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WO2015004370A1 - Dispositif de sustentation à soufflante(s) axiale(s), et aerodyne equipé d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de sustentation à soufflante(s) axiale(s), et aerodyne equipé d'un tel dispositif Download PDF

Info

Publication number
WO2015004370A1
WO2015004370A1 PCT/FR2014/051708 FR2014051708W WO2015004370A1 WO 2015004370 A1 WO2015004370 A1 WO 2015004370A1 FR 2014051708 W FR2014051708 W FR 2014051708W WO 2015004370 A1 WO2015004370 A1 WO 2015004370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
longitudinal
flow
outlet
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2014/051708
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Michel Simon
Sébastien Andre
Christophe Dominiak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hutchinson SA
Original Assignee
Hutchinson SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hutchinson SA filed Critical Hutchinson SA
Priority to US14/904,597 priority Critical patent/US9694907B2/en
Publication of WO2015004370A1 publication Critical patent/WO2015004370A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
    • B64C29/0025—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being fixed relative to the fuselage

Definitions

  • the invention relates to a lift device, and an aerodyne equipped with such a device, allowing the aerodyne to take off and land vertically or for short distances (aerodyne dit V / STOL, which is r, the acronym of the Anglo-Saxon term: Vertical / Short Take-Off and Landing), as well as being able to move in flight in all directions.
  • V / STOL which is r, the acronym of the Anglo-Saxon term: Vertical / Short Take-Off and Landing
  • V / STOL aerodynes equipped with levitation devices are known, by the effect of levitation obtained by blowing the majority of an air flow produced by a flow generator.
  • air on deflecting surfaces which are lifting wings, connected to a bearing structure of the device, and therefore also of the aerodyne, the device comprising two surfaces or pluralities of longitudinal deflecting surfaces, arranged on either side of the axis rolling of the device and extending substantially parallel to the roll axis of the device, the two surfaces or pluralities of longitudinal deflecting surfaces being symmetrical to each other with respect to the plane defined by the axes of roll and yaw of the device.
  • the forward resistance force (aerodynamic drag) of these longitudinal wings is minimized when the device moves horizontally in the direction of its roll axis, which is its main axis, that is to say in cruise flight.
  • a levitation device of this type is proposed in WO 2011/067527, with the aim of offering a improved carrying capacity at equivalent motive power, compared to ducted propeller aerodynes, an ability to generate significant lift by maximizing the blown air flow with respect to the size and mass of the carrier structure, and a low drag penalty in flight in translation, or horizontal cruising flight (flight in airplane mode), given the arrangement of the device proposed in this patent document.
  • this device makes it possible to provide an aerodyne which is equipped with it with excellent stability in vertical flight and transition phase between vertical flight and cruising flight, since the centers of lift of the lateral wings are spaces between them, at the maximum of the possibilities offered by the machine, thus allowing to have a powerful rectifying torque in roll, but also in pitching since the wings extend over a major part of the length of the machine, c over 50% to 100% 0 of this length.
  • the center of gravity of the aerodyne can easily be located below the centers of lift of the longitudinal wings and between said lift centers, when the engine (s) and the cabin of the aerodyne are placed under the sail plan. , defined by the longitudinal sails and / or additional transverse sails, if any, which provide lift in cruising flight.
  • the proposed device uses wings, preferably, but not necessarily, at high lift, and said hyper-lift, subjected to at least one air flow generated by at least one large diameter blower, and therefore to so have wings blown, and arranged so that said ,
  • the wings provide very little forward resistance when the aerodyne is in horizontal cruising flight.
  • the airflow generator of the device may comprise at least one blower mounted in the carrier structure and centered on the roll axis, and preferably two blowers spaced along said roll axis.
  • each blower sucking air through a feed opening formed in the upper face of the structure , and the flow of air leaving each blower being distributed essentially to longitudinal blower openings of the longitudinal wings and formed in the sides of the carrier structure by radially arranged channels.
  • the fan is radial, with blades inclined backwards relative to the direction of rotation of the fan, and each pivotally and rotatably controlled about an axis substantially parallel to the axis of rotation of the fan, the blades being associated with a fixed bladed diffuser whose each blade is also pivotable and controlled in orientation about a pivot axis parallel to that of the fan blades, or that the fan is of axial type, the configuration according to which the outflows of the blowers are distributed by means of channels with vertical walls formed in the supporting structure and curved laterally so as to open laterally by longitudinal tubular blower openings, with a radial arrangement of the partitions delimiting the channels for channeling the flow of air at the outlet of a blower, is not an optimal configuration both in terms of size, and therefore aerodynamic drag, than the pressure drop, and thus the propuls
  • Flaps optionally arranged in grids, and inclined around axes parallel to the axis of roll or yaw, and arranged in the side openings, allow to wedge the angle of attack of the blown airfoils and / or to give the blown air flow a longitudinal component of speed. But this animated air flow, at the outlet of a radial blower, of a substantially radial speed, and guided by vertical wall channels is in no way guided, within the volume of the carrier structure, by these flaps so as to assume a lateral orientation, and even less from an output flow of an axial blower having a circumferential rotational speed component.
  • WO 92/01603 or US Pat. No. 5,407,150 discloses a VTOL aerodyne with a lift generator by deflecting downwards jets that are substantially radial and possibly inclined downwards at the outlet of a single fan mounted in the center of the fuselage. , in order to exert, by reaction, an upward thrust on the structure of the aerodyne, thanks to 3 ducts for channeling the jets which are bent outwards and downwards so that the air leaving the downstream end of each duct is in a jet having substantially the same cross section as the duct at its downstream end.
  • blowers are installed symmetrically from each other in the two wings of one aerodyne and are annular jet through blowers, which cross the corresponding wing from top to bottom being channeled by annular partitions slightly divergent down.
  • the generatrices of the deviating surfaces are, at least initially, either perpendicular to the radius, relative to the axis of rotation of the fan considered, or with an unspecified orientation, but which can only be substantially perpendicular to the radius or substantially tangential possibly in conjunction with generally angled downward outlet openings, each of which is both inclined very substantially on the roll axis and on the pitch axis.
  • concentric deflecting partitions may be arranged to deflect fractions of the lift flow in particular directions, which may be opposed to different times, but these partitions do not share together half of the lift flow vertically from the blower or blowers on the same side of the axis of roll of one aerodyne.
  • the entire surface of the central part of the supporting structure, forming the fuselage as the wings, can not be used optimally, because of the inappropriate choice of air outlets distributed circularly, or hexagonally, or "square"", which does not ensure continuity, longitudinal or even transverse, a space reserved for the payload.
  • the aerodynamics of the central part of the supporting structure is degraded by the presence of the airflow outlets (see FIGS. 6, 7 and 8), which means that, during this phase, the lift is provided by the thrust of the fan and the lift of the outer part of the wings, outside the zone of influence of the output of the fan, so the central and enlarged part of the supporting structure does not contribute to good aerodynamics in this configuration.
  • this central part does not contribute substantially, since a speed has necessarily been reached for the lift of the outer wings is sufficient to carry the aircraft. So the central part is useless in this phase too, and it is even a source of significant aerodynamic losses at high speed.
  • the present invention thus aims to provide a lift device, and an aircraft equipped with such a device, as known from WO 2011/067527, and which provide improved performance qualitatively and / or quantitatively, in terms of aerodynamics to achieve higher speeds of travel and carrying capacity, and / or to accept significantly higher payloads.
  • the lift device of the type known from WO 2011/067527 and as presented above, is such that its air flow generator comprises at least two axial blowers whose axes are substantially parallel to the yaw axis, and mutually offset on the roll axis, said axial blowers being mounted in the carrier structure, and sucking each of the ambient air through a respective suction opening formed in the upper face of the carrier structure, using at least one multi-rotor rotated around the axis of the corresponding fan and ducted in a circular cross-sectional vein extending said inlet opening towards the inside of said supporting structure, and is characterized in that said at least two axial blowers each comprise at least two stages with pluralities of blades or blades, one of which is said rotating multi-rotor rotat rotor ion about the corresponding axis, and that it comprises downstream of each of said at least two axial blowers, an air distributor-diffuser, in two half-distributors adjacent and symmetrical to each other with
  • the device according to the invention may comprise successively, from the front to the rear of said carrier structure, and centered in a plane of symmetry defined by the roll and yaw axes of the device, a series of said at least two axial blowers each cooperating with a distributor-air diffuser, followed and / or preceded by at least one axial fan axial flow outlet, the flow through which said carrier structure from top to bottom.
