WO2014188137A1 - Réduction de la trainée d'une paroi par réseau d'ondes ultrasonores - Google Patents

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ultrasonic
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Patrick Gonidec
Hakim Maalioune
Xavier Bouteiller
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Safran Nacelles SAS
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Aircelle SA
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction

Definitions

  • the invention is in the field of aircraft and more specifically relates to a device for improving the aerodynamics of an aircraft.
  • the drag generated by aircraft is a major factor of consumption.
  • work is carried out on the surface condition of the walls of the aircraft and / or the shape of these walls to keep a negative pressure gradient and thus accelerate the flow.
  • a boundary layer is a layer of braked fluid that is encountered on the surface of bodies along which fluid flows.
  • An object of the present invention is to reduce the friction of the boundary layer on the walls of an aircraft by proposing an aircraft freed from the disadvantages of the state of the art, most of which are listed above.
  • the present invention aims to propose a method for reducing the drag of an aircraft comprising at least one device for generating an ultrasound interference network on at least one streamlined wall of the aircraft. characterized in that it comprises a step of heterodyning the interference network so as to make it mobile.
  • the method comprises one or more of the following optional steps considered alone or according to all the possible combinations:
  • the emitters are excited so as to follow the lines of currents of the boundary layer while also having a transverse component
  • the invention also relates to an aircraft element, such as a nacelle, for the implementation of a method as described above. remarkable in that it is equipped with at least one device for generating an ultrasonic interference network and means for heterodynating the ultrasound interference network so as to make it mobile.
  • the aircraft element may also include synchronous ultrasound transmitters.
  • Synchronous ultrasound emitters can also include piezoelectric elements.
  • the piezoelectric elements may be strip-shaped or may be globally punctual.
  • This solution makes it possible to modify the adhesion conditions of the boundary layer on at least one wall of the aircraft.
  • the interference network makes it possible to vibrate the outer wall of the aircraft, this network of vibrations of the outer wall moves and makes it possible to drive the boundary layer according to a speed which is a function of the speed of movement of the network. interference.
  • the displacement of the interference network thus makes it possible to substantially reduce or even cancel the effects of the presence of the boundary layer on a wall of the aircraft.
  • the device for generating the interference network can be adjusted so as to maintain the laminarity of the boundary layer.
  • the speed gradient to the wall min im ise the device presented is also the main turbulence production factor which is therefore de facto minimized by the use of this device.
  • This solution significantly reduces or even cancel the drag generated by at least one faired wall.
  • This solution aims to reduce the overall drag of the aircraft by at least 10% of its initial value.
  • this device also makes it possible to delay the delamination of the boundary layer. This allows for example to reduce the stall limit of a wing profile and thus increase the maximum incidence of use so this profile may provide greater lift.
  • FIG. 1 is a schematic view of a principle of an ultrasonic interference generation network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view illustrating the manner in which air particles are entrained by an ultrasonic wave generated by the array according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view along the Y axis of the nacelle equipped with a device for generating an ultrasonic interference network according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view along the Y axis of the nacelle equipped with a device for generating an ultrasonic interference network according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a view along the Y axis of the nacelle equipped with a device for generating an ultrasonic interference network according to a third embodiment of the present invention.
  • the electronic ultrasonic interference generation network comprises a first circuit 1 and a second circuit 2, the two circuits being identical and each comprising a quartz oscillator, for a good accuracy of oscillations at any environmental constraint, an exciter piezoelectric, a divider, a phase comparator, a divider programmable, resistors, a capacitor, a frequency synthesis device.
  • the ultrasonic interference generation electronic network makes it possible to generate two distinct frequencies having a value that is slightly different from each other via the first 1 and second 2 circuits, rendered synchronous via a clock.
  • This ultrasonic interference generation electronic network makes it possible to generate a heterodynated interference network, that is to say that the frequency of the ultrasound waves generated by the first circle 1 is different from the frequency of the ultrasonic waves generated. by the second circuit 2 and the difference between these two frequencies is low in order to obtain heterodyning.
