FR3078683A1 - Option a bas cout d’une deuxieme aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne - Google Patents

Abstract

La voilure d'un avion de ligne, déjà doté d'une aile (15) en position basse, à dièdre positif et à flèche arrière, est reconfigurable selon une option à bas coût et sous condition de certification additionnelle. L'option consiste en l'adjonction d'un caisson (5) de fuselage (1), de deux caissons (4) d'aile (15), et d'une deuxième aile (166) composite et sans éléments d'aile mobiles, en position haute et à faible flèche inverse, de 10°-15°. De par l'absence éléments mobiles d'aile sur ladite aile additionnelle (166) et sa forme simple facile à fabriquer en matériau composite, le coût additionnel de développement et de fabrication pour acquérir de la surface portante supplémentaire efficace, solide et légère est minimisé. L'option prête-à-poser, conçue pour des créneaux commerciaux spécifiques, augmente la finesse, améliore le vol à basse vitesse ou avec un réacteur en panne, et optimise le vol à Mach 0,7 (-ou moins-) pour diminuer la consommation.

Description

CONTEXTE DE L'INVENTION

Les avions à turbo-propulseurs occupent une place de choix dans le vaste créneau du vol commercial à basse consommation. Mais leur vitesse tourne autour de 500 km/h. On pourrait en théorie les faire voler plus vite avec des techniques comme celles des moteurs propfan, mais des expériences récentes ont mis à jour une grande complexité, et pour les avions qui en sont équipés, le vol à Mach 0.7 est un défi très coûteux, plus que difficile à relever pour des raisons purement techniques.

Par ailleurs, des avions de ligne, à turbo-réacteurs cette fois, récents et en très bon état, peuvent se trouver du jour au lendemain dépassés sur leurs créneaux commerciaux initiaux, -par exemple à cause d'une consommation excessive, ou de par le fait qu'ils sont des quadriréacteurs plus onéreux à entretenir que des biréacteurs-, et il est intéressant de trouver des options, si possible d'un coût raisonnable, qui les réhabilitent sur d'autres créneaux commerciaux en tant qu'avions d'occasion reconfigurés en modèles plus sobres et moins rapides.

Définir une option efficace et d'un coût raisonnable pour ces avions de ligne à turbo-réacteurs est l'objet principal de la présente invention, décrit plus en détail ci-après. Ce n'est pas le seul.

Un autre objet de l'invention est de procurer à l'avionneur une flexibilité commerciale dans son catalogue de vente d'avions neufs, et ce, pour un acquéreur qui peut à tout moment, y compris à l'achat, intégrer l'option de l'invention, et changer la vocation de l'avion de ligne de base en le rendant plus sobre et moins rapide. Pour ce faire, ledit avion de ligne de base neuf est systématiquement doté de réservations qui rendent possible et standardisé le «prêt-à-poser».

Bien entendu, ladite option ne peut être proposée qu'après une certification aussi draconienne que celle qui concerne l'avion de base. Celà dit, l'invention oriente la conception de ses éléments de telle sorte que la certification additionnelle concerne essentiellement la nouvelle informatique de pilotage, qui représente une grande part de ce que l'on appelle «l'Avionique» et est aussi une part importante de ladite certification.

Ajoutons que le fait suivant est connu.

Les vols à Mach 0.7 -ou moins- d'une part, et les vols à Mach 0.8- ou plus - d'autre part, ne font pas partie du même univers aérodynamique et énergétique.

Sur un plan aérodynamique, les voilures sont de conception plus lourde et moins efficace en envisageant une plus grande vitesse, surtout en approchant le domaine transsonique.

Sur un plan énergétique, un écart de consommation de 20% est en jeu entre un vol à Mach 0.7 et un vol à Mach 0.8 sur le même avion.

Il faut se rappeler que si nombre de passagers des pays riches paient le prix pour voyager à plus de Mach 0.7 (approchant ou dépassant Mach 0.8), en contrepartie les passagers des pays en développement et les passagers à petit budget des pays riches accepteraient que le vol soit plus long s'il est moins cher.

Or la cherté du voyage est une balance entre le coût du carburant et le coût horaire du personnel des compagnies aériennes. Dans cette balance, le vol à plus de Mach 0.7 (c'est-à-dire à une vitesse approchant ou dépassant Mach 0.8) a jusqu'à présent trouvé sa place et a eu les faveurs desdites compagnies aériennes, en vertu des calculs du COST INDEX, familier dans l'aviation.

Mais on peut raisonnablement penser que c'est le vol à Mach 0.7-ou moins-, et non le vol à une vitesse approchant ou dépassant Mach 0.8, qui s'imposera sur le très grand marché d'un continent où les pays à PIB modeste sont nombreux. Ceux-ci s'ouvrent de plus en plus aux échanges avec d'autres pays, du même continent, au PIB modeste, d'autant que ces mêmes pays risquent de ne pas recourir de sitôt à des trains à grande vitesse ou à très grande vitesse, et ce en raison de leurs coûts d'infra-structures de ces transports terrestres.

Des compagnies aériennes low-cost se créeront localement sur tout continent où les pays à PIB modeste sont nombreux, et emploieront du personnel local dont le coût horaire est moindre que dans les pays riches.

Les balances du COST INDEX entre le coût du carburant et le coût horaire du personnel de ces mêmes compagnies aériennes low-cost changeront pour favoriser encore plus les économies de carburant, et donc les vols à Mach 0.7-ou moins-, et offrir des billets d'avion à des prix bas, insoupçonnés jusqu'ici, que l'on pourra qualifier d'ultra-low-cost.

La donne pourrait changer à nouveau à terme, mais entretemps, les avions qui volent à Mach 0.7 -ou moins- avec une très faible consommation de carburant se seront banalisés, et représenteront une alternative installée durablement, avec ses propres caractéristiques, d'une part sur les continents où les pays à PIB modeste sont nombreux, et d'autre part dans les pays riches, cette fois pour le transport moyen-courrier ou régional.

L'exposé précédent n'ignore pas qu'il sous-tend une simplification, mais celle-ci est utile pour sa clarté, et justifiée par les données suivantes.

La vitesse de référence est en réalité le Mach de finesse Max. C'est la vitesse la plus favorable pour le rapport portance/traînée. Il est dépendant de l'altitude, de la température et de l'avion de ligne.

Le tableau suivant est extrait du document de Mike VICTOR, NAVIGATION 4. Calcul du carburant. https://www.flightsim-corner.com/aller-plus-loin/navigation/navigation-calcul-carburant/.

En réalité, ce tableau est lui-aussi trompeur.

D'abord, il dit les Mach de finesse Max à l'altitude optimale, mais il ne dit rien sur le niveau de consommation de l'avion à cette vitesse et à cette altitude-là.

Il donne seulement la vitesse optimale de l'avion, et le pilote dispose de deux autres informations qui sont l'altitude à laquelle il doit voler pour atteindre cette vitesse optimale, et son niveau de consommation à cette vitesse-là.

Ensuite, ce n'est pas parce qu'un premier avion de ligne a un Mach de finesse Max à son altitude optimale de 0,79, et un deuxième avion un Mach de finesse Max de 0,77 à son altitude optimale, que le premier est plus gourmand que le second en terme de consommation par 100 km par passager. En effet, sur ces paramètres de référence, malgré les chiffres annoncés ci-dessous, le Boeing B 777 est plus sobre que l'Airbus A-340.

Les termes employés dans la présente présentation (Mach 0.7 environ, plus de Mach 0.7, vitesse approchant ou dépassant Mach 0.8, vitesse à Mach 0.8- Mach 0.9) nous semblent donc plus corrects et plus explicites qu'une présentation plus complexe qui serait nécessairement confuse, et nuirait pour exposer l'invention avec clarté.

Mach de Finesse Max

MaéhPRM y ·_' F ' ^Mach de FÎnn^e................

Altitude~ ~~ ~ ¹ Altitude '.....i Altitude optimale I accrochage (1) : optimale (2) (T standard)

B747-ÏOO	0.84	0.825	0.795
B777	0 84	0 82	0.79
A380	0,85	0.83 (3)	0,817(3)
A3«	0.82	0,81 (3)	0,77 (3)
A330	0,82	0,81(3)	0,77 (3)
^20............................................	0,78	0,74 (3)	0,71 (3)

(i ) ce Mach permet tfe tenir le niveau β» vol ct»W encas wgtMiâtÎon de la température per exemple ert utilisant»poussé· maxl crtsfc»ou maxl montée suivant le w· avion.

(2) On peut réduire Ju«qu»« machen cas «attente «néalrepar exemple.

W Vite··· awen wiriewe àla vltees» de tlneese nert haute aliue».

CONTOURS DE L'INVENTION

Pour répondre à ces considérations, l'invention mise sur une voilure «non-planaire» en option additionnelle et peu onéreuse sur un avion existant.

L'expression «non-planaire» est un terme générique faisant référence à une voilures à deux ailes jointes avec plus ou moins d'espacement vertical, la plupart du temps décalées et à flèches opposées, prioritairement destinées à limiter l'envergure en reconfigurant la voilure, et décrites d'abord par Prandtl en 1924, puis rapportées en anglais selon les variantes sous le nom de « nonplanar wings », « box-wings», « joined-wings», «Prandtl configuration wings», «closed wings», etc.

