation d'un pilote habitué à un aéronef conventionnel.
Il existe encore un besoin de fournir un système de gouverne
d'aéronef qui soit plus sûr et offre un meilleur contrôle.
d'aéronef qui soit plus sûr et offre un meilleur contrôle.
Il est également nécessaire de réduire davantage la traînée
et d'améliorer le rendement du vol. Par conséquent, la
présente invention vise à fournir un système de gouverne
d'aéronef permettant, grâce à un seul mécanisme, de contrôler le tangage, le roulis et le lacet ; un autre objectif de l'invention est de réduire le risque de décrochage d'aile; un autre objectif de l'invention est une meilleure efficience énergétique et pouvant continuer à contrôler un aéronef lorsque le moteur est en panne ou déséquilibré.
et d'améliorer le rendement du vol. Par conséquent, la
présente invention vise à fournir un système de gouverne
d'aéronef permettant, grâce à un seul mécanisme, de contrôler le tangage, le roulis et le lacet ; un autre objectif de l'invention est de réduire le risque de décrochage d'aile; un autre objectif de l'invention est une meilleure efficience énergétique et pouvant continuer à contrôler un aéronef lorsque le moteur est en panne ou déséquilibré.
Par conséquent, la présente invention propose un système de gouverne d'aéronef comprenant
- un dispositif stabilisateur longitudinal et
- une paire d'ailerons-gouvernes de profondeur,
pouvant être actionnés individuellement et passer
d'un angle d'attaque neutre à un angle positif ou
négatif, et comprenant un bras de commande associé
à chaque aileron-gouverne, pour faire pivoter
simultanément les ailerons-gouvernes autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
- un dispositif stabilisateur longitudinal et
- une paire d'ailerons-gouvernes de profondeur,
pouvant être actionnés individuellement et passer
d'un angle d'attaque neutre à un angle positif ou
négatif, et comprenant un bras de commande associé
à chaque aileron-gouverne, pour faire pivoter
simultanément les ailerons-gouvernes autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
La présente invention comprend de préférence un stabilisateur longitudinal comprenant un volet de fuselage fixé par une charnière au bord d'attaque d'un extrados de l'aéronef, à proximité des ailerons-gouvernes arrière, et un bras de commande adapté pour soulever un bord de fuite du volet de fuselage à partir d'une première position de niveau avec la surface de l'aéronef jusqu'à une deuxième position à un angle aigu au-dessus de cette surface.
La présente invention fournit de préférence un système de commande d'aéronef comprenant
- un empennage horizontal, comportant
- une paire de surfaces portantes d'ailerons
gouvernes de profondeur ayant deux degrés de
mouvement;
- un essieu sur chaque aileron-gouverne de
profondeur pour le faire pivoter de manière
indépendante autour d'un axe latéral légèrement en
avant de son centre de pression;
- une paire de bras de commande sur lesquels
sont montés les essieux pour faire pivoter de
manière synchronisée les ailerons-gouvernes
autour d'un axe longitudinal de l'aéronef;
- et un stabilisateur longitudinal, comportant
- un volet de fuselage ayant un bord d'attaque
monté à charnière sur un extrados de
l'aéronef, à proximité de l'empennage
horizontal, et un bord de fuite;
- et un bras de commande extensible pour
déplacer le volet de fuselage à partir d'une
première position repliée de niveau avec la
surface extérieure de l'aéronef jusqu'à une
deuxième position utilisable permettant de
soulever le bord de fuite du volet de fuselage
d' un angle aigu au-dessus de la surface de
l'aéronef, avec une rotation des
ailerons-gouvernes de profondeur autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
- un empennage horizontal, comportant
- une paire de surfaces portantes d'ailerons
gouvernes de profondeur ayant deux degrés de
mouvement;
- un essieu sur chaque aileron-gouverne de
profondeur pour le faire pivoter de manière
indépendante autour d'un axe latéral légèrement en
avant de son centre de pression;
- une paire de bras de commande sur lesquels
sont montés les essieux pour faire pivoter de
manière synchronisée les ailerons-gouvernes
autour d'un axe longitudinal de l'aéronef;
- et un stabilisateur longitudinal, comportant
- un volet de fuselage ayant un bord d'attaque
monté à charnière sur un extrados de
l'aéronef, à proximité de l'empennage
horizontal, et un bord de fuite;
- et un bras de commande extensible pour
déplacer le volet de fuselage à partir d'une
première position repliée de niveau avec la
surface extérieure de l'aéronef jusqu'à une
deuxième position utilisable permettant de
soulever le bord de fuite du volet de fuselage
d' un angle aigu au-dessus de la surface de
l'aéronef, avec une rotation des
ailerons-gouvernes de profondeur autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
Ayant décrit l'invention en général, nous passerons aux dessins d'accompagnement illustrant des modes de réalisation préférentiels.Les mêmes chiffres sont utilisés partout pour désigner des éléments semblables.
