FR2884221A1

FR2884221A1 - Aile avec des volets aerodynamiques escamotables, en particulier des volets de sustentation

Info

Publication number: FR2884221A1
Application number: FR0603038A
Authority: FR
Inventors: Sanchez Juan Perez
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2006-10-13
Anticipated expiration: 2026-04-06
Also published as: GB2425100A; GB0607207D0; DE102005016639A1; US7510151B2; FR2884221B1; GB2425100B; DE102005016639B4; US20060226297A1

Abstract

Une aile , avec des volets (3) aérodynamiques escamotables, en particulier des volets de sustentation, comprenant au moins un dispositif d'entraînement(10), au moins un dispositif d'actionnement (4) pour les volets (3) sollicité par le dispositif d'entraînement (10), le dispositif d'actionnement (4) présentant un système de transmission (12), qui est couplé d'un côté avec le dispositif d'entraînement (10) et de l'autre côté avec le volet (3) de telle sorte que le volet (3), lors de l'actionnement du dispositif d'entraînement (10), exécute un mouvement combiné de translation et de rotation, le système de transmission (12) présentant un mécanisme à manivelle et s'appuyant sur l'aile (1), se caractérise en ce que le système de transmission (12) est entouré au moins en partie d'un corps de carénage (6 ; 6' ; 6") monté pivotant sur l'aile (1) et que le corps de carénage (6 ; 6' ; 6") est couplé au système de transmission (12) de telle sorte qu'un actionnement du dispositif d'entraînement (10) provoque un mouvement de pivotement d'au moins une partie du corps de carénage (6 ; 6' ; 6' ' ) .

Description

Aile avec des volets aérodynamiques escamotables, en

particulier des volets de sustentation.

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne une aile avec des volets aérodynamiques escamotables, en particulier des volets de sustentation, comprenant au moins un dispositif d'entraînement, - au moins un dispositif d'actionnement pour les volets sollicité par le dispositif d'entraînement, le dispositif d'actionnement présentant un système de transmission, qui est couplé d'un côté avec le dispositif d'entraînement et de l'autre côté avec le volet de telle sorte que le volet, lors de l'actionnement du dispositif d'entraînement, exécute un mouvement combiné de translation et de rotation, le système de transmission présentant un mécanisme à manivelle et s'appuyant sur l'aile.

ETAT DE L'ART Sur des ailes connues conventionnelles, les volets de sustentation présentent au moins un chariot à galets muni de galets, qui sont guidés de manière coulissante dans un rail a en C prévu sur la structure de l'aile. Ce guide de coulisse prédéfinit la course de déplacement des volets de sustentation. Etant donné que la totalité des forces aérodynamiques exercées sur un volet de sustentation doit être supportée par l'intermédiaire des galets sur le rail, il est indispensable que ce dernier soit d'une conception extrêmement stable, ce pourquoi il présente un poids élevé. La raison en est que des charges très importantes sollicitent en flexion une bride de rail de façon concentrée, par l'intermédiaire des galets, si bien que cette dernière doit présenter une forte épaisseur de matériau pour résister au contraintes.

Le dispositif d'actionnement pour les volets qui présente le chariot à galets, est revêtu d'un dit carénage ou corps de carénage, qui pivote vers le bas pendant la sortie des volets. Le corps de carénage est ouvert latéralement dans la zone du chariot à galets, pour permettre une coopération des galets avec le rail solidaire de l'aile. Cela implique que les parois du corps de carénage doivent être renforcées par des éléments de structure spéciaux dans la zone du chariot à galets, le poids étant accru en plus de ce fait.

Une aile de ce type est déjà connue par DE 101 33 920 Al. Sur cette aile connue, les volets de sustentation sont actionnés par un mécanisme à leviers, une zone avant du volet, assemblée avec le mécanisme à leviers, étant guidée sur un rail au moyen d'un chariot à galets. Un guide de coulisse est prévu en variante du guidage précité. Sur cette aile connue, une partie des charges aérodynamiques exercées sur le volet est transmise a la structure de la voilure par l'intermédiaire du mécanisme à leviers. La prévision de carénages n'est pas révélée dans cet état de l'art. a

EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention a pour objectif de réaliser une aile de ce type de sorte qu'un gain de poids soit obtenu avec une 5 amélioration des propriétés aérodynamiques.