L'option décrite par l'invention permet la reconversion dudit avion de ligne conçu au départ pour voler à Mach 0.8 environ vers des créneaux commerciaux se satisfaisant de vols à la vitesse de Mach 0.7-ou moins-. Ledit avion de ligne bénéficiera, sur cette vitesse de Mach 0.7, d'une consommation plus basse qu'il n'aurait eu sans l'option de l'invention.

Ledit avion de ligne, qui a déjà été certifié une première fois, est reconfigurable selon l'invention sous condition de certification additionnelle accolée à tout opération identique.

Si, pour l'invention, une voilure non-planaire est le moyen à bas coût retenu pour augmenter la portance, et donc la finesse, et par là baisser la consommation au prix d'une moindre aptitude à la vitesse, ce n'est pas l'intérêt que lui trouve en général l'Etat de l'Art, qui au contraire, voit le plus souvent les voilures non-planaires comme un moyen d'apporter une voilure à éléments mobiles d'ailes dédoublés, à flèches élevées et à faible envergure pour viser des vitesses transsoniques, parfois Mach 0.9, et parfois avec l'objectif de reconsolider mécaniquement ladite voilure pour résister aux vibrations, torsions et flexions du vol transsonique, et ce, au prix d'une dégradation du rapport poids/portance, comme il se doit.

RESUME DE L'INVENTION

Dans le cadre d'une recherche de gain en sobriété par gain de portance avec renoncement proportionné sur le Mach de Finesse Max, et selon une option de reconversion* et/ou de flexibilité commerciale*, prête-à-poser, à bas coût de développement, de fabrication et d'intégration, l'invention confère, par adjonction d'une aile additionnelle en composite, efficace, solide et légère, sans éléments mobiles d'aile, et par conséquent de conception et de forme simple, une voilure non-planaire à un avion de ligne, neuf ou d'occasion, et qui est déjà doté d'une aile à flèche arrière, à dièdre positif et en position basse. Et ce, non pas avec l'objectif de réduire son envergure, mais plutôt dans le but de rendre très économe son vol à Mach 0.7-ou moins-. Ladite option ne peut être proposée qu'après une certification aussi draconienne que celle qui concerne l'avion de base. Cela dit, l'invention oriente la conception de ses éléments de telle sorte que la certification additionnelle concerne essentiellement la nouvelle informatique de pilotage, qui représente une grande part de ce que l'on appelle «l'Avionique » et est aussi une part importante de ladite certification.

L'utilisation d'un matériau composite léger et résistant, facilitée par la simplicité mécanique de l'option, joue son rôle dans son efficacité, et à ce sujet, l'invention penchera pour l'utilisation de composites thermoplastiques, de préférence recyclables et compatibles avec l'Economie Circulaire.

*Le terme « reconversion » fait référence à des avions en obsolescence commerciale par manque de sobriété, et que l'on reconvertit.

*Le terme « flexibilité commerciale » fait référence à des avions neufs, pouvant être ou non, à la base, dés le départ, des avions exceptionnellement sobres, pour lesquels l'avionneur propose à son client d'acheter l'avion avec ou sans l'option, selon que ledit client vise des vols low-cost s'approchant ou dépassant Mach 0.8, ou au contraire des vols ultra-low-cost se contentant de Mach 0.7-ou moins-.

ETAT DE L'ART DES VOILURES NON-PLANAIRES

Les problématiques d'aéroélasticité posés par les voilures non-planaires sont étudiés dans la publication « Rauno Cavallaro, Rocco Bombardieri, Simone Silvani, Luciano Demasi, Giovanni Bernardini. Aeroelasticity of the PrandtIPIane: Body Freedom Flutter, Freeplay, and Limit Cycle Oscillation. Variational Analysis and Aerospace Engineering pp 65-94, December 2016. » Celle-ci recommande l'usage de composites pour fabriquer leur structure.

L'option prête-à-poser de l'invention confère à un avion une voilure non-planaire d'un type particulier qui n'est pas explicitement envisagée dans l'Etat de l'Art, où l'on recherche plutôt * le vol à Mach 0.8-Mach 0.9, où l'on détériore par nécessité le rapport poids-portance, en rejetant les angles de flèche trop faibles, * et/ou des envergures réduites, * et/ou deux ailes à angles de flèche, souvent voisins en valeur absolue, généralement d'au moins 18° et jusqu'à 35° environ, et de signe opposé, * et/ou deux ailes aux surfaces voisines, * et/ou des éléments mobiles d'aile et des gouvernes de vol sur l'aile additionnelle à flèche inverse, ou sur les deux ailes, * et/ou des éléments de liaison entre les deux ailes aux extrémités d'au moins une aile, voire aux extrémités desdites deux ailes, * et/ou une emplanture sur l'empennage pour l'aile additionnelle à flèche inverse, * et/ou la suppression de l'empennage au sens traditionnel, * et/ou des réacteurs sur ou sous l'aile additionnelle à flèche inverse, * et/ou une aile additionnelle à flèche inverse en position basse, * et/ou des réacteurs sur aile en position basse au lieu de sous aile en position basse, alors que, comme il est décrit ci-après au chapitre « Description », l'option prête-à-poser à bas côut de développement, de fabrication et d'intégration de l'invention concerne * un avion initialement à une seule aile au départ (non compté un plan canard présent ou non), en position basse, à dièdre positif et à flèche arrière, * qui conserve son intégrité de départ, y compris son empennage, ses mâts-réacteurs et son aile avec son envergure, ses circuiteries d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol, * qui reçoit une aile additionnelle en matériau composite, de préférence thermoplastique, * en position haute, à faible flèche inverse, d'un angle de 10 à 15°, la plupart du temps beaucoup plus faible que l'angle de flèche de l'aile constituant la voilure initiale, * nettement plus petite en surface que l'aile constituant la voilure initiale, * procurant un espacement d'ailes limité et encadré, * acceptant des éléments de liaison entre les deux ailes en deçà des extrémités desdites deux ailes, * sans éléments mobiles d'aile ni gouvernes de vol, de conception et de forme simple, et donc à bas coût de développement, de fabrication et d'intégration, * légère, solide et efficace au plan aérodynamique, * et dont la vocation première est d'optimiser le vol à Mach 0.7 -ou moinset de viser une très basse consommation de carburant, le vol à une vitesse supérieure à Mach 0.7 pouvant être envisagé, mais en perdant les bénéfices de la qualité première de sobriété exceptionnelle à Mach 0.7-ou moins- de l'avion équipé de l'option de l'invention.

Il est possible d expliquer pourquoi I Etat de I Art des voilures non-planaires ne propose pas de façon explicite la configuration de voilure planaire proposée par l'invention.

Les configurations proposées dans la littérature ou dans les brevets privilégient le gain en vitesse, le raccourcissement d'envergure sans perte de portance, et le gain en poids et en traînée, et ignorent des questions de maintenance.

L'Etat de l'Art ne fait pas toujours un sans-faute, ainsi que le montrent certains commentaires des Figures du présent document illustrant l'Etat de l'Art Antérieur.

Néanmoins, ces erreurs écartées, dans l'Etat de l'Art des voilures non-planaires, on voit que :

* la recherche de gain en vitesse écarte les angles de flèche inverse trop faibles pour dépasser Mach 0.85 et retient plutôt des angles de flèche inverse de 18 à 35°.

* la recherche de raccourcissement d'envergure sans perte de portance limite la longueur de la composante latérale des segments d'aile.

* la recherche de gain en poids et en traînée oriente vers un remplacement de l'empennage par des segments d'aile additionnelle.

* il est fait abstraction dans l'Etat de l'Art des voilures non-planaires du fait que les compagnies aériennes sont soucieuses de simplifier la maintenance et imposent aux avionneurs des réacteurs sous aile en position basse.

Ensuite, l'Etat de l'Art des voilures non-planaires n'essaie pas, comme le fait l'invention, de reprendre en l'Etat les circuiteries d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol déjà développées sur des avions existants.

Au contraire, l'Etat de l'Art des voilures non-planaires essaie de profiter de la présence de ladite aile additionnelle pour doubler les éléments d'aile mobiles, ce qui amène à devoir développer, quelqu'en soit le coût, de nouveaux modèles de circuiterie d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol.

Il est à noter que ce même Etat de l'Art des voilures non-planaires ne propose pas d'option prête-à-poser pour conférer une voilure non-planaire à un avion une seule aile (plan canard non compris).

En ce sens, l'Etat de l'Art des voilures non-planaires n'évoque pas des questions de coût marginal, dans lesquelles on retient d'une part qu'il est plus avantageux de développer des options que de reprendre une conception d'avion à partir de zéro, et d'autre part qu'il est plus prudent d'aménager des avions existants selon des options peu onéreuses que de rester confiné à la configuration de départ avec des risques d'obsolescence masquée ou d'arrêt soudain de viabilité économique.

L'option de l'invention intéressera tout type d'avion à aile en position basse et à flèche arrière prononcée: les avions d'occasion qu'il est impératif de rendre plus sobres pour les réhabiliter, et les avions neufs déjà très sobres, mais que l'on veut un jour pouvoir rendre encore plus sobres, pour les adapter à des créneaux commerciaux spécifiques.

