WO1985000337A1 - Structure d'aile demontable pour aeronef ultra leger - Google Patents

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Jean-Marc Geiser
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Geiser Jean Marc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C31/00—Aircraft intended to be sustained without power plant; Powered hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft
    • B64C31/028—Hang-glider-type aircraft; Microlight-type aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the wing structure for ultra light aircraft used for sport, travel or aerial work.
  • wing structures generally made of durai tube, cables and fabric cover like Decron, are of three main categories:
  • the rear part is rigidly fixed to it and transmits torsional forces to it, but by fixing itself, as well as the fabric, on the high and low soles of the box.
  • the system is rigid, but practically very complicated and difficult to dismantle.
  • the wing structure device according to the invention overcomes these drawbacks.
  • the wing has a tubular front or leading edge which collects all the main forces (bending and twisting and a rear part, in fabric, stiffened by ribs. Imposing their shape on the profile, the ribs are rigidly embedded in the leading edge, and are removable by removing them by the
  • the leading edge can be a simple tube on which the embedding parts of the ribs are fixed, but it is more advantageous for this leading edge to extend as far as a quarter of the fabric cord, constituting, according to a known solution, a box leading edge.
  • the removable ribs are then threaded into the leading edge box by openings made in the rear part thereof, and are blocked forwards, coming from wedge in its front part.
  • the rear part of the wing is constituted by a flexible membrane on the upper and lower surfaces (for example Dacron fabric or similar).
  • the lower surface fabric can go to the edge or stop before.
  • On the upper surface of the ribs are guided in the fabric by fabric sheaths and held in position by a trailing edge locking device, pushing them forward and therefore pulling the fabric back.
  • Disassembly is carried out by unlocking this device and removing the ribs from the rear.
  • the rib blocking device which serves at the same time to tension the entire interlining, can be constituted for example by bungee cords fixed on the fabric, by a rod threaded into the trailing edge and bearing on the tails ribs, or by a cable stretched from one end to the other of the trailing edge.
  • the fabric sleeves take up the aerodynamic forces undergone by the upper surface fabric.
  • the underside tissue can be simply stretched between the leading edge and the trailing edge. In this case, openings drilled in the lower surface will equalize the pressure on both sides and avoid its deformation. It can also receive slats slid into sleeves to stiffen it. These slats will be installed before the upper ribs, which will hold them in place.
  • the ribs can be made of all rigid and light materials, metal tube for example. According to a preferred embodiment, they can be constituted by a core of light material (balsa, expanded plastic foam) and soles of resistant material such as wood, metal, composite material (fiber and synthetic resin).
  • the box leading edge can be made of wood, metal or composite material.
  • leading edge box can advantageously be produced by the laminate technique known as filament winding.
  • the fabric constituting the rear part of the wing can also envelop the leading edge box. But it is more advantageous and economical that it starts from the rear of the box where, according to a known device, it can be taken in a slide whose hollow is more important than the opening.
  • the selvedge of the fabric is rolled up and sewn on a cord constituting a "headline", which is slid in the slide.
  • the profile attached to the top and bottom of the rear face of the leading edge box to form the slide serves as a spar sole: its contoured section allows it to effectively resist the effects of compression, buckling , and its thickness can vary depending on the forces to bear.
  • the control of the roll wing can be done in different ways.
  • spoilers constituted by elongated plates, arranged on the upper surface of the rear part of the wing, articulated by a strip of fabric on the covering fabric, held in place by the removable ribs. .
  • the fabric Upon disassembly, the fabric will be rolled around the spoiler.
  • flaps or fins articulated at the trailing edge on a strip of reinforced fabric carried by a rib blocking rib will carry a slotted fin articulated on sticks extending the removable ribs.
  • the wing thus formed can be mounted either in canti lift, embedded in the fuselage, either guyed by upper or lower masts.
  • An ultra light aircraft, without tail, with front stabilizer, equipped with the removable wing, can be easily transported on the luggage rack of a car.
  • Drawings 1 to 11 represent several embodiments of the device.
  • FIG. 1 shows, in section, the device according to the invention.
  • the leading edge tube (1) carries a rigid member this junction (2) in which the rib (3) is fitted.
  • the upper surface fabric (4) is held by the sheath (5) which surrounds the rib and also serves to guide it during assembly.