  • said axial axial flow output fan has its axis parallel to said yaw axis and has an exit section located in the vertical extension of its inlet section, with a ratio between the outlet section and the upper inlet section. and preferably between 1.1 and 1.3.
  • At least one axial blower preferably axial flow outlet
  • at least one rotor or propeller with variable and adjustable pitch blades is equipped with at least one rotor or propeller with variable and adjustable pitch blades, and driven (e) in rotation at constant nominal speed.
  • all the axial blowers are driven by a drive system with fixed drive ratios
  • the thrust of at least one axial blower with rotor or variable pitch propeller, preferably with axial output is adjustable by the step control, to participate advantageously in balancing the plate of the device.
  • the air flow generated by each axial blower associated with an air distributor-diffuser is directed on each side of said carrier structure with an angular orientation towards the outside.
  • the angle between the direction of said flow and a plane defined by said roll and yaw axes of the device being between 5 ° and 20 °, and preferably between 8 ° and 12 °, in order to reduce significantly the ground effect on the structure of 1 aerodyne t to provide a stabilizing effect.
  • the radius of at least one axial blower associated with an air distributor / distributor is greater than the distance between the low point of the exit section. the air flow of said distributor-diffuser, and the median plane of symmetry of the device, defined by the roll axes and yaw of the device.
  • At least a portion of said surfaces or pluralities of longitudinal deflection surfaces extends longitudinally so that substantially parallel to the roll axis over a length greater than or equal to the sum of the diameters of said blowers associated with distributors-air diffusers.
  • the longitudinal deflecting surfaces extend over a major part of the length of said carrier structure in its carrier length of the blowers, that is to say vis-à-vis laterally of said blowers and over a length which is greater than or equal to the sum of the diameters of said blowers. That is, the longitudinal deflecting surfaces have a portion at least substantially parallel to the roll axis, the length of which is greater than or equal to the cumulative length of the fan diameters.
  • said at least one axial blower comprises two coaxial and counter-rotating multi-rotor rotors about their common axis, which also makes it possible to avoid or at least reduce any parasitic reaction torque, because of the rotation of a single rotor of the blower, and / or increase the efficiency of the blower.
  • said axial blower is such that a flow rectifier is mounted between said at least one multi-blade rotor and said distributor-diffuser of air, said rectifier comprising a plurality of blades, which straighten the flow of air at the outlet of said fan substantially parallel to the axis of said axial fan, the fixed vanes extending radially between an annular hub traversed at least by a drive shaft of said at least one multi-rotor rotor and a circular peripheral rim, coaxial with the annular hub about the axis of said fan, and fixed to said supporting structure.
  • each half-distributor said deflecting partitions are bent and have their concavity mainly facing upwards and outwards on the side of said supporting structure where extends said corresponding bent duct.
  • the cross sectional area of the duct is bent, perpendicularly to the local direction of the flow of air in said bent duct, either substantially constant or continuously increasing so that the ratio of the area of the section of the outlet opening of said bent duct to the area of the section of the inlet opening of the same elbow duct is between substantially 1 and substantially 2, and preferably between 1 and 1.2.
  • the shape of the cross section of said elbow pipe advantageously evolves and progressively from a semicircular shape to the inlet opening, in a plane substantially perpendicular to the axis of the corresponding fan, to an ovoid shape or flattened in a direction substantially parallel to the roll axis, outlet opening, in a plane substantially parallel to the axis of said blower or inclined on the axis of said blower.
  • the shape of the outlet opening of the angled duct may advantageously be rectangular or quasi-rectangular.
  • said bent duct may be constituted, between its semicircular inlet opening and its outlet opening, of an upstream bent portion whose cross-sections are substantially half-elliptical, and comprising the plurality of deflecting partitions for guiding the flow of air passing through said duct, and of a downstream part, without deflecting partition, and substantially straight between the last substantially semi-elliptical section of said upstream portion and said outlet opening.
  • the two surfaces or pluralities of longitudinal deflection surfaces are, as in WO 2011/067527, longitudinal lift wings fixed laterally to the outside of the supporting structure and facing each of the 1 ' opening of the elbow duct of one respectively of the two half-distributors of each of said axial blowers associated with an air distributor-diffuser, so that the flow of air passing through said elbow duct is blown, in its maj. a portion, that is to say greater than 50% and up to 100% of this air flow, on a longitudinal wing facing, which delivers a lift transmitted to the carrier structure.
  • optimization of the geometry of each bent duct is still advantageously ensured if the shape of the transverse sections of said bent duct progressively evolves, starting from the semi-circular inlet opening, into elongate half-ellipses according to their major axis, which is parallel to the roll axis, to a half-ellipse of larger axis at the exit aperture.
  • each half-distributor is such that the major axis of the half-ellipse of the opening of output is substantially between 1, 2xD and 1.5xD, where D is the diameter of the section of the inlet opening.
  • the major axis of the semi-elliptical section of the bent duct progressively changes between D at the inlet opening and 1.3xD at the inlet.
  • outlet opening of the bent duct to open at the level of blow holes in a longitudinal side of the bearing structure opposite a longitudinal vane.
  • slender ribs with a wedge-shaped cross-section advantageously extend along at least one of the upper and lower edges of said longitudinal wing-bladders and project towards said airfoils. so as to cause ambient air by the output of the side blowing stream through the gills and dilute said flow, while reducing the loss of load output gills.
  • the outlet flow of the gills is advantageous for the outlet flow of the gills to be inclined downwards with respect to a plane perpendicular to the axis. said fan, at an angle ⁇ between 0 ° and about 60 °.
  • each of the longitudinal wings may be constituted by a longitudinal wing whose leading edge is immediately adjacent to the lower edge of the inlet openings or in continuity with the lower edge of the inlet openings in the corresponding longitudinal side of the supporting structure, so as to blow the upper surface of said longitudinal wing and to generate a lift by Coanda effect.
  • each bent duct may advantageously comprise a sheath made of cloth or cloth, of the type used to make wings of flying wings or other ultralight powered motor called ULM, the sheath being shaped by rod-shaped composite stiffeners, forming a duct-entry frame with a semicircular hoop, a substantially rectangular-shaped duct outlet frame, curved stiffeners connected to the entrance frames, and output and oriented in the direction of the air flow through the bent conduit, and at least one deflector bent partition and defined by generatrices parallel to the roll axis.
  • ULM ultralight powered motor
  • the two surfaces or pluralities of longitudinal deflecting surfaces may be deflector vanes, preferably aerodynamically profiled, mounted at the recoins partly inside the bent ducts of the half-distributors, downstream deflecting partitions, said deflecting vanes being defined by generatrices parallel to the roll axis, and bent and having their concavity facing downwards and 1 'inside, on the side of the supporting structure, so as to deflect the flows of air passing through the ducts bent down to generate, by reaction, a levitation force on the carrier structure.
  • the bent ducts, partitions and bent deflection vanes are arranged and dimensioned so that each half-flow of each corresponding fan is, in its maj a portion, that is to say more than 50% to 100% of this half-stream, offset laterally, with respect to the roll axis, a distance greater than or equal to the radius of said fan.
  • a longitudinal deflector blade is associated with the bent ducts of the half-distributors which are on the same side of the bearing structure, an upstream portion of said blade deflector being engaged inside an outlet manifold common to all the bent ducts of said same side, downstream of the deflecting partitions, and a downstream portion of said deflector blade being projecting at outside said outlet manifold and oriented substantially downwardly.
  • a plurality of longitudinal deflector vanes spaced and offset from each other respectively from the outside to the inside e from top to bottom, relative to each other. to the supporting structure, is associated with the bent ducts of the half-distributors, which are on the same side of the supporting structure, and preferably fully engaged inside a mass collector common to all the bent ducts of said same side, downstream of the deflecting partitions, substantially from the outlet end of said manifold in which are disposed substantially the downstream ends of said vanes.
  • At least one longitudinal deflector blade is pivotally mounted around at least one longitudinal axis. , substantially parallel to the roll axis, between two extreme positions, including a service position, in which the air flow through the corresponding bent ducts is deflected downwards, and a closed position of the opening of output of said bent ducts, or a common outlet manifold, for the cruise flight.