L'Etat de l'Art des voilures non-planaires est décrit entre autres dans les publications suivantes :

Configuration d'Aile. Wikipedia. https://fr.wikipedia.org/wiki/Configuration d%27aile Prandtl L., Induced drag of multiplanes NACA TN 182, 1924.

Lange, R.H., J.F. Cahill, et al. Feasibility Study of the Transonic Biplane Concept for Transport Aircraft Application, NASA Contractor Report CR-132462. 1974.

Wolkovitch, J. 1986. The Joined Wing: An Overview, Journal of Aircraft, Vol. 23, No. 3, pp. 161-178. 1986.

Gallman, J.W., S.C. Smith, and I.M. Kroo. Optimization of Joined-Wing Aircraft, Journal of Aircraft,Vol. 30, No. 6, pp. 897-905. 1993.

Frediani, A., and Montanari, G.. Best wing System: an exact solution of the Prandtl's problem,. Variational Analysis and Aerospace Engineering, Vol. 33.pp. 183-21. 2009 Daniel Schiktanz. Master Thesis. « Conceptual Design of a Medium Range Box Wing Aircraft. Department of Automotive and Aeronautical Engineering. Hamburg University of Applied Sciences. 2011.

Torenbeek, E. 2013. Aircraft Design Optimization, in Advanced Aircraft Design: Conceptual Design, Analysis and Optimization of Subsonic Civil Airplanes, John Wiley & Sons, Ltd, Oxford, UK.

Rauno Cavallaro, Luciano Demasi. Challenges, Ideas, and Innovations of Joined-Wing Configurations: A Concept from the Past, an Opportunity for the Future. Progress in Aerospace Sciences. Volume 87, Pages 1-93, 2016.

C.N. Zohlandt. Thesis. Conceptual Design Of High Subsonic Prandtl Planes Analysis And Performance Comparison With Conventional Configurations . Master of Science in Aerospace Engineering at the Delft University of Technology. 2016.

Scholz, D. 2016. Evolutionary Aircraft Configurations - Possible A320 Successor. Research Project 2008-2014,- URL: http://Airport2030.ProfScholz.de.

Rauno Cavallaro, Rocco Bombardieri, Simone Silvani, Luciano Demasi, Giovanni Bernardini. Aeroelasticity of the PrandtIPIane: Body Freedom Flutter, Freeplay, and Limit Cycle Oscillation. Variational Analysis and Aerospace Engineering pp 65-94, December 2016. Fâbio Cruz Ribeiro, Adson Agrico de Paula, Dieter Scholz and Roberto Gil Annes da Silva. Wing géométrie parameter studies of a box wing aircraft configuration for subsonic flight. 7th European Conférence For Aeronautics And Space Sciences (EUCASS). 2017.

On peut aussi citer quelques brevets qui décrivent des avions à voilure non-planaire comme US4146199 Multi-winged lifting body aircraft,

US4365773 Joined wing aircraft,

EP0716978A1 Avion de grandes dimensions,

WO 2004074093 Aéronef a voilure en flèche parallélépipédique, présentant une stabilité de vol statique élevée,

A1W02010116018A2 Avion à configuration alaire lambdoïde.

CONSIDERATIONS ECOLOGIQUES

On peut au passage faire la remarque que ces considérations et développements précédents qui prévoient une explosion du trafic aérien, avec des conséquences néfastes sur le taux de CO2, devraient inciter les avionneurs à passer à des carburants liquides fabriqués à partir de CO2 et d'électricité d'origine renouvelable, ainsi que l'a déjà préconisé George OLAH, prix Nobel de Chimie en 1994. Cette évolution ne serait nullement un frein au développement de la présente invention. Bien au contraire, il y aura plutôt une synergie, le vol à Mach 0.7 -ou moins- à basse consommation pouvant, dans les pays riches cette fois, offrir une porte d'entrée à un carburant propre mais onéreux à ses débuts, mais dont le coût diminuera d'autant que l'un de ses premiers marchés, celui des avions volant à Mach 0.7-ou moins-, ira en s'élargissant.

La présente invention décrit plus loin l'Economie Methanol pour une autre raison.

Selon l'invention, c'est elle qui peut fournir les matériaux composites qui constituent la deuxième aile en option et ses organes annexes.

De la sorte, la recyclabilité des matériaux employés et leur intégration dans l'Economie Circulaire est assurée.

Il s'agit d'un hasard fortuit et improbable, mais bienvenu.

L'Economie Methanol ne peut pas tout fabriquer, mais il se trouve que par coïncidence, elle peut fabriquer du MMA (MethylMethacrylate), et que par coïncidence encore, il a été découvert récemment un PMMA (PolyMethylMethacrylate) à faible viscosité.

Or la faible viscosité, rarissime dans les résines thermoplastiques, systématique dans les résines thermodurcissables, est nécessaire pour utiliser des procédés de fabrication bien connus dans la fabrication de pièces en matériau composite utilisés pour intégrer les structures d'avions.

ETAT DE L'ART DES FIXATIONS DE CAISSONS SUR AILES OU SOUS AILES

Tandis que les structures des fuselages d'avions sont constitués de longerons et de cadres circulaires, les structures d'ailes d'avions sont constitués de longerons et de nervures.

Pour décrire l'Etat de l'Art des fixations de caissons sur ailes ou sous ailes, il est utile de se référer à l'Etat de l'Art de fixation des caissons pour suspendre des moteurs d'ailes.

Dans ce cas de figure, les caissons sont appelés mâts, et sont fixés le plus souvent à l'intrados, et plus rarement à l'extrados.

Pour décrire les systèmes les plus classiques, il est repris ici la description de fixations à l'intrados, et l'Etat de l'Art rapporté dans le brevet « CA2590514C Système de fixation d'un mat de moteur à l'aile d'un aeronef ».

« Les mâts sont réalisés notamment à partir de longerons et de nervures assemblés pour former un caisson rigide.

Le système de fixation du mât à l'aile est généralement situé entre la partie supérieure dudit mât et la partie correspondante de l'intrados de l'aile.

Il se compose d'une attache avant, d'une attache arrière et d'une attache intermédiaire dont la disposition et la conception sont déterminées et certifiées pour reprendre efficacement les efforts et les moments susceptibles d'être engendrés selon les trois axes de l'avion (roulis X, tangage Y et lacet Z).

En particulier, les attaches avant et arrière du système de fixation se composent * de ferrures inférieures issues de la face supérieure du mât, * de ferrures supérieures issues en correspondance de l'intrados de l'aile, * et de bielles de liaison reliant lesdites ferrures correspondantes, par l'intermédiaire d'axes d'articulation orientés selon l'axe de tangage de l'aéronef pour l'attache avant et selon l'axe de roulis pour l'attache arrière.

Quant à l'attache intermédiaire, elle peut comprendre un pion ou arbre issu de l'intrados de l'aile et s'engageant dans une rotule prévue dans la face supérieure du mât, l'ensemble pion-rotule étant sensiblement agencé selon l'axe de lacet de l'aéronef.

Ainsi, le montage du mât par rapport à l'aile est figé par le système de fixation et exige un certain espace entre le mât et l'aile pour l'agencement desdites attaches. »

Néanmoins, l'Etat de l'Art ne fait pas toujours appel à une attache intermédiaire, ainsi que le décrit le brevet FR2862612B1 ou CA2486496A1 « Dispositif d'accrochage d'un moteur sous une voilure d'aeronef ».

ETAT DE L'ART DES COMPOSITES THERMOPLASTIQUES POUR L'AVIATION ET CONSEQUENCES POUR LE MATERIAU DE BASE DE L'OPTION DE L'INVENTION

L'aile additionnelle de l'invention a une forme simple et est dépourvue d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol, et par conséquent est de conception et de forme simple.

Ces dispositions sont avantageusement mises à profit pour choisir le matériau composite qui la constitue, c'est-à-dire pour choisir d'une part la résine et d'autre part la fibre et son format. Ce choix va de pair avec le choix du procédé de fabrication.

LES RESINES, LEUR RECYCLABILITE ET LA RESISTANCE AUX CONTRAINTES DES COMPOSITES SELON QU'ILS SONT A MATRICE THERMOPLASTIQUE OU A MATRICE THERMODURCISSABLE.

Contrairement à ce qu'on observe pour des pièces en composite thermoplastique, la recyclabilité n'est pas assurée pour les structures, profilés et pièces dont les procédés de fabrication utilisent des résines thermodurcissables par essence à faible viscosité. Ces procédés de fabrication sont souvent appréciés dans la fabrication de structures d'avions. L'invention préférant utiliser des résines thermoplastiques qui sont recyclables, il est recherché dans l'Etat de l'Art les rares résines thermoplastiquesqui sont à faible viscosité et qui par conséquent sont compatibles avec ces procédés.

Par ailleurs, l'étude des contraintes des matériaux composites est décrite par exemple dans les Supports de l'Enseignement de Mécanique des Solides à l'ESPCI au Laboratoire d'Hydrodynamique et Mécanique Physique de Jean-Claude Charmet. «Mécanique du Solide et des Matériaux. ElasticitéPlasticité-Rupture.» et aussi dans la thèse de Jérémie AUCHER en 2009. «Etude comparative du comportement de composites à matrice thermoplastique ou thermodurcissable» à l'Ecole Doctorale SPMI de Mécanique à l'INSA de Rouen.

