FR2952612A1 - Aeronef a grande distance franchissable et a vitesse d'avancement elevee en vol de croisiere - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un aéronef (1) comprenant une cellule (2) pourvue d'un fuselage (10) et d'une voilure fixe (20), une voilure tournante (30), au moins deux hélices (41, 42) et une installation motrice apte à mettre en rotation ladite voilure tournante (30) et lesdites hélices (41, 42). La voilure fixe (20) comporte une aile avant (21) agencée dans la portion haute (15) de la portion avant (11) du fuselage (10) ainsi qu'une aile arrière (22) agencée dans la portion arrière (13) dudit fuselage (10), lesdites ailes avant (21) et arrière (22) s'étendant chacune transversalement de part et d'autre du fuselage (10), ladite aile avant (21) ayant une première demi-aile (21') avant et une deuxième demi-aile avant (21"), au moins une desdites hélices (41) étant fixée à ladite première demi-aile avant (21') et au moins une desdites hélices (42) étant fixée à ladite deuxième demi-aile avant (21"), ladite voilure tournante (30) étant agencée au niveau de la portion centrale (12) afin qu'un axe de rotation (AX) d'un rotor (31) de ladite voilure tournante (30) soit disposé entre lesdites ailes avant (21) et arrière (22).

Description

Aéronef à grande distance franchissable et à vitesse d'avancement élevée en vol de croisière La présente invention concerne un aéronef à grande distance franchissable et à vitesse d'avancement élevée en vol de croisière.

Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un aéronef à décollage et à atterrissage verticaux notamment apte à se poser sur une plateforme agencée en haute mer pour convoyer des passagers et des marchandises sur cette plateforme. On entend par « plateforme agencée en haute mer » une plateforme située à une distance importante des côtes supérieure à 500 kilomètres par exemple, éventuellement une plateforme pétrolière. Afin de bien comprendre l'objectif de l'invention, il convient de rappeler que les principaux matériels volants correspondent aux avions et aux giravions.

On désigne sous le nom d'avion tout aéronef dont la sustentation est assurée par au moins une voilure fixe dénommée couramment « aile ». Parmi les avions, on dénombre plus spécifiquement un premier type d'avion. Ce premier type d'avion comprend les avions à décollage et atterrissage courts munis de dispositifs variés visant à minimiser la distance au sol nécessaire à l'atterrissage et au décollage, tel que des dispositifs hypersustentateurs par exemple. Ce premier type d'avion permet de réaliser des atterrissages à de faibles vitesses de l'ordre de cinquante kilomètres par heure.

Bien que cette performance soit remarquable, l'atterrissage et le décollage sur une plateforme pétrolière de faible dimension parait illusoire.

Par contre, on connaît un deuxième type d'avion qui comprend les avions à décollage et atterrissage verticaux. On peut citer par exemple l'avion à réaction HARRIERO Ce deuxième type d'avion est effectivement capable de se poser sur une plateforme pétrolière. Toutefois, il nécessite une très forte consommation de carburant qui limite son rayon d'action et/ ou sa charge utile. Les avions connus ne paraissent alors pas adapté au besoin exprimé précédemment.