Cet objectif est atteint par une aile caractérisée en ce que - le système de transmission est entouré au moins en partie d'un corps de carénage monté pivotant sur l'aile et - le corps de carénage est couplé au système de transmission de telle sorte qu'un actionnement du dispositif d'entraînement provoque un mouvement de pivotement d'au moins une partie du corps de carénage.

Cette aile se caractérise en ce que le système de transmission, qui est couplé d'un côté au dispositif d'entraînement et de l'autre côté au volet, forme un dispositif d'actionnement compact et de construction mince pour les volets, qui est couplé au corps de carénage de telle sorte qu'un actionnement du dispositif d'entraînement provoque un mouvement de pivotement d'au moins un partie du corps de carénage.

Avec l'aile conforme à l'invention, il est possible de renoncer au lourd chariot à galets et aux rails lourds. Les charges aérodynamiques produites sur le volet sont absorbées par le mécanisme à manivelle et supportées sur l'aile par l'intermédiaire des articulations à charnière de ce mécanisme. Non seulement ce type de transmission des forces est à plus faible usure que le guide de coulisse connu, mais il est de surcroît réalisable avec un gain de poids par rapport à l'état de l'art. Le mécanisme à manivelle peut avoir en outre une construction essentiellement plus mince que le guide de coulisse connu avec chariot à galets et rail, de sorte que la surface frontale du corps de carénage, influant sur la al résistance aérodynamique, peut être d'un dimensionnement plus mince et ainsi plus petit que dans l'état de l'art. La résistance aérodynamique est de ce fait réduite.

Il n'est en outre plus nécessaire que le corps de carénage présente une ouverture latérale, de sorte que ce corps peut être configuré essentiellement sous forme de caisson fermé sans les éléments de structure spéciaux requis dans l'état de l'art, le poids du corps de carénage étant de ce fait réduit.

Par ce type de construction du corps de carénage en caisson, les parties structurales primaires de l'aile et le dispositif d'actionnement pour les volets sont par ailleurs mieux protégés vers l'extérieur, ce qui réduit, en particulier dans les applications militaires, le risque de pénétration de projectiles jusque dans les parties structurales primaires ou dans le dispositif d'actionnement.

Le support de la structure de l'aile, qui supporte le dispositif d'entraînement et le dispositif d'actionnement, peut par ailleurs avoir un dimensionnement plus court que le support de l'état de l'art, qui doit supporter le rail du guide de coulisse, si bien qu'un gain de poids est là encore obtenu.

Dans une forme de construction particulièrement préférentielle, le corps de carénage est divisé en plusieurs sections de corps, au moins deux sections du corps de carénage ayant alors une réalisation pivotante par rapport à l'aile. Ce partage du corps de carénage permet de le recourber dans l'état de sortie et de minimiser ainsi l'interstice formé lors de la sortie du volet entre l'aile, le volet et le corps de carénage, les propriétés aérodynamiques de l'aile étant non seulement améliorées de ce fait, mais l'émission sonore étant en outre nettement réduite lors d'un écoulement de contournement de l'aile. a

Une configuration préférentielle de ce corps de carénage divisé en sections de corps se caractérise en ce qu'une première section du corps de carénage, voisine de l'aile, est montée pivotante sur l'aile, qu'une seconde section du corps de carénage, opposée à l'aile, est montée pivotante sur la première section de corps, et que la première et la seconde sections de corps sont couplées au système de transmission.

Il est particulièrement avantageux que le mécanisme à manivelle soit configuré sous forme de quadrilatère articulé. Un mécanisme de guidage rectiligne est formé par un tel quadrilatère articulé, mécanisme qui autorise de manière simple aussi bien le mouvement de translation que le mouvement de rotation du volet et avec lequel les charges sont transmises par le volet et/ou supportées sur la structure de l'aile de façon définie par l'intermédiaire des points d'articulation.