La figure 1 est une vue latérale du système de commande à aileron-gouverne de profondeur, et du volet stabilisateur.
La figure 2 est une vue en plan de l'ensemble d'éléments illustré à la figure 1.
La figure 3 est une vue latérale des ailerons-gouvernes de profondeur arrière en position élevée.
La figure 4 est une vue latérale des ailerons-gouvernes de profondeur arrière en position abaissée.
La figure 5a est une vue latérale des ailerons-gouvernes de profondeur arrière, en position complètement à gauche.
La figure 5b est une vue latérale du côté opposé, de la configuration des ailerons-gouvernes de profondeur illustrée à la figure 5a.
La figure 6a est une vue latérale des ailerons-gouvernes de profondeur arrière, en position complètement à droite.
La figure 6b est une vue latérale du côté opposé de la configuration illustrée à la figure 6a.
La figure 7 est une vue arrière du système de commande à ailerons-gouvernes de profondeur arrière et du volet stabilisateur, lorsque la gouverne de direction est complètement à gauche.
Pour plus de clarté, toutes les figures illustrent seulement une partie du fuselage et de la section arrière d'un aéronef.
Les ailes et d'autres détails conventionnels de l'aéronef ont été omis. La terminologie décrivant les réglages de commande conventionnels, comme la gouverne de profondeur en position abaissée, l'aileron droit ou la gouverne de direction gauche, a été utilisée pour décrire les réglages équivalents de la présente invention, afin qu'ils soient compréhensibles pour un pilote d'aéronef conventionnel.
Tel qu'indiqué aux figures 1 et 2, le système de gouverne de l'invention, dans cet ensemble portant partout le numéro 10, est consolidé dans l'arrière de l'aéronef. Sur l'extrados du fuselage 12 se trouve un volet 20 et, à l'arrière, est placée une paire d'ailerons-gouvernes de profondeur 30.
Le volet de fuselage 20 est généralement rectangulaire et présente un profil extérieur incurvé de niveau avec le revêtement du fuselage 12 en position repliée. Une charnière 22 à pivot relie le bord d'attaque 23 du volet 20 au fuselage 12. Le bord de fuite 25 du volet de fuselage 20 peut être soulevé par un bras de commande hydraulique 24 jusqu'à ce que le volet 20 atteigne l'angle nécessaire à partir de la surface supérieure du fuselage 12.
Les ailerons-gouvernes de profondeur arrière 30 sont des surfaces portantes comprenant la surface entière de l'empennage horizontal. Leur surface effective est d'environ sept ou huit fois celle des ailerons conventionnels, ce qui contribue à améliorer la gouverne. En outre, leur position à l'arrière de l'aéronef permet un meilleur contrôle quand le décrochage des ailes rend inefficaces les ailerons conventionnels. Chaque aileron-gouverne de profondeur est monté sur un essieu transversal 32 pour pivoter individuellement autour d'un axe latéral de l'aileron-gouverne de profondeur 30. La rotation de ce dernier 30 sur son essieu transversal 32 change l'angle d'attaque qui passe de neutre à un anqle positif ou néqatif. On peut placer les essieux 32 sensiblement au droit du centre de pression des surfaces portantes des aileronsgouvernes de profondeur, mais de préférence léqèrement en avant de ce
centre de pression afin qu'ils soient équilibres à un angle d'attaque neutre. En outre, chaque essieu 32 est situé dans une fente 34 pour assurer un mouvement pivotant limité sur un bras de commande 40 autour de l'axe longitudinal, portant la mention A-A sur les figures 1 et 2. Les bords d'attaque 36 ou de fuite 38 de chaque aileron-gouverne de profondeur 30 peuvent être soulevés et abaissés individuellement pour le contrôle du roulis, et simultanément pour le contrôle du tangage. Un système de commande approprié, de préférence hydraulique, actionne le bras de commande 40, y compris l'essieu 32 pour un mouvement de rotation et pivotant. Chaque bras de commande 40 a une envergure de pivot de 350 à 550 et préférentiellement de 450 au-dessus et en dessous d'un plan horizontal.