Par ailleurs, on désigne sous le nom de giravion tout appareil dont la sustentation est assurée totalement ou partiellement par une ou plusieurs hélices d'axe sensiblement vertical, de grand diamètre, appelé rotor de sustentation ou encore voilure tournante. On distingue, dans la catégorie des giravions, l'autogire dont le rotor principal ne reçoit pas de puissance, mais tourne en autorotation sous l'effet de la vitesse d'avancement de l'appareil. La propulsion est assurée par exemple par une hélice, d'axe sensiblement horizontal en vol d'avancement, entraînée par un moteur. Cette formule n'est pas susceptible de vol vertical, sauf si le rotor est initialement lancé par un dispositif annexe permettant une mise en survitesse de ce rotor. Dès lors, un autogire ne peut pas faire de vol stationnaire mais seulement monter ou descendre sous des pentes de trajectoire très élevées. On trouve aussi, dans la catégorie des giravions, l'hélicoptère dont au moins un rotor principal, entraîné par une motorisation appropriée, assure à la fois la sustentation et la propulsion. L'hélicoptère est capable de vol stationnaire en restant en un point fixe de l'espace, peut décoller et atterrir verticalement et peut se déplacer dans n'importe quelle direction. L'hélicoptère constitue la grande majorité de giravions produits dans le monde. L'hélicoptère est à même de se poser sur une plateforme pétrolière sans difficulté. Néanmoins, la vitesse d'avancement d'un hélicoptère classique est réduite ce qui l'empêche d'atteindre des rayons d'actions importants et de fait des plateformes pétrolières éloignées des côtes. Pour y remédier, plusieurs autres formules nouvelles ont fait l'objet d'études plus ou moins poussées dont certaines ont parfois 10 donné lieu à des réalisations pratiques. A ce titre, on peut citer le combiné qui décolle et atterrit comme un hélicoptère, et vole en croisière comme un autogire : son rotor, animé d'un mouvement d'autorotation grâce à la vitesse d'avancement de l'appareil, assure une partie de la portance, 15 l'autre partie étant assurée par une aile auxiliaire, une hélice d'axe sensiblement horizontal crée l'effort nécessaire au mouvement de translation. Le combiné est efficace mais ses réalisations sont souvent complexes et onéreuses afin de remplir les exigences de sécurité 20 des normes en vigueur. Le convertible constitue une autre formule particulière de giravion. Cette désignation englobe tous les giravions qui changent de configuration au cours du vol : décollage et atterrissage en configuration hélicoptère, vol de croisière en configuration avion, 25 deux rotors étant par exemple basculés de 90 degrés environ pour servir d'hélices. De ces différentes formules de giravions, l'hélicoptère est la plus simple de sorte qu'elle s'est imposée malgré le fait que la vitesse maximale de translation de l'hélicoptère de l'ordre de 300 km/h est faible et inférieure à celle envisageable par les formules de type combiné ou convertible, techniquement plus complexes et plus onéreuses. Enfin, les documents DE 20303024, US 2006/0266879, 5 US2002/011539, WO 2007/014531 et US 4469294 présentent des réalisations d'aéronefs diverses. Par ailleurs, on conçoit qu'un aéronef amené à assurer la liaison entre une côte et une plateforme pétrolière doit garantir la sécurité de ces passagers dans des conditions de vols parfois 10 délicates. La présente invention a pour objet de proposer un aéronef alternatif aux solutions existantes à grande distance franchissable et à vitesse d'avancement élevée en vol de croisière apte à convoyer des passagers et des marchandises sur une plateforme 15 agencée en pleine mer à une grande distance des côtes. De préférence, cet hélicoptère hybride doit être capable d'effectuer des missions efficacement pendant des temps prolongés en vol vertical et d'assurer des vols de croisière à une vitesse élevée mais aussi de permettre de parcourir de longues 20 distances franchissables. La présente invention a alors pour objet de proposer un dispositif permettant de s'affranchir des limitations mentionnées ci-dessus. Selon l'invention, un aéronef à grande distance franchissable 25 et à vitesse d'avancement élevée comprend : - une cellule pourvue d'un fuselage s'étendant selon une direction longitudinale d'une portion avant vers une portion arrière en passant par une portion centrale et selon une direction verticale d'une portion basse vers une portion haute, - une voilure fixe solidarisée au fuselage, - une voilure tournante surplombant ledit fuselage, - au moins deux hélices pour favoriser l'avancement dudit aéronef, à savoir des hélices tractives ou propulsives, - une installation motrice apte à mettre en rotation la voilure tournante et les hélices. De plus, la voilure fixe comporte une aile avant agencée dans la portion haute de la portion avant du fuselage ainsi qu'une aile arrière agencée dans la portion arrière du fuselage, les ailes avant et arrière s'étendant chacune transversalement de part et d'autre du fuselage, l'aile avant ayant une première demi-aile avant s'étendant transversalement à partir du fuselage selon un premier sens transversal avant et une deuxième demi-aile avant s'étendant transversalement à partir du fuselage selon un deuxième sens transversal avant, au moins une des hélices étant fixée à la première demi-aile avant et au moins une des hélices étant fixée à la deuxième demi-aile avant, la voilure tournante étant agencée au niveau de la portion centrale afin qu'un axe de rotation d'un rotor de la voilure tournante soit disposé entre les ailes avant et arrière. On comprend que l'aile avant peut être : continue à savoir en une unique partie, les première et deuxième demi-ailes étant solidarisées l'une à l'autre et fixées conjointement au fuselage, ou discontinue à savoir en deux parties distinctes, la première demi-aile avant étant fixée à un côté du fuselage alors que la deuxième demi-aile avant est fixée au côté opposé du fuselage. Cette architecture particulière permet de répondre aux besoins exprimés.

A basse vitesse, la voilure tournante confère à l'aéronef les mêmes caractéristiques qu'un hélicoptère en lui permettant de voler en stationnaire, ainsi que de décoller et d'atterrir verticalement. Par conséquent, l'aéronef peut se poser ou décoller d'une plateforme pétrolière. De plus, la présence d'au moins deux hélices tractives ou propulsives permet d'atteindre des vitesses d'avancement supérieures aux vitesses d'avancement d'un hélicoptère. Alors à grande vitesse, la voilure fixe assure la sustentation de l'aéronef qui fonctionne comme un avion et non plus comme un hélicoptère. De plus, il est aisé d'agencer des réservoirs dans la voilure fixe. Par suite, l'aéronef peut avoir un grand rayon d'action sans que sa capacité d'emport à bord du fuselage soit réduite.

