FR2841212A1 - Aeronef a decollage et atterrissage verticaux, et dispositif de conversion d'aeronef - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un aéronef à décollage et atterrissage verticaux.Elle se rapporte à un aéronef qui comprend un dispositif moteur ayant un dispositif (14) de sortie de propulsion principale dirigé vers l'arrière pour exercer une poussée vers l'avant. Il comprend en outre un dispositif (18) à conduit ayant une entrée destinée à recevoir une certaine proportion au moins de l'effluent de la sortie principale de propulsion et s'étendant en avant vers une sortie auxiliaire (24) placée près du centre de gravité (26) de l'aéronef ou en avant de ce centre et destinée à évacuer l'effluent avec une composante verticale au moins. La sortie auxiliaire est une tuyère orientable.Application aux aéronefs de combat.

Description

o de vol electriques.

La presente invention concerne un aeronef a decollage

et atterrissage verticaux ou courts (V/STOL).

Il existe de nombreuses realisations d'aeronef a decollage et atterrissage verticaux, tel que l'aeronef "Harrier" dans lequel la poussee creee par les moteurs de

l'aeronef est evacuee par des tuyeres qui peuvent etre diri-

gees vers le teas pour donner une composante de portance verticale. Le marche des aeronefs de combat a decollage et atterrissage verticaux est relativement reduit et le cout eleve associe a la conception, les essais et la production

d'un nouvel aeronef indiquent qu'en pratique certains deve-

loppements doivent reposer sur les realisations existantes.

Plusieurs tentatives ont porte sur la realisation d'une variante a atterrissage vertical d'un aeronef de combat a atterrissage classique, tel que l'avion de combat europeen "EFA", mais le resultat a habitumllement ete que les modifications internee destinees a donner la portance

verticale ont necessite une modification dans tout l'aero-

nef, si bien qu'il ne reste qu'une petite partie de l'origi

nal et une nouvelle conception essentielle est necessaire.

I1 est done necessaire de disposer d'un aeronef ayant une configuration permettant un atterrissage et un decollage verticaux et qui necessite moins de modification de la structure interne tout en permettant de donner a un aeronef de combat a atterrissage classique la configuration lui permettant un atterrissage et un decollage verticaux, soit pendant la fabrication, soit lors d'une modification, soit

dans d'autres conditions.

Dans un premier aspect, l' invention concerne un aeronef qui comprend des moteurs ayant un dispositif de sortie de propulsion principale dirige vers l'arriere et destine a exercer une poussee vers l' avant, et comprenant en outre un

dispositif a conduit possedant une entree destinee a rece-

voir une certaine proportion au moins de l' effluent du dispositif de sortie de propulsion principale et s'etendant vers l' avant, vers une sortie auxiliaire qui est adjacente au centre de gravite de l'aeronef ou en avant de celui-ci, la sortie auxiliaire etant destinee a evacuer l' effluent

avec au moins une composante verticale.

Grace a cette disposition, une certaine proportion de l' effluent des moteurs principaux est collectee a partir de la sortie de propulsion principale et est transportee vers ['avant pour etre evacuee avec une composante vers le teas,

en general creant une portance.

De preference, la tuyere auxiliaire peut etre orientee

afin que la poussee creee par la sortie soit dirigee.

Le dispositif a conduit est place de preference a l'exterieur de facon generale du fuselage principal de l'aeronef. Une partie au moins du dispositif a conduit est de preference mobile vers une configuration rangee a faible trainee pour le vol normal. Ainsi, les parties d'extremite du conduit, qui renvoient lt effluent suivant une direction faisant un angle important, peuvent etre rangees avec une configuration de faible epaisseur. Dans une disposition, le reste du conduit peut rester avec une extremite ouverte pour donner une faible trainee. Dans une autre configuration, ['ensemble du conduit peut etre pliant afin qu'il puisse s'affaisser ou se plier en accordeon vers une position de

faible epaisseur pres du fuselage de l'aeronef.

Lorsque les moteurs de l'aeronef comprennent au moins deux sorties de propulsion dirigees vers l'arriere, le dis positif a conduit a de preference une entree ayant des regions respectives d'ouverture d' entree tournees vers les

sorties associees de propulsion ou cooperant avec celles-ci.

La sortie auxiliaire de propulsion peut avoir de nom-

breuses formes. Dans une disposition, la sortie auxiliaire peut etre adjacente au centre de gravite de l'aeronef et peut evacuer la totalite pratiquement de l' effluent re,cu des

moteurs de l'aeronef. Dans une variante, la sortie auxi-

liaire de propulsion peut etre disposee en avant du centre de gravite de l'aeronef et le conduit peut comprendre un autre dispositif auxiliaire de sortie place en arriere du

centre de gravite. Les dimensions et ['emplacement des sor-

ties vent de preference choisis de maniere que tout moment resultant de tangage applique soit relativement faible ou nul. Dans un autre perfectionnement de cette disposition, la sortie auxiliaire supplementaire peut etre placee en avant, au-dela du nez de l'aeronef. Dans ce cas, la sortie auxiliaire supplementaire peut etre placee a l'extremite d'une partie mobile telescopique par rapport au reste du

dispositif a conduit.