  • the diameter of said blowers in order to very substantially reduce the drag in cruising flight, even when the aerodyne has a high installed blowing power, extends over most of the width of the carrier structure, and is preferably greater than 80% of said width,
  • bands of vibrating membranes by self-excitation or by an active device are arranged parallel to the axis of roll on the extrados of said deflecting partitions and / or on the extrados of said deflecting surfaces, so as to reduce the turbulence of the air flow during its passage over the partitions deflectors and / or deflecting surfaces,
  • each half-distributor comprising the deflecting partitions
  • the cross section of each individual channel delimited by two successive deflecting partitions remains substantially constant over the entire length of the channel, ie during the passage through the airflow of the zone of said partitions, and that, on the other hand, the ratio of each cross section of an individual channel on the lateral surface of this same channel remains substantially equivalent between all the channels delimited by the partitions.
  • At least one shutter cover is advantageously mounted movably on the upper part of said carrier structure, between two positions, including an opening position of at least one blower in vertical flight configuration, and a closing position of said blower, in which the hood covers the latter for the cruising flight.
  • a considerable advantage of the device of the invention, and of an aerodyne equipped with it, is that a continuous volume, at least partly dedicated to a payload, is provided at least under and between said at least two axial blowers. with distributor-air diffuser.
  • the invention also relates to a vertical or short landing and landing aircraft, comprising a supporting structure, which forms in particular the fuselage of the aerodyne, and supporting a lift device, which is characterized in that said device is such that defined above.
  • said device is supported in part ha te of said carrier structure, which is arranged, in the lower part, nacelle including housing a motor and supporting at least one front transverse wing, delta or triangle, and and / or behind and / or disposed between said two surfaces or pluralities of longitudinal detecting surfaces of said device.
  • the aerodyne according to the invention may also be such that its supporting structure supports at least one wing extending in the lateral extension of the supporting structure and immediately above the lateral outlet openings of the elbows of the distributor-diffuser air.
  • the aerodyne according to the invention can moreover advantageously comprise a number of blowers mainly equipped with counter-rotating propellers and devoid of flow rectifier, because of the advantages peculiar to this type of axial blower, as they are presented hereinafter. .
  • the architectural choices of the invention comprise the presence of at least two axial fans with a vertical axis, centered one behind the other on the roll axis, which make it possible to suck up a large flow of air, thus generating a large vertical thrust, for limited lateral bulk.
  • the present invention makes the choice to align several blowers in the carrier structure, forming the fuselage 1 1 aircraft , without interaction with the wings of the latter. This limits the frontal area of the blowers, and therefore the aerodynamic drag at high speed.
  • the choice of lateral outlets of the air flow, and not through from top to bottom, for at least two axial blowers is mainly to provide sufficient space in the carrier structure, under the blowers and between them, so as to be able to to provide a longitudinal space, reserved for the payload, resulting in a continuity of space dedicated to the payload due to the plurality of aligned axial blowers and associated with air distributors-diffusers providing gills longitudinal exit in the lateral faces of the supporting structure.
  • the device according to the invention proposes to guide them by multiple deflecting walls, whose generatrices are all parallel to the axis roll, which is a characteristic of the present application.
  • the invention not only proposes to choose an axial fan to a single multi-rotor rotor, but to choose axial blowers each of which comprises at least one rotating multi-rotor rotor around the axis of the corresponding blower e whose The effects are combined with a coaxial and counter-rotating multi-rotor rotor or a flow rectifier, which can be mounted downstream or upstream of the aforementioned multi-rotor rotor.
  • the levitation device of the present invention therefore combines the following technical measures:
  • each half-air distributor in each half-air distributor, a plurality of deviating walls whose generatrices are substantially parallel to the roll axis, the two half-distributors being symmetrical with respect to the plane defined by the roll axis and the axis of lace ;
  • FIGS. la and lb are views in perspective and respectively from the front and from above, and from above and from above, an example of aerodyne according to the invention, equipped with a levitation device according to a first embodiment comprising longitudinal lift wings;
  • FIG. 2 is a diagrammatic cross-sectional view of the lift device of the aerodyne according to FIGS. 1a and 1b by a plane passing through the axis of an axial fan and parallel to the pitch axis of FIG. 1 'aerodyne, showing the change of orientation of a half - flow of vertical inlet half - flow output substantially horizontal blown transversely on a longitudinal wing of the aerodyne 1 and 1b,
  • Figure 2a is a schematic cross-sectional view similar to that of Figure 2 for an embodiment in which the longitudinal wing is positioned to produce a Coanda effect;
  • Figure 2b is a view similar to Figure 2a for an alternative embodiment of longitudinal wing Coanda effect
  • FIG. 2c is a diagrammatic cross-sectional view similar to that of FIG. 2 showing the angle ⁇ between an inlet section of the angled duct of the half dispenser shown and an intermediate section between the inlet and outlet sections; output, which corresponds to the plot of the curves in Figure 7,
  • FIG. 3a is a view similar to FIG. 2, in an exemplary embodiment comprising a rectifier between the multiblade rotor of the axial blower and a half-distributor,
  • FIG. 3b is a view similar to FIG. 3a, in an exemplary embodiment comprising two coaxial and counter-rotating multi-rotor rotors about their common axis which is the axis of the axial fan, and without rectifier between the two rotors and the half-rotor. distributor;
  • Figure 3c is a view similar to Figure 3a, in an exemplary embodiment comprising a distributor-deflector upstream (above) of the multiblade rotor of the axial blower;
  • - Figure 4a is a schematic plan view of the rectifier shown in Figure 3a, after removal of the multi-blade rotor;
  • FIG. 4b is a diagrammatic cross-sectional view of the aerodynamic profile with twisting law of the vanes of the stator of FIG. 4a,
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of an exemplary distributor-diffuser of a lift device according to the invention.
  • FIG. 5a is a perspective view of a half distributor of the distributor-diffuser of FIG. 5;
  • FIG. 5b is a schematic side view of the half-distributor of FIG. 5a
  • FIG. 5c is a view from above of the half-dispenser of FIG. 5a, and which shows the evolution of the semi-circular sections from above, in the direction of the semi-circular opening of the bent channel,
  • FIG. 5d is a view similar to FIG. 5c but seen from the front of the outlet opening of the half dispenser of FIG. 5a;
  • FIG. 6 shows a family of quarter-ellipse traces in their plane, which represents the evolution of the semi-elliptic sections of the bent conduit of a half-distributor of FIG. 5a, between its inlet opening and its exit opening,
  • FIG. 7 represents, on the ordinate, the values of the major axis and the minor axis during the evolution of the semi-elliptic shapes of the duct; bent of a half-distributor, depending on the value of the angle between the inlet section and a current section for which a varies from 0 ° to 90 °, that is to say up to the section outlet of the angled duct,
  • FIGS. 8 and 9 are diagrammatic views in half-cross sections similar to FIG. 3a of a variant of the aerodyne of FIGS. 1a and 1b, equipped with a first example of a second embodiment of the device of FIG. suspension of the invention, comprising a longitudinal deflecting surface partially integrated in the bent conduit (s) of the blower (s) of the aerodyne and arranged (s) on the same lateral side of the carrier structure of the device,
  • FIG. 10 is a diagrammatic plan view of a two-blower part of the aerodyne of FIGS. 8 and 9 and showing the continuity of the long dotted longitudinal deflector blade and the boundary of the light dashed deflector partitions, the rectifiers. and multi-bladed rotors blowers not being shown for clarity,
  • FIGS. 11a and 11c are views similar to FIGS. 8 and 9 of an alternative embodiment, in which the deflector blade is pivotally mounted between a service position, providing air jet deflection, for vertical flight, and a closed position of the outlet of the bent ducts on the same side, for the cruising flight,
  • FIG. 11b is an enlarged view of a detail of Figure 11a
  • FIG. 12 and its detail of FIG. 12a are respectively similar to FIGS. 11a and 11b, for an alternative embodiment comprising a plurality of longitudinal deflection vanes according to a second example of the second embodiment of the device of the invention,
  • FIG. 13 is a diagrammatic bottom view of a two-blower part of the aerodyne showing the longitudinal continuity of the longitudinal deflection vanes of said plurality of vanes, in heavy lines, and the boundary of the deflector partitions in fine dotted lines, the multi-blade rotors and rectifiers of the blowers not being represented for the sake of clarity,
  • FIG. 14 is a view similar to FIG. 8 of a variant in which the supporting structure is extended laterally outwards by a high wing, above the lateral outlet of the one or more half-distributors on the same side. ;
  • FIG. 15 is a diagrammatic perspective view of an ultra-light embodiment of a curved duct made of fabric, shaped by stiffeners;
  • FIG. 16 is a schematic side view of an aerodyne variant according to the invention, with several axial blowers, including at least one vertically through-going blower, and equipped with a lift device according to the invention, at the level of non-through axial fans, the air flow channels of the different blowers being shown in dashed lines; ⁇ 7
  • FIGS. 17a and 17b are diagrammatic views, in cross-section, of other aerodyne variants according to the invention, equipped with a lift device according to FIG. 14, with exit streams oriented by surfaces.