  • the ultrasonic waves emitted by the first 1 and second 2 circuits are mixed in such a way that the ultrasonic waves emitted by the first circuit 1 interfere with those emitted by the second circuit 2 in order to form an interference network.
  • Heterodyner an ultrasonic interference network is to make mobile this network over time between the ultrasonic wave source of the first circuit 1 and that of the second circuit 2.
  • the waves propagate along the outer surface 3 of a nacelle 3, but can propagate on any faired surface of an aircraft to the extent that such an ultrasonic interference generating device is installed for this purpose.
  • the speed of movement of the ultrasonic interference network made mobile by heterodyning is expressed as follows:
  • Af is the difference in frequency (for example from 100 H z and more) between the frequency of the ultrasonic waves emitted by the first circuit 1 and that of the ultrasonic waves emitted by the second circuit 2;
  • / is the frequency of carrier waves, extending over a spectrum of e.g. 30 KH Z to 100 MHz;
  • C is the velocity of propagation of the ultrasonic waves in a structure, for example 3000 m. 1 to 15,000 m.sup.- 1 depending on the material.
  • the speed of travel v het thus obtained by heterodynage can easily vary from 1 m. s "1 to 500 m s " 1 for example.
  • the heterodyning of an interference network thus makes it possible to create an undulatory structure 3 capable of at least partially driving air particles 4 in the vicinity of a wall 5.
  • the running speed v Het can for example be similar to that of the flow of air in the boundary layer at a certain distance from the wall the wall in which the ultrasonic waves propagate.
  • the running speed V het is substantially equal to or greater than that of the flow of air at the outer boundary of the boundary layer to the wall in which the ultrasonic waves propagate.
  • the mobile interference network is generated on the surface of an aircraft by heterodyning a set of synchronous ultrasound transmitters (Cf. Figs.3, 4, 5), which are coherent sources of ultrasonic waves. waves are therefore likely to interfere.
  • the mobile interference network generates corrugations on the ducted wall, these corrugations are made virtually mobile at the speed V het by heterodyning, these corrugations make it possible to capture air particles flowing in the vicinity of the ducted wall, and thanks to their running speed v Het cause the particles and captured in the direction of travel at the speed V h ⁇ .
  • the synchronous ultrasound emitters will be piezoelectric type emitters, but the invention is not limited to such emitters, the emitters may for example be exciters of the type. electrodynamic or electrostatic; in the same way, the wall along which the ultrasonic waves propagate is the outer wall of the nacelle of the aircraft, and the invention is not limited to this outer wall but includes any streamlined wall of the aircraft.
  • these piezoelectric emitters are bonded to the ducted wall, but they can also be integrated in the wall if the ducted wall is composite for example or they can still be mechanically fixed to the ducted wall by screwing for example.
  • the piezoelectric transmitters of a device for generating an ultrasonic wave interference network are spaced apart by a distance proportional to the wavelength of the ultrasonic waves or vice versa. This condition is the most favorable for obtaining an interference network between the ultrasound emitters. Upstream means what comes before the point or element considered, in the direction of the flow of air in the nacelle, and downstream what comes after the point or element considered, in the direction of the flow of the air in the basket.
  • FIGS. 3 and 4 the common characteristics of the operation of an ultrasonic interference generation device as described above in cooperation with ultrasonic wave emitters according to the first and second embodiments of the present invention are described. .
  • This ultrasonic interference generating device is installed on an aircraft nacelle 6 (not shown) in such a way that the ultrasonic waves 3 generated by synchronous upstream ultrasound transmitters 7 installed at an air intake lip 8 at the upstream end of the nacelle 6 and a drag reduction zone 9, and by synchronous downstream ultrasound emitters 10 installed downstream of the drag reduction zone or relaminarization 9, propagate along the an outer wall 5 of the nacelle 6.
  • the first circuit 1 generates, in cooperation with the upstream ultrasound emitters 7, ultrasonic waves 3 propagating downstream of the nacelle 6 while the second circuit 2 generates, in cooperation with the downstream ultrasonic emitters, ultrasonic waves 3 propagating towards the upstream of the nacelle 6.