centre de pression afin qu'ils soient équilibres à un angle d'attaque neutre. En outre, chaque essieu 32 est situé dans une fente 34 pour assurer un mouvement pivotant limité sur un bras de commande 40 autour de l'axe longitudinal, portant la mention A-A sur les figures 1 et 2. Les bords d'attaque 36 ou de fuite 38 de chaque aileron-gouverne de profondeur 30 peuvent être soulevés et abaissés individuellement pour le contrôle du roulis, et simultanément pour le contrôle du tangage. Un système de commande approprié, de préférence hydraulique, actionne le bras de commande 40, y compris l'essieu 32 pour un mouvement de rotation et pivotant. Chaque bras de commande 40 a une envergure de pivot de 350 à 550 et préférentiellement de 450 au-dessus et en dessous d'un plan horizontal.
Quand on l'utilise, le système de commande de la présente invention assure un contrôle mixte du mouvement de l'aéronef par rapport à trois axes. Pour la commande longitudinale, illustrée aux figures 3 et 4, on modifie le tangage en soulevant ou abaissant les bords d'attaque 36 des deux ailerons-gouvernes de profondeur arrière 30 simultanément. La figure 3 illustre la position où l'aileron-gouverne de profondeur 30 est entièrement soulevé, avec les bords d'attaque 36 entièrement abaissés pour soulever l'avant de l'aéronef. La figure 4 illustre la position où l'aileron-gouverne de profondeur est entièrement abaissé, avec les bords d'attaque 36 entièrement soulevés pour abaisser l'avant de l'aéronef. Si les ailerons-gouvernes de profondeur 30 n'étaient pas au niveau des ailes à cause d'une correction simultanée du roulis, la déflexion entre le gauche et le droit 30 sera conservée pendant l'usage de la gouverne, ajoutant l'angle de tangage aux deux ailerons-gouvernes de profondeur 30 arrière.
La commande latérale (ou le contrôle du roulis) est assurée par un usage indépendant des ailerons-gouvernes de profondeur 30 arrière gauche et droit, tel qu'indiqué aux figures 5a, 5b, 6a et 6b. Le bras de commande 40 permet une commande de rotation indépendante de l'essieu 32 pour les aileronsgouvernes de profondeur 30 arrière gauche et droit. De façon.
conventionnelle, la commande latérale corrigeant le roulis est obtenue par la déflexion du bord d'attaque 36 d'un aileron-gouverne de profondeur 30 vers le bas et en soulevant le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 opposé. Comme l'indiquent les figures 5a et b, un aileron complètement à gauche aurait pour effet d'abaisser le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 gauche (fig. 5a) et de soulever le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 droit (fig. 5b), faisant se soulever l'aile gauche. Comme l'indiquent les figures 6a et b, pour l'aileron complètement à droite, c'est le contraire : on abaisse le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 droit (fig. 6b) et l'on soulève le bord d'attaque 36 de l'aileron gouverne de profondeur 30 a Sauche (fig. 6a), faisant se soulever l'aile droite. Lorsque les ailes sont au même niveau, l'angle d'attaque des deux ailerons-gouvernes de profondeur 30 est le même.
On amorce le mouvement tournant en abaissant une aile dans la direction désirée, en faisant tourner l'aéronef selon un angle d'inclinaison latérale avec les ailerons-gouvernes de profondeur 30, soulevant ainsi le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 correspondant à l'aile basse, et abaissant le bord d'attaque 36 de l'aileron-gouverne de profondeur 30 opposé. Le taux de rotation souhaité déterminera l'angle d'inclinaison latérale. L'usage des ailerons-gouvernes de profondeur 30 entraînera une certaine perte de portance, faisant baisser l'avant de l'aéronef. Pour compenser, on applique la gouverne de profondeur en abaissant les deux bords d'attaque 36 des ailerons-gouvernes de profondeur 30 ensemble jusqu'à ce que le vol de l'aéronef soit en palier sur l'axe longitudinal A-A. Une fois le virage complété, on ramène les ailes au même niveau en replaçant les ailerons-gouvernes de profondeur 30 à leur réglage neutre.