Des exemples de construction préférés de l'invention avec des détails de configuration supplémentaires et d'autres avantages sont détaillés et explicités ci-dessous avec référence aux dessins annexés.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les dessins montrent: Figure 1: une première forme de construction d'une aile conforme à l'invention dans deux positions: dans la position de rentrée du volet (figure 1A) et dans la position de sortie du volet (figure 1B) ; Figure 2: une forme de construction en variante de l'aile conforme à l'invention dans deux positions: dans la position 0( de rentrée du volet (figure 2A) et dans la position de sortie du volet (figure 2B) ; Figure 3: une représentation en coupe du dispositif d'actionnement sans le corps de carénage dans deux positions: dans la position de rentrée du volet (figure 3A) et dans la position de sortie du volet (figure 3B) ; Figure 4: la forme de construction de la figure 1 en coupe longitudinale avec vue sur le dispositif d'actionnement dans deux positions: dans la position de rentrée du volet (figure 4A) et dans la position de sortie du volet (figure 4B) ; Figure 5: une comparaison d'une aile conforme à l'invention avec un corps de carénage en une partie (figure 5A) et un corps de carénage en deux parties (figure 5B), en position de sortie du volet.

DESCRIPTION D'EXEMPLES DE CONSTRUCTION PRÉFÉRÉS

La figure lA montre une coupe transversale d'une aile 1 qui est munie sur son bord de fuite d'un agencement de volets de sustentation 2 dans la direction d'écoulement X (à droite sur les figures). L'agencement de volets de sustentation 2 comporte au moins un volet 3, par exemple un volet de sustentation ou un volet d'atterrissage. Le volet 3 est monté sur un porte-volets 5 assemblé avec l'aile 1 au moyen d'au moins un dispositif d'actionnement 4 explicité ci-dessous.

Au moins un corps de carénage 6, par lequel le dispositif d'actionnement 4 est revêtu de façon aérodynamique, est prévu sur l'extrémité arrière de l'aile 1 au-dessous du volet 3.

Dans l'exemple représenté, le corps de carénage 6 est divisé en une première partie de corps de carénage avant 7 et en une seconde partie de corps de carénage arrière 8. Les deux o! parties de corps de carénage 7, 8 sont articulées entre elles de façon pivotante autour d'un axe A. L'axe A s'étend ici transversalement à la direction d'écoulement X. La figure 1B représente l'aile de la figure lA avec le volet 3 sorti vers l'arrière et en position de pivotement vers le bas, le volet 3 et la partie de corps de carénage arrière 8 assemblée avec ce dernier ayant pivoté autour de l'axe A dans le sens des aiguilles d'une montre. La figure 1B fait clairement apparaître que l'écartement entre la partie de corps de carénage arrière 8 et le volet 3 est minime et ne forme qu'un petit interstice 9. En particulier en raison de la configuration en deux parties du corps de carénage 6, l'interstice 9 est très mince dans le sens de la hauteur, de sorte que peu d'air peut s'écouler au travers de cet interstice 9, la formation de bruit étant de ce fait aussi bien réduite que les résistances aérodynamiques, par rapport à des agencements de volets classiques.

Alors que, dans la forme de construction de l'aile 1 conforme à l'invention représentée sur les figures lA et 1B, l'extrémité arrière de la partie de corps de carénage avant 7 a une forme convexe et l'extrémité avant de la partie de corps de carénage arrière 8 a une forme concave, la forme de construction de l'aile 1 en variante conforme à l'invention représentée sur les figures 2A et 2B présente une partie de corps de carénage avant 7' de forme concave dans la zone arrière, et une partie de corps de carénage arrière 8' de forme convexe dans la zone avant. Ce corps de carénage 6', constitué des deux parties de corps 7' et 8', présente aussi les mêmes avantages que le corps de carénage 6 représenté sur les figures lA et 1B.

Les figures 3A et 3B sont des vues agrandies correspondantes 35 aux figures lA et 1B, sans la représentation du corps de o( carénage 6. De ce fait, le dispositif d'actionnement 4 pour le volet 3, revêtu du corps de carénage 6, est visible.