  • An interference network of the ultrasonic waves 3 coming from the upstream ultrasound emitters 7 with the ultrasonic waves 3 coming from the downstream ultrasound emitters 10 is then created.
  • This network has a velocity V virtual scroll Het adapted to the flow velocity of the air in the vicinity of the outer wall 5 of the nacelle 6 and directed downstream of the nacelle 6 of the aircraft cruise operation .
  • the air particles 4 (see Fig. 2) flowing in the vicinity of the outer wall 5 of the nacelle 6 are then driven by the outer wall vibrating 5 under the action of the ultrasonic wave interference network 3.
  • the friction is thus significantly reduced or canceled at the outer wall 5 of the nacelle 6, thereby reducing or canceling the drag generated by the outer wall 5.
  • the upstream ultrasound emitters 7 and the downstream ultrasonic emitters 10 comprise exciter piezoelectric element strips making it possible to generate the ultrasonic waves 3.
  • the synchronous downstream ultrasonic transmitters 10 are installed at the downstream end of the drag reduction / re-ammagnification zone 9, the ultrasonic waves 3 generated by these downstream emitters 10 propagate along the outer wall 5 of the nacelle 6.
  • the friction is thus significantly reduced or canceled at the entire outer wall 5 of the nacelle 6, thus reducing or canceling the drag generated by the outer wall 5.
  • This ultrasonic interference generating device is installed on an aircraft nacelle 6 (not shown) in such a way that the ultrasonic waves 3 generated by synchronous ultrasound transmitters 12 installed along the outer wall 5 of the nacelle 6 propagate. along the outer wall 5.
  • the device for generating ultrasonic interference comprises a plurality of circu larities 1, 2 generating, in cooperation with ultrasonic emitters 1 2 comprising piezoelectric exciters which are generally point-like, ultrasonic waves 3 propagating in a circular manner on the wall 5. of the nacelle 6.
  • a plurality of ultrasonic wave interference arrays 3 from the ultrasound emitters 12 are then created.
  • These networks each have a V Het speed Scroll virtual ly su re adopted to the flow velocity of the air in the vicinity of the outer wall 5 of the nacelle 6 and oriented man st to iriger of the flow of the air in the vicinity of the outer wall 5 of the nacelle 6 to reduce the drag that it optimally induces in cruising operation of the aircraft.
  • the air particles 4 (see Fig. 2) flowing in the vicinity of the outer wall 5 of the nacelle 6 are then driven by the outer wall vibrating 5 under the action of the interference networks of the ultrasonic waves 3.
  • the friction is thus significantly reduced or canceled at the outer wall 5 of the nacelle 6, thereby reducing or canceling the drag generated by the outer wall 5.
  • This device can be advantageously applied to the air inlet of a nacelle so as to improve the resistance in cross wind whose The main effects are intimately related to boundary layer deposition which can be significantly delayed by the device described here.
  • the mobile interference network also improves defrosting of the air inlet with respect to an ultrasonic deicing device not using such a heterodyne interference grating.

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Abstract

Réduction de la trainée d'une paroi par réseau d'ondes ultrasonores Procédé de réduction de la traînée d'un aéronef comprenant au moins un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ultrasons sur au moins une paroi carénée de l'aéronef caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'hétérodynage du réseau d'interférences de manière à le rendre mobile.

Description

Réduction de la traînée d'une paroi par réseau d'ondes ultrasonores
L' invention se situe dans le doma ine des aéronefs et pl us précisément concerne un dispositif pour améliorer l'aérodynamique d'un aéronef.
La traînée générée par les aéronefs est un facteur de consommation important. Classiquement, afin d'améliorer l'aérodynamique d'un aéronef, c'est-à-dire diminuer la traînée de frottement de l'aéronef, des travaux sont effectués sur l'état de surface des parois de l'aéronef et / ou la forme de ces parois pour garder un gradient de pression négatif et donc accélérer l'écoulement.
Afin de réduire la traînée d'un aéronef, il est donc connu de fabriquer des parois permettant de laminariser la couche limite existant au niveau de ces parois, cette laminarisation permet de réduire le gradient de vitesse de la couche limite aux parois. Cette laminarisation exige des lignes aérodynamiques, un état de surface contraignant et / ou des équipements de pompage lourds et encombrants.