On note que l'agencement des réservoirs dans la voilure fixe est sécuritaire en cas de crash. De plus, cet agencement libère des emplacements dans le fuselage qui peuvent servir de volume de flottabilité. On comprend en outre que la fonction anticouple destinée à contrecarrer le couple exercé sur le fuselage par la voilure tournante est notamment réalisée par une poussée différentielle entre les hélices de la première demi-aile avant et les hélices de la deuxième demi-aile avant. Par exemple la ou les hélices de la première demi-aile avant exercent une première poussée vers l'avant supérieure à une deuxième poussée vers l'avant exercée par la ou les hélices de la deuxième demi-aile avant. Par ailleurs, la synergie des caractéristiques de l'invention, 5 et non pas la simple juxtaposition de moyens, permet de remplir toutes les conditions de sécurité requise. Par exemple, en installant les hélices sur l'aile avant en position haute, on garantit l'absence d'impact avec le sol, indépendamment de l'angle de cabrage de l'aéronef. De même, 10 lorsque l'aéronef roule sur une piste recouverte de débris, les hélices ne risquent pas d'être impactées par des débris projetés par le train d'atterrissage par exemple. Les hélices sont de plus parfaitement visibles par l'équipage, ce qui limite les risques d'accident lors de manoeuvre au sol. 15 En outre, l'agencement de deux ailes à deux extrémités du fuselage, permet de prévoir un accès latéral au fuselage entre ces deux ailes. Un passager pénétrant dans l'aéronef ne devrait pas risque d'être frappé par une hélice. Ce risque est exclut dans le cadre d'une hélice tractive saillant de l'aile avant par son bord 20 d'attaque. Un accès par une porte longitudinale arrière est aussi possible sans risque. De plus, la porte longitudinale arrière permet aussi le chargement de fret encombrant, ainsi que le largage de charge en vol. 25 Enfin, la voilure tournante étant agencée au niveau de la portion centrale, les interactions entre la voilure tournante et les ailes de la voilure fixe sont minimisées, voire supprimés.

Ainsi, la voilure fixe dégrade peu, voire ne dégrade pas les conditions de vol en autorotation. L'invention prévoit donc un aéronef muni d'une voilure fixe et d'une voilure tournante, chaque type de voilure étant optimisé pour une plage de vitesse spécifique tout en permettant de répondre aux objectifs de sécurité. Plus précisément, la voilure tournante est optimisée pour un déplacement de l'aéronef à une vitesse d'avancement faible inférieure à 200 kilomètres par heures (Km/h) par exemple alors que la voilure fixe est optimisée pour un déplacement de l'aéronef à une vitesse d'avancement importante supérieure à 400 kilomètres par heures (Km/h) par exemple. De plus, l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent, dont la synergie avec les caractéristiques énoncées précédemment procurent des effets additionnels. Ainsi, l'aile arrière ayant une première demi-aile arrière s'étendant transversalement à partir du fuselage selon un premier sens transversal arrière et une deuxième demi-aile arrière s'étendant transversalement à partir du fuselage selon un deuxième sens transversal arrière, l'aéronef comporte un train d'atterrissage muni d'un premier ensemble roulant fixé à la portion avant du fuselage ainsi que d'un deuxième ensemble roulant fixé à la première demi-aile arrière et d'un troisième ensemble roulant fixé à la deuxième demi-aile arrière.

A l'instar de l'aile avant de la voilure fixe, l'aile arrière peut être continue ou discontinue. Un tel train d'atterrissage est intéressant dans la mesure où il est à large voie, la distance séparant les deuxième et troisième ensembles roulants étant supérieure à 4 mètres par exemple, contrairement à un hélicoptère Dès lors, même si les pales des hélices sont bloquées à un pas important engendrant une vitesse d'avancement importante, le train d'atterrissage à large voie permet à l'aéronef d'atterrir à grande vitesse.

On note que le train d'atterrissage peut être rétractable, le premier ensemble roulant pouvant être rétracté dans un caisson de la portion avant du fuselage alors que les deuxième et troisième ensembles roulants sont rétractés à l'intérieur des demi-ailes arrière.

Avantageusement, l'aile arrière est disposée dans la portion basse de la portion arrière dudit fuselage. Cette caractéristique est notamment intéressante lorsque des ensembles roulants sont fixés à l'aile arrière. En effet, la jambe reliant les pneumatiques d'un ensemble roulant à l'aile arrière a alors des dimensions optimisées. De plus, la position basse de l'aile arrière est aussi intéressante en cas d'amerrissage. En effet, outre une réserve de flottabilité, l'aile arrière a alors un effet stabilisateur et tend à empêcher un chavirement.