Le dispositif d'actionnement 4 pour le volet 3 présente un dispositif d'entraînement 10 monté sur le bord de fuite de l'aile 1. Le dispositif d'entraînement 10 peut être formé par exemple par un moteur électrique ou hydraulique ou être un arbre entraîné par un tel moteur, qui s'étend le long d'au moins une partie du bord de fuite de l'aile 1. Il est également possible de prévoir plusieurs dispositifs d'entraînement pour un volet 3. Deux ou plusieurs dispositifs d'actionnement 4 sont généralement prévus pour l'entraînement d'un volet 3, lesquels sont chacun revêtus d'un corps de carénage 6. Mais il est également possible de prévoir exceptionnellement un unique dispositif d'actionnement 4 pour des volets de faible extension transversale.

Outre le dispositif d'entraînement 10, le dispositif d'actionnement 4 présente un système de transmission 12 réalisé sous forme de mécanisme à manivelle. Le système de transmission 12 est constitué d'une pluralité de leviers et de bras oscillants articulés entre eux et assemble entre eux et avec une possibilité de déplacement mutuelle le dispositif d'entraînement 10, le volet 3 et la partie de corps de carénage avant 7 ainsi que la partie de corps de carénage arrière 8. Une section avant du système de transmission 12 est montée sur un élément de structure 11 du porte-volets 5, prévu dans la zone arrière de l'aile 1 et assemblé fixement avec cette dernière.

Le dispositif d'entraînement 10, qui est de préférence réalisé sous forme de servomoteur de rotation avec un axe d'entraînement 13, présente un bras d'entraînement 14 mobile autour de l'axe 13. Sur son extrémité libre, le bras d'entraînement 14 s'articule avec l'extrémité avant d'un montant de volet 15. Le montant de volet 15 est réalisé sous forme de support monobloc plié à un angle obtus, avec une section de montant de volet avant 16 orientée en direction de l'aile 1 et une section de montant de volet arrière 17 dirigée à l'écart de l'aile 1. Une section support 18 est réalisée à l'endroit où se rejoignent à un angle obtus la section de montant de volet avant 16 et la section de montant de volet arrière 17, laquelle section support est assemblée au moyen d'un boulonnage 19 avec le volet 3 dans la section avant de ce dernier tournée vers l'aile 1, et supporte ainsi le volet 3 dans sa section avant. Une jambe de force 20, prévue sur l'extrémité libre arrière de la section de montant de volet arrière 17, assemble la section 17 du montant de volet 15 avec la zone arrière du volet 3 et supporte ainsi la partie arrière du volet 3 sur le montant de volet 15.

Sur la section arrière 17 du montant de volet, une première articulation 21, voisine de la section support 18, permet un montage articulé d'un levier de commande 22 dirigé vers le bas à partir du montant de volet 15 donc orienté à l'écart du volet 3. Une seconde articulation 23, par laquelle le levier de commande 22 s'articule avec une première extrémité d'une entretoise 24 formant un bras d'appui, est prévue sur l'autre extrémité du levier de commande 22 formant un bras oscillant. Par une troisième articulation 25, l'autre extrémité de l'entretoise 24 est montée pivotante sur la section extrême inférieure arrière de l'élément de structure 11 du porte-volets 5.

Par une première extrémité, un bras pendulaire 26 est monté également pivotant dans une quatrième articulation 27 sur l'élément de structure 11 du porte-volets 5, la quatrième articulation 27 étant placée au-dessus de la troisième articulation 25 et plus en arrière par rapport à cette dernière. La seconde extrémité du bras pendulaire 26 est

OC

montée pivotante au moyen d'une cinquième articulation 28 dans une section centrale du levier de direction 22.