Les résines thermodurcissables sont, comparées aux résines thermoplastiques, des résines générant des profilés davantage sujets aux micro-fissures et au cisaillement, comme le suggère l'étude de Thomas JOLLIVET. «Analyses comparatives de la tolérance aux dommages de matériaux composites à matrices thermoplastiques et thermodurcissables» au CETIM à NANTES».

LES PROCEDES POUR COMPOSITES FIBRES-RESINE A FAIBLE VISCOSITE

Les procédés utilisés pour les résines thermodurcissables, par essence à faible viscosité, sont décrits entre autres dans les documents dont les références sont les suivantes:

Quelques procédés de mise en forme des composites Federica DAGHIA - Lionel GENDRE. 2011.

http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/6546Z6 546-quelques-procedes-de-mise-en-forme-des-composites-ens.pdf

Jan Anders Manson, Pierre-Etienne Bourban, Leif Carlsson et Jean-Pierre Mercier

Matériaux composites à matrice organique (TM volume 15). Constituants, procédés, propriétés PPUR- Collection : Traité des Matériaux-13/10/2004.

http://www.hexcel.com/Resources/DataSheets/Brochure-Data-Sheets/Prepreg Technology.pdf

Pour les Composites Fibres-résine à faible viscosité qui permettent une bonne imprégnation des fibres, des procédés de fabrication avec outillages autorisent des séries.

Par exemple, des techniques pour composites avec fibres continues pour fabrication discontinue, comme la RTM (Resin Transfer Molding ou RTM ou «Transfert de résine à basse/moyenne pression»,) qui consiste à disposer des fibres continues au sein d'un moule fermé dans lequel on injecte la résine sous pression, à l'aide d'une pompe, le drapage préalable sur le moule s'effectuant préférentiellement avec une machine à draper.

Il en existe deux variantes, la première à injection, la deuxième à infusion, à savoir :

la RTM « standard » qui utilise un moule très rigide et lourd, et la Light RTM pour Light Resin Transfer Molding», ou «Transfert de résine sous vide» qui utilise un moule semi-rigide et utilise le vide pour infuser la résine.

Une pompe à vide fournit l'assistance pour aspirer la résine.

Certains procédés, en outre, sont des procédés complètement automatisés, adaptés aux productions en grande série, comme:

* l'enroulement filamentaire, une technique de fabrication en discontinu, destiné à fabriquer des profilés à section ronde, qui consiste à enrouler des fibres longues imprégnées de résine autour d'un mandrin jouant le rôle d'un moule intérieur, * l'enroulement filamentaire avec des robots à placement de fibres longues une technique de fabrication en discontinu, où des robots enroulent des fibres sans devoir respecter une forme cylindrique, * la pultrusion, une technique de fabrication en continu, destinée à créer des profilés de section quelconque et constante, qui consiste à imprégner de résine des fibres longues par passage dans un bain puis à les tirer à travers une longue filière chauffée qui contrôle la teneur en résine et détermine la forme de la section, le passage dans la filière permettant d'écraser les fuseaux de mèches pré-imprégnées et d'obtenir une imprégnation régulière de la résine en éliminant l'air occlus dans lesdites fibres et à leur jonction, et donc sans les défauts dûs à une porosité ou un excès de résine, le renfort (tissu, mat, fibres) étant conditionné en bobine.

Leurs principales limitations, outre les contraintes sur la géométrie des pièces, portent sur les directions des renforts ainsi mis en place.

En effet, la pultrusion installe des renforts axiaux (ce qui conduit à des comportements fortement anisotropes, avec des propriétés mécaniques satisfaisantes en résistance à la flexion, mais non-optimales en ce qui concerne la résistance au fluage et à la compression), tandis que l'enroulement filamentaire installe des renforts obliques ou circonférentiels.

Le choix de l'un de ces procédés dépend de l'application visée.

Par exemple, un même profilé cylindrique pourrait être réalisé :

• Par pultrusion, s'il est principalement sollicité en traction ou en flexion (poutres...), • Plutôt par enroulement filamentaire, s'il est principalement soumis à une pression interne (réservoirs, tuyaux...).

Pour des applications spécifiques, le pull-winding consiste à effectuer un enroulement filamentaire autour d'une âme obtenue par pultrusion et permet donc d'obtenir deux directions de renforts.

Comme il a été dit, les profilés et structures de l'invention sont de préférence en composites thermoplastiques dont la résine est à faible viscosité, et mettent en valeur les qualités respectives * d'une matrice thermoplastique:

* accompagnement d'un étirement et d'un choc plutôt que réaction aux contraintes par micro-fissures, * et des fibres en carbone ou en basalte ou en verre ou autre matériau:

* résistance à la traction d'un profilé composite avec fibres longues uni-directionnelles.

* résistance appréciable à la traction, voire très efficace et résistance non nulle à la compression, voire efficace d'un composite avec fibres continues.

LA RESINE PMMA-MMA THERMOPLASTIQUE A FAIBLE VISCOSITE

L'industrie dispose d'au moins une résine thermoplastique spécifique à faible viscosité capable d'imprégner des fibres continues, c'est la résine thermoplastique ELIUM d'Arkema à base de Methylmethacrylate, ici dénommée ici ΡΜΜΑ-ΜΜΑ.

Cette résine thermoplastique à faible viscosité est obtenue par des polymérisations différentielles du monomère methylméthacrylate MMA.

Ladite résine ΡΜΜΑ-ΜΜΑ est décrite entre autres dans les brevets de la société ARKEMA WO2013056845A2, W02014013028A1, WO2014135815, WO2014135816 et WO 2017121750 Al.

Elle est commercialisée par la Société ARKEMA sous le nom de résine Elium avec fibres, catalyseurs, additifs, activateurs, monomères de MMA, oligomères de MMA et homo-ou co-polymères de MMA.

Non seulement cette résine offre, comme toutes les résines thermoplastiques classiques, des possibilités de post-formabilité (soudabilité, emboutissabilité, pliabilité à chaud), mais encore sa faible viscosité autorise, comme il a déjà été dit, des procédés proches ou identiques à ceux utilisés pour les résines thermodurcissables, par essence à faible viscosité, comme par exemple la pultrusion et la RTM décrits dans ce document.

LA SYNTHESE DE LA RESINE PMMA-MMA THERMOPLASTIQUE EN ECONOMIE CIRCULAIRE

Ledit monomère methylméthacrylate MMA peut être obtenu selon le procédé Alpha de Lucite, souvent dénommé «procédé alpha», qui utilise l'éthylène, du monoxyde de carbone (CO) et du méthanol (CH₃OH) comme matières premières pour produire du propanoate de méthyle.

Ledit propanoate de méthyle se combine ensuite avec le formaldéhyde(HCHO) pour produire du MMA et de l'eau, ainsi qu'il est décrit dans l'article «B. Harris. Acrylics for the future, Royal Academy of Engineering, Ingénia, issue 45, 2010,»* http://www.ingenia.org.uk/Content/ingenia/issues/issue45/Harris.pdf

L'OPTIMISATION DU CYCLE DEVIE DE LA RESINE PMMA-MMA THERMOPLASTIQUE

ET SON INTEGRATION DANS L'ECONOMIE CIRCULAIRE

De plus, un matériau recyclable avec retour au premier usage comme le Methylmethacrylate peut avoir un Cycle De Vie guidé par les process de l'»Economie Méthanol»

L'Economie Méthanol décrit comment des molécules à plusieurs carbones peuvent être synthétisées à partir de molécules à un carbone (CO2, méthane, méthanol, etc), avec la possibilité d'attribuer à des objets fabriqués par l'Homme la vertu de puits de carbone ou de méthane.

L'Economie Méthanol est décrite par George OLAH, prix Nobel de Chimie en 1994, comme expliqué dans de nombreuses publications dont en particulier * A.Goeppert, M. Czaun, J.P.Jones, G.K.Prakash, G.A.OIah.

«Recycling of carbon dioxide and derived products to méthanol- closing the loop.» Chem. Soc. Review.43, 7995-8048, 2014 * -I- Kothandaraman, A. Goeppert, M. Czaun, G. A. Olah*, G. K. Surva Prakash. Conversion of CO2 from Air into Méthanol Using a Polyamine and a Homogeneous Ruthénium Catalyst. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138 (3), pp 778-781

Des voies directes du CO2 à l'éthylène existent aussi par électroréduction et catylseurs à base de cuivre, comme décrit ci-après.