Par ailleurs, chaque hélice faisant partie d'un groupe motopropulseur pourvu d'une nacelle profilée carénant un moteur de l'installation motrice, la nacelle est fixée sur un extrados d'une demi-aile avant. En raison de leurs positions hautes, les hélices dirigent l'air incident vers la voilure tournante ce qui optimise l'efficacité de cette voilure tournante. En disposant la nacelle d'un groupe motopropulseur sur l'extrados de la demi-aile, on favorise cet effet en augmentant la garde au sol.

Dès lors, l'installation motrice ayant une pluralité de groupes motopropulseurs, l'aéronef peut comporter un système d'interconnexion mécanique entre lesdits groupes motopropulseurs et ladite voilure tournante.

Il n'y a alors pas lieu d'installer un ou plusieurs moteurs pour entraîner en rotation la voilure tournante. Selon une variante de l'invention, la voilure tournante est toujours entrainée en rotation par l'installation motrice. A l'inverse, selon une autre variante, l'aéronef comporte un moyen de débrayage de la voilure tournante afin que l'installation motrice n'entraine plus en rotation ladite voilure tournante dans certaines phases de vol. Ainsi, le moyen de débrayage débraye la voilure tournante à compter d'une vitesse donnée. Favorablement, on ajuste alors le pas des pales de la voilure tournante pour minimiser la portance ou la traînée générées par cette voilure tournante. Par ailleurs, la surface alaire avant de l'aile avant est éventuellement sensiblement égale, voire égale à la surface alaire arrière de l'aile arrière. On rappelle que la surface alaire d'une aile est la surface projetée de l'aile dans un plan horizontal, y compris la surface incluse dans le fuselage. Par exemple, les ailes avant et arrière sont éventuellement identiques et possèdent une envergure égale au diamètre d'un rotor de la voilure tournante. L'encombrement de l'aéronef est alors minimisé. Optionnellement, la voilure fixe ayant une surface alaire totale égale à la somme d'une surface alaire avant de l'aile avant et d'une surface alaire arrière de l'aile arrière, l'aéronef étant apte à voler à une vitesse allant d'une vitesse nulle à une vitesse maximale en passant par une vitesse moyenne égale à la moitié de la vitesse maximale, la surface alaire totale génère une portance égale au poids de l'aéronef : - sous un facteur de charge égal à l'accélération de la pesanteur, et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse moyenne, et - sous un facteur de charge égal à quatre fois l'accélération de la pesanteur, et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse maximale. De même, l'aéronef peut comporter des surfaces de stabilisation et de manoeuvre, à savoir : - des premier volets de contrôle en tangage et en roulis agencés à un bord de fuite de chaque aile de la voilure fixe, et - une dérive munie d'au moins un deuxième volet de contrôle en lacet ; la dérive étant éventuellement agencée dans le plan antéropostérieur de symétrie de l'aéronef. En outre, la voilure tournante étant munie d'un rotor comportant une pluralité de pales effectuant une rotation autour d'un axe de rotation, le centre de gravité de l'aéronef se déplaçant dans une plage de centrage en fonction d'un chargement de l'aéronef (passagers, fret, carburant), un centre de gravité moyen étant placé au centre de ladite plage de centrage, cet axe de rotation est disposé dans un plan transversal de l'aéronef passant par le centre de gravité moyen de l'aéronef pour équilibrer cet aéronef. Ainsi, le mât du rotor subit des moments minimisés. II est à noter que cette caractéristique est particulièrement utile en vol stationnaire dans la mesure où en vol d'avancement les demi-ailes apportent des compléments de portance permettant d'aligner le centre de poussée du rotor et le centre de gravité de l'aéronef en configuration de vol.

Enfin, un premier allongement de l'aile avant peut être supérieur à un deuxième allongement de l'aile arrière. On rappelle que l'allongement d'une aile est égal au quotient du carré de l'envergure l'aile et la surface alaire de cet aile. Enfin selon une réalisation, l'aéronef à grande distance 10 franchissable et à vitesse d'avancement élevée comprend - une cellule pourvue d'un fuselage s'étendant selon une direction longitudinale d'une portion avant vers une portion arrière en passant par une portion centrale et selon une direction verticale d'une portion basse vers une portion 15 haute, - une voilure fixe munie uniquement d'une aile avant et d'une aile arrière telles que décrites précédemment solidarisées au fuselage, - une voilure tournante munie d'un unique rotor surplombant 20 ledit fuselage, - deux hélices pour favoriser l'avancement dudit aéronef, à savoir une première hélice fixée à une première demi-aile avant de l'aile avant et une deuxième hélice fixée à une deuxième demi-aile avant de l'aile avant, 25 - une installation motrice apte à mettre en rotation la voilure tournante et les hélices.

L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue de dessus d'un aéronef selon l'invention, - la figure 2, une vue de côté d'un aéronef selon l'invention, et la figure 3, une vue de face d'un aéronef selon l'invention.

Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence. On note que trois directions X, Y et Z orthogonales les unes par rapport aux autres sont représentées sur les figures. La direction X est dite longitudinale dans la mesure où l'aéronef présenté s'étend selon cette direction. Le terme « longueur » se rapporte aux dimensions des éléments décrits selon cette direction longitudinale X. Une autre direction Y est dite transversale et une troisième direction Z est dite d'élévation et correspond aux dimensions en hauteur des structures décrites. Le terme « épaisseur » se rapporte aux dimensions des éléments décrits selon cette direction verticale Z. Le plan XZ correspond au plan antéropostérieur de symétrie de l'aéronef.

Les figures 1 et 2 présentent des vues de dessus et de côté d'un aéronef 1 à grande vitesse selon l'invention.

Cet aéronef 1 comporte une cellule 2 pourvue d'un fuselage 10 s'étendant selon la direction longitudinale X d'une extrémité avant vers une extrémité arrière. On note que les termes « avant » et « arrière » sont couramment utilisés par l'homme du métier.

Pour les définir, il est possible de faire référence au sens d'avancement de l'aéronef, cet aéronef se déplace en vol d'avancement selon un premier vecteur allant de l'arrière vers l'avant de l'aéronef. A contrario, si l'aéronef recule, il se déplace selon un deuxième vecteur allant de l'avant vers l'arrière de l'aéronef. Selon cette direction longitudinale X, on peut décomposer le fuselage 10 en trois portions distinctes, et éventuellement de longueur égale. Par suite, en partant de l'extrémité avant et en allant vers l'extrémité arrière, le fuselage 10 comporte une portion avant 11, une portion centrale 12 puis une portion arrière 13. De même, selon la direction verticale Z et en partant du sol, le fuselage peut être décomposé en deux portions, par exemple d'égale épaisseur, à savoir une portion basse 14 puis une portion haute 15 identifiables sur le figure 2.

En référence à la figure 1, l'aéronef est équipé d'une voilure fixe 20 pour assurer la sustentation de l'aéronef à grande vitesse et d'une voilure tournante 30 pour assurer la sustentation de l'aéronef à basse vitesse. La voilure fixe 20 comporte une aile avant 21 agencée dans la portion haute 15 de la portion avant 14 du fuselage ainsi qu'une aile arrière 22 agencée au contraire dans la portion basse 14 de la portion arrière 13 du fuselage 10. L'aile avant 21 s'étend transversalement, voire symétriquement de part et d'autre du fuselage 10.

Dès lors, l'aile avant 21 possède une première demi-aile avant 21' s'étendant à partir du fuselage 10 selon un premier sens transversal avant Y1, à savoir vers la gauche pour un passager tournant le dos à l'arrière de l'aéronef 1 et donc vers le bas de la feuille contenant la figure 1. De même, l'aile avant 21 possède une deuxième demi-aile avant 21" s'étendant à partir du fuselage 10 selon un deuxième sens transversal avant Y2 opposé au premier sens transversal avant Y1, à savoir vers la droite pour un passager tournant le dos à l'arrière de l'aéronef 1 et donc vers le haut de la feuille contenant la figure 1. Selon la réalisation représentée, l'aile avant est une aile continue, donc les première et deuxième demi-ailes avant 21', 21" sont solidaires l'une de l'autre et fixées conjointement au fuselage par des moyens usuels.

Toutefois, à titre de variante, l'aile avant peut être une aile discontinue, les première et deuxième demi-ailes avant 21', 21" étant alors fixées au fuselage par des moyens usuels indépendamment l'une de l'autre. Comme toute aile, l'aile avant présente par définition une surface alaire dénommée surface alaire avant SI par commodité, et un allongement dénommé premier allongement 21 par commodité. L'aile aile arrière 22 s'étend transversalement, voire symétriquement de part et d'autre du fuselage 10.

Par ailleurs, l'aile arrière 22 comporte une première demi-aile arrière 22' s'étendant à partir du fuselage 10 selon un premier sens transversal arrière Y3, à savoir vers la gauche pour un passager tournant le dos à l'arrière de l'aéronef 1 et donc vers le bas de la feuille contenant la figure 1. De même, l'aile arrière 22 possède une deuxième demi-aile arrière 22" s'étendant à partir du fuselage 10 selon un deuxième sens transversal arrière Y4 opposé au premier sens transversal Y3, à savoir vers la droite pour un passager tournant le dos à l'arrière de l'aéronef 1 et donc vers le haut de la feuille contenant la figure 1.

Selon la réalisation représentée, l'aile arrière 22 est une aile continue, mais pourrait être une aile discontinue sans sortir du cadre de l'invention

L'aile arrière 22 présente par définition une surface alaire dénommée surface alaire arrière S2 par commodité, et un allongement dénommé deuxième allongement 22 par commodité.

Avantageusement la surface alaire avant SI est égale à la surface alaire arrière S2.