  • the rib is held in place by the trailing edge blocking system (6), here constituted by a bungee cord which pushes the rib forward.
  • Figure 2 shows another embodiment of the invention, in which the leading edge tube is a box (1) made of wood and plywood for example, extending over about a quarter of the wing chord , in which the rib (3) enters through a window (2 ') in its rear face.
  • the fabric (4) and (4 ') envelops the box.
  • the trailing edge blocking system (6) shown here is a cable stretched at its two ends and caught in a notch in the rib tail.
  • the leading edge box is made of laminate in two glued pieces, the covering and the spar.
  • the core of the spar (7) is attached, and its flanges (8) whose thickness varies along the span depending on the forces to be supported, form slides (9) to receive, pinched against the end of the covering ( 9 '), the line (10) of the covering fabric.
  • the box can be made of laminate by filament winding (fig. 4).
  • the leading edge box (1) receives beams (8) which constitute slides (9) as before.
  • FIG. 5 shows a device for setting more precise from the rib head (3) in the nose of the leading edge (1).
  • a section of laminated profile (11) is glued to the right of each rib.
  • FIG. 6 shows a way of adapting a roll control surface on a wing according to the invention: the upper surface carries a "spoiler” or destructor of lift (15) which can also serve as an air brake, articulated for example by a strip of fabric taken in rope (16).
  • the spoiler is controlled by a cable (17) acting on a horn (18) and is recalled by a bungee cord or spring (19).
  • FIG. 7 shows a fin or a curvature flap (22) mounted in a line (21) on a sheath parallel to the span in the rear part of the covering (4-4 ').
  • the sheath is interrupted at the right of each rib to allow them to be put on. They are locked in position by inserting a rod (20) through one end of the sheath.
  • Figure 8 shows a variant of fitting a slotted fin (22) articulated on a stick (23) which ends the rib.
  • An ultra-light aircraft without tail (fig. 9), with removable front stabilizer (24) and equipped with the wing object of the invention allows transport on the luggage rack of an average car, without exceeding its size (fig 10 ) the wing (25) and the stabilizer (24) stored in two covers on either side of the fuselage (26), the daggerboards (27) in the trunk of the car.
  • Such a wing associated with spoilers (11) and provided with a fixed fin (30) at the end of a keel (28), and rigid profiled shrouds (29), fixed on the trapezoid (31), allows the creation of an ultra light glider (fig. 11) with the performance of a rigid device while being very quickly removable and easily transportable.
  • Such a wing can be used in all areas of ultra light aviation, providing aerodynamic qualities and real disassembly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tents Or Canopies (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

Dispositif pour rendre démontable facilement, pour leur transport, les ailes d'aeronefs ultra légers. Il est constitué d'un bord d'attaque en caisson (1) de nervures amovibles (3) pénétrant dans le caisson de bord d'attaque par des fenêtres (2') pratiquées dans sa face arrière. L'aile reçoit un revêtement souple (4) tendu vers l'arrière par un dispositif (6) accroché sur la nervure, et maintenant celle-ci en position. La nervure maintient le revêtement supérieur et est guidée par un fourreau (5) cousu sur le revêtement. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux ultra légers motorisés ou non.

Description

STRUCTURE D'AILE DEMONTABLE POUR AERONEF LEGER
La présente invention concerne la structure d'aile pour aéronefs ultra légers utilisés pour le sport, le voyage ou les travaux aériens.
La plupart des appareils, planeurs ou motorisés, produits actuellement, sont compliqués, longs à monter et démonter, et leur utilisation est incommode. en particulier leur aile est généralement compliquée, raidie par de nombreux cables extérieur, son profil est mal respecté, et l'ensemble a un rendement aérodynamique médiocre. Ces structures d'aile, généralement réalisées en tube durai, cables et habillage en tissu genre Decron, sont de trois catégories principales :
- longerons tubulaires avant et arrière, solidarisés par des barres de compression et une triangulation avec tissu simple ou double surface généralement raidi par des lattes. L'ensemble est rigidifié par des haubans supérieurs et inférieurs, ou des mâts.
- un seul longeron tubulaire avant, formant bord d'attaque souple, entouré de tissu qui se prolonge vers l'arrière, tendu par des lattes liées souplement au bord d'attaque.