* D- Ren, Y. Deng, A. D. Handoko, C. S. Chen, B. S. Yeo. Sélective Electrochemical Réduction of Carbon Dioxide to Ethylene and Ethanol on Copper(l) Oxide Catalysts. ACS Catal., 2015, 5 (5), pp 2814-2821 * C. Relier, R2. Krause, E. Volkova, B. Schmid, S. Neubauer,A. Rucki, M. Schuster, G. Schmid. Sélective Electroreduction of CO2 toward Ethylene on Nano Dendritic Copper Catalysts at High Current Density. Advanced Energy Materials, 2017, ledit méthanol pouvant, en effet, selon l'Etat de l'Art, être transformé en éthylène ou en propylène, selon l'Etat de l'Art des voies MTO (Méthanol to Olefins), comm MTE et MTP, respectivement (Méthanol to Ethylene) et (Méthanol to Polypropylene), ledit méthanol pouvant aussi, selon l'Etat de l'Art, être transformé en formaldéhyde, le methylméthacrylate MMA pouvant finalement n'avoir comme seules matières premières que le CO2 et l'hydrogène, ou le CO2 et l'eau, ou le méthane et l'oxygène, ou le méthane et l'eau,

L'intérêt d'utiliser de préférence le méthanol comme matière première, tenant aux fait que d'une part, ledit méthanol peut être, selon l'Etat de l'Art, issu de CO2 et/ou de méthane, d'autre part, le CO2 est un acidifiant de l'océan menaçant la calcification des coraux, des mollusques et des crustacés et en même temps un gaz à effet de serre, et que le méthane est un gaz à effet de serre.

Ledit méthanol peut être issu de CO2, selon l'Etat de l'Art, lorsque ledit CO2 est *

* réduit pour donner du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, puis du méthanol, ou réduit pour donner directement du méthanol, ou électro-réduit pour donner directement du méthanol, cf Dia Milani, Ali Abbas et al.

A model-based analysis of CO2 utilization in méthanol synthesis plant».

Journal of CO2 Utilization, 12-22, 2015 cf le brevet US 20060235091 Al «Efficient and sélective conversion of carbon dioxide to méthanol, dimethyl ether (DME) and derived products » décrivant comment convertir le CO2 pour produire *

dans une première étape un mélange d'acide formique, de formaldéhyde et de méthanol,. et dans une deuxième étape de grandes quantités de méthanol et/ou de DME, ledit méthanol pouvant aussi être issu de méthane, selon l'Etat de l'Art, lorsque ledit méthane est *

* *

vaporeformé par la vapeur d'eau ou reformé «à sec» par le CO2 ou partiellement oxydé par l'oxygène pour donner du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, (le mélange étant dénommé «syngas»), puis du méthanol, l'article d'Ali Abbaset al., A comparative study of CO2 utilization in méthanol synthesis with various syngas production technologies, Journal of CO2 Utilization, 12, 62-76, 2015 montrant les paramètres de l'arbitrage entre le méthane et le CO2 comme matières premières primaires lorsqu'on veut produire du méthanol.

Des structures, profilés et pièces peuvent dès lors être à faible empreinte anthropique du fait qu'ils sont susceptibles d'inclure une résine spécifique qui peut être fabriquée à partir de gaz carbonique C02 ou de méthane CH4, * le CO2 et le CH4 étant des gaz à effet de serre néfastes pour le climat, * le CO2 en outre acidifiant dangereusement les écosystèmes océaniques,

En conclusion, il est possible dans la voie du Methylméthacrylate MMA avec comme intermédiaire le méthanol, de fabriquer des profilés et structures recyclables, résistants aux UV, plus légers et aussi solides que l'acier, tout en leur conférant la vertu de puits de carbone ou de méthane.

DESCRIPTION

Selon l'invention, dans le cadre d'une recherche de gain en sobriété par gain de portance avec renoncement proportionné sur le Mach de Finesse Max, la voilure d'un avion de ligne à turbo-réacteurs, neuf ou d'occasion, déjà doté -non compté un éventuel plan canard- d'une aile (15) en position basse, à dièdre positif et à flèche arrière, est reconfigurable selon une option à bas coût et sous condition de certification additionnelle accolée à tout opération identique.

L'option consiste en l'adjonction d'un caisson (5) de fuselage (1), de deux caissons (4) d'aile (15), et d'une deuxième aile (166) solide, légère et efficace au plan aérodynamique, en matériau composite, dépourvue d'éléments d'aile mobiles, donc de conception et de forme simple, en position haute et à faible flèche inverse, de 10° à 15°.

Les caractéristiques géométriques supplémentaires de ladite aile additionnelle (166) et desdits caissons (4) sont encadrées de la façon suivante :

* sur un avion à simple pont, lesdits caissons (4) ont une hauteur limitée à 75% de la hauteur de fuselage pour ne pas générer une traînée parasite excessive, et en profitant du fait que ladite aile (15) est à dièdre positif.

et sur un avion à double pont, lesdits caissons (4) ont une hauteur limitée à 50% de la hauteur de fuselage pour ne pas générer une traînée parasite excessive, et en profitant du fait que ladite aile (15) est à dièdre positif.

Ces hauteurs desdits caissons (4) et (5) sont justifiées ainsi: trop hauts, lesdits caissons (4) et (5) généreraient trop de traînées parasites, trop bas, les deux ailes (15) et (166) généreraient de la portance avec difficulté, c'est àdire en se gênant l'une l'autre, de l'extrados de l'aile inférieure à l'intrados de l'aile supérieure.

* la surface de ladite aile additionnelle (166) fait de 30 à 60% de la surface de ladite aile (15), cette limite correspondant à des ambitions limitées en matière de portance et d'économie, l'invention ne pouvant pas concurrencer, sur le plan de la basse consommation, les avions à turbopropulseurs sur leurs créneaux à vitesse encore moindre (500 km/h).

L'adjonction de ladite aile additionnelle (166) est conditionnée à la pose préalable d'attaches standardisées et prêtes à l'emploi sur des endroits précis de la structure dudit fuselage (1) et de la structure de ladite aile (15).

De par l'absence éléments mobiles d'aile sur ladite aile additionnelle (166) et sa forme simple, facile à fabriquer en matériau composite, le coût additionnel de développement, de fabrication et d'intégration pour acquérir de la surface portante supplémentaire efficace, solide et légère , est minimisé.

Aussi, sans éléments d'aile mobiles sur ladite aile additionnelle (166), l'invention oriente la conception de ses éléments de telle sorte que la certification additionnelle concerne essentiellement la nouvelle informatique de pilotage, qui représente une grande part de ce que l'on appelle «l'Avionique» et est aussi une part importante de ladite certification.

On a là l'avantage de modérer encore plus le coût additionnel de développement.

La validation des nouveaux programmes informatiques de pilotage peut être entreprise dès la fabrication du premier prototype (Avion de base + Option de l'invention) que l'on sait à moindre coût.

En effet, cette option à bas coût certes nécessite le développement de nouveaux programmes informatiques, mais conserve les dimensions dudit avion, et ne conduit pas à devoir repenser ledit fuselage(l), la quasi-totalité voir la totalité de ses longerons et cadres, sa peau, la cabine, l'empennage, le train d'atterrissage, le caisson central, les mâts-réacteurs, ladite aile (15), son emplanture, la quasi-totalité voire la totalité de ses longerons et nervures, ses lisses, sa peau, la position de ses ailerons, de ses volets de bord de fuite et de bord d'attaque, ses circuits pour éléments mobiles d'aile et gouvernes de vol électriques, électroniques, hydrauliques et pneumatiques.

L'option de l'invention, prête-à-poser et à bas-coût, rend le modèle d'avion de ligne très économe, et permet la reconversion d'exemplaires d'occasion ou la flexibilisation d'exemplaires neufs vers des créneaux commerciaux se satisfaisant de vols à la vitesse de Mach 0.7-ou moins-.

En effet, l'option augmente la finesse, améliore le vol à basse vitesse ou avec un réacteur en panne, et optimise le vol à Mach 0,7 -ou moins-, de façon à diminuer drastiquement la consommation.

Ledit avion de ligne neuf ou reconverti bénéfice, sur ce créneau de vitesse de Mach 0.7 ou proche de Mach 0.7, d'une consommation plus basse qu'il n'aurait eue sans l'option de l'invention.

L'option prête-à-poser et à bas-coût de l'invention vise par exemple l'objectif de passer, à Mach 0.7, nettement sous la barre des 2 litres aux 100 kms par passager sur des avions qui, sans cette option, sont déjà capables de performances déjà exceptionnellement basses comme 2,6 litres aux 100 kms par passager à Mach 0,78

Lesdits caissons (4) et (5) éloignent spatialement les deux ailes (15) et (166).

Lesdits caissons (4) et (5) et lesdites deux ailes (15) et (166), une fois solidarisés, se consolident les uns les autres.

Le vol à Mach 0,7 est, selon les connaissances acquises en Aérodynamique, une vitesse suffisamment élevée pour diminuer les traînées induites par la portance et suffisamment basse pour ne pas exagérer les traînées parasites.

En conséquence, le vol à Mach 0,7 est considéré par l'invention comme une vitesse suffisamment élevée pour diminuer les traînées induites par la portance des ailes (15) et (166), et suffisamment basse pour ne pas exagérer les traînées parasites causées par lesdits caissons (4) et (5).

L'option de l'invention intègre cependant des caractéristiques techniques, comme une flèche inverse pour ladite aile (166), qui répondent à des contraintes spécifiques du vol transsonique (donc de vitesse supérieure à Mach 0,7) pour deux raisons.