Le bras pendulaire 26, la section du levier de commande 22 entre la cinquième articulation 28 et la deuxième articulation 23, l'entretoise 24 et l'élément de structure 11 du porte-volets 5 entre la troisième articulation 25 et la quatrième articulation 27 forment un quadrilatère articulé qui présente, quant à la longueur de ses branches IO individuelles, une structure asymétrique entre les articulations respectivement voisines. Le système de transmission 12 formé par le quadrilatère articulé et par le montant de volet 15, ainsi que la longueur du bras d'entraînement 14, sont dimensionnés de sorte que la première articulation 21, qui relie de façon pivotante le levier de commande 22 avec la section arrière 17 du montant de volet, exécute alors lors de la rotation du dispositif d'entraînement 10 autour de l'axe 13, suivant la flèche u dirigée dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, un mouvement essentiellement linéaire le long de la direction représentée par la flèche v et forme ainsi un mécanisme de guidage rectiligne. La même chose vaut pour le mouvement de pivotement du dispositif d'entraînement 10 dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, la première articulation 21 se déplaçant alors de façon essentiellement linéaire dans la direction inverse de la flèche v. De cette manière, le volet 3 est déplacé de l'état de rentrée représenté sur la figure 3A dans la position de sortie représentée sur la figure 3B et inversement.

Dans l'état de sortie du volet 3, les charges aérodynamiques exercées sur ce dernier sont transmises au porte-volets 5 par l'intermédiaire du montant de volet 15, du levier de commande 22, de l'entretoise 24 et du bras pendulaire 26, ainsi que par l'intermédiaire des articulations reliant ces derniers.

Seule une faible partie des charges aérodynamiques exercées sur le volet 3 dans l'état de sortie est alors supportée sur l'aile 1 par l'intermédiaire du bras d'entraînement 14 et du dispositif d'entraînement 10.

Les charges aérodynamiques transmises par l'intermédiaire du volet 3 sont alors supportées sur l'aile 1 par l'intermédiaire d'entretoises et assemblages articulés, sans que le flux des forces ne doive être guidé par l'intermédiaire de jonctions par galets ou coulisse.

Dans la représentation des figures 4A et 4B, le dispositif d'actionnement 4 correspond à celui indiqué sur les figures 3A et 3B, les parties de corps de carénage 7 et 8 étant toutefois représentées. La partie de corps de carénage arrière 8 est couplée au dispositif d'actionnement 4 par l'intermédiaire d'un bras oscillant de guidage de carénage arrière 30, qui est relié de façon pivotante par une première extrémité, dans une articulation 29, avec l'extrémité libre arrière de la section arrière 17 du montant de volet, et est relié de façon pivotante par son autre extrémité, dans une articulation 31, avec la structure 35 de la partie de corps de carénage arrière 8. Une section avant de la structure 35 de la partie de corps de carénage arrière 8 s'engage dans la partie de corps de carénage avant 7 et est reliée avec cette dernière avec une possibilité de pivotement autour de l'axe A dans une articulation 32. La partie de corps de carénage avant 7 est montée pivotante autour d'un axe A', dans une autre articulation 33, sur l'extrémité inférieure arrière de l'élément de structure 11 du porte-volets 5. Un bras oscillant de guidage de carénage avant 34, également articulé par ses extrémités dans les articulations 32 et 33, supporte directement sur le porte-volets 5 les charges exercées sur la partie de corps de carénage arrière 8, en particulier les charges aérodynamiques. Les axes A, A' et 13, ainsi que les axes de pivotement de toutes les articulations citées, sont parallèles entre eux.

La représentation de la figure 4B indique la manière par laquelle le couplage de la partie de corps de carénage arrière 8 avec le volet 3 et le dispositif d'entraînement 10, par l'intermédiaire du système de transmission 12, fait que la partie de corps de carénage arrière 8 pivote avec la sortie du volet 3 vers l'arrière et vers le bas l'interstice 9 entre le côté supérieur de la partie de corps de carénage arrière 8 et le côté inférieur du volet 3 étant alors maintenu à un minimum.

