BE1010436A6 - Aile d'aeronef pourvue d'un profile auxiliaire mobile. - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à une aile d'aéronef pourvu d'un profilé auxiliaire mobile constitué par un petit profilé adapté à l'aile et disposé en extrados. Celui ci se trouve à la hauteur ou un peu en avant du point de cambrure maximum de l'aile et à une certaine distance de l'aile en dehors de la couche limite. Le profilé a son bord d'attaque très effilé tandis que son bord de fuite est plus épais et arrondi. Il a un faible angle d'attaque par rapport au vent relatif et est monté de façon mobile et réglable au moyen de vérins dans sa position vis-à-vis de l'aile. Ce profilé est destiné à influencer l'écoulement de la couche limite de l'aile en extrados et en intrados car en contournant le profile, les filets d'air se trouvant en dehors de la couche limite augmentent leur vitesse et leur énergie cinétique et viennent pénétrer et influencer la couche limite de l'aile.

Description

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  "Aile d'aéronef pourvue d'un profilé auxiliaire mobile" Une aile d'aéronef à profil asymétrique est soumise à plusieurs pressions lors de son déplacement. 



  En considérant une aile volant à un angle d'attaque modéré, nous constatons la présence d'une dépression en extrados et d'une surpression en intrados. 



  Ces différences de pression provoquent l'upwash (transfert des filets d'air le long du bord d'attaque de l'aile). Le downwash est produit par le mouvement des filets d'air qui, en quittant le bord de fuite de l'aile, continuent à suivre la courbure de l'extrados de l'aile. 



  Sur le bord d'attaque existe un endroit où l'air stagne. Ce point change en même temps que l'angle d'attaque de l'aile. 



  En analysant l'écoulement des filets d'air dans la couche limite, nous constatons qu'au point d'arrêt où l'air stagne, la pression y est maximale et égale à la pression totale ; la vitesse y est nulle. A partir de ce point, la vitesse des filets d'air s'écoulant en extrados augmente de vitesse et la pression diminue jusqu'au point de transition. 



  La couche limite reste laminaire tant que le nombre de reynolds reste inférieur au nombre de reynolds critique Rc, du fluide dans lequel l'aile se déplace. Le point de transition est atteint à ce moment et la couche limite devient turbulente. Elle s'épaissit au fur et à mesure le long du profil, les filets d'air sont désordonnés et la pression régnant dans la couche limite augmente. 



  A partir du point de séparation, la couche limite décolle de l'extrados sous l'effet de l'augmentation de pression et de la perte en énergie cinétique de la couche limite. 



  Une fois dépassé un certain angle d'attaque, ce décollement de la couche limite remonte le long de l'extrados vers le bord d'attaque et l'extrados produit de moins en moins de (sustentation) lift. Par contre, la résistance aérodynamique devient plus importante. 



  En arrière du bord de fuite se créent des remous et avec l'effet downwash, perturbent et influencent les plans en arrière de l'aile. 



  Le brevet DE 3827796 décrit une aile auxiliaire se trouvant devant l'aile d'un aéronef. 

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 Cette aile auxiliaire est réglable par pivotement et travaille dans la couche limite de l'aile, influençant ainsi de manière directe les couches limites sur l'extrados. 



  L'invention, sujet du brevet, a trait à un petit profilé adapté à l'aile et disposé en extrados. Celui ci se trouve à la hauteur ou un peu en avant du point de cambrure maximum de l'aile et à une certaine distance de l'aile en dehors de la couche limite. Le profilé a son bord d'attaque très effilé tandis que son bord de fuite est plus épais et arrondi.   H   a un faible angle d'attaque par rapport au vent relatif et est monté de façon mobile et réglable au moyen de vérins dans sa position vis-à-vis de l'aile. Ce profilé est destiné à influencer l'écoulement de la couche limite de l'aile en extrados et en intrados car en contournant le profile, les filets d'air se trouvant en dehors de la couche limite augmentent leur vitesse et leur énergie cinétique et viennent pénétrer et influencer la couche limite de l'aile. 



  Afin de :-rendre la couche limite laminaire moins épaisse et plus longue de façon à ce que le point de transition soit plus reculé donc moins de résistance de frottement. 



   - Derrière le point de transition, la couche limite turbulente est mieux ordonnée et moins épaisse. Cela implique moins de résistance de frottement. 



