<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à la. propulsion des avions par réaction et à l'utilisation, à cet effet, de moteurs du genre de ceux dénommés "à by-pass et à ventilateur encagé". Ces moteurs pro- duisent, pendant leur fonctionnement, deux courants propulseurs coaxiaux qui, bien qu'ils puissent être détendus dans une tuyère de propulsion commune, sont, dans le cas présenta maintenus distincts et débités séparément dans l'atmosphère.
On a, déjà proposé de débiter un jet propulseur par une tuyère en forme de fente étroite ménagée dans le bord de fuite d' une aile d'avion ou adjacente à ce bord, cette disposition, pour laquelle la nappe de jet débitée peut être déviée, étant actuelle- ment connue sous le nom de dispositif avec "volet à jet". Il est également connu de souffler de l'air sur la face supérieure d'un
<Desc/Clms Page number 2>
volet de bord de fuite dans le but d'obtenir un contrôle de la cou- che limite. Dans l'un ou loutre cas, le but poursuivi est d'augmen- ter les forces ascensionnelles puissant sur l'aile.
L'invention a pour objet un dispositif' servant à la pro- duction d'une sustentation et à la propulsion par réaction d'un avion, ce dispositif comprenant une aile d'avion, un réacteur pro- pre à débiter, au cours de son fonctionnement, deux courants propul- seurs dont l'un se trouve enrobé dans l'autre et une tuyauterie agen cée, à son extrémité d'amont, de manière à délimiter le courant exté rieur et, à son extrémité d'aval, de manière à débiter ce courant . dans des conditions telles qu'il puisse sortir hors du bord de fuite de l'aide sous forme d'une nappe de jet mince et allongée.
De préférence, la tuyauterie aboutit à une tuyère en me de fente ménagée, par exemple, dans le bord de fuite de l'ail< . cette tuyère étant agencée de manière à débiter un courant en for de jet sur un volet orientable établi au bord de fuite de l'aile.
La tuyauterie peut comporter une partie d'amont, de forme annulaire, une partie intermédiaire bifurquée et une tuyère en forme . de fente étroite terminant chaque branche de la fourche.
Suuv nt une varia.nte, la tuyère peut comporter une partie d'amont annulaire, une partie intermédiaire présentant grosso modo une @ tion transversale en forme de croissant,et une tuyère unique.
Le moteur peut être monté dans le fuselage de l'avion ou supporté par l'aile. Dans ce dernier cas il peut, ou bien être noyé dans l'aile, ou bien être suspendu par un pylône dans une "nacelle".
Les dessins ci-annexés montrent, à titre (l'exemples, quel- ques modes de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2, de ces dessins, montrent, respective- ment en plan (à petite échelle) un avion monomoteur avec aile en for. me de delta, propulsé par un réacteur à by-pass et, en perspective, la partie arrière de ce même moteur.
La figure 3 montre, en plan, une partie (1'une aile d'avion actionnée par deux réacteurs à by-pass adjacents, montés dans l'ai- le.
<Desc/Clms Page number 3>
Les figures 4 et 5 montrent;, respectivement, en vue de . cote une aile supportant un réacteur à by-pass logé dans une nacelle et, en vue pa.r l'arrière, le même dispositif avec moteur. et aile, la figure 5 montrant la position latérale, par rapport au conduit de jet principal, de la tuyère en forme de fente par laquelle le courant de by-pass est débité.
La figure 6 montre, en vue de cote., une variante du dis- positif à "na.celle", le courant de by-pass étant débité par une tuyère au-dessus de la nacelle.
Pour le premier mode de réalisation, un avion de combat monomoteur, avec une s. eule aile en forme de delta, montré en plan dans son ensemble sur la figure 1 et avec plus de détails sur la figure 2, est propulsé par un moteur à turbine'à gaz et à by-pass 10, supporté dans le fuselage 11 en arrière de l'habitacle 12.. Ce moteur est constitué comme à l'ordinaire, exception faite de sa tuyauterie finale. En aval des étages de la turbine, le conduit annulaire de by-pass est bifurqué de part et d'autre du. plan verti- cal passant par l'axe longitudinal du moteur.
La tuyauterie de by- pass est ainsi divisée en deux branches semi-annulaires 13, dont la section évolue, pour chacune, par un profilagegraduel 14, de maniè- re à sortir du fuselage et à pénétrer dans l'aile intérieurement à un carénage d'emplanture pour aboutir à une tuyère 15, en forme de fenteétablie dans la partie la plus rapprochée du fuselage du bord de fuite de l'aile. Le courant propulseur débité par la tur- bine principale s'écoule par un conduit de jet 16, à section cir- culaire, vers une tuyère 17 établie à l'arrière du fuselage.
