FR2993245A1

FR2993245A1 - Convertible a rotor bloque a l'avant du fuselage en vol horizontal

Info

Publication number: FR2993245A1
Application number: FR1201993A
Authority: FR
Inventors: Aurelien Cabarbaye; Adrien Cabarbaye; Andre Cabarbaye
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-01-17
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: FR2993245B1

Abstract

La présente invention concerne un aéronef de type convertible, ayant une capacité de décollage et d'atterrissage verticale en se posant sur la queue. Celui-ci est constitué d'un rotor, placé sur l'axe de roulis à l'avant du fuselage, dont les deux pales, à pas variable, sont bloquées en vol horizontal pour constituer une surface portante additionnelle à d'autres surfaces portantes fixées au fuselage. Le vol peut s'effectuer suivant deux modes : - Le mode girodyne où l'aéronef, en position verticale, est sustenté par son rotor. - Le mode aéroplane où l'aéronef, en position horizontale, bénéficie d'une portance répartie entre les pales du rotor en position bloquée et les autres surfaces portantes. Le mode girodyne autorise le vol stationnaire ainsi que les décollages et atterrissages verticaux. Le mode aéroplane assure un vol économique en carburant et s'affranchit des limitations en vitesse propres aux hélicoptères. Ce mode autorise également l'atterrissage et le décollage à l'horizontal si l'aéronef est doté pour cela d'un train d'atterrissage. Le même système de propulsion est utilisé en mode girodyne et aéroplane. Constitué de deux ou d'un nombre pair de propulseurs, celui-ci est placé sur les pales du rotor principal de part et d'autre de son axe de rotation à une distance telle que son rendement soit maximal à la fois en mode girodyne et en mode avion. Dans une configuration particulière l'aéronef est doté d'un train d'atterrissage rabattable utilisé à la fois pour le décollage vertical et horizontal sur le dos. Ayant une capacité de vol sur le ventre ou sur le dos, l'aéronef offre ainsi une parfaite visibilité à des instruments ou des observateurs disposés sur le ventre, sans aucun masquage par divers éléments de train d'atterrissage ou de surfaces portantes. L'aéronef peut être piloté ou non pour un usage civil ou militaire.

Description

Les aéronefs convertibles offrent une capacité de décollage et d'atterrissage verticale tout en cherchant à assurer un vol horizontal économique en carburant qui s'affranchit des limitations en vitesse propres aux hélicoptères. Il existe deux grandes familles de convertibles : les convertibles dont le fuselage reste dans le plan horizontal dans toutes les phases de vol et ceux dont le fuselage est dans le plan vertical en mode girodyne et dans le plan horizontal en mode aéroplane. Parmi les convertibles dont le fuselage reste dans le plan horizontal dans toutes les phases de vol, on distingue : - Les convertibles à rotor basculant utilisent leur hélice à la fois pour la sustentation en 10 mode hélicoptère et pour la propulsion en mode avion. Les hélices sont utilisées dans deux modes de fonctionnement totalement différents pour lesquels elles ne peuvent pas être optimisées, ce qui dégrade les performances générales de l'appareil. - Les convertibles à rotor tournant en permanence sont limités par l'efficacité de celui-ci à grande vitesse. La charge d'assurer la portance est transférée progressivement en 15 vol du rotor à des ailes fixes annexes. Aux grandes vitesses, le rotor devient inutile mais génère une traînée importante, ce qui dégrade les performances générales de l'appareil. - Les convertibles dont le rotor est stoppé en vol à grande vitesse et s'apparente alors à une aile fixe, utilisent des pales dont le profil n'est pas adapté au sens du vent relatif, ce qui en dégrade les performances. 20 Parmi les convertibles dont le fuselage est dans le plan vertical en mode girodyne et dans le plan horizontal en mode aéroplane, on distingue : - Les convertibles dont les mêmes hélices sont utilisées à la fois pour la sustentation en mode hélicoptère et pour la propulsion en mode avion présentent les mêmes inconvénients que les convertibles à rotor basculant, ce qui dégrade les performances 25 générales de l'appareil. - Les convertibles, dont le rotor, placé sur le corps du fuselage, est stoppé en vol et s'apparente alors à une aile fixe générant l'essentiel de la portance en vol horizontal, utilisent des pales de rotor dont la surface n'est pas adaptée aux deux modes de fonctionnement totalement différents, ce qui dégrade les performances générales de 30 1 ' appareil. Par ailleurs, le champ de vision vers le sol des avions et drones d'observation est souvent en partie masqué par divers éléments de train d'atterrissage ou de surfaces portantes.