On appelle couche limite une couche de fluide freiné que l'on rencontre à la surface des corps le long desquels ce fluide s'écoule.
Des améliorations sont également proposées par le biais de changements de matériaux plus favorables à la réduction de la traînée d'aéronefs.
Ces solutions entraînent une réduction de la traînée d'un aéronef le plus souvent au prix d'une augmentation non négligeable de la masse de l'aéronef en sus d'une complexité et d'un coût élevé à la fabrication de tels dispositifs.
Un but de la présente invention est de réduire le frottement de la couche limite sur les parois d'un aéronef en proposant un aéronef affranchi des inconvénients de l'état de la technique dont la plupart sont énumérés plus haut.
La présente invention vise à proposer un procédé de réduction de la traînée d'un aéronef comprenant au moins un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ultrasons sur au moins une paroi carénée de l'aéronef caractérisé en ce q u' il comprend une étape d'hétérodynage du réseau d'interférences de manière à le rendre mobile.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le procédé comporte l'une ou plusieurs des étapes optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles :
- On engendre lesdites interférences au moyen d'émetteurs ultrasons synchrones ;
- ajustement de la fréquence de synchronisation des ultrasons de manière à obtenir une longueur d'onde adapté à l'épaisseur de la couche limite d'un écoulement ;
- ajustement de l'énergie émise par les émetteurs de manière à obtenir une amplitude de réseau adaptée à l'épaisseur de la couche limite ;
- ajustement de l ' hétérodynage de man ière à obten ir u n déplacement du réseau d'interférences dans le sens opposé au déplacement de l'aéronef ;
- ajustement de l ' hétérodynage de man ière à obten ir u n déplacement d u réseau d' interférences dans le sens du déplacement de l'aéronef ;
- ajustement de l'hétérodynage de manière à obtenir une vitesse de déplacement du réseau d'interférences du même ordre de grandeur que la vitesse d'écoulement externe de la couche limite ;
- les émetteurs sont excités de manière à suivre les lignes de courants de la couche limite en ayant aussi une composante transversale ;
- ajustement de deux dispositifs de génération d'un réseau d ' interférences u ltrason iques d isposés su r l ' intrados et l'extrados d'un organe de telle manière que le déplacement du réseau d'interférences généré sur l'intrados est de sens opposé à celui généré sur l'extrados ; L'invention concerne aussi un élément d'aéronef, tel qu'une nacelle, pou r la m ise en œuvre d 'u n procédé tel que décrit pl us haut remarquable en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ultrasons et de moyens pour hétérodyner le réseau d'interférences d'ultrasons de manière à le rendre mobile.
L'élément d'aéronef peut aussi comprendre des émetteurs d'ultrasons synchrones.
Les émetteurs d'ultrasons synchrones peuvent aussi comprendre des éléments piézoélectriques.
Les éléments piézoélectriques peuvent être conformés en bandes ou peuvent être globalement ponctuels.
Cette solution permet de modifier les conditions d'adhérence de la couche limite sur au moins une paroi de l'aéronef.
Avantageusement, le réseau d'interférences permet de faire vibrer la paroi externe de l'aéronef, ce réseau de vibrations de la paroi externe se déplace et permet d'entraîner la couche limite selon une vitesse fonction de la vitesse de déplacement du réseau d'interférences.
Le déplacement du réseau d'interférences permet donc de réduire notablement voire d'annuler les effets de la présence de la couche limite sur une paroi de l'aéronef.
Avantageusement, le dispositif de génération du réseau d'interférences peut être réglé de manière à conserver la laminarité de la couche limite. En effet le gradient de vitesse à la paroi que min im ise le dispositif présenté est aussi le principal facteur de production de turbulence qui se trouve donc de facto minimisé par l'usage d ce dispositif.
Cette solution permet de réduire notablement voire annuler la traînée générée par au moins une paroi carénée.
Cette solution vise une réduction de la traînée globale de l'avion d'au moins 10% de sa valeur initiale.