Pour accentuer le moment tournant, surtout au décollage ou à l'atterrissage par vent de travers, pour effectuer des virages à vitesse lente, et en cas de panne de moteur, pour maintenir le fuselage parallèle à la direction de trajet, il faut appliquer la gouverne de direction . Une configuration de gouverne de direction applicable à tout le système de commande de la présente invention, illustrée à la figure 7, exige que les bras de commande 40 impriment une rotation aux aileronsgouvernes de profondeur 30 autour de l'axe longitudinal A-A de l'aéronef, à l'angle requis, jusqu'à un maximum de quelque 450 au-dessus et en dessous de l'horizontale. Les deux aileronsgouvernes de profondeur 30 effectueront une rotation dans la même direction, selon la direction du virage ou de la correction. Une rotation plus prononcée des aileronsgouvernes de profondeur 30 autour de leurs essieux individuels 32 exercera un fort moment de virage sur l'aéronef, les bords d'attaque 36 des deux ailerons-gouvernes de profondeur 30 effectuant une rotation ascendante , ou vers l'extérieur du virage. Cette configuration, comme le virage simple, imprimera un moment de tangage à l'avant de l'aéronef. Pour compenser, on soulève le volet de fuselage 20 au-dessus du fuselage 12. Le bord d'attaque 25 du volet de fuselage 20 est soulevé par un bras de commande hydraulique 24 pour maintenir l'angle désiré sur l'axe latéral de l'aéronef. L'angle du volet de fuselage 30 est ajustable selon la force du moment exercée sur l'avant de l'aéronef. La configuration de la gouverne de direction peut être fixée ou augmentée graduellement au besoin, pour maintenir le contrôle de l'aéronef.
La figure 7 illustre la configuration avec gouverne de direction complètement à gauche . L'aileron-gouverne de profondeur 30 gauche est entièrement décalé à 45" au-dessus de l'horizontale, et le droit 30 est entièrement décalé à 450 en dessous de l'horizontale. Le bord d'attaque 36 de chaque aileron-gouverne de profondeur 30 est entièrement soulevé (vers la droite). Le volet de fuselage 20 l'est aussi. Dans cette configuration, on exerce un fort moment de virage sur l'aéronef pour effectuer une rotation autour de l'axe vertical de l'aéronef vers la gauche. La portance exercée sur les ailerons-gouvernes de profondeur 30 attirera l'arrière de l'aéronef vers l'extérieur du virage, évitant les glissades inutiles. L'effet est suffisant pour compenser les pannes de moteur du côté droit de l'aéronef. Lorsque la gouverne de direction est engagée, on maintient le contrôle des trois axes en ajustant les ailerons-gouvernes de profondeur 30.
Lorsque l'aéronef revient au vol en palier, le volet stabilisateur 20 est à nouveau au niveau de la surface du fuselage 12, et les ailerons-gouvernes de profondeur 30 reviennent à leur position neutre.
Le volet de fuselage 20 peut aussi être utilisé avantageusement, simultanément avec la fonction gouverne de profondeur , pour ajouter un effet de levier supplémentaire en soulevant l'avant de l'aéronef. Le bras de commande 24 est programmé pour réagir en synchronisme lorsque le pilote repousse le manche à balai pour élever l'angle d'attaque.
Dans les manoeuvres d'aéronefs, ces mouvements ne sont jamais isolés. Le roulis causera un certain lacet et vice versa. Le tangage peut être ajusté simultanément avec un mouvement de virage. Par conséquent, les gouvernes sont programmées pour un fonctionnement coordonné. De façon avantageuse, le-pilote peutaussi actionner sélectivement les ailerons-gouvernes de profondeur 30 et le volet de fuselage 20.
Étant donné que les caractéristiques de commande varient considérablement selon l'aéronef, la conception actuelle du système de commande fera de même. Les ailerons peuvent rester sur l'aile en raison d'une modernisation ou sous forme de mécanisme de commande supplémentaire. Les ailerons-gouvernes de profondeur 30 arrière peuvent avantageusement employer des volets compensateurs pour maintenir leurs réglages aux niveaux qui se sont révélés efficaces dans les modèles conventionnels.
Les avantages du système de commande exposé dans la présente invention sont d'importantes économies de poids et l'élimination de la traînée de la dérive. En outre, on économise du poids et simplifie la construction en éliminant les ailerons d'ailes et en consolidant les commandes hydrauliques des gouvernes de profondeur et des ailerons. De plus, la disparition des ailerons sur les ailes améliore la sécurité et la commande latérale, facilitant beaucoup l'aménagement des volets Fowler pour obtenir la force requise.