La présente invention pallie l'ensemble de ces inconvénients de par le fait que les deux pales du rotor fonctionne comme une aile fixe à l'avant du fuselage, en mode aéroplane, et que leur portance s'ajoute à celle générée par d'autres surfaces fixées au fuselage. En mode girodyne (1), les pales du rotor sont orientées de telle manière qu'elles aient toutes une incidence positive par rapport au vent relatif généré par la rotation du rotor. Lorsque l'aéronef bascule de la verticale à l'horizontale, l'incidence des deux pales s'accroît progressivement jusqu'à que celles-ci acquièrent la même orientation et le même sens et que le rotor s'arrête avec ses pales à l'horizontal (2). Au cours de la transition, la poussée des propulseurs fixés sur les pâles, passe 10 progressivement d'un mode d'entrainement du rotor en rotation à un mode de propulsion de l'aéronef sur son axe axial. L'aéronef utilise un même système de propulsion en mode girodyne (1) et aéroplane (2), constitué d'un nombre pair de propulseurs placés sur les pales du rotor principal de part et d'autre de son axe de rotation. Les propulseurs sont placés sur les pales du rotor à une 15 position telle que leur rendement soit maximisé à la fois en mode girodyne et en mode avion. Dans une configuration particulière de l'aéronef, un même train d'atterrissage est utilisé en mode girodyne et en mode aéroplane. Cette caractéristique qui allège et simplifie l'aéronef résulte de l'utilisation d'un train avant rabattable sur un demi-tour (3) (4). 20 En mode aéroplane, le train d'atterrissage est monté sur le dos de l'appareil afin de ne pas masquer le champ de vision sous l'appareil et ainsi faciliter le fonctionnement de sa charge utile (ici une boule optronique gyrostabilisée) (5). L'atterrissage en mode aéroplane s'effectuant sur le dos, la charge utile placée sous le ventre de l'appareil se retrouve au dessus de l'appareil au sol, ce qui la protège de tout 25 dommage et permet de réduire la hauteur du train d'atterrissage (6). La figure 1 représente l'aéronef en mode girodyne. La figure 2 représente une vue de dessus de l'aéronef en mode aéroplane. La figure 3 représente l'aéronef en mode girodyne posé sur un train d'atterrissage en position rabattue vers la queue. 30 La figure 4 représente l'aéronef en mode aéroplane posé sur un train d'atterrissage en position rabattue sur le dos. La figure 5 représente l'aéronef doté d'une boule électro-optique gyrostabilisée pour l'observation placée sous le ventre.

La figure 6 représente l'aéronef au sol en mode aéroplane équipé de sa charge utile (ici une boule électro-optique gyrostabilisée) placé sous le ventre et ne représentant aucun risque de collision avec le sol. Dans les formes de réalisation, le dispositif prototype concerne un drone de surveillance à usage civil ou militaire. Le dispositif selon l'invention est destiné à tout type d'aéronef convertible quel qu'en soit l'usage. Ayant une capacité de décollage et atterrissage verticale et de vol horizontal, le dispositif est caractérisé par l'emploi de deux pales d'un rotor placé à l'avant du fuselage qui produit la portance nécessaire au mode girodyne, en rotation, et une partie de la portance lorsqu'elles sont arrêtées et bloquées en mode aéroplane. Le dispositif peut utiliser un même système de propulsion en mode girodyne et aéroplane, constitué d'un nombre pair de propulseurs placés sur les pales du rotor principal de part et d'autre de son axe de rotation.

Le system de propulsion peut être placé sur les pales du rotor à une position telle que son rendement soit maximisé à la fois en mode girodyne et en mode avion. Le dispositif peut être doté d'un train d'atterrissage permettant le décollage et l'atterrissage en mode aéroplane. Le dispositif peut avoir une capacité de vol horizontal sur le ventre ou sur le dos et être 20 doté d'un train d'atterrissage positionné de manière à ce que les manoeuvres aux sols s'effectuent sur le dos. Le dispositif peut être doté de systèmes d'observation et de charges utiles placés sous le ventre de l'appareil afin d'avoir une vue dégagée du sol lors du vol normal et garder une distance de sécurité avec le sol lors du vol sur le dos.

25 Le dispositif peut être doté d'un train d'atterrissage rabattable utilisable à la fois pour le décollage vertical et horizontal sur le dos. 30 .

Claims

REVENDICATIONS1) Aéronef convertible, ayant une capacité de décollage et atterrissage verticale et de vol horizontal, dont les deux pales du rotor placées à l'avant du fuselage produit la portance nécessaire au mode girodyne, en rotation, et une partie de la portance lorsqu'elles sont arrêtées et bloquées en mode aéroplane.
2) Dispositif, selon la revendication 1, dont le même système de propulsion utilisé en mode girodyne et aéroplane est constitué d'un nombre pair de propulseurs placés sur les pales du rotor de part et d'autre de son axe de rotation.
3) Dispositif, selon l'une des revendications précédentes, dont le système de propulsion est placé sur les pales du rotor à une position telle que son rendement soit maximisé à la fois en mode girodyne et en mode avion.
4) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont un train d'atterrissage permet le décollage et l'atterrissage en mode aéroplane.
5) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une capacité de vol sur le ventre ou sur le dos, dont le train d'atterrissage est positionné de manière à ce que les manoeuvres au sol s'effectuent sur le dos en mode aéroplane.
6) Dispositif, selon la revendication 5, dont les systèmes d'observation et les charges utiles sont placés sous le ventre de l'appareil afin d'avoir une vue dégagée du sol lors du vol normal et de garder une distance de sécurité avec le sol lors du vol sur le dos.
7) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le train d'atterrissage est rabattable afin d'être utilisé à la fois pour le décollage ou atterrissage vertical et horizontal sur le dos.