Par ailleurs ce dispositif permet également de retarder le décollement de la couche limite. Ceci permet par exemple de reculer la limite de décrochage d'un profil d'aile et donc d'en augmenter l'incidence maximale d'utilisation donc ce profil pourra fournir une portance plus importante.
Avantageusement, l'implémentation d'un dispositif de génération d'interférences ultrasoniques dans un aéronef ou plus particulièrement dans une nacelle s'avère peu coûteux et son utilisation peu gourmande en énergie. On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de la présente invention, en référence aux figures annexées ; sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues, le repère (Χ,Υ,Ζ) est un trièdre direct dont l'axe X est confondu avec l'axe Δ d'une nacelle d'aéronef et le plan (X,Z) est le plan de symétrie de la nacelle : la figure 1 est une vue schématique de principe d'un réseau de génération d'interférences ultrasoniques selon un mode de réalisation de la présente invention,
la figure 2 est une vue schématique illustrant la manière dont des particules d'air sont entraînées par une onde ultrasonique générée par le réseau selon le mode de réalisation de la présente invention,
la figure 3 est une vue selon l'axe Y de la nacelle équipée d'un dispositif de génération d'un réseau d'interférences ultrasoniques selon un premier mode de réalisation de la présente invention,
la figure 4 est une vue selon l'axe Y de la nacelle équipée d'un dispositif de génération d'un réseau d'interférences ultrasoniques selon un second mode de réalisation de la présente invention,
la figure 5 est une vue selon l'axe Y de la nacelle équipée d'un dispositif de génération d'un réseau d'interférences ultrasoniques selon un troisième mode de réalisation de la présente invention.
En référence aux figures 1 et 2, on décrit un principe d'un réseau électronique de génération d'interférences ultrasoniques selon un mode de réalisation de la présente invention.
Le réseau électronique de génération d'interférences ultrasoniques comprend un premier circuit 1 et un second circuit 2, les deux circuits étant identiques et chacun comportant un oscillateur à quartz, pour une bonne précision d'oscillations à n'importe quelle contrainte environnementale, un excitateur piézoélectrique, un diviseur, un comparateur de phase, un diviseur programmable, des résistances, un condensateur, un dispositif de synthèse de fréquence.
Le réseau électronique de génération d'interférences ultrasoniques permet de générer deux fréquences distinctes présentant une valeur faiblement différente l'une de l'autre via les premier 1 et second 2 circuits, rendus synchrones via une horloge.
La faible différence entre les fréquences exige une bonne précision des oscillations de l'oscillateur, c'est pourquoi l'oscillateur à quartz a été choisi, en raison de la précision qu'il confère sous des contraintes de température fortes aussi bien que faibles.
Ce réseau électronique de génération d'interférences ultrasoniques permet de générer un réseau d'interférences hétérodyné, c'est-à-dire que la fréquence des ondes ultrason iques générées par le prem ier circu it 1 est différente de la fréquence des ondes ultrasoniques générées par le second circuit 2 et la d ifférence entre ces deux fréquences est faible afin d'obtenir l'hétérodynage.
Les ondes ultrasoniques émises par les premier 1 et second 2 circuits sont mélangées de manière à ce que les ondes ultrasoniques émises par le premier circuit 1 entrent en interférence avec celles émises par le second circuit 2 afin de former un réseau d'interférences.
Hétérodyner un réseau d'interférences ultrasoniques revient à rendre mobile ce réseau au cours du temps entre la source d'ondes ultrasoniques du premier circuit 1 et celle du second circuit 2.
Les ondes se propagent le long de la surface externe 3 d'une nacelle 3, mais peuvent se propager sur toute surface carénée d'un aéronef dans la mesure où un tel dispositif de génération d'interférences ultrasoniques est installé à cet effet.
La vitesse de défilement du réseau d'interférences ultrasoniques rendu mobile par hétérodynage s'exprime de la manière suivante :
Figure imgf000006_0001
Où Af est la différence de fréquence (par exemple à partir de 100 Hz et plus) entre la fréquence des ondes ultrasoniques émises par le premier circuit 1 et celle des ondes ultrasoniques émises par le second circuit 2 ; / est la fréquence des ondes porteuses, s'étendant sur un spectre de par exemple 30 KHZ à 100 MHz ; et C est la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques dans une structure, par exemple 3000 m. s"1 à 15000 m. s"1 selon le matériau.