Aucun effort de torsion (transmission des efforts de portance de l'arrière de l'aile) n'est transmis au bord d'attaque : ils sont encaissés par la tension élastique de la toile dans le sens approximatif de l'envergure. Si dans d'autres cas, une torsion est transmise au bord d'attaque par une latte fixée rigidement, celle-ci, rectiligne, n'impose pas son profil à la toile. Ces systèmes restent éminemment déformables, ce qui présente plus d'inconvénients que d'avantages. - un longeron tubulaire avant, s'étendant sur environ le quart de la corde de l'aile, constitue un caisson et donne sa formé à l'avant du profil.
La partie arrière y est fixée rigidement et lui transmet des efforts de torsion, mais en se fixant, ainsi que la toile, sur les semelles hautes et basses du caisson. Le système est rigide, mais pratiquement très complicué et difficile à démonter.
Le dispositif de structure d'aile selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients.
L'aile comporte une partie avant, ou bord d'attaque, tubulaire qui encaisse tous les efforts principaux (flexion et torsion et une partie arrière, en tissu, raidie par des nervures. Imposant leur forme au profil, les nervures sont encastrées rigidement dans le bord d'attaque, et sont démontables en les retirant par l'arrière. Le bord d'attaque peut être un simple tube sur lequel sont fixées les pièces d'encastrement des nervures, mais il est plus intéressant que ce bord d'attaque se prolonge jusque vers le quart de la corde de la toile, constituant, selon une solution connue, un bord d'attaque caisson. Les nervures démontables s'enfilent alors dans le caisson de bord d'attaque par des ouvertures pratiquées dans la partie arrière de celui-ci, et sont bloquées vers l'avant, en venant se caler dans sa partie avant. La partie arrière de l'aile est constituée par une membrane souple à l'extrados et à l'intrados (par exemple du tissu Dacron ou similaire). Le tissu d'intrados peut aller jusqu'au bord de fuite, ou s'arrêter avant. En extrados les nervures sont guidées dans le tissu par des fourreaux en tissu et maintenues en position par un dispositif de blocage au bord de fuite, les poussant vers l'avant et par conséquent tirant le tissu vers l'arrière.
Le démontage s'effectue en dévérouillant ce dispositif et en retirant les nervures par l'arrière.
Le dispositif de blocage des nervures, qui sert en même temps à tendre l'ensemble de l'entoilage, peut être constitué par exemple par des sandows fixés sur le tissu, par un jonc enfilé dans le bord de fuite et prenant appui sur les queues de nervures, ou par un cable tendu d'un bout à l'autre du bord de fuite. Les fourreaux en tissu reprennent les forces aérodynamiques subies par le tissu d'extrados. Le tissu d'intrados peut être simplement tendu entre le bord d'attaque et le bord de fuite. Dans ce cas, des ouvertures percées dans l'intrados égaliseront la pression sur ses deux faces et éviteront sa déformation. Il peut également recevoir des lattes glissées dans des fourreaux pour le raidir. Ces lattes seront installées avant les nervures supérieures, qui les maintiendront en place. Les nervures peuvent être réalisées en toutes matières rigides et légères, tube métallique par exemple. Selon une forme de réalisation préférentielle, elles peuvent être constituées par une âme en matériau léger (balsa, mousse plastique expansé) et des semelles en matériau résistant tel que bois, métal, matériau composite (fibre et résine synthétique).
Le bord d'attaque caisson peut être réalisé en bois, métal ou en matériau composite.
En fabrication industrielle de série, le caisson de bord d'attaque peut être avantageusement réalisé par la technique de stratifié dite d'enroulement fi lamentaire.
Le tissu constituant la partie arrière de l'aile peut envelopper également le caisson de bord d'attaque. Mais il est plus avantageux et économique qu'il parte de l'arrière du caisson où selon un dispositif connu, il peut être pris dans une coulisse dont le creux est plus important que l'ouverture. La lisière du tissu est enroulée et cousue sur une cordelette constituant une "ralingue", qui est glissée dans la coulisse.
Selon l'invention, le profilé rapporté sur le haut et le bas de la face arrière du caisson de bord d'attaque pour constituer la coulisse, sert de semelle de longeron : sa section contournée lui permet de résister efficacement aux effets de compression, flambage, et son épaisseur peut varier en fonction des efforts à supporter.