Les figures 5A et 5B montrent en parallèle une forme de construction de l'aile conforme à l'invention avec un corps de carénage en une partie 6" (figure 5A) et une aile conforme à l'invention avec un corps de carénage en deux parties 6 (figure 5B). Il apparaît clairement que, dans la forme de construction en deux parties du corps de carénage de la figure 5B, l'interstice 9 formé entre le côté supérieur du corps de carénage 6 et le côté inférieur du volet 3 lors d'une légère sortie de ce dernier est nettement plus petit que l'interstice 9" dans la forme de construction du corps de carénage 6" en une partie représentée sur la figure 5A.

Par le partage en deux du corps de carénage, aussi bien la partie de corés de carénage avant 7 qui s'articule sur l'extrémité inférieure arrière du montant de volet 5 autour de l'axe A', s'étendant parallèlement aux axes A' ou A, que la partie de corps de carénage arrière 8 peuvent pivoter autour de l'axe A, de sorte que le corps de carénage 6 subit globalement une courbure, que ne peut pas accomplir le corps de carénage 6" en une partie représenté sur la figure 5A, et qui permet de minimiser l'interstice 9' entre le corps de carénage 6 et le volet 3. oC

Les références dans les revendications, la description et le dessin servent uniquement à une meilleure compréhension de l'invention et ne doivent pas limiter l'étendue de la protection.

Liste des références 1 Aile 2 Agencement de volets de sustentation 3 Volets 4 Dispositif d'actionnement Porte-volets 6 Corps de carénage 6' Corps de carénage 10 6" Corps de carénage 7 Première partie de corps de carénage avant 7' Première partie de corps de carénage avant 8 Seconde partie de corps de carénage arrière 8' Seconde partie de corps de carénage arrière 9 Interstice 9' Interstice 9" Interstice Dispositif 11 Elément de 12 Système de 13 14 15 16 d'entraînement structure transmission Axe d'entraînement Bras d'entraînement Montant de volet Section de montant de volet avant 17 Section de montant de volet arrière 18 Section support 19 Boulonnage 21 Première articulation 22 Levier de commande 23 Deuxième articulation 24 Entretoise Troisième articulation 26 Bras pendulaire 27 Quatrième articulation 35 28 Cinquième articulation a 29 Articulation Levier de guidage de carénage arrière 31 Articulation 32 Articulation 33 Articulation 34 Jambe de force de carénage avant Structure A Axe A' Axe u Flèche v Flèche X Direction d'écoulement 20 25 30

Claims

Revendications

1. Aile avec des volets (3) aérodynamiques escamotables, en particulier des volets de sustentation, comprenant au moins un dispositif d'entraînement (10), au moins un dispositif d'actionnement (4) pour les volets (3) sollicité par le dispositif d'entraînement (10), le dispositif d'actionnement (4) présentant un système de transmission (12), qui est couplé d'un côté avec le dispositif d'entraînement (10) et de l'autre côté avec le volet (3) de telle sorte que le volet (3), lors de l'actionnement du dispositif d'entraînement (10), exécute un mouvement combiné de translation et de rotation, le système de transmission (12) présentant un mécanisme à manivelle et s'appuyant sur l'aile (1), caractérisée en ce que le système de transmission (12) est entouré au moins en partie d'un corps de carénage (6; 6' ; 6") monté pivotant sur l'aile (1) et le corps de carénage (6; 6' ; 6") est couplé au système de transmission (12) de telle sorte qu'un actionnement du dispositif d'entraînement (10) provoque un mouvement de pivotement d'au moins une partie du corps de carénage (6; 6' ; 6").

2. Aile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de carénage (6; 6') est divisé en plusieurs parties de corps (7, 8; 7' ; 8'), au moins deux parties du corps de carénage (6; 6') étant réalisées pivotantes par rapport à l'aile (1).

3. Aile suivant la revendication 2, caractérisée en ce que une première partie (7; 7') du corps de carénage (6; 6'), voisine de l'aile (1), est montée pivotante sur l'aile (1), 2884221 17 une seconde partie (8; 8') du corps de carénage (6; 6'), opposée à l'aile (1), est montée pivotante sur la première partie de corps (7; 7'), et - la première partie de corps (7; 7') et la seconde partie 5 de corps (8; 8') sont couplées au système de transmission (12).