La vitesse de défilement vhét ainsi obtenue par hétérodynage peut varier facilement de 1 m. s"1 à 500 m. s"1 par exemple.
L'hétérodynage d'un réseau d'interférences permet ainsi de créer une structure ondulatoire 3 capable d'entraîner au moins partiellement des particules d'air 4 au voisinage d'une paroi 5.
Il est possible d'augmenter l'amplitude des ondes ultrasoniques provenant des premier 1 et second 2 circuits de manière à obtenir une taille d'onde voisine de certaines structures turbulentes présentes à la paroi dans laquelle les ondes ultrasoniques se propagent, tout en maintenant une vitesse de défilement vhét du réseau d'interférences ultrasoniques constante car elle ne dépend que de la différence entre la fréquence des ondes ultrasoniques émises par le premier circuit 1 et celle des ondes ultrasoniques émises par le second circuit 2.
La vitesse de défilement vhét peut par exemple être voisine de celle de l'écoulement de l'air dans la couche limite à une certaine distance de la paroi la paroi dans laquelle les ondes ultrasoniques se propagent.
Préférentiellement, la vitesse de défilement Vhét est sensiblement égale ou supérieure à celle de l'écoulement de l'air à la frontière externe de la couche limite à la paroi dans laquelle les ondes ultrasoniques se propagent.
Le réseau d'interférences mobile est engendré sur la surface d'un aéronef par hétérodynage d'un ensemble d'émetteurs ultrason synchrones (Cf. Figs.3, 4, 5), qu i sont des sources cohérentes d'ondes ultrasoniques, ces ondes étant donc susceptibles d'interférer.
Le réseau d'interférences mobile génère des ondulations sur la paroi carénée, ces ondulations sont rendues virtuellement mobiles à la vitesse Vhét par l'hétérodynage, ces ondulations permettent de capturer des particules d'air s'écoulant au voisinage de la paroi carénée, et grâce à leur vitesse de défilement vhét entraînent les particules ainsi capturées dans le sens de défilement à la vitesse Vh^.
Par la suite, les émetteurs ultrason synchrones seront des émetteurs de type piézoélectriques, mais l'invention ne se limite pas à de tels émetteurs, les émetteurs peuvent par exemple être des excitateurs de type électrodynamiques ou électrostatiques; de la même manière, la paroi le long de laquelle les ondes ultrasoniques se propagent est la paroi externe de la nacelle de l'aéronef, et l'invention ne se limite pas à cette paroi externe mais comprend toute paroi carénée de l'aéronef.
Préférentiellement, ces émetteurs piézoélectriques sont collés sur la paroi carénée, mais elles peuvent aussi être intégrées dans la paroi si la paroi carénée est composite par exemple ou elles peuvent encore être fixées mécaniquement sur la paroi carénée par vissage par exemple.
Par la suite on considérera que les émetteurs piézoélectriques d'un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ondes ultrasoniques sont espacés entre eux d'une distance proportionnelle à la longueur d'onde des ondes ultrasoniques ou vice-versa. Cette condition est la plus favorable à l'obtention d'un réseau d'interférence entre les émetteurs ultrasonores. On entend par amont ce qui vient avant le point ou élément considéré, dans le sens de l'écoulement de l'air dans la nacelle, et par aval ce qui vient après le point ou élément considéré, dans le sens de l'écoulement de l'air dans la nacelle. En référence aux figures 3 et 4 on décrit les caractéristiques communes du fonctionnement d'un dispositif de génération d'interférences ultrasoniques tel que décrit plus haut en coopération avec des émetteurs d'ondes ultrasoniques selon les premier et second modes de réalisation de la présente invention.