Le contrôle de l'aile en roulis peut se faire de différentes manières.
Selon une forme de réalisation, il se fera par spoilers constitués par des plaques allongées, disposées sur l'extrados de la partie arrière de l'aile, articulées par une bande de tissu sur le tissu de revêtement, maintenue en place par les nervures amovibles. Au démontage, le tissu sera roulé autour du spoiler.
Selon une autre réalisation par volets ou ailerons articulés au bord de fuite sur une bande de tissu renforcé portée par une lat te de blocage des nervures. Selon une autre réalisation, le bord de fuite portera un aileron à fente articulé sur des crosses prolongeant les nervures amovibles.
L'aile ainsi constituée pourra être montée soit en canti lever, encastrée dans le fuselage, soit haubannée par des mâts supérieurs ou inférieurs. Un aéronef ultra léger, sans queue, à stabilisateur avant, équipé de la voilure démontable, peut se transporter facilement sur le porte-bagage d'une voiture.
Les dessins 1 à 11 représentent plusieurs modes de réali sation eu dispositif.
La figure 1 représente, en coupe, le dispositif suivant l'invention. Le tube de bord d'attaque (1) porte un organe rigide ce jonction (2) dans lequel est emboîtée la nervure (3). Le tissu d'extrados (4) est maintenu par le fourreau (5) qui entoure la nervure et sert également a la guider pendant le montage. La nervure est maintenue en place par le système de blocage de bord de fuite (6), ici constitué par un sandow qui pousse la nervure vers l'avant.
La figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel le tube de bord d'attaque est un caisson (1) en bois et contreplaqué par exemple, s'étendant sur environ le quart de la corde de l'aile, dans lequel la nervure (3) pénètre par une fenêtre (2') dans sa face arrière. Le tissu (4) et (4') enveloppe le caisson. Le système de blocage de bord de fuite (6) représenté ici est un cable tendu à ses deux extrémités et pris dans une encoche de la queue de nervure. Dans un autre mode de réalisation (fig.3), le caisson de bord d'attaque est réalisé en stratifié en deux pièces collées, le revêtement et le longeron. L'âme du longeron (7) est rapportée, et ses semelles (8) dont l'épaisseur varie le long de l'envergure suivant les efforts a supporter, forment coulisses (9) pour recevoir, pincée contre l'extrémité du revêtement (9'), la ralingue (10) du tissu de revêtement.
Le caisson peut être réalisé en stratifié par enroulement filamentaire (fig.4). Le caisson (1) de bord d'attaque reçoit des semelles de longeron (8) qui constituent des glissières (9) comme précédemment.
La figure 5 montre un dispositif permettant un calage plus précis de la tête de nervure (3) dans le nez du bord d'attaque (1). Un tronçon de profilé stratifié (11) est collé au droit de chaque nervure. La figure 6 montre une manière d'adapter une surface de contrôle en roulis sur une aile suivant l'invention : l'extrados porte un "spoiler" ou destructeur de portance (15) pouvant servir également d'aérofrein, articulé par exemple par une bande de tissu prise en ralingue (16). Le spoiler est commandé par un cable (17) agissant sur un guignol (18) et est rappelé par un sandow ou ressort (19).
La figure 7 montre un aileron ou un volet de courbure (22) montés en ralingue (21) sur un fourreau parallèle à l'envergure dans la partie arrière du revêtement (4-4'). Le fourreau est interrompu au droit de chaque nervure pour permettre d'enfiler celles-ci. Elles sont bloquées en position en introduisant une baguette (20) par une extrémité du fourreau.
La figure 8 montre une variante de pose d'aileron à fente (22) articulé sur une crosse (23) qui termine la nervure.
Un aéronef ultra léger sans queue (fig.9), à stabilisateur avant démontable (24) et équipé de la voilure objet de l'invention permet le transport sur le porte-bagage d'une voiture moyenne, sans en dépasser le gabarit (fig10) l'aile (25) et le stabilisateur (24) rangés dans deux housses de part et d'autre du fuselage (26), les dérives (27) dans le coffre de la voiture.