La voilure fixe a alors une surface alaire totale égale à la somme de la surface alaire avant et de la surface alaire arrière.

L'aéronef étant conçu pour se déplacer à une vitesse d'avancement allant d'une vitesse minimale égale à zéro jusqu'à une vitesse maximale en passant par une vitesse moyenne égale à la moitié de la vitesse maximale, la surface alaire totale peut être dimensionnée, en lisse à savoir hors prises en compte de l'effet d'éventuels dispositifs hypersustentateurs agencés sur les ailes, en considérant qu'elle génère une portance égale au poids de l'aéronef :

sous un facteur de charge égal à l'accélération de la pesanteur g, et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse moyenne, et - sous un facteur de charge égal à quatre fois l'accélération de la pesanteur g., et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse maximale.

La surface alaire totale est alors éventuellement répartie en deux surfaces alaires avant et arrière identiques. De plus, les ailes avant 21 et arrière 22 peuvent avoir des envergures identiques et sensiblement égales au diamètre maximal D du disque décrit par les pales 32 du rotor 31. A défaut, le premier allongement 21 de l'aile avant 21 est éventuellement supérieur à un deuxième allongement )12 de l'aile arrière 22, l'envergure de l'aile avant étant alors possiblement supérieure à l'envergure de l'aile arrière.

En outre, la voilure tournante 30 comportant un rotor 31 muni d'une pluralité de pales 32, ce rotor 31 est lié au fuselage 10 par une boîte de transmission non représentée. Le rotor 31 et la boîte de transmission sont par exemple du type hélicoptère et à ce titre comportent tous les éléments constituants la voilure tournante et la boîte de transmission d'un hélicoptère tels que plateaux cycliques, bielles de pas, servocommandes. Lorsque la voilure tournante est entraînée en rotation par l'installation motrice de l'aéronef, le rotor 31 et plus particulièrement les pales 32 du rotor 31 effectuent un mouvement rotatif autour d'un axe de rotation AX. La voilure tournante étant agencée au niveau de la portion centrale 12 du fuselage, l'axe de rotation AX du rotor 31 est disposé entre les ailes avant 21 et arrière 22. Plus précisément, le centre de gravite de l'aéronef est mobile dans une plage de centrage 200 donnée en fonction du chargement de l'aéronef. La plage de centrage 200 étant centrée sur un centre de gravité dénommé « centre de gravité moyen Cgmoy » par commodité, cet axe de rotation AX est avantageusement contenu dans un plan transversal P2, ledit plan transversal P2 étant orthogonal au plan antéropostérieur de symétrie XZ de l'aéronef 1 et passant de plus par le centre de gravite moyen Cgmoy de l'aéronef. Pour assurer la propulsion de l'aéronef 1, il est possible d'incliner le rotor 31 de la voilure tournante 30. Toutefois, afin d'atteindre des grandes vitesses, l'aéronef 1 comporte au moins deux hélices 41, 42 tractives réparties sur les première et deuxième demi ailes avant 21', 21". Par exemple, en référence à la figure 1, une première hélice 41 est fixée sur la première demi-aile avant 21' et une deuxième hélice 42 est fixée sur la deuxième demi-aile avant 21". Ces première et deuxième hélices 41, 42 peuvent tourner toutes deux dans des sens identiques. Pour compenser le premier couple exercé par la voilure tournante sur le fuselage 10 lorsque le rotor 31 est entraîné en rotation par l'installation motrice, les première et deuxième hélices peuvent exercer des poussées distinctes. La poussée différentielle en résultant génère alors un deuxième couple sur le fuselage compensant le premier couple. D'autres solutions sont néanmoins envisageables. A l'instar de la voilure tournante 30, les hélices sont entrainées par l'installation motrice de l'aéronef 1. Comme indiqué précédemment, la synergie existant entre la voilure tournante, les ailes avant et arrière, et les hélices désaxées vers l'avant par rapport au centre de gravité Cg et en position haute de manière à notamment souffler le rotor 31 procure de multiples avantages permettant d'obtenir un aéronef à atterrissage et décollage verticaux, à grand rayon d'action présentant de plus une grande sécurité.