L'aeronef comprend aussi de preference un dispositif de commande a reaction destine a assurer l'ajustement et la commande pendant le vol vertical et comprenant avanta geusement des tuyeres de commande a reaction dont certaines au moins recoivent et evacuent une partie de l' effluent du

dispositif a conduit.

L' invention telle que decrite precedemment s'applique a tous les dispositifs indiques precedemment et dans la

description qui suit.

D'autres caracteristiques et avantages de l' invention

ressortiront mieux de la description qui va suivre

d'exemples de realisation, faite en reference aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une vue schematique en elevation late rale d'un aeronef de combat a atterrissage classique ayant un systeme de portance verticale selon l' invention, le conduit de portance verticale etant deploye; la figure 2 est une vue schematique en elevation late rale de l'aeronef de la figure 1 en mode de vol normal mais dans lequel le conduit de portance verticale est range; la figure 3 est une vue schematique en elevation late rale de l'aeronef de la figure 1 dans une transition entre le vol normal vers l' avant et le vol vertical; la figure 4 est une vue schematique en elevation late rale de l'aeronef de la figure 1 lors de la transition entre le vol vertical et le vol a portance assuree par la voilure; la figure 5 est une vue schematique en elevation late rale d'un second mode de realisation d'aeronef ayant un systeme de portance verticale selon l' invention comprenant un conduit de portance ayant deux sorties auxiliaires; et la figure 6 est une w e schematique d'un troisieme mode

de realisation d'aeronef ayant un systeme de portance verti-

cale selon l' invention dans lequel le conduit comprend une sortie auxiliaire avant montee telescopiquement et une sortie arriere. On se refere d'abord a la figure 1 qui represente un aeronef de combat 10 a atterrissage classique ayant un

moteur 12 qui possede deux sorties principales 14 de propul-

sion (une seule etant representee). L'aeronef est muni d'un systeme 16 de portance verticale qui, dans ce cas, comporte un conduit 18 ayant un premier trongon d'extremite 20 qui assure une rotation de 180 environ afin que son entree

amont soit adjacente aux sorties principales 14 de propul-

sion. L'extremite aval de sortie du conduit 18 comprend un 1S troncon 22 qui forme un coude a 90 environ afin qu'il aboutisse a une tuyere auxiliaire orientable 24 qui evacue le courant vers le teas de fa$on generale dans l'alignement du centre de gravite 26 de l'aeronef. Comme l'indique la figure 2, le troncon amont 20 de retournement du conduit 18 peut etre range pendant le vol normal vers ['avant de maniere que les sorties principales de propulsion 14 ne soient pas obstruees par ce dispositif. De meme, le conduit 18 peut etre range avec une section plate contre le

revetement du fuselage pour reduire ou supprimer la tranee.

Dans la configuration de la figure 2, l'aeronef 10 peut voler et etre manoeuvre de maniere classique en etant pro pulse par la poussee creee par les sorties principales 14 de propulsion et en etant commande par les gouvernes mobiles

classiques de l'aeronef.

Lors de la preparation a l'atterrissage, le conduit 18 est deplace vers la position deployee indiquee sur la figure 3, la tuyere auxiliaire 24 etant dirigee vers le teas et vers l' avant afin qu'elle donne une poussee de retardement et une portance ascendante. Lorsque l'aeronef a ralenti a la vitesse necessaire, la tuyere auxiliaire 24 peut etre dirigee verticalement vers le teas afin qu'elle n' assure qu'une portance pour l'atterrissage vertical. Dans cette condition, l'aeronef peut etre regle et commande a l' aide d'un systeme a reaction associe au conduit qui possede les tuyeres 28, 30 de commande a reaction pour assurer le reglage de deplacement autour des axes de tangage et de lacet de l'aeronef, avec les tuyeres 32 de commande a reaction de bout d'aile assurant le reglage en roulis. A l'etat de vol vertical, l'aeronef peut descendre doucement jusqu'au sol par reglage progressif des moteurs principaux

afin que la poussee soit reduite.

L'aeronef peut decoller verticalement avec la tuyere auxiliaire 24 dirigee verticalement vers le teas, puis peut

passer a un vol vers l' avant a portance assuree par la voi-

lure par direction de la tuyere auxiliaire 24 vers l'arriere afin qu'elle donne une poussee vers l' avant. Comme l'indique la figure 4, dans ces conditions, la poussee vers l' avant peut aussi etre accrue parce qu'une composante du courant forme dans le conduit est dirigee vers l'arriere par le

trongon 20.