Ce dispositif de génération d'interférences ultrasoniques est installé sur une nacelle 6 d'aéronef (non représenté) de telle manière que les ondes ultrasoniques 3 générées par des émetteurs ultrason amont 7 synchrones installés au niveau d'une lèvre d'entrée d'air 8 à l'extrémité amont de la nacelle 6 et d'une zone de réduction de traînée 9, et par des émetteurs ultrason aval 1 0 synchrones installés en aval de la zone de réduction de traînée ou de relaminarisation 9, se propagent le long d'une paroi externe 5 de la nacelle 6.
Le premier circuit 1 génère en coopération avec les émetteurs ultrason amont 7 des ondes ultrasoniques 3 se propageant vers l'aval de la nacelle 6 tandis que le second circuit 2 génère en coopération avec les émetteurs ultrason aval 10 des ondes ultrasoniques 3 se propageant vers l'amont de la nacelle 6. Un réseau d'interférences des ondes ultrasoniques 3 issues des émetteurs ultrason amont 7 avec les ondes ultrasoniques 3 issues des émetteurs ultrason aval 10 est alors créé. Ce réseau présente une vitesse Vhét de défilement virtuel adapté à la vitesse d'écoulement de l'air au voisinage de la paroi externe 5 de la nacelle 6 et orientée vers l'aval de la nacelle 6 en fonctionnement de croisière de l'aéronef.
Les particules d'air 4 (Cf. Fig. 2) s'écoulant au voisinage de la paroi externe 5 de la nacelle 6 sont alors entraînées par la paroi externe 5 vibrant sous l'action du réseau d'interférences des ondes ultrasoniques 3.
Les frottements sont ainsi notablement réduits voire annulés au niveau de la paroi externe 5 de la nacelle 6, réduisant ou annulant ainsi la traînée générée par la paroi externe 5.
Les émetteurs ultrason amont 7 et les émetteurs ultrason aval 10 comprennent des bandes d'éléments piézoélectriques excitatrices permettant de générer les ondes ultrasoniques 3.
En référence à la figure 3 particulièrement, o n d écrit les caractéristiques spécifiques au fonctionnement d'un dispositif de génération d'interférences ultrasoniques tel que décrit plus haut en coopération avec des émetteurs d'ondes ultrasoniques selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
Les émetteurs ultrason aval 10 synchrones sont installés à l'extrémité aval de la zone de réduction de traînée / relaminarisation 9, les ondes ultrasoniques 3 générées par ces émetteurs aval 10 se propagent le long de la paroi externe 5 de la nacelle 6.
Les frottements sont ainsi notablement réduits voire annulés au niveau de la zone de relaminarisation 9 de la nacelle 6, réduisant ou annulant ainsi la traînée générée par la zone de relaminarisation 9. En référence à la figure 4 particulièrement, o n d écrit les caractéristiques spécifiques au fonctionnement d'un dispositif de génération d'interférences ultrasoniques tel que décrit plus haut en coopération avec des émetteurs d'ondes ultrasoniques selon le second mode de réalisation de la présente invention. Les émetteurs u ltrason aval 1 0 synch rones sont installés à l'extrémité aval de la nacelle 6, les ondes ultrasoniques 3 générées par ces émetteurs aval 10 se propagent le long de la paroi externe 5 de la nacelle 6.
Les frottements sont ainsi notablement réduits voire annulés au niveau de la paroi externe 5 toute entière de la nacelle 6, réduisant ou annulant ainsi la traînée générée par la paroi externe 5.
En référence à la figure 5, on décrit le fonctionnement d'un dispositif de génération d'interférences ultrasoniques tel que décrit plus haut en coopération avec des émetteurs d'ondes ultrasoniques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention.
Ce dispositif de génération d'interférences ultrasoniques est installé sur une nacelle 6 d'aéronef (non représenté) de telle manière que les ondes ultrasoniques 3 générées par des émetteurs ultrason 12 synchrones installés le long de la paroi externe 5 de la nacelle 6 se propagent le long de paroi externe 5.
Le dispositif de génération d'interférences ultrasoniques comprend une pl ural ité de circu its 1 , 2 générant, en coopération avec des émetteurs u ltrason 1 2 comprenant des excitateurs piézoélectriques globalement ponctuels, des ondes ultrasoniques 3 se propageant de manière circulaire sur la paroi 5 de la nacelle 6.