Les tuyères en forme de fente sont munies chacune, sur toute leur envergure, d'un volet de bord de fuite 18, ces volets étant disposés de manière telle que les courants propulseurs de by-pass respectifs passent sur leurs faces supérieures. Ces volets sont articulés à l'aide de manière telle que, par effet Coanda, les courants propulseurs puissent être écartés de leur direction d'éjec tion orientée normalement vers l'arrière. C'est ainsi qu'une dévia-
<Desc/Clms Page number 4>
tion des courants de by-pass vers le bas, par exemple suivant un an- gle d'environ 60 , par rapport à 'la direction d'éjection vers l'ar- rière, affecte l'ensemble de l'écoulement de l'air sur au moins les parties des ailes situées du côté de leur emplanture et provoque un accroissement considérable de la portance.
Les cordes des volets peuvent n'avoir qu'une longueur suffisante pour que ceux-ci, au cours
EMI4.1
du fonctionnement, fassent dévier ajigulairenent l'ensemble des cou- rants propulseurs sans provoquer de décollement substantiel de ces courants. Ces volets peuvent donc avoir une largeur bien moindre que les volets usuels.
Pour le deuxième mode de réalisation de l'invention, mon- tré sur la figure 3, la même idée générale est appliquée à un'avion de transport à plusieurs moteurs. L'avion est équipé de quatre mo- teurs à by-pass logés dans les ailes à proximité de leurs emplantu- res. Chaque moteur 19 ou 20 a son conduit de by-pass bifurqué 'comme décrit plus haut, ces conduits aboutissant à des tuyères en forme de fente aui s'étendent le long du bord de fuite de l'aile, de part et d'autre du moteur. Le conduit de jet principal s'étend jusqu'au delà du bord de fuite et, de préférence, comme montré, sort de l'ai- le, en 21 ou 22, un peu au-dessus du bord de fuite, de sorte que les tuyères 23, en forme de fente, peuvent s'étendre l'une vers l'autre au-dessous du conduit et de la tuyère de jet principal.
Par ailleurs, les tuyères adjacentes, en forme de fente, des deux moteurs logés dans une àile, sont imbriquées, comme montré en 24, de sorte que le courant de by-pass de chaque moteur s'étend à peu près sur les trois quart de la longueur totale de la tuyère en forme de fente. L'effet obtenu par la scission des courants de by-pass, est que l'on forme ainsi des jets propulseurs, longs et étroits, qui s'étendent, dans le sens de l'envergure, le long du bord de fuite, en substance d'une manière continue, depuis la zone extérieure par rapport au moteur latéral extérieur, jusqu'à la zone intérieure par rapport au moteur latéral intérieur.
Cette longue tuyère comporte un volet de bord de fuite 25, orientable et à corde étroite, dans des buts analegues à
<Desc/Clms Page number 5>
ceux décrits plus haut à propos du premier mode .le réalisation.
Selon certaines tecliniques, il est d'usage de supporter les réacteurs sous les ailes d'avions dans des 10:':;8 ,lents dénommés "nacelles". Deux autres modes de réalisation concernent une disposi- tion de ce genre pour laquelle on utilise des moteurs à by-pass. On se réfère aux figures 4, 5 et à la figure 6. Les moteurs, logés dans des nacelles, sont supportés chacun par un pylône creux allongé 26, à profil aérodynamique, par lequel passent le conduit d'alimen- tation en combustible et les commandes aboutissant au moteur 27.
Le pylône sert également, à son extrémité arrière et pour le -.iode de réalisation à "nacelle" décrit en premier lieu, pour amener, par un conduit 28, le courant de by-pass depuis le moteur jusqu'à l'inté- rieur de l'aile propre:nent dite, le conduit étant aplati jusqu'à avoir une forme générale en queue de poisson et aboutissant à une tuyère 29, en forme de fente, s'étendant le long du bord de fuite de l'aile. Le conduit annulaire de by-passdu moteur est interrompu par une paroi faisant face vers l'amont et placée dans un plan oblique par rapport à l'axe du moteurparoi dont le point le plus en amont .
'se trouve sur une verticale passant par ledit axe, au-dessous de ce- lui-ci. En coupe transversale, la forme annulaire du conduit de by- pass devient donc grosso modo celle d'un croissant. Le courant de by- pass est recueilli par ce conduit en forme de croissant et s'écoule par le conduit 28 établi dans le-pylône 26. Le conduit de jet princi- pal 30 du moteur sort de l'extrémité arrière'de la nacelle et compor- te, de préférence, un silencieux 31.
La tuyère en forme de fente, prévue dans le bord de fuite de l'aile, est également équipée d'un volet de bord de fuite 32, de. sorte ou'on obtient un jet orientable en forme de nappe. De préféren ce, la tuyère en forme de fente est décalée asymétriquement par rap- port à la tuyère principale du moteur, comme visible sur la figure 5; afin que le jet en forme de nappe, quand il est dévié vers le bas, ne gêne pas le jet principa.l sortant du moteur. Normalement, la tuyè- re en forme de fente s'étend vers l'intérieur depuis la position
<Desc/Clms Page number 6>
occupée par le moteur dans l'aile.