On se refere maintenant aux figures 5 et 6 dont les dispositions vent analogues de fa,con generale a celles des

modes de realisation precedents dans la mesure ou il existe

un conduit qui recoit l' effluent de propulsion des moteurs principaux 12 pour assurer une portance verticale. Dans la disposition de la figure 5, 60 % environ de l' effluent du conduit 18 vent evacuee par une tuyere orientable avant 34 qui se trouve en avant du centre de gravite 26 de l'aeronef alors que les 40 restarts vent evacuee par une tuyere

proche du tron,con de retournement arriere 20. Dans la dispo-

sition de la figure 6, l' effluent present dans le conduit est divise entre une tuyere auxiliaire avant 38 montee dans une partie telescopique 40 du conduit 18 et la tuyere

arriere 36 qui est adjacente au troncon 20 de retournement.

Dans cette disposition, les debits vent tels que la tuyere auxiliaire avant 38 exerce 40 environ de la poussee et la

tuyere arriere 36 environ 60 %.

Les dispositions des figures 5 et 6 presentent l'avan tage de necessiter le retournement de 180 d'une plus petite partie de l' effluent si bien que les pertes au retournement

vent reduites.

Les dispositions representees peuvent etre modifiees afin qu'elles comprennent des entrees permettant a de l'air secondaire aspire de refroidir les gaz d'echappement et de participer au debit massique pour donner un effet de trompe d' aspiration. I1 est bien entendu que 1' invention n'a ete decrite et representee qu' a titre d' exemple preferential et qu' on pourra apporter toute equivalence technique dans ses

elements constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Aeronef comprenant un dispositif moteur et possedant un dispositif (14) de sortie de propulsion principale dirige vers l'arriere pour exercer une poussee vers l' avant, caracterise en ce qu'il comprend en outre un dispositif (18) a conduit ayant une entree destinee a recevoir une certaine proportion au moins de lt effluent de la sortie principale de propulsion et s'etendant en avant vers une sortie auxiliaire placee pres du centre de gravite (26) de l'aeronef ou en avant de ce centre, la sortie auxiliaire etant destinee a

evacuer l' effluent avec une composante verticale au moins.

2. Aeronef selon la revendication 1, caracterise en ce

que la sortie auxiliaire est une tuyere orientable.

3. Aeronef selon l'une des revendications 1 et 2,

caracterise en ce que le dispositif (18) a conduit est

dispose a l'exterieur du fuselage principal de l'aeronef.

4. Aeronef selon l'une quelconque des revendications

precedentes, caracterise en ce qu'il comprend au moins une partie du dispositif (18) a conduit qui est mobile vers une

position rangee donnant une configuration de trainee relati-

vement faible.

5. Aeronef selon l'une quelconque des revendications

precedentes, caracterise en ce que l 'ensemble moteur (12) comporte au moins deux sorties (14) de propulsion dirigees vers l'arriere, et le conduit (18) a une entree comprenant des regions respectives d'ouverture d' entree destinees a

etre associees aux sorties de propulsion.

6. Aeronef selon l'une quelconque des revendications

precedentes, caracterise en ce que la sortie auxiliaire (34) est placee en avant du centre de gravite, le dispositif (18) a conduit comprenant un dispositif (36) de sortie auxiliaire

supplementaire en arriere du centre de gravite de l'aeronef.

7. Aeronef selon la revendication 6, caracterise en ce que la sortie auxiliaire avant (34) de propulsion est placee

en avant au-dela du nez de l'aeronef.

8. Aeronef selon la revendication 7, caracterise en ce que la sortie auxiliaire avant (34) de propulsion est disposee dans une region (40) du dispositif a conduit qui

peut s'allonger telescopiquement.

9. Aeronef selon l'une quelconque des revendications

precedentes, caracterise en ce qu'il comprend plusieurs tuyeres de commande a reaction destinees a recevoir

l' effluent du conduit et a creer des poussees de commande.

10. Appareil destine a etre monte sur un aeronef a

decollage et atterrissage classiques afin qu'il puisse fonc-

tionner avec un decollage et un atterrissage verticaux, caracterise en ce qu'il comprend un dispositif (18) a conduit ayant une entree destinee a etre montee pres de la sortie principale (14) de propulsion d'un aeronef ou a cooperer avec cette sortie et stetendant vers l' avant, pendant l'utilisation, vers une sortie auxiliaire (24) qui est adjacente au centre de gravite de l'aeronef ou en avant de ce centre de gravite, la sortie auxiliaire (24) etant destinee a evacuer pendant l'utilisation un effluent ayant