  • longitudinal deflectors which are respectively vertical (in FIG. 17a) or directed slightly outwards on either side of the aerodyne (in FIG. 17b); and.
  • Figure 18 is a view similar to Figure 14 of yet another variant of aerodyne according to the invention, for optimizing the front section of the aircraft, providing a large section of blower without penalizing said front section .
  • FIGS. 1a and 1b schematically represent an example of an aerodyne according to the invention, comprising a supporting structure 3 supporting, in the upper part, a lifting device, and arranged, in the lower part, in a pod 3a.
  • the lift device essentially comprises, on the one hand, an air flow generator, comprising, in this example, two axial blowers 2A and 2B whose axes of rotation AA are parallel to the yaw axis, therefore substantially vertical.
  • the airfoils 1 have aerodynamic profiles and defined bearing surfaces by substantially rectilinear generatrices, and extending substantially in the longitudinal direction of the aerodyne, therefore of its carrier structure 3, that is to say substantially along the roll axis X, these wings 1 being arranged symmetrically l one of the other with respect to the plane defined by the axes of roll X and yaw Z, and laterally on either side of the supporting structure 3.
  • the two wings 1, in this example each formed of a wing one-piece hypersensor with a rectangular plane shape (constant-rope wing) and a thickness that can be relatively small, are blown symmetrically with respect to said plane of the roll axes X and yaw Z by the output flow of the air flow generator, that is to say the blowers 2A and 2B.
  • These wings 1 extend on the part of the aerodyne which is carrying the blowers (2A, 2B).
  • the length of said canopies 1 is greater than the sum of the diameters of the blowers and they are substantially parallel to the roll axis X over a length at least equal to the sum of the diameters of the blowers (2 ⁇ , 2B).
  • the rear edge, slightly convex towards the rear, of the supporting structure 3 is equipped with two vertical, parallel and orientable fins 4, at least in part, each around a respective axis parallel to the yaw axis Z, to stabilize the aerodyne in forward flight and act as governor 1 direction.
  • the front parts of the fins 4 are arranged in vertical fixed planes and parallel to the plane of the roll axes X and Z yaw, and support a rear transverse wing 5, according to a rear tailplane in double T, the transverse wing 5 comprising, in a known manner , a fixed plane adjustable about an axis parallel to the pitch axis Y, forming a stabilizer, for adjusting the attitude of the aerodyne, and, in the rear part, one or more pivotable surfaces around a transverse axis, to act as a rudder.
  • the aerodyne also comprises a front transverse wing 6, of "duck" type, comprising two wing elements 6a each projecting laterally on one respectively on both sides of the nacelle 3a, at the connection between the front tip and the boat of the nacelle 3a under the cockpit 3b.
  • Each of the wing elements 6a is controlled in orientation about a transverse axis so as to participate in the balancing of the aerodyne around the pitch axis Y.
  • the longitudinal wings of lift 1 are not connected to the supporting structure 3 by means of profiled structural links to minimize aerodynamic drag, as in WO 2011/067527, but by the two small transverse sides 7b of side protections 7 extending outside, relative to the supporting structure 3, longitudinal wings 1 and around of the latter, each of the two protections 7 also comprising a large longitudinal side 7a, which is rectilinear and substantially parallel to the roll axis X, between the two corresponding short transverse sides 7b, whose long side 7a is integral, and, preferably in one piece at the longitudinal ends of the long side 7a.
  • each of the two protections 7 is aerodynamically profiled on its surface facing outwards, that is to say on the opposite side to the wing 1 that it protects, and, for this purpose, each protection 7 has a cross section, a plane passing through 1 yaw axis Z, which is delimited, on the opposite side to the structure 3 and to the wings 1, by an outwardly profiled convex edge, for example with a bi-convex profile.
  • the inner face of each protection 7 is at least partially flat, and in particular at the bottom.
  • each longitudinal wing 1 is protected by one respectively of the two protections 7, which are also mounted symmetrically to each other with respect to the plane defined by the roll axes X and Z-yaw, as is the case of the two wings 1 themselves.
  • Each wing 1 is thus disposed in a substantially rectangular frame delimited, on a long side and the two short sides, by the corresponding protection 7, and on the other side, by the part of the corresponding side of the structure 3 which has the blow holes 8 of this wing 1, as shown for the wing 1 on the left in Figure 1b.
  • the protections 7 effectively protect the longitudinal airfoils lift 1, against lateral and longitudinal impacts, as well as against the adverse effects of crosswinds, without hindering their blowing by a lateral air flow from the gills 8 in the side in
  • the structure 3 which gills 8 are fed with a flow of blowing air from the axial blowers 2A and 2B by means of internal distribution to the structure 3 and which are described below.
  • the two axial blowers 2A and 2B constituting the air compressor of the air flow generator, are preferably identical to one another, and to two multi-stage or multi-ducted stages, of which 1 at least one is a multi-blade rotor 9, for each of which is rotated in a streamlined duct extending the suction opening 2a or 2b towards the inside of the structure 3, in which the two blowers 2A and 2B are integrated and driven in rotation by a power transmission (not shown) from a motor mounted in the nacelle 3a, for example an internal combustion engine fueled from a tank (not shown) also mounted in the nacelle 3a, which also houses a cockpit 3b, for remote control and / or piloted aerodyne, and a cabin and / or a cargo hold for the transport respectively of passengers and / or a cargo.
  • a power transmission not shown
  • a motor mounted in the nacelle 3a for example an internal combustion engine fueled from a tank (not shown) also mounted in the nacelle 3a
  • each of the blowers 2A and 2B may be a second multi-rotor, coaxial with the rotor 9 and counter-rotating, as described below with reference to Figure 3b, or a multi-rotor stator downstream (below) rotor 9, as described below with reference to Figure 3a, or a multi-blade stator upstream (above) of the rotor 9, as described below with reference to Figure 3c.
  • the air flow is substantially parallel to the axis AA of the blower, therefore substantially parallel to the yaw axis Z.
  • each of the axial blowers 2A and 2B comprises two air-suction multi-rotor rotors or propellers 9 and 9 ', as shown in FIGS. 2, 2a, 2b, and 2c, the rotors or propellers 9 and 9 'being driven in opposite directions about the same axis AA, so that not only is the outgoing air flow "straightened” substantially parallel to the axis AA, but in addition that the reaction torques at the rotation of the rotors 9 and 9 'cancel out (anti-torque arrangement), and the flow rate of each fan is optimized.
  • each of the blowers 2 A and 2 B may comprise two coaxial coaxial rotors or propellers 9 and 9 'which are keeled and counter-rotating around their common axis AA (which is the axis of the corresponding blower). ), in the same vein 10 so as to "straighten” the flow of air parallel to the axis AA and to cancel the reaction torque in each axial blower 2A or 2B.
  • blowers 2A, 2B of the device aligned one behind the other along the axis of roll X on which each of them is centered, must feed the blow holes 8, arranged along on both sides of the supporting structure 3, facing the longitudinal wings 1, to ensure a lateral blowing of these longitudinal wings 1, in order to develop levitation forces of intensity greater than the gravity forces applied to the aerodyne, to allow a vertical takeoff of the latter, while ensuring its stability, as is also and precisely described in WO 2011/067527.
  • each of the axial blowers 2A and 2B has its rotor or rotors 9 and 9 'rotated about the axis AA of the fan, substantially parallel to the yaw axis Z.