Pour un avion avec quatre moteurs logés dans des nacel- les, une disposition avantageuse est celle pour laquelle les deux moteurs latéraux intérieurs sont du type à by-pass et sont agencés comme décrit plus haut, alors que les deux moteurs latéraux exté- rieurs sont des réacteurs qui ne sont pas nécessairement du type à by-pass et ne comportent pas de tuyères, en forme de fente, corres- pondantes.
Pour le deuxième dispositif "à nacelle", montré sur la figure 6, le moteur à by-pass est agencé, d'une manière générale, comme celui des figures 4 et 5, mais le courant de by-pass ne passe pas le pylône 26. Par contre, il est détendu par une tuyère séparée qui a une largeur plus grande que sa hauteur et se trouve au-dessus de la surface arrière supérieure de la nacelle. A cette tuyère 33 est adjoint un déflecteur plat 34 du jet, ce déflecteur étant norma- lement escamoté dans une fente 35 de la nacelle. Dans sa position active, montrée en traits interrompus en 36, le déflecteur se trouve sur le passage du courant du jet de by-pass, immédiatement après sa sortie hors de la tuyère 33 et ce courant est dévié vers le haut pour venir frapper la surface inférieure 37 de l'aile, juste avant le volet 38 de bord de fuite.
Le volet, montré schématiquement en coupe, comporte un passage incliné 39 de forme allongée dans la di- 'rection de l'envergure. L'effet du déflecteur 34 est lié à celui du volet 38 en ce sens que, lorsqu'on fait intervenir le déflecteur ou peu après cette intervention, on peut abaisser le volet 38, par exem- ple jusqu'à la position montrée en traits interrompus en 40. Dans ces conditions, le courant de by-pass est d'abord dévié vers le haut, pour qu'il puisse toucher la face inférieure 37 de l'aile.
Une par- tie du courant est retenue par le volet abaissé 40 et déviée vers le bas de manière à agir comme dans le cas du fonctionnement normal d' un volet et une autre partie de ce courant traverse le passage 39 pour émerger à la surface supérieure du volet 38, suivant un jet ayant la forme d'une nappe, longue et mince, déviée par effet
<Desc/Clms Page number 7>
Coanda.
Ces deux parties contribuent à augmenter la portance de l'aile. Le mécanisme à volet peut être agencé de manière telle que, lors de l'abaissement du volet, une partie du courant de by-pass traverse un passage 41 existant entre l'aile et le volet. Ceci peut constituer une variante ou être prévu en supplément au courant at- teignant la surface supérieure du volet, en passant par la fente 39 ménagée dans celui-ci.
Quand une tuyère en forme de fente, établie d'un côté du fuselage de l'avion, est alimentée par un moteur différent de celui qui alimente une tuyère analogue établie de l'autre côté de ce fuselage, il est avantageux de relier entre elles les commandes et les alimentations en combustibles des moteurs respectifs pour que, dans le cas d'une défaillance quelconque d'un de ces moteurs, son effet se répercute au moteur relié au premier, ce qui réduit le risque de production d'une portance ou poussée asymétrique.
Comme un avantage normal d'un moteur à by-pass est qu'il fonctionne d'une manière comparativement silencieuse et que l'on 'croit ceci dû au courant annulaire et à vitesse réduite d'air com- primé relativement froid qui entoure le jet principal chaud, l'en- lèvement de la gaine d'air que l'on fait passer par une tuyère séparée, en forme de fente, rend. probablement plus désirable, comme suggéré plus haut à propos du mode de réalisation des figures 4 et 5, de monter une tuyère avec silencieux sur l'extrémité du conduit de jet principal. Le courant de by-pass sort sans bruit de la tuyère en forme de fente car la longueur périphérique de celle-ci est gran- de et la vitesse du courant est faible.
On a parlé plus haut de tuyères, en forme de fentes, mé- na;fées dans le bord de fuite de l'aile. Suivant une variante, ces tuyères pourraient être établies un peu en avant du bord de fuite et, d'une manière générale, parallèlement à celui-ci dans la paroi supérieure de l'aile.
Pour les modes de réalisation décrits plus haut, on a
<Desc/Clms Page number 8>
spécifié:l'usage de moteurs à by-pass dont on dispose actuellement.
Il est à noter, toutefois, que d'autres moteurs débitant deux cou- rants propulseurs coaxiaux pourraient être utilisés, par exemple le moteur dit "à ventilateur encagé" du genre de ceux construits dans le passé. Ces moteurs comprenaient un ventilateur à aubes propre à augmenter la poussée et logé dans un conduit annulaire entourant les étages de la turbine du moteur principal. Certains au moins de ces étages entraînaient le ventilateur en question. Cette possibilité d'usage est indiquée pour que l'invention ne puisse être considérée nécessairement sous'un aspect limité.