Par ailleurs, les hélices 41, 42 font chacune partie d'un groupe motopropulseur 51, 52 muni d'un moteur agencé dans une nacelle 50. La nacelle de chaque groupe motopropulseur 51, 52 est avantageusement profilée et fixée sur l'extrados 21"' d'une demi- aile avant 21', 21". Les hélices 41, 42 schématisées étant tractives en étant agencées en amont de l'aile avant par rapport au vent relatif, le souffle des hélices sur l'aile avant génère un surcroit de portance. On comprend que les moteurs des groupes motopropulseurs 10 51, 52 font partie de l'installation motrice de l'aéronef. Favorablement, mais non exclusivement, l'installation motrice ne comporte pas de moteurs additionnels. Dès lors, l'aéronef est pourvu d'un système d'interconnexion mécanique 60 relié aux moteurs des groupes motopropulseurs 51, 52 et à la voilure 15 tournante 30, via la boite de transmission de puissance entrainant le rotor 31. De plus, il est concevable de disposer un moyen de débrayage 70 de la voilure tournante 30, entre le système d'interconnexion mécanique 60 et la boite de transmission de 20 puissance pour pouvoir déconnecter la voilure tournante des moteurs de l'installation motrice. En mode avion, à savoir au-delà d'une vitesse d'avancement prédéterminée, on n'entraine éventuellement plus la voilure tournante, l'aéronef fonctionnant à l'instar d'un hélicoptère 25 combiné. Toutefois, le système de pilotage automatique de l'aéronef peut agir sur les plateaux cycliques commandant le pas des pales 32 du rotor 31 afin que la voilure tournante génère une portance minimale ou une traînée minimale.

Par ailleurs, il est avantageux que l'aéronef soit muni de surface de stabilisation et de manoeuvre comme par exemple : - des premier volets 80 notamment de contrôle en tangage et en roulis agencés à un bord de fuite 25, 27 de chaque aile 21, 22 de la voilure fixe 20, et - une dérive 90 verticale munie d'un deuxième volet 91 de contrôle en lacet apte à effectuer des rotations autour d'un axe vertical AX' sensiblement parallèle à l'axe de rotation AX du rotor 31.

La dérive 90 est agencée dans plan antéropostérieur XZ et peut comporter un empennage horizontal sensiblement perpendiculaire au plan antéropostérieur XZ, cet empennage horizontal ayant éventuellement au moins un troisième volet de contrôle en tangage et en roulis.

On note que pour commander l'aéronef, le pilote peut notamment disposer des organes de commande suivants : - d'un levier de commande de la poussée TCL apte à agir collectivement sur le pas des pales de l'ensemble des hélices, le pas des pales de toutes les hélices variant de la même quantité, - d'un levier de pas collectif apte à agir collectivement sur le pas des pales du rotor 31, le pas de toutes les pales de la voilure tournante variant de la même quantité, - d'un manche cyclique pour faire varier cycliquement le pas des pales du rotor 31, et pour agir sur les premier et troisième volets, et - un palonnier apte à agir de manière différentielle sur le pas des pales des hélices, le pas des pales des hélices d'une demi-aile augmentant d'une quantité alors que le pas des pales des hélices de l'autre demi-aile baisse de ladite quantité. Les ordres donnés par un organe de commande peuvent être modulés par une variable donnée, par exemple la position du levier de commande de la poussée, l'ordre donné par un organe de commande pouvant influer sur un organe de commande par un effet de couplage le cas échéant. La figure 2 présente une vue de côté de l'aéronef 1 montrant notamment qu'il est possible d'agencer une porte d'accès latérale 100 sur le fuselage 10 entre les ailes avant 21 et arrière 22, et une porte longitudinale arrière 101 dans la portion arrière 13 de ce fuselage 10. De plus, la figure 2 fait apparaître le train d'atterrissage 120 de l'aéronef, ce train d'atterrissage comportant un premier ensemble roulant 121 fixé à la partie avant 11 du fuselage 10, ainsi qu'un deuxième et troisième ensembles roulants fixé sur l'aile arrière 22. La figure 3 montre plus précisément les ensembles roulants du train d'atterrissage 120.

Par suite le premier ensemble roulant 121 est pourvu de deux roues fixées à une jambe rétractable, par un mouvement rotatif allant de l'arrière vers l'avant de l'aéronef 1. Par contre, le deuxième ensemble roulant 122 est muni d'une roue fixée à une jambe attachée à la première demi-aile arrière 22'. De même, le troisième ensemble roulant 123 est muni d'une roue fixée à une jambe attachée à la deuxième demi-aile arrière 22". Les deuxième et troisième ensembles roulants 122, 123 sont respectivement rétractables à l'intérieur des première et deuxième demi-ailes arrières 22', 22".

On note que la distance D1 séparant les deuxième et troisième ensembles roulants 122, 123, et notamment leurs roues, est importante ce qui permet à l'aéronef de pouvoir se poser à grande vitesse.