La première est que des vents contraires peuvent créer des écoulements d'air sur l'aile qui ont une vitesse transsonique avec des conséquences sur de possibles décrochages dûs aux traînées d'onde. La deuxième est que le vol à une vitesse supérieure à Mach 0,7 doit pouvoir être envisagé dans des circonstances particulières, comme par exemple un retard à rattraper, mais en perdant les bénéfices de la qualité première de sobriété exceptionnelle à Mach 0.7-ou moins- de l'avion équipé de l'option de l'invention.

Il faut aussi signaler qu'une flèche inverse retarde aussi les décrochages à basse vitesse.

Finalement, la flèche de ladite aile (166) est inverse à la fois pour les avantages attendus en vol transsonique, à savoir retarder le décrochage dû aux traînées d'ondes, et pour les avantages attendus en vol à basse vitesse, à savoir retarder le décrochage dû au manque de vitesse.

La flèche inverse de ladite aile (166) est cependant d'angle faible, de 10° à 15° environ, pour amoindrir la dégradation du rapport poids /portance, que l'on sait par ailleurs être détérioré dans les angles de flèche plus élevés.

Au-dessus de 15°, le gain en portance se ferait au prix de trop de poids, et les effets négatifs d'une flèche inverse, à savoir des sollicitations mécaniques en torsions et flexions, imposeraient des renforts trop lourds.

Au-dessous de 10°, l'apport positif d'un angle de flèche inverse sur le vol au-delà de Mach 0,7 pour retarder le décrochage dû aux traînées d'ondes et sur le vol à basse vitesse pour retarder le décrochage dû au manque de vitesse ne se ferait pas sentir au maximum des possibilités offertes par l'invention.

Quant à la caractéristique recherchée par les avionneurs de fabriquer des avions à décrochage doux et non pas brutal, elle reste assurée par la flèche arrière de ladite aile (15) en position basse.

Selon une version de l'invention, l'adjonction de ladite aile additionnelle (166) consiste d'abord à intégrer des ferrures de renfort trouées (51) et (1515), respectivement sur les cadres et longerons du haut dudit fuselage (1), et à l'extrados de ladite aile (15), sur ses nervures et longerons.

Lesdites ferrures de renfort trouées (51) et (1515) reçoivent des manilles triangulaires (75) puis des ferrures trouées (72) respectivement desdits caissons (5) et (4), lesdites ferrures de renfort trouées (51) dudit fuselage (1) et lesdites ferrures trouées (72) desdits caissons (5) sont ensuite traversées par des axes de solidarisation (78).

et de façon analogue, lesdites ferrures de renfort trouées (1515) de ladite aile (15) et lesdites ferrures trouées (72) desdits caissons (4) sont ensuite traversées par des axes de solidarisation (78).

Ladite certification additionnelle est obtenue pour des ferrures (51) et (1515), caissons (5) et (4) et ailes (166) précis et spécifiques, et vaut pour tout opération identique.

Un avion de ligne peut subir deux épreuves de certification additionnelles, chacune accolée à des ferrures (51) et (1515), caissons (5) et (4) et ailes (166) précis et spécifiques, l'avionneur proposant ensuite les deux options à son client.

Selon une version de l'invention, lesdites ferrures d'extrados (1515) sont placées là où se trouvent les réacteurs (237) en position d'intrados, de manière à ce que les régions d'aile (15) où les écoulements d'air sont perturbés par lesdits réacteurs (237) soient les mêmes que les régions d'aile (15) où les écoulements d'air sont perturbés par lesdits caissons (4).

Selon une version de l'invention, lesdits caissons (4) sont obliques, leur distance au fuselage étant plus grande à leur extrémité haute qu'à leur extrémité basse, cette disposition étant bénéfique au plan aérodynamique en apportant de la portance, et bénéfique au plan mécanique en apportant de la résistance au tremblement, selon Rauno Cavallaro, Luciano Demasi. Challenges, Ideas, and Innovations of Joined-Wing Configurations: A Concept from the Past, an Opportunity for the Future. Progress in Aerospace Sciences. Volume 87, Pages 1-93, 2016.

Selon une version de l'invention, lesdits caissons (4) et (5) et/ou ladite aile (166) sont des réservoirs auxiliaires de carburant pour augmenter encore l'autonomie.

Selon une version de l'invention, ladite aile additionnelle (166) est à profil supercritique, utile aux vitesses supérieures à Mach 0.7 pour retarder le décrochage dû aux traînées d'ondes.

(https://fr.wikipedia.org/wiki/Voilure_supercritique)

Selon une version de l'invention, ladite aile additionnelle (166) est en composite thermoplastique.

un choix pertinent du fait que ladite aile additionnelle (166) a une forme simple qui lui permet d'être fabriquée en utilisant des procédés efficaces et compétitifs de fabrication de composites utilisant des résines thermoplastiques à faible viscosité.

Selon l'invention, ladite aile additionnelle (166) en composite thermoplastique est à section constante et fabriquée par pultrusion, et éventuellement reprise par enroulement filamentaire, selon la technique du pull-winding.

Cette possibilité à bas coût est d'autant plus facile à mettre en œuvre que ladite aile additionnelle (166) a une forme simple et est dépourvue d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol.

Selon une version de l'invention, lesdits caissons (4) et (5) sont en composite thermoplastique.

Selon une version de l'invention, la résine dudit composite thermoplastique est le Polymethylmethacrylate à faible viscosité, lui-même pouvant être issu de CO2 ou de Méthane.

FIGURES

Les Figures 1 à 7 illustrent l'Etat de l'Art.

Les Figures 8 à 13 illustrent l'invention.

Les avions des Figures IA, IB, IC ont des ailes sans flèche.

Il n'y a donc pas du tout de recherche de vitesse, et Mach 0.7 ne pourrait être atteint.

Les avions des Figures 1D, 1E, 1F, IG, 1H ont des ailes avec angles de flèche prononcés.

Ils visent des vitesses approchant ou dépassant Mach 0.8.

L'un d'entre eux, celui de la Figure 1E, est conçu pour voler à Mach 0,9.

Les avions des Figures 11 et IJ ont des éléments contradictoires et questionnables.

La Figure IA représente un avion symbolique avec une voilure annulaire où l'aile supérieure et l'aile inférieure ont des dièdres et des flèches nuis, et dont les jointures d'ailes sont en extrémité de chaque aile.

La Figure IB représente un avion avec une voilure où l'aile supérieure et l'aile inférieure ont des dièdres et des flèches nuis, et dont les jointures d'ailes sont en extrémité de chaque aile. L'absence de flèche voue ce type d'avion à des vitesses ne dépassant pas Mach 0,6.

La Figure IC est une variante des Figures IA et IB, avec une aile en position ultra-basse à dièdre très prononcé. Les jointures d'ailes sont en extrémité de chaque aile. Aucune des deux ailes n'a de flèche. Ce type de configuration ne concerne que des vols à basse vitesse.

La Figure 1 D représente un avion avec une voilure où l'aile additionnelle à flèche inverse en position haute a son emplanture sur l'empennage, et dont les jointures d'ailes sont en extrémité de chaque aile. Ce type d'avion est conçu pour voler à des vitesses dépassant Mach 0,8.

La Figure 1E représente un avion avec une voilure où l'aile additionnelle à flèche inverse en position haute a un angle de flèche prononcé et a son emplanture sur l'empennage. Cet avion a des jointures d'ailes en milieu de l'aile à flèche arrière et position basse, et en extrémité de ladite aile additionnelle en position haute et à flèche inverse.

Ce type d'avion est conçu pour voler à des vitesses approchant ou dépassant Mach 0,9.

La Figure 1F est une variante de la Figure 1E et représente un avion avec un empennage différent et des flèches moins prononcées.

La Figure IG est une variante de la Figure 1D avec en sus un plan canard, et peu d'espacement vertical entre les deux ailes.

La Figure 1H est une autre variante de la Figure 1D avec en sus un plan canard, et un grand espacement vertical entre les deux ailes.

La Figure 11 comporte trois ailes : deux en position haute, dont une sans flèche et l'autre à très forte flèche, et une en position basse. Ce type d'avion est vraisemblablement conçu pour voler à des vitesses très approximativement autour de Mach 0.75, et par conséquent le peu de gain en portance qu'apporte son aile haute à très haute flèche inverse est questionnable: pourquoi apporter du poids et en même temps si peu de portance, alors que la vitesse attendue n'est pas transsonique au plus haut degré?

La Figure IJ est une variante de la Figure 1E avec un empennage différent, un angle de flèche très faible de l'aile en position basse, et un angle de flèche très prononcé de ladite aile additionnelle à flèche inverse en position haute. Au premier regard, sa pertinence est questionnable, l'aile additionnelle apportant du poids sans apporter la portance correspondante, comme on peut le faire par nécessité pour des avions volant à Mach 0.9, alors que manifestement son aile à flèche arrière en position basse a un angle de flèche trop faible pour dépasser Mach 0,7.

La Figure 2A représente en vue arrière un avion avec une voilure où l'aile additionnelle à flèche inverse en position haute a son emplanture sur l'empennage, et dont les jointures d'ailes, très hautes, sont en extrémité de chaque aile. Par là, cette configuration offre un grand espacement vertical entre les deux ailes. Ses réacteurs sont en position haute.

La Figure 2B représente un avion avec une voilure de configuration proche de la Figure 2A, avec un grand espacement vertical entre les deux ailes. Ses réacteurs sont à l'arrière.