  • FIG. 2a shows an embodiment in which each longitudinal wing 1 is directly adjoining along its leading edge, at the lateral edge of the structure 3 over at least the entire length of the lower edge of the gills. lateral 8 facing, so that the air flow out of the gills 8 blows only the upper surface of the wing 1 to produce a Coanda effect, unlike Figure 2, on which the air flow out of the gills 8 blows the extrados and the intrados of each wing 1.
  • FIG. 2a shows an embodiment in which each longitudinal wing 1 is directly adjoining along its leading edge, at the lateral edge of the structure 3 over at least the entire length of the lower edge of the gills. lateral 8 facing, so that the air flow out of the gills 8 blows only the upper surface of the wing 1 to produce a Coanda effect, unlike Figure 2, on which the air flow out of the gills 8 blows the extrados and the intrados of each wing 1.
  • each longitudinal wing 1 is in the lateral extension of the lateral edge of the structure 3, to which this wing 1 is secured by its leading edge, so that the Coanda effect is obtained by blowing the upper surface of the profile of the wing 1 which is continuous with the lower edge of the openings 8 blowing over at least the entire length of the latter.
  • This distributor-diffuser air 11 is subdivided into two halves or half-distributors 11a and 11b, which are adjacent to each other and symmetrical to each other with respect to the plane defined by the axis AA of the fan (substantially parallel to 1 yaw axis Z) and the roll axis X, when the distributor-air diffuser 11 is suitably positioned in the extension of the ducted stream 10 towards the inside of the carrier structure 3, the half-distributor FIG. 5 is diagrammatically shown in FIG. perspective in Figure 5a and in cross section in Figures 2 to 3b. Each of the two half-dispensers 11a and 11b delimits a bent conduit 12 (see FIGS.
  • the outlet opening 14 is situated upstream or even directly at the level of the lateral openings 8 of the structure 3, on one side of this structure 3, for the transverse blowing of the longitudinal vane 1 into view of these gills 8, as schematically shown in Figures 2 to 3c.
  • each half-distributor 11a or 11b receives, through its inlet opening 13, one respectively of the two halves of the air flow at the outlet of the blower 2A or 2B, this half flow being delimited around the hub (x) of the rotor 9 or of the rotors 9 and 9 ', and a respective side of the plane delimited by the axis AA of the fan and the roll axis X.
  • This half of the air flow captured by the opening 13 of a half-distributor 11a or 11b is thus on the side of 1 'respectively one of the two longitudinal wings 1, to which 1' outlet 14 of the corresponding bent duct 12 directs this half of the flow of air through this duct bent 12.
  • each of the two longitudinal wings 1 is laterally blown by that of the two half-distributors 11a and 11b which is on the same side as the wing 1 considered, with respect to the plane defined by the roll axes X and
  • the flow of air sucked by each axial blower 2A or 2B by the rotation of its or its rotors 9 and ' is divided into two halves, each of which passes through one respectively of the two half-distributors 11a and 11b, to be laterally blown on one respectively two longitudinal wings 1 located on the same side as the corresponding half distributor 11a or 11b.
  • each half-distributor 11a or 11b the corresponding bent duct 12 receives, between its inlet opening 13 and its outlet opening 14, a plurality of deflecting partitions 15, which delimit channels which channel the half flow
  • This partition 15 is, on the one hand, defined by generatrices which are all parallel to the roll axis X and, on the other hand, bent so that all the longitudinal partitions 15 have their concavity turned substantially in the same direction, that is to say towards the top e to the side of the supporting structure 3 where extends the longitudinal wing 1 blown transversely by the half of air flow that passes through the angled duct 12 receiving the plurality of partitions 15 considered.
  • the bent duct 12 houses three longitudinal and curved partitions 15 between a large internal and a lower wall 16, delimiting the bent duct 12 with a half distributor such as 1 to 1 other half-distributor such as 11b, and a small outer and upper wall 17, delimiting the same bent conduit 12 on the side of the middle or average curvature center curved partitions 15.
  • the inner wall and lower 16 are also t curved and concave ve s 1 inside the conduit 12 in the same direction as the partitions 15, while the upper outer wall 17 is also bent in the same direction but convexity facing the inside of the bent conduit 12, the two walls 16 and 17 are also defined by generatrices parallel to the roll axis X.
  • the plurality of bent longitudinal partitions 15 comprises only two partitions 15 between the lower inner wall 16 and the outer and upper wall 17, but in all the exemplary embodiments, it can be considered that the middle or common center of curvature of these partitions 15 and walls 16 and 17, all bent and defined by generatrices parallel to the roll axis X, is on the side or substantially at the upper edge of the corresponding lateral side of the structure 3, substantially at 1 intersection of the plane of the outlet opening 14 with the plane of the suction inlet 2a or 2b of the corresponding blower.
  • each half-distributor 11a or 11b is made so that the cross-sectional area of the bent duct 12, perpendicular to the local direction of the flow of air in this bent duct 12, is substantially constant and equal to the area of the section of the inlet opening 13 of the corresponding bent duct 12, from the latter to the section of the outlet opening 14, or preferably, progressively and continuously increasing of the opening 13 to the exit opening 14, so that the ratio of the area of the exit section 14 to the area of the inlet section 13 (in a semicircle) is between 1 and 2 , preferably between 1 and 1.2, which produces a beneficial effect on both the thrust and a better pressure balance between the inside of the duct and the ambient pressure, which allows to use a "fabric" to form the walls of the sheath, as more specifically described below with reference to Figure 15.
  • the outlet opening 14 may be different from a half-ellipse, and more generally be a flattened opening in a direction parallel to the roll axis X, and, in particular, an ovoid-shaped opening or even rectangular, or quasi-rectangular.
  • the shape of the cross section of the bent duct 12 of each half-distributor 11a or 11b progressively evolves from a semicircular shape to the level of the inlet opening 13, in a plane substantially perpendicular to the axis AA of the blower, to an ovoid or substantially rectangular shape, at the outlet opening 14, in a plane substantially parallel to the axis AA of the blower, or inclined on the axis of the blower.
  • the shape of the cross sections of the bent duct 12 evolves progressively, starting from the semicircular inlet opening 13, into half-ellipses of at least substantially constant cross-sectional area, and preferably progressively increasing and elongated along their major axis, which is parallel to the roll axis X, to a half-ellipse of larger axis at the exit aperture 14.
  • the major axis of the half-ellipse of the outlet opening 14 may be substantially between 1, 2xD and 1.5xD, where D is the diameter of the semicircular section of the inlet opening 13.
  • the two curves have a point of inflection between their two ends, and more precisely for a see in of 45 °.
  • the horizontal tangents at the two ends of the curves for 0 ° and 90 ° represent a necessary condition for the flow of air passing through each bent duct 12, that is to say half of the total air flow delivered by the rotor. 9, or the rotors 9 and 9 ', is perpendicular to the sections of the inlet openings 13 and outlet 14 of the elbow duct 12.
  • the constancy of the cross sectional area of the elbow duct 12 is a minimum condition to be respected for reduce the pressure drop across the half-valves 11a and 11b, avoiding local overpressure and reduced air flow rate.
  • the duct 12 is constituted, starting from its semicircular inlet opening 13, of a first part or upstream part which is bent and comprises the baffle partitions 15 for guiding the flow of air passing through the duct 12, and whose transverse sections progressively evolve from the semicircular section to the inlet 13 to substantially half-elliptical sections, and to a second part, or downstream part extending downstream of the partitions 15, and therefore without these partitions 15, and which is substantially straight or rectilinear, with cross sections whose shape evolves progresssiveinent so as to ensure the connection between the last substantially half-elliptical section of the upstream portion, at the trailing edge of the partitions 15, and the substantially rectangular section of the outlet opening 14 of this duct 12.
  • the evolution of the cross section of the duct 12 substantially in half-ellipses is reserved for the upwardly bent upstream portion of the duct 12, and is then continued in the downstream portion substantially rectilinear or slightly bent duct 12, by ovoid flattened sections (half oval) to the outlet section 14 substantially rectangular.
  • FIGS. 3a, 4a and 4b has the additional advantage of including, in comparison with the examples of FIGS. 2, 2a, 2b, 2c and 3b, a stator flow rectifier 18, schematically represented in plan on FIG. 4a, and arranged, as shown in FIG. 3a, immediately downstream of the multi-rotor rotor 9, between the latter and the two half-distributors 11a and 11b.