Une pluralité de réseaux d'interférences des ondes ultrasoniques 3 issues des émetteurs ultrason 12 sont alors créés. Ces réseaux présentent chacun une vitesse Vhét de défil ement virtuel su périeu re à la vitesse d'écoulement de l'air au voisinage de la paroi externe 5 de la nacelle 6 et orientée de man ière à d iriger l'écoulement de l'air au voisinage de la paroi externe 5 de la nacelle 6 pour réduire la traînée qu'il induit de manière optimal en fonctionnement de croisière de l'aéronef.
Les particules d'air 4 (Cf. Fig. 2) s'écoulant au voisinage de la paroi externe 5 de la nacelle 6 sont alors entraînées par la paroi externe 5 vibrant sous l'action des réseaux d'interférences des ondes ultrasoniques 3.
Les frottements sont ainsi notablement réduits voire annulés au niveau de la paroi externe 5 de la nacelle 6, réduisant ou annulant ainsi la traînée générée par la paroi externe 5.
Ce dispositif peut être avantageusement appl iqué à l'entrée d'air d'une nacelle de manière à en améliorer la tenue en vent de travers dont les principaux effets sont intimement liés à des dé collement de couche limite qui peuvent être significativement retardés par le dispositif décrit ici.
D e manière annexe le réseau mobile d'interférence améliore également le dégivrage de l'entrée d'air par rapport à un dispositif de dégivrage par ultrason n'utilisant pas un tel réseau d'interférences d'hétérodynes.
I l va de soi que l ' invention n 'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemple, mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et toutes les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de réduction de la traînée d'un aéronef comprenant au moins un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ultrasons sur au moins une paroi carénée de l'aéronef caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'hétérodynage du réseau d'interférences de manière à le rendre mobile.
2. Procédé selon la revend ication 1 caractérisé en ce qu 'on engendre lesdites interférences au moyen d'émetteurs ultrasons synchrones.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement de la fréquence de synchronisation des ultrasons de manière à obtenir une longueur d'onde adaptée à l'épaisseur de la couche limite d'un écoulement.
4. Procédé selon la revend ication 2 caractérisé en ce qu 'il comprend une étape d'ajustement de l'énergie émise par les émetteurs de manière à obtenir une amplitude de réseau proche de l'épaisseur de la couche limite (épaisseur de déplacement ou de quantité de mouvement).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement de l'hétérodynage de manière à obtenir un déplacement du réseau d'interférences dans le sens opposé au déplacement de l'aéronef.
6. Procédé selon l'une quelconque des revend ications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement de l'hétérodynage de manière à obtenir un déplacement du réseau d'interférences dans le sens du déplacement de l'aéronef.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement de l'hétérodynage de manière à obtenir une vitesse de déplacement du réseau d'interférences du même ordre de grandeur que la vitesse d'écoulement de la couche limite.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que les émetteurs sont excités de manière à suivre les lignes de courants de la couche limite en ayant aussi une composante transversale.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement de deux dispositifs de génération d'un réseau d'interférences ultrasoniques disposés sur l'intrados et l'extrados d'un organe de telle man ière que le déplacement du réseau d'interférences généré sur l'intrados est de sens opposé à celui généré sur l'extrados.
10. Élément d'aéronef, tel qu'une nacelle, pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revend ications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif de génération d'un réseau d'interférences d'ultrasons et de moyens pour hétérodyner le réseau d'interférences d'ultrasons de manière à le rendre mobile.
1 1 . Élément d'aéronef selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comprend des émetteurs ultrasons synchrones.
12. Élément d'aéronef selon la revendication 1 1 caractérisé en ce q ue les émetteu rs u ltrasons synch rones com pren nent des éléments piézoélectriques.
13. Élément d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisé en ce qu'il comprend une aile d'aéronef dont le dispositif de génération du réseau d'interférences d'ultrasons et les moyens pour hétérodyner le réseau d'interférences d'ultrasons de manière à le rendre mobile est disposé en particulier sur son extrados, de façon à augmenter l'angle d'incidence maximal du profil de l'aile et sa portance maximale.
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