La Figure 2C est très proche de la Figure 2A, mais est une vue de l'avant.

Les angles de flèche des voilures des avions des Figures 2A, 2B, et 2C permettent à priori de voler des vitesses approchant ou dépassant Mach 0,8. Vraisemblablement, le vol à Mach 0,9 souffrira de l'espacement vertical important des deux ailes, du fait de sollicitations mécaniques et de traînées parasites trop conséquentes.

La Figure 2D est proche des Figures 2A, 2B et 2C, mais les deux ailes ont une plus faible flèche, de valeur voisine en valeur absolue, de sorte qu'elles sont éloignées.

L'idée est de laisser la place à des caissons horizontaux ici utilisés comme réservoirs à hydrogène. Aux éléments de jointure verticaux s'ajoutent donc lesdits caissons de liaison horizontaux.

Les faibles angles de flèche permettent à priori de voler à des vitesses approchant Mach 0.7, mais sont trop faibles envisager Mach 0,8. Les traînées parasites sur lesdits caissons de liaison horizontaux renforcent l'idée de ne pas voler à Mach 0,8.

Dans le même temps, cet avion pourrait être de très basse consommation à Mach 0,65.

La Figure 2E représente un avion de configuration voisine de celle des avions des figures 2A, 2B, et 2C, mais avec un espacement vertical plus modéré entre les deux ailes, entre autre grâce à un dièdre positif plus marqué de l'aile à flèche arrière et en position basse.

Ce type d'avion est conçu pour voler à des vitesses dépassant Mach 0.8 et même approchant Mach 0,9.

Cette vitesse élevée restera, quoiqu'il arrive, un facteur de consommation élevée de fuel, fût-elle la plus basse de tous les avions volant à Mach 0.9, les lois de la physique ne pouvant pas être contournées.

Par contre cet avion n'est pas en concordance avec les souhaits de frais modérés de maintenance, des compagnies aériennes, dans la mesure où ses réacteurs ne sont pas sous aile basse.

La Figure 2F représente un avion de configuration voisine de celle des avions des Figures 2A, 2B, et 2C, avec les mêmes faiblesses, voire en plus problématiques.

La Figure 2G représente un avion de configuration voisine de celle de l'avion de la Figure 2E, mais avec une suppression totale de l'empennage.

La Figure 2H représente un avion de configuration voisine de celle de l'avion de la Figure 2E, mais avec une aile en position basse et à flèche arrière d'angle moindre, et une aile à flèche inverse en position haute d'angle supérieur.

En comparaison, cet avion aura moins de facilités contre les sollicitations mécaniques à Mach 0.9. sur son aile en position basse et à flèche arrière. Il ne sera pas pour autant plus économe à Mach 0.8 ou moins, car son aile à flèche arrière en position haute a moins d'efficacité en portance.

En comparaison donc de l'avion représenté à la Figure 2E, sa pertinence est questionnable.

Les Figures 3A, 3B, et 3C sont des variantes des Figures 2B et 2E, et sont extraites du document « Daniel Schiktanz. Master Thesis. « Conceptual Design of a Medium Range Box Wing Aircraft. Department of Automotive and Aeronautical Engineering. Hamburg University of Applied Sciences. 2011.

Elles concernent toutes les trois un avion avec une voilure où l'aile additionnelle à flèche inverse en position haute a son emplanture sur l'empennage, et dont les jointures d'ailes sont en extrémité de chaque aile.

La Figure 3A représente un avion à grande hauteur de fuselage et une aile à flèche arrière et en position basse présentant un dièdre positif. L'aile additionnelle a son emplanture sur l'empennage. Malgré ce dièdre positif, il y a un espacement vertical important entre les deux ailes.

On pourra faire les mêmes remarques que pour les Figures 2A, 2B et 2C. Les angles de flèche des deux ailes sont égaux et de signe opposé, de valeur absolue 26°.

Les réacteurs sont en position arrière.

La Figure 3B représente un avion à moyenne hauteur de fuselage et une aile à flèche arrière et en position basse présentant un dièdre nul. Grâce à la hauteur moyenne de fuselage, il y a un espacement vertical plus modéré entre les deux ailes.

Mais les ailes de cet avion ont un dièdre nul, et cet espacement vertical est cependant plus grand que celui des ailes de l'avion de la Figure 2C.

Les angles de flèche des deux ailes sont égaux et de signe opposé, de valeur absolue 22°.

Les réacteurs sont sous aile haute à flèche inverse, ce qui est dû au dièdre nul, lequel empêche la position des réacteurs sous l'aile à flèche arrière en position basse, et ceci n'est pas en concordance avec les souhaits de frais modérés de maintenance exprimés par les compagnies aériennes, favorables aux réacteurs sous aile basse.

La Figure 3C représente un avion à moyenne hauteur de fuselage et une aile à flèche arrière et en position basse présentant un dièdre nul. L'aile additionnelle a son emplanture sur l'empennage. Malgré la hauteur moyenne de fuselage, il y a un espacement vertical important entre les deux ailes. Les angles de flèche des deux ailes sont égaux et de signe opposé, de valeur absolue 26°.

Cette configuration pourrait être génératrice de portance mais fragilisante.

Les réacteurs sont en position arrière.

La Figure 4 représente un avion à voilure non-planaire décrit dans le brevet d'Airbus Operations SL US20110180660A1 Aircraft having a lambda-box wing configuration.

Sur cet exemple, on voit que c'est l'aile à flèche inverse qui est en position basse (et même ultrabasse), et qu'elle est dotée d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol, et de leur circuiterie, tout comme l'autre aile en position haute.

Comme l'aile à flèche inverse est en position ultra-basse, l'espacement vertical entre les deux ailes correspond à une hauteur de fuselage, malgré le dièdre positif de ladite aile à flèche inverse.

On voit aussi que les éléments de liaison entre les deux ailes sont situés aux extrémités de ladite aile additionnelle à flèche inverse.

On voit enfin que les réacteurs sont sur aile en position basse au lieu de sous aile en position basse.

La Figure 5A représente une structure de fuselage avec cadres (102) et longerons (103).

La Figure 5B représente une structure d'aile d'avion avec nervures (202) et longerons (203).

La Figure 6A représente des ferrures de renfort trouées (72) et (1515) qui reçoivent des manilles triangulaires (75) traversées par des axes de solidarisation (78).

La Figure 6B représente des ferrures de renfort trouées (1515) qui sont intégrées à la structure de ladite aile (15) constituée de nervures (202) et longerons (203), et qui ensuite reçoivent des manilles triangulaires (75), puis des ferrures (72) de caissons (4) traversées par lesdits axes de solidarisation (78).

La Figure 7 représente, dans le cadre d'une recherche de gain en sobriété par gain de portance avec renoncement proportionné sur la valeur du Mach de Finesse Max, l'option prête-à-poser de l'invention pour conférer une voilure non-planaire à un avion de ligne avec turbo-réacteurs, neuf ou d'occasion, avec une aile (15) en position basse et à flèche arrière, et avec réacteurs sous ladite aile, et sur cet exemple, sans plan canard.

Toujours sur cet exemple, en Figure 7A, ledit avion de ligne avec turbo-réacteurs a un Mach de Finesse Max de 0,8.

En Figure 7B, l'adjonction de ladite aile additionnelle (166) en position haute et à faible flèche inverse, d'un angle de 10° à 15°, et dépourvue d'éléments d'aile mobiles, est soumise à la pose préalable d'attaches standardisées et prêtes à l'emploi sur des endroits précis de la structure dudit fuselage (1) et de la structure de ladite aile (15).

Lesdites attaches standardisées et prêtes à l'emploi sont ici des ferrures de renfort trouées (51) et (1515), respectivement sur le haut de son fuselage (1) et sur l'extrados de ladite aile (15), elles-mêmes permettant d'intégrer un caisson (5) sur ledit fuselage (1), deux caissons (4) sur ladite aile (15), puis ladite deuxième aile (166).

La hauteur desdits caissons (4) ne dépasse pas 75% de la hauteur dudit fuselage (1), et la surface de ladite aile additionnelle (166) ne dépasse pas 60% de la surface de ladite aile (15). Lesdits caissons (4) sont positionnés en deçà des extrémités desdites deux ailes (15) et (166), aux endroits même de suspensions des réacteurs sous aile basse.

La forme de ladite aile additionnelle (166) sans éléments d'aile mobiles est ultra-simple, et parfaitement adaptée à une fabrication facile par les techniques de fabrication de composites avec des résines à faible viscosité, dont eau moins une, sinon certaines, sont thermoplastiques, ce qui permet d'obtenir cette aile additionnelle (166) en version solide, légère, efficace et à bas coût de développement, de fabrication et d'intégration.

Ledit avion de ligne avec turbo-réacteurs, une fois l'option acquise, a un Mach de Finesse Max de 0,65, qui représente un renoncement par rapport à son Mach de Finesse Max de 0,8 avant acquisition de l'option, mais apporte un gain en sobriété: à la vitesse de Mach 0,65, l'avion est beaucoup plus sobre avec l'option que sans.