     - Le   point de séparation est, lui aussi reculé, l'écoulement moins épais et turbulent ; cela rend la résistance de forme plus faible. 



   - Comme il y a moins de filets contournant le bord d'attaque, le upwash sera plus faible ainsi que la suppression au bord d'attaque. 



   Cela entraîne moins de résistance à l'avancement. 



   - En outre, comme plus de filets d'air passeront en intrados, la couche limite sera plus épaisse en intrados. 



   - L'intrados n'est pas sujet aux grands angles d'attaques comme l'extrados au décollement de la couche limite. L'intrados va voir augmenter sa portance en fonction du flux dévié en dessous de l'aile ainsi que de son rendement. 

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   - En arrière de l'aile, l'écoulement moins turbulent et le downwash plus faible vont engendrer moins de tourbillons, donc moins de résistances aérodynamiques et moins d'influences néfastes sur les plans en arrière de l'aile. fig.   l   Vue schématique du profil d'une aile du type supercritique et du profilé correcteur ; fig. 2 Ecoulement des filets d'air autour d'une aile sans profilé correcteur ; fig. 3 Ecoulement des filets d'air autour d'une aile avec profilé correcteur ; fig. 4 Dessin d'une aile pourvue du profilé correcteur. 



  L'aile 1 d'un aéronef est pourvue d'un profilé auxiliaire 2 placé au-dessus de la partie avant 3 de l'extrados de l'aile. Le profilé 2 est relié à l'aile au moyen de deux vérins verticaux 4-5, placés sur un élément de guidage 6 mobile dans un plan parallèle à la corde de l'aile. L'élément mobile 6 est contrôlé par un troisième vérin 7. 



  Le profilé 2 a une forme se rapprochant de la forme d'une aile mais placée en sens inverse,   c'est-à-dire   que le bord d'attaque 8 est pointu et le bord de fuite 9 est arrondi et épais. 



  Les vérins verticaux 4-5 assurent par un mouvement synchrone le déplacement vertical du profilé auxiliaire et son positionnement à une distance choisie par rapport à l'aile 1. 



  De même, ces vérins 4-5 par des mouvements inégaux assurent le pivotement du profilé 2 autour d'un axe longitudinal. 



  Le vérin 7 assure le mouvement de l'élément de guidage mobile 6, portant les vérins verticaux 4-5 dans une direction parallèle à la corde de l'aile permettant ainsi de déplacer le profilé 2 dans cette même direction. 



  L'action de ces trois vérins 4-5-7 permet d'adapter la position du profilé et son angle 

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 d'attaque en fonction du vol et des performances souhaitées. 



  La figure 2 représente une aile sans profilé et l'écoulement des filets d'air. 



  En extrados le point de transition 10 entre la zone d'écoulement laminaire 11 et la zone de turbulence 12 se trouve relativement avancé sur l'extrados. Les turbulences sont fortes et irrégulières. La surpression au niveau du bord d'attaque est forte ainsi que l'upwash. 



  La figure 3 représente une aile pourvue d'un profilé correcteur 2 réglable. Le point de transition 14 est reculé en arrière de l'extrados et les turbulences sont moindres. 



  L'upwash 13 est plus faible et les pressions au bord d'attaque sont plus faibles. Le point de séparation 15 se situe plus près du bord de fuite. 



  La figure 4 montre la disposition du profilé 2 par rapport à l'aile 1. 



  Le profilé peut être adapté à d'autres types de profil aerodynamique, tel qu'utilisé sur des voitures, motos ou tout véhicule se déplaçant à haute vitesse.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS 1) Un profilé auxiliaire adapté à une aile d'un aéronef caractérisé en ce que ce profilé, placé au dessus de l'extrados de l'aile et comportant un bord d'attaque effilé et un bord de fuite arrondi et épais, est monté sur un système de vérins permettant de régler l'inclinaison du profilé, la distance entre le profilé et l'aile, le déplacement du profilé parallèlement à l'aile.
2. 2) Un profilé auxiliaire adapté à une aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce profilé est placé en dehors de la couche limite de l'aile au dessus de celle-ci et au niveau du point de cambure maximum de l'aile.
3. 3) Un profilé auxiliaire adapté à une aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé se trouve devant le point de cambure maximum de l'aile tout en ne dépassant pas le bord d'attaque.