De plus, l'aile arrière 22 étant en position basse contrairement à l'aile avant 21, les jambes des deuxième et troisième ensembles roulants 122, 123 ont des longueurs minimisées. On note qu'il est possible d'utiliser un nombre de roues 10 différent pour chacun des ensembles roulants. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien qu'un mode de réalisation ait été décrit, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes 15 possibles. II est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Aéronef (1) à grande distance franchissable et à vitesse d'avancement élevée comprenant : une cellule (2) pourvue d'un fuselage (10) s'étendant selon une direction longitudinale (X) d'une portion avant (11) vers une portion arrière (13) en passant par une portion centrale (12) et selon une direction verticale (Z) d'une portion basse (14) vers une portion haute (15), - une voilure fixe (20) solidarisée au fuselage (10), - une voilure tournante (30) surplombant ledit fuselage (10), - au moins deux hélices (41, 42) pour favoriser l'avancement dudit aéronef (1), - une installation motrice apte à mettre en rotation ladite voilure tournante (30) et lesdites hélices (41, 42), caractérisé en ce que ladite voilure fixe (20) comporte une aile avant (21) agencée dans la portion haute (15) de la portion avant (11) du fuselage (10) ainsi qu'une aile arrière (22) agencée dans la portion arrière (13) dudit fuselage (10), lesdites ailes avant (21) et arrière (22) s'étendant chacune transversalement de part et d'autre du fuselage (10), ladite aile avant (21) ayant une première demi-aile (21') avant s'étendant transversalement à partir du fuselage (10) selon un premier sens transversal avant (Y1) et une deuxième demi-aile avant (21") s'étendant transversalement à partir du fuselage (10) selon un deuxième sens transversal avant (Y2), au moins une desdites hélices (41) étant fixée à ladite première demi-aile avant (21') et au moins une desdites hélices (42) étant fixée à ladite deuxième demi-aile avant (21"), ladite voilure tournante (30) étant agencée au niveau de la portion centrale (12) afin qu'un axede rotation (AX) d'un rotor (31) de ladite voilure tournante (30) soit disposé entre lesdites ailes avant (21) et arrière (22).
2. 2. Aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ladite aile arrière (22) ayant une première demi-aile arrière (22') s'étendant transversalement à partir du fuselage (10) selon un premier sens transversal arrière (Y3) et une deuxième demi-aile arrière (22") s'étendant transversalement à partir du fuselage (10) selon un deuxième sens transversal arrière (Y4), ledit aéronef comporte un train d'atterrissage (120) muni d'un premier ensemble roulant (121) fixé à la portion avant (11) du fuselage (10) ainsi que d'un deuxième ensemble roulant (122) fixé à la première demi-aile arrière (22') et d'un troisième ensemble roulant (123) fixé à la deuxième demi-aile arrière (22").
3. 3. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que ladite aile arrière (22) est disposée dans la portion basse (14) de la portion arrière (13) dudit fuselage (10).
4. 4. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que chaque hélice (41, 42) faisant partie d'un groupe motopropulseur (51, 52) pourvu d'une nacelle (50) profilée carénant un moteur (53) de ladite installation motrice, ladite nacelle (50) est fixée sur un extrados (21 "') d'une demi-aile avant (21', 21"). 25
5. 5. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ladite installation motrice ayant une pluralité de groupes motopropulseurs (51, 52), ledit aéronef comporte unsystème d'interconnexion mécanique (60) entre lesdits groupes motopropulseurs (51, 52) et ladite voilure tournante (30).
6. 6. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de débrayage (70) de ladite voilure tournante (30) afin que ladite installation motrice n'entraine plus en rotation ladite voilure tournante (30) dans certaines phases de vol.
7. 7. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'une surface alaire avant de l'aile avant (21) est égale à une surface alaire arrière de l'aile arrière (22).
8. 8. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que la voilure fixe (20) ayant une surface alaire totale égale à la somme d'une surface alaire avant de l'aile avant (21) et d'une surface alaire arrière de l'aile arrière (22), ledit aéronef étant apte à voler à une vitesse allant d'une vitesse nulle à une vitesse maximale en passant par une vitesse moyenne égale à 20 la moitié de la vitesse maximale, ladite surface alaire totale génère une portance égale au poids dudit aéronef : - sous un facteur de charge égal à l'accélération de la pesanteur, et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse moyenne, et 25 - sous un facteur de charge égal à quatre fois l'accélération de la pesanteur, et à une vitesse d'avancement égale à la vitesse maximale.
9. 9. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des surfaces de stabilisation et de manoeuvre, à savoir des premier volets (80) de contrôle en tangage et en roulis agencés à un bord de fuite (25, 27) de chaque aile (21, 22) de la voilure fixe (20), et - une dérive (90) munie d'au moins un deuxième volet (91) de contrôle en lacet. 10
10. 10. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ladite voilure tournante (30) étant munie d'un rotor (31) comportant une pluralité de pales (32) effectuant une rotation autour d'un axe de rotation (AX), le centre de gravité 15 de l'aéronef se déplaçant dans une plage de centrage en fonction d'un chargement de l'aéronef, un centre de gravité moyen (Cgmoy) étant placé au centre de ladite plage de centrage, ledit axe de rotation (AX) est disposé dans un plan transversal (P2) de l'aéronef passant par le centre de gravité de l'aéronef. 20
11. 11. Aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que un premier allongement (21) de l'aile avant (21) est supérieur à un deuxième allongement (22) de l'aile arrière (22). 25