Bien que les ensembles d'éléments de l'invention aient été décrits ci-dessus, ils ne se limitent pas à ces descriptions et les professionnels constateront de toute évidence que de nombreuses modifications et variations font partie de la présente invention, dans la mesure où elles ne s'écartent pas de l'esprit de l'invention revendiquée et décrite.
Claims (14)
1. Un système de commande d'aéronef comprenant
- un dispositif stabilisateur longitudinal (20) et
- une paire d'ailerons-gouvernes de profondeur (30),
pouvant être actionnés individuellement et passer
d'un angle d'attaque neutre à un angle positif ou
négatif, et comprenant un bras de commande (40) associé
à chaque aileron-gouverne (30), pour faire pivoter
simultanément les ailerons-gouvernes autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
2. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
1, où le stabilisateur longitudinal comporte un volet de
fuselage (20) fixé par une charnière (22) au bord d'attaque d'un
extrados de l'aéronef, à proximité des ailerons-gouvernes
arrière (30), et un bras de commande (24) adapté pour soulever un
bord de fuite du volet de fuselage (20) à partir d'une
première position de niveau avec la surface de l'aéronef
jusqu'à une deuxième position à un angle aigu au-dessus
de cette surface.
3. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
2, où les ailerons-gouvernes de profondeurarrière (30) sont
des surfaces portantes comprenant la surface entière de
l'empennage horizontal de l'aéronef.
4. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
3, où chaque aileron-gouverne de profondeur (30) est monté en
pivot sur un essieu (32), sur le bras de-commande (40), pour
pivoter autour de son axe latéral.
5. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
4, où chaque aileron-gouverne de profondeur (30) est monté en
pivot--sensiblement au droit de son centre de pression.
6. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
4, où chaque aileron-gouverne de profondeur (30) est monté en
pivot légèrement en avant de son centre de pression.
7. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
6, où les bras de commande (40) sont adaptés pour obtenir un
pivotement, autour d'un axe longitudinal de l'aéronef,
d'un angle de 35 à 55 au-dessus et en dessous d'un
plan horizontal.
8. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
7, où les bras de commande (40) sont adaptés pour obtenir un
pivotement, autour d'un axe longitudinal de l'aéronef,
d' un angle de 45O au-dessus et en dessous d'un plan
horizontal.
9. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
7, où les bras de commande (40) sortent par une fente (34) de la
surface extérieure de l'aéronef.
10. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
2, où le stabilisateur longitudinal (20) peut être actionné
sélectivement.
11. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
2, où le stabilisateur longitudinal (20) peut être actionné-en
synchronisation avec une rotation des bras de commande
(40) autour de l'axe longitudinal de l'aéronef.
12. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
11, où le stabilisateur longitudinal (20) peut être actionné
en synchronisation avec un mouvement pivotant simultané
des deux ailerons-gouvernes de profondeur (30) autour
de leurs axes latéraux.
13. Un système de commande d'aéronef selon la revendication
10, où au moins un des ailerons-gouvernes de profondeur
(30) comprend un volet compensateur.
14. Un système de commande d'aéronef comprenant
- un empennage horizontal, comportant
- une paire de surfaces portantes d'ailerons
gouvernes de profondeur (30) ayant deux degrés de
mouvement;
- un essieu (32) sur chaque aileron-gouverne de
profondeur (30) pour le faire pivoter
individuellement autour d'un axe latéral
légèrement en avant du centre de pression de
chaque aileron-gouverne de profondeur (30) ;
- une paire de bras de contrôle (40) sur lesquels les
essieux (32) sont montés, pour faire pivoter en
synchronisation les ailerons-gouvernes (30) au-
tour d'un axe longitudinal de l'aéronef;
- et un stabilisateur longitudinal, comportant
- un volet de fuselage (20) ayant un bord d'attaque
fixé par une charnière (22) à un extrados de
l'aéronef, à proximité de l'empennage
horizontal, et un bord de fuite;
- et un bras de commande extensible (24) pour
déplacer le volet de fuselage (20) à partir d'une
première position repliée de niveau avec la
surface extérieure de l'aéronef jusqu'à une
deuxième position utilisable permettant de
soulever le bord de fuite du volet de fuselage
(20) à un angle aigu au-dessus de la surface de
l'aéronef, avec une rotation des
ailerons-gouvernes de profondeur (30) autour de
l'axe longitudinal de l'aéronef.
Applications Claiming Priority (1)
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| US08/611,514 US5707029A (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Aileron/elevators and body flap for roll, pitch, and yaw control |
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