Une telle aile, associée à des spoilers (11) et munie d'une dérive fixe (30) à l'extrémité d'une quille (28), et de haubans rigides profilés (29), fixés sur le trapèze (31), permet la réalisation d'un planeur ultra léger (fig. 11) doté des performances d'un appareil rigide tout en étant très rapidement démontable et facilement transportable.
Une telle aile peut être utilisée dans tous les domaines de l'aviation ultra légère, en apportant des qualités aérodynamiques et une démontabili té réelle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure d'aile d'aéronef ultra-léger facilement démontable, comportant un longeron tubulaire (1) de bord d'attaque, des nervures rigides (3) fixées au longeron de bord d'attaque et une membrane souple de revêtement (4), caractérisée en ce que le longeron tubulaire de bord d'attaque constitue un caisson (1) dans lequel les nervures (3) s'encastrent rigidement et de façon amovible.
2. Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'encastrement rigide des nervures (3) dans le caisson (1) est assuré par la pénétration des nervures (3) dans des fenêtres (2') ménagées dans la face arrière du caisson (1) et par blocage dans le nez du bord d'attaque.
3. Structure d'aile suivant la revendication
1, caractérisée en ce que chaque nervure (3) est maintenue emboîtée dans son support par la traction d'un sandow (6) fixé sur la membrane souple, en deux points de part et d'autre de la queue de chaque nervure et engagé dans une encoche de celle-ci.
4. Structure d'aile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les nervures (3) sont maintenues emboîtées dans leur support par un arrêtier de bord de fuite (20) maintenu par la membrane de revêtement (4).
5. Structure d'aile suivant les revendications 1 à 4, dont le caisson de bord d'attaque est réalisé en stratifié, en deux pièces comprenant le revêtement (9') et le longeron (7), caractérisée en ce que les semelles (8) du longeron dont l'épaisseur peut varier le long de l'envergure suivant les efforts à supporter, forment coulisses (9), pour recevoir, pin cée contre l'extrémité du revêtement (1' ), une ralingue (10) du tissu de revêtement.
6. Structure d'aile suivant l'ensemble des revendications précédentes, caractérisée en ce que le caisson (1) du bord d'attaque est réalisé par enroulement filamentaire.
7. Structure d'aile suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le tissu de revêtement enveloppe également le caisson de bord d'attaque.
8. Structure d'aile suivant l'ensemble des revendications précédentes, caractérisée en ce que le contrôle en roulis et/ou le rôle d'aérofrein sont assurés par des spoilers (15) fixés sur le revêtement supérieur de l'aile, le spoilier étant actionné par un cable (17) et rappelé par un sandow ou ressort (19).
9. Structure d'aile suivant l'ensemble des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'un aileron (22) ou un volet de courbure sont montés sur un fourreau parallèle à l'envergure dans la partie arrière du revêtement (4-4'), ce fourreau étant interrompu au droit de chaque nervure, pour permettre d'enfiler celles-ci, les nervures étant bloquées en position, en introduisant une baguette (20) par une extrémité du fourreau.
10. structure d'aile suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'aileron (22), à fente, est porté par une crosse (23) qui termine les nervures.
11. Structure d'aile suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la partie inférieure (4') du revêtement (4) est pourvue d'éléments de renforcement disposés entre le caisson de bord d'attaque et les zones de bord de fuite des ner vures (3) et glissées dans des fourreaux de ladite partie inférieure.
12. Aéronef ultra-léger, caractérisé en ce qu'il comporte une aile (25) suivant l'ensemble des revendications précédentes, permettant de démonter l'ensemble et de le transporter sur la galerie d'une petite voiture.
PCT/FR1984/000165 1983-06-30 1984-07-02 Structure d'aile demontable pour aeronef ultra leger WO1985000337A1 (fr)

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FR8310932A FR2548133B1 (fr) 1983-06-30 1983-06-30 Structure d'aile pour aeronefs ultralegers
FR83/10932 1983-06-30

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EP (1) EP0148897A1 (fr)
AU (1) AU3104184A (fr)
FR (1) FR2548133B1 (fr)
WO (1) WO1985000337A1 (fr)

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FR2548133A1 (fr) 1985-01-04
AU3104184A (en) 1985-02-07
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EP0148897A1 (fr) 1985-07-24

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