Sans éléments d'aile mobiles sur ladite aile additionnelle (166), l'invention a orienté la conception de ladite aile additionnelle (166), de telle sorte que la certification additionnelle demandée par l'option concerne essentiellement la nouvelle informatique de pilotage, qui représente une grande part de ce que l'on appelle «l'Avionique». On a là l'avantage de modérer encore plus le coût additionnel de développement.

La validation des nouveaux programmes informatiques de pilotage peut être entreprise dès la fabrication du premier prototype (Avion de ligne de base + Option de l'invention) que l'on sait à moindre coût.

La Figure 8 reprend les éléments de la Figure 7, mais en vue de face.

Sur la Figure 8A, ledit avion de ligne avec turbo-réacteurs a un Mach de Finesse Max de 0,8.

Sur la Figure 8B, après acquisition de l'option de l'invention et gain en sobriété par gain de portance avec renoncement proportionné sur la valeur du Mach de Finesse Max, le même avion de ligne a un Mach de Finesse Max de 0,65.

Sur les deux Figures 8A et 8B, lesdits caissons (4) sont obliques.

La Figure 9 reprend les éléments de la Figure 7, mais en vue de dessus.

Sur la Figure 9A, après acquisition de l'option de l'invention et gain en sobriété par gain de portance d'environ 30% avec renoncement proportionné sur la valeur du Mach de Finesse Max, le même avion de ligne a un Mach de Finesse Max de 0,7.

Sur la Figure 9B, après acquisition de l'option de l'invention et gain en sobriété par gain de portance d'environ 60% avec renoncement proportionné sur la valeur du Mach de Finesse Max, le même avion de ligne a un Mach de Finesse Max de 0,65.

La Figure 10A représente en vue de coupe, entre deux nervures, une aile fabriquée par pultrusion, puis enroulement filamentaire.

Les profilés (11) sont pultrudés, et jouent le rôle de plusieurs chevrons, puis sont renforcés par enroulement filamentaire (92).

La Figure 10B représente en vue de coupe, entre deux nervures, une aile fabriquée par pultrusion et enroulement filamentaire.

Le profilé (11) est pultrudé et joue le rôle de plusieurs chevrons.

Les profilés (13) sont fabriqués par enroulement filamentaire.

L'ensemble est renforcé par enroulement filamentaire (92).

La Figure 11 illustre les données qui permettent à l'invention d'intégrer l'option dans l'Economie Méthanol, et par conséquent dans l'Economie Circulaire, telles qu'elles sont rapportées dans le présent document.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, dans le cadre d'une recherche de gain en sobriété par gain de portance avec renoncement proportionné sur la valeur du Mach de Finesse Max, de Mach 0,8 environ à Mach 0,7- ou moins-, la voilure d'un avion de ligne à turbo-réacteurs, neuf ou d'occasion, déjà doté (-non compté un éventuel plan canard-) d'une aile (15) en position basse, à dièdre positif et à flèche arrière, est reconfigurable selon une option à bas coût et sous condition de certification additionnelle.

   L'option consiste en l'adjonction d'un caisson (5) de fuselage (1), de deux caissons (4) d'aile (15), et d'une deuxième aile (166) solide, légère et efficace au plan aérodynamique, en matériau composite, dépourvue d'éléments d'aile mobiles, donc de conception simple et de forme simple, en position haute et à faible angle de flèche inverse, de 10° à 15°.

   Lesdits caissons (4) et (5) éloignent spatialement les deux ailes (15) et (166).

   Lesdits caissons (4) et (5) et lesdites deux ailes (15) et (166), une fois solidarisés, se consolident les uns les autres.

   Les caractéristiques géométriques supplémentaires de ladite aile additionnelle (166) et desdits caissons (4) sont encadrées de la façon suivante :

   * sur un avion à simple pont, et sur un avion à double pont, lesdits caissons (4) ont une hauteur limitée à respectivement 75% et 50% de la hauteur de fuselage, * la surface de ladite aile additionnelle (166) fait de 30 à 60% de la surface de ladite aile (15).

   L'adjonction de ladite aile additionnelle (166) est conditionnée à la pose préalable d'attaches standardisées et prêtes à l'emploi sur des endroits précis de la structure dudit fuselage (1) et de la structure de ladite aile (15).

   De par l'absence éléments mobiles d'aile sur ladite aile additionnelle (166) et sa forme simple, facile à fabriquer en matériau composite, le coût additionnel de développement, de fabrication et d'intégration pour acquérir de la surface portante supplémentaire efficace, solide et légère, est minimisé.

   Aussi, sans éléments d'aile mobiles sur ladite aile additionnelle (166), l'invention oriente la conception de ses éléments de telle sorte que la certification additionnelle concerne essentiellement la nouvelle informatique de pilotage, qui représente une grande part de ce que l'on appelle «l'Avionique». On a là l'avantage de modérer encore plus le coût additionnel de développement.

   La validation des nouveaux programmes informatiques de pilotage peut être entreprise dès la fabrication du premier prototype (Avion de base + Option de l'invention) que l'on sait à moindre coût.

   L'option de l'invention, prête-à-poser et à bas-coût, rend le modèle d'avion de ligne très économe, et permet la reconversion d'exemplaires d'occasion ou la flexibilisation d'exemplaires neufs vers des créneaux commerciaux se satisfaisant de vols à la vitesse de Mach 0.7-ou moins-.

   En effet, l'option augmente la finesse, améliore le vol à basse vitesse ou avec un réacteur en panne, et optimise le vol à Mach 0,7 -ou moins-, de façon à diminuer drastiquement la consommation.

   Ledit avion de ligne neuf ou reconverti bénéfice, sur ce créneau de vitesse de Mach 0.7 ou proche de Mach 0.7, à 7% près, d'une consommation plus basse qu'il n'aurait eue sans l'option de l'invention.
2. 2) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'adjonction de ladite aile additionnelle (166) consiste d'abord à intégrer des ferrures de renfort trouées (51) et (1515), respectivement sur les cadres et longerons du haut dudit fuselage (1), et à l'extrados de ladite aile (15), sur ses nervures et longerons.

   Lesdites ferrures de renfort trouées (51) et (1515) reçoivent des manilles triangulaires (75) puis des ferrures trouées (72) respectivement desdits caissons (5) et (4), lesdites ferrures de renfort trouées (51) dudit fuselage (1) et lesdites ferrures trouées (72) desdits caissons (5) sont ensuite traversées par des axes de solidarisation (78).

   et de façon analogue, lesdites ferrures de renfort trouées (1515) de ladite aile (15) et lesdites ferrures trouées (72) desdits caissons (4) sont ensuite traversées par des axes de solidarisation (78).

   Ladite certification additionnelle est obtenue pour des ferrures (51) et (1515), caissons (5) et (4) et ailes (166) précis et spécifiques, et vaut pour tout opération identique.

   Un avion de ligne peut subir deux épreuves de certification additionnelles, chacune accolée à des ferrures (51) et (1515), caissons (5) et (4) et ailes (166) précis et spécifiques, l'avionneur proposant ensuite les deux options à son client.
3. 3) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits caissons (4) sont obliques, leur distance au fuselage étant plus grande à leur extrémité haute qu'à leur extrémité basse, cette disposition étant bénéfique au plan aérodynamique en apportant de la portance et bénéfique au plan mécanique en apportant de la résistance au tremblement.
4. 4) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendications, caractérisée en ce que lesdites ferrures d'extrados (1515) sont placées là où se trouvent les réacteurs (237) en position d'intrados, de manière à ce que les régions d'aile (15) où les écoulements d'air sont perturbés par lesdits réacteurs (237) soient les mêmes que les régions d'aile (15) où les écoulements d'air sont perturbés par lesdits caissons (4).
5. 5) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits caissons (4) et (5) sont des réservoirs auxiliaires de carburant pour augmenter encore l'autonomie.
6. 6) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite aile additionnelle (166) est à profil supercritique, utile aux vitesses supérieures à Mach 0.7 pour retarder le décrochage dû aux traînées d'ondes.
7. 7) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite aile additionnelle (166) est en composite thermoplastique, un choix pertinent du fait que ladite aile additionnelle (166) a une forme simple qui lui permet d'être fabriquée en utilisant des procédés efficaces et compétitifs de fabrication de composites utilisant des résines thermoplastiques à faible viscosité.
8. 8) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite aile additionnelle (166) en composite thermoplastique est à section constante et fabriquée par pultrusion, et éventuellement reprise par enroulement filamentaire, selon la technique du pull-winding.

   Cette possibilité à bas coût est d'autant plus facile à mettre en œuvre que ladite aile additionnelle (166) a une forme simple et est dépourvue d'éléments mobiles d'aile et de gouvernes de vol.
9. 9) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits caissons (4) et (5) sont en composite thermoplastique.
10. 10) Option à bas coût d'une deuxième aile pour rendre ultra-sobre un avion de ligne à turboréacteurs, et réorienter sa vocation vers des transports à vitesse moindre, de Mach 0.7-ou moins-, selon les revendications 7, 8, et 9, caractérisée en ce que la résine dudit composite thermoplastique est une résine en Polymethylmethacrylate à faible viscosité, lui-même pouvant être issu de CO2 ou de Méthane, ce qui permet la recyclabilité des matériaux de l'option et leur intégration dans l'Economie Circulaire.