  • This rectifier 18 comprises a plurality of stationary vanes 19, for example fifteen vanes 19, whose function is to reduce, if not eliminate, the gyratory component of the flow at the outlet of the plane of the corresponding axial fan, that is to say at the outlet of the rotor 9, so that the direction of the flow becomes completely parallel to the axis AA of the blower, which has the main effect of providing a better angle of attack of the partitions 16 which, they, have a orienta ⁇ tion parallel to the roll axis X.
  • This arrangement also makes it possible to recover a greater part of the kinetic energy in the direction parallel to the axis AA of the fan, and therefore a better propulsive efficiency.
  • the fixed vanes 19 extend radially between an annular hub 20, which is traversed by the rotor drive shaft 9, and a circular peripheral rim 21, which is coaxial with the annular hub 20 about the axis AA of the fan, and which is fixed to the carrier structure 3.
  • the fixed vanes 19 may have a rope which is maximum near the hub 20 and which gradually decreases towards the rim 21.
  • the angle of attack of the vanes 19 varies with the distance of the AA axis as indicated below. Indeed, as shown in FIG.
  • each blade 19 has an aerodynamic profile whose extrados surface is convex and the concave intrados surface, with a leading edge inclined according to a twisting law that varies the angle of inclination "2 of the leading edge along the span of the blade 19, in order to adapt the aerodynamic profile of the blade 19 to the variation of the deflection of the air flow at the outlet of the rotor 9, and this as a function of the distance between the point considered on the span of the blade 19 and the axis AA of the blower.
  • two slender ribs 22 and 22 ' each of wedge-shaped cross section, can be fixed along the upper and lower edges respectively of the air openings 8, protruding by their portion slender towards the longitudinal wing 1 facing the gills 8 considered, in order to obtain an ejector effect, by which the air flow out through the gills 8 and from the outlet opening 14 of one, as 11a, the two half-distributors, leads ambient air from above and below the structure 3, which ambient air is diluted the flow out of the gills 8 while reducing the pressure losses at the output of said gills 8.
  • each rib 22 or 22 ' which faces towards the outside and towards the wing 1 is a concave face, at concavity turned towards this wing 1, which facilitates the entrainment of an additional flow of ambient air by the flow of air exiting through the outlet opening 14 of the bent duct 12.
  • FIGS. 3a and 3b show also that at the outlet opening 14 of the elbow duct 12 of each half-distributor such as 11a, the ends of the curved partitions 15 and walls 16 and 17 which are adjacent to the outlet opening 14 can be inclined an angle ⁇ on a plane perpendicular to the axis AA of the blower which can be between about 0 ° and about 60 °, without too much penalty on the pressure drops.
  • the transverse blowing flow of the longitudinal wings 1 has a direction downwards according to the angle ⁇ 1 which can be optimized according to the aerodynamic characteristics of the longitudinal wings 1.
  • the curved longitudinal partitions 15 can be recessed by their inner and upper edges in notches 23 formed in the base of the vanes 19 of the rectifier 18.
  • these partitions 15 can advantageously be made carbon fiber composite material, for example, or a composite fabric reinforced by stiffeners, as may be the case of flying wings called ULM (Ultra Light Motorized) or as sails of sailing boats.
  • ULM Ultra Light Motorized
  • This arrangement which uses composite fabrics or "ULM" type canvases will be favored by a judicious choice of the ratio between the lateral outlet section 14 and the inlet section 13 of the duct 12. Indeed, this choice governs the level of differential pressure.
  • the pressure differential is very small and thus allows a light construction of the duct 12.
  • each of the two half-distributors 11a and 11b can be made in an ultralight structure with a sheath. fabric or fabric shaped and stretched by reinforcements, and an exemplary embodiment is schematically shown in Figure 15.
  • This Figure 15 shows a half dispenser similar to that described above, and whose canvas 24 is set formed and maintained taut to the form described above by reinforcements consisting of stiffeners in the form of composite rods with fiberglass or carbon reinforcement, embedded in a matrix of a synthetic stiffenable resin, which reinforce the fabric 24 along all edges or edges of the semi-dispenser.
  • stiffeners comprise in particular a semi-circular stiffener 25 subtended by a diametral stiffener 26 to form a frame defining the inlet opening 13, a substantially rectangular stiffener 25 forming a frame defining the outlet opening 14, and consisting of - Even four rods, two long 27a and two short 27b, and bent stiffeners oriented in the direction of the air flow through the bent duct 12 defined by this sheath, two stiffeners 28 defining the side edges of each side, and that intermediate stiffeners, such as 29, 30 and 31 substantially half-width of the half dispenser, all solid or dashed lines of Figure 15 corresponding to composite stiffeners which reinforce the web 24 of the sheath, in which a single arched partition 15 has been shown for clarity of the drawing, and itself consists of a canvas rectangle surrounded by a frame with two sides opposite are straight and parallel to the roll axis X, one of them 32 being in the frame of the inlet opening 13, and the other 33 to the inside of the sheath, at the lower ends
  • to improve the quality of the flow in the zone comprising the partitions 15 and thus reduce the pressure drop in this zone, or to increase the lift at the level of the longitudinal wings 1, may advantageously have on the extrados of these partitions 15, and / or on the upper surface of the wings 1 bands of devices "anti-turbulence".
  • These devices of a width for example of a few centimeters (approximately 5 cm), may preferably be self-excited vibrating membranes or active vibrating membranes powered by piezoelectricity. This arrangement is shown diagrammatically in FIG.
  • FIGS. 2 and 2a where vibrating membrane strips 15a are arranged longitudinally, that is to say parallel to the roll axis (X), on the extrados of the partitions 15, as well as on FIGS. 2 and 2a, in which vibrating strips are seen arranged along the the extrados of the profile 1, with the same orientation parallel to the roll axis X.
  • Active or self-excited vibrating membranes such as the membranes 1a and 15a of FIGS. 2, 2a and 3a can also be mounted parallel to the roll axis X on the extrados surfaces of the deflector vanes 39 and 43 of the embodiments according to FIGS. Figures 8 to 14 described below.
  • FIGS. 8 and 9 A second embodiment of the invention is shown diagrammatically in FIGS. 8 and 9, on which we find one of two axial blowers 2C, 2D, mounted one behind the other in the carrier structure 3d. an aerodyne, in the same manner as described above for the two axial blowers 2A and 2B of FIGS. 1a to 4b.
  • each axial blower there is therefore at least one multi-blade rotor 9, and possibly two multi-blade rotors, such as 9 and 9 'of FIG. 3b, coaxial and counter-rotating, each driven in rotation about the axis AA of the corresponding blower. by its hub, such as 36, and a drive shaft, such as 37, connected to a power train 38 housed in the nacelle 3a of the aircraft, which is defined by a continuous longitudinal volume defined in the part of the carrier structure forming the fuselage of the aerodyne, between and under the axial blowers 2C, 2D associated with air distributor - diffusers 11, and at least a portion of which may be dedicated to receive a payload.
  • each rotor such as 9 is rotatably mounted in a faired duct 10 of circular cross-section, which extends, towards the inside of the supporting structure 3, a circular opening 2c or 2d air suction formed in the upper surface of the structure 3 and each rotor 9 is associated with at least one other stage, rotor or stator and rectifier.
  • FIGS. 8 and 9 The particularity of the embodiment of FIGS. 8 and 9 is that a longitudinal deflector blade 39 and aerodynamically profiled is mounted in the end outlet of the bent duct 12, downstream of the curved partitions 15, and this blade 39 is also bent and defined by generatrices parallel to the roll axis X, but has its concavity turned in the opposite direction of the concavity of the partitions and curved walls 15, 16 and 17, that is to say that the blade 39 has its concavity facing downwards and inside, on the side of the platform 3a and the powertrain 38, so that the blade 39, of which an upstream portion is engaged in the angled duct 32 and whose downstream portion is projecting outside the outlet opening 14, deflects downwards the flow of air passing through the elbow duct 12, for generating, in response to the downwardly directed flow of air, an upwardly directed lift force on the carrier structure 3, and to which is added a lift force generated by the airflow on the blade 39 profile, which, in operative position, is fixed with respect to the structure carrier 3
  • each blower 2C, 2D is subdivided into two half-flows, each of which is guided and laterally spaced apart by the half-distributor such as the corresponding lia, then this half flux is deflected downwards by The profiled blade 39 in a substantially vertical half-flow and downward, which contributes significantly to the lift required for the lift of the aerodyne, the overall lift being the result of a sum of components such as, for example the force exerted at the inlet of each blower 2c, 2d by depression, the force exerted on the walls and partitions of the ducts 12, and finally the lift force exerted on the wings 39.
  • each half-flow of each of the two blowers 2C and 2D mounted one behind the other is thus offset laterally with respect to the roll axis X, by a distance d1 which is at less equal and preferably greater than the radius of the blower 2C and 2D when the half flow reaches the blade 39 which deflects it downwards.
  • Such a configuration has the advantage of offering both excellent stability in vertical flight and in transition between the vertical flight and the cruising flight, and a low master-torque of one aerodyne with regard to the flow delivered by the blowers. .
  • this configuration provides a lift distributed on either side of the plane of symmetry defined by the roll axis X and the yaw axis Z, and over the entire length of the axes. 2C and 2D blowers.
  • This bearing can also be modulated in the longitudinal direction (paral ⁇ parallel to the axis of roll X), so that one can control both the roll and the pitch.
  • the lift force Fl which is exerted on the deflector and profiled blade 39 therefore applies from both sides. else of the plane of symmetry XZ supra, and at a distance dl important from this plane, which provides a torque recovery more effective. At the same time, these IF lift forces are exerted at a distance d2 (see FIG. 9) above the center of gravity G situated at the level of the propulsion unit 38 (and where the weight vector W applies). This arrangement is more favorable for stability than if the center of gravity G was placed above the plane of lift.
  • the alignment of the blowers (preferably at least one pair) 2C and 2D on the axis of roll X of the aerodyne makes the diameter of these 2C and 2D blowers can be sized to the limits of the width of the nacelle 3a of 1 'aerodyne or the carrier structure 3, preferably greater than 80% of this width, hence a maximum flow per fan, which is very interesting because, to reduce the installed power at the motor 38 to obtain a given lifting force, it is advantageous to obtain a maximum air flow at low speed, so use 2C blowers and 2D large section ( all else being equal, the engine power required to produce lift is inversely proportional to the square root of the blower section).
  • the number of blowers can be increased without penalizing the master torque, because the resistance to progress, because of the alignment of the blowers one behind the other, does not increase in the same proportion as the increase in flow rate if the number of blowers increases.
  • the number n of the blowers of the aerodyne can be greater than 10.
  • this number n is even when each blower has only one multi-blade rotor, advantageously associated with a flow rectifier downstream or upstream of the rotor.
  • n may vary from 2 to 14, depending on the mass and the size of the aerodyne.
  • each fan has two counter-rotating rotors as described above with reference to Figure 3b, the number of blowers can be even or odd.
  • counter-rotating multi-blade rotor blowers have the advantages of a cancellation of the gyroscopic torque and the fact that these blowers can be devoid of flux rectifier in addition to the advantages of a cancellation of the gyratory torque and of an increase in the efficiency of ducted blowers, of the order of 20%, which are also obtained as soon as the air flow is "rectified" by the combination of a rotor with at least one stator rectifier upstream or downstream of the rotor.
  • blowers All or at least two of these blowers, and preferably a majority of them are advantageously of axial type.
  • Figure 10 shows in top view, a portion of the two blowers 2C and 2D arranged one behind the other, and for clarity, the rotors of the blowers and the rectifiers have not been shown.
  • the longitudinal continuity of the deflector blade and profiled marked in strong dotted lines, and which extends over the entire length of the two blowers 2C and 2D, in the longitudinal outlet opening 14 and the longitudinal outlet collector 40 and formed in the corresponding side of the carrier structure 3.
  • the boundary of the curved partitions 15, outside the projection of the suction opening 2c or 2d corresponding, is also shown in light dashed lines.
  • At least one flap or longitudinal shutter cover 41 is mounted movably, for example pivoting about a longitudinal axis 42 substantially parallel to the roll axis X, along a large longitudinal side of the upper carrier structure 3, and this or these hood (s) 41 extends or extends over the entire length of the blowers such as 2C and 2D, and has (s), seen in plan, a substantially rectangular outer shape.
  • the cover (s) movable (s) are slidably mounted along the carrier structure 3, on the latter, between an open position and a closed position of the blowers, respectively for the vertical flight and cruise flight.
  • the blade 39 mounted in the outlet opening 14 common to the bent channels 12 of all the half-distributors 11a on the same side of the aircraft can to be pivoted, as shown in Figures 11a and 11c, so as to completely close the outlet opening 14, and thus improve the aerodynamics of the aerodyne in cruising flight.
  • FIG. 11b shows that the curved and profiled blade 39 can pivot by its upstream part, substantially from the inside of the common outlet manifold 40 where this upstream part extends in the normal operating position in vertical flight, towards and against the internal face the outer and lower edge of the supporting structure 3 which delimits the upper edge of the outlet opening 14, while the downstream portion of the blade 39, normally projecting outside the outlet manifold 40 and directed substantially to the bottom, can pivot to the supporting structure 3 in its part which delimits the lower and inner edge of 1 outlet opening 14, to adopt the closed position shown in Figure 11c.
  • the aerodyne is equipped with lift wings, for example wings such as the rear transverse wings 5 and 6 front of the aerodyne figures la and lb or transverse wings front e rear and high, conventionally equipping many aircraft, and the propulsion is provided using at least one propulsion propeller or at least one propellant turbine or thermo propulsive (not shown).
  • FIG. 14 schematically represents a high wing 44, which extends laterally outwardly the carrier structure 3, at its longitudinal and upper edges, and which may have, in plan, a conventional transverse shape, or a triangle shape , in delta or double-delta, with a outer wing tip raised in a fin against marginal eddies.
  • the hoods 41 and the vanes 39 pivot, or more generally move, from their respective opening and jet deflection positions of FIG. 11a, for the vertical flight, to their closed position of FIG. , for the cruise flight, from the moment the aerodyne has reached a horizontal speed sufficient to be carried by its transverse wings.
  • the profiled blade 39 which can pivot about two points a and b as shown in Figure 11b, can also be used to twist its profile, by a differential pivoting along the length of the blade 39, so to modulate its lift over its length to balance the aerodyne about the pitch axes Y and roll X.
  • FIGS. 12 and 13 The same arrangements can be taken from the embodiment variant shown in FIGS. 12 and 13, in which a plurality of curved and profiled longitudinal deflection vanes is installed in place of the single blade 39 of FIGS. 8 to 11c, in FIG. outlet manifold 40 common to all the half distributors lia on the same side of the aircraft, and in number equal to that of blowers such as 2C and 2D used.
  • This plurality of blades 43 comprises at least two blades 43, but preferably comprises four or more.
  • FIG. 12 in its detail of FIG. 12a, four curved and profiled longitudinal vanes 43 are spaced and offset from each other respectively from the outside towards the interior and from top to bottom, relative to the supporting structure 3, and extend into the common outlet manifold 40 so that their trailing edges are all located substantially in the plane of the outlet opening 14 common to different ducts bent 12 on the same side of the aircraft.
  • FIGS. 12 In the example of FIGS.
  • the concavity of the four longitudinal vanes 43 is turned in the opposite direction to that of the bent partitions 15 of the half-distributors 11a on the same side, so that the half-output flows of the blowers 2C and 2D which run through the corresponding bent ducts 12 are first progressively guided laterally outwards by the partitions 15 and then channeled downwards by the longitudinal vanes 43 deflectors and profiled for the lift force generation of 1 aerodyne .
  • FIG. 12 there is also a movable shutter cover 41, here again pivoting about a longitudinal ae 42, for closing the halves of the blowers 2C and 2D on the same side, and the vanes 43 can also be all pivoted around a a respective longitudinal axis for applying against each other on the cob in an overall arrangement which closes the longitudinal and common outlet opening 14 to the bent ducts 12 on the same side of the aerodyne.
  • FIG. 13 is a view from below of part of the two blowers 2C and 2D with a plurality of longitudinal blades 43. As in FIGS. 12 and 12a, it can be seen that the longitudinal extent of these vanes 43 is clearly visible in FIG. 13 and that they extend over the entire length of the blowers used. In FIG. 13, as in FIG. 10, for the sake of clarity, the rotors of the blowers and the rectifiers or distributor-deviators have not been represented, and there is a slight dashed line dividing the curved partitions 15 in the two bent ducts 12 located on the same side.
  • FIG. 16 represents a variant of aerodyne according to the invention, in schematic view in profile, with the veins and airflow channels of the axial blowers which are represented in dashed lines.
  • the aerodyne is equipped with a plurality of axial blowers, each of which has its axis of rotation AA parallel to the yaw axis Z of the aerodyne, and these axes AA extend in the median plane of symmetry 1 ' aerodyne which is defined by the axes of roll X and yaw Z, and which, in the normal configuration of one aerodyne, is a vertical plane corresponding to the plane of FIG. 16.
  • the axial blowers of the plurality of blowers of the aerodyne are thus arranged one behind the other, from the front to the rear of the aircraft, and all centered in the aforementioned median plane of symmetry.
  • This plurality of axial blowers comprises at least two blowers of the type previously described, in which each blower is associated with an air distributor-diffuser 11, as described above, and at least one blower of a different type, which is a fan passing through or axial flow outlet, that is to say whose vein defined by its fairing passes through the structure 3 of the aerodyne parallel to its axis AA and from the upper face to the underside of the structure 3 vertically in normal configuration of the aerodyne.
  • the first type is an axial fan with lateral flow outputs of the associated distributor-diffuser, or non-through, that is to say with an inlet opening or circular suction in the upper face of the structure 3 and a vein subdivided in two by a distributor as described above, with two half-distributors each of which guides half of the air flow of the fan to one respectively two openings or side outlet sections at the downstream end of a corresponding bent duct, the outlet sections each opening into one respectively of the two lateral sides of the structure 3 and cooperating with one or more curved longitudinal deflector vanes and profiled deflecting output streams downward as previously described.
  • the front and median part of the aerodyne is thus equipped with a series limited to two axial fans 2A1 and 2A2 that are not traversing: es, each associated with two orifices or exit sections.
  • 14Ai and 14A2 side of the distributor-diffuser corresponding and symmetrical 1 of the one on the other sides of the structure 3.
  • These blowers 2Al and 2A2 may be associated with specific outlet openings 14A1 and 14A2, equipped with longitudinal deflector blades FIGS. 8, 9 and 11a to 11c or as shown in FIGS. 12 and 12a, which are specific to each outlet opening 14, or outlet openings 14 which participate in the definition of FIG.
  • the plurality of non-through axial fans of one aerodyne is completed by an axial fan 2B1 through or axial flow outlet, located at the rear of the fan 2A2, between the latter and a vertical die 4 of a tail rear can also include a transverse wing 5, arranged in a known manner, adjustable fixed plane about an axis parallel to the pitch axis Y, forming a stabilizer, to adjust the attitude of the aircraft, at the front, and in the rear part, in a swiveling surface about a transverse axis to act as a rudder, the fin 4 may also include an orientable portion about an axis parallel to the yaw axis Z, to stabilize 1 aerodyne in advancing flight and serve as rudder.
  • the structure 3 supports a front transverse wing 6 which, as in the example of aerodyne of Figures 1A and 1B, may be duck type and include two wing elements which are each protrusion on one respectively of the two sides of the nacelle 3a of the structure 3, each of the wing elements being controlled in orientation about a transverse axis, in a known manner.
  • the aerodyne may further comprise at least one propellant turbine or at least one propellant propeller not shown.
  • the through-blower 2B1 or each of the blowers of this type fitted to the aerodyne, has an outlet opening 14B1 which is in the vertical extension of the inlet of this blower 2B1, and has an exit section which is equal to or preferably slightly higher, by 10 to 30%, at the entrance section, in the upper face of the structure 3.
  • Each through blower such as 2B1 may advantageously comprise a flow rectifier, as described above (with reference to FIG. 3a in particular) downstream of a multi-rotor rotor such as 9, or two counter-rotating rotors such as 9 and 9 ', as described above (particularly with reference to Figure 3b), as may be the case of each of the non-through fans 2A1 and 2A2, preferably identical to each other.
  • the through blower (s) such as 2B1 may or may be rotated by the same mechanical drive system as the non-through blowers such as 2A1 and 2A2.
  • At least one of the axial blowers 2Al, 2A2 and 2B1, and preferably the latter, or all the axial fans passing through (or with axial flow outlets) of the aerodyne, if any, is or are equipped with ( (s) a rotor or propeller with adjustable and variable pitch blades, or, where applicable, two rotor blades or propellers with variable pitch pitch blades and adjustable propeller (s) or rotor (s) or rotor (s) ( s) with variable pitch is rotated at a constant nominal speed.
  • the thrust of at least one axial fan with propeller or rotor not variable is adjustable by the pitch control of this or these propellers or rotors, to participate in the balancing of the attitude of the aircraft.
  • blowers of both types, through and non-through can be equipped closure caps in cruising flight, such as movable covers 41, shown for example pivoting in Figures 11a and 11c, and described with reference to these figures, these covers not being shown in Figure 16.
  • the aerodyne may comprise one or more axial fans "through” (or vertical axial flow output) forward and / or back axial blowers each associated with a distributor-air diffuser with side outlets.
  • FIG. 17a represents, in a transverse schematic section along a plane parallel to the plane defined by the pitch axes Y and yaw Z, another variant of an aerodyne according to the invention, which is equipped with a lift device according to FIG. 14; described above.
  • the air flows leaving the outlet openings 14 of the bent ducts 12 of the two half-distributors downstream of the multi-rotor rotor 9 and the rectifier 18 of each of the two axial blowers 2C, 2D are deflected by the longitudinal deflector vanes.
  • curved and profiled 39 so as to be oriented strictly vertically downward, as indicated by the arrows FS.
  • each of the FS output streams is returned by the ground, upwards, and splits into an external return flow FRE and a return flow.
  • FRI interior, as indicated by the arrows in Figure 17a, and the two internal return flow FRI are returned to the lower part of the structure 3 of the aircraft, and, by this lower part, to the output stream FS, which causes unsteady interactions between output stream FS, the structure 3 of 1 'aerodyne and the internal return flow FRI, which are at the origin of strong instabilities difficult to control, and which we call the "ground effect".
  • the fractions of the output streams which constitute the internal return flows FRI are much smaller than those constituting the external return flows FRE, so that the ground effect on the structure 3 of the aerodyne is considerably reduced.
  • the angle of inclination towards the bottom and towards the outside of the output stream FS is between approximately 5 ° and approximately 20 °, and preferably between about 8 ° and about 12 ° being the same on each side.
  • FIG. 18 shows a view similar to FIG. 14 of another variant of aerodyne according to the invention, making it possible to optimize the frontal section of one aerodyne, for a given fan section, or, conversely, to optimize the section of the blower (s) of an aerodyne, that is to say to make it maxima, for a given frontal section of the aerodyne.
  • each fan 2C or 2D which surrounds the rotor 9 and the vanes 19 of the rectifier 18, or, where appropriate, the two counter-rotating rotors 9 and 9 ', the vein 10 and also the rotor 9 or the rotors 9 and 'of each fan 2C or 2D have a radius (measured from the axis AA of rotation of the fan) which is greater than the distance between the median plane of the aerodyne containing the axis AA (and defined by the roll axes X and Z-yaw), and the low point 14a of the outlet opening 14 on each side of the aerodyne, that is to say the lower and inner edge of each opening of output 14.
  • the fan or blowers and possibly one or more propellers or propulsion turbines in cruising flight can be driven by the same powertrain 38.
  • they are preferably driven by the same shaft motor connected to the powertrain which, for cruising propulsion, can also, if necessary, cause at least one propeller or propellant disengageable turbine.
  • this second engine can act as an emergency engine and can also be connected to the blower motor shaft.

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Abstract

Le dispositif comprend deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1), symétriques de part et d'autre du plan des axes de roulis et lacet du dispositif et sensiblement rectilignes et parallèles à l'axe de roulis, un générateur de flux d'air comprenant au moins une soufflante axiale aspirant de l'air ambiant par au moins une hélice (9) carénée dans une veine (10) et, en aval de ladite hélice (9), un distributeur-diffuseur d'air (11), en deux demi-distributeurs (lia) adjacents délimitant chacun un conduit coudé (12) dirigeant l'air jusqu'à une ouverture de sortie (14) et vers la surface ou pluralité de surfaces déflectrice(s) longitudinale(s) (1).

Description

DISPOSITIF DE SUSTENTATION À SOUFFLANTE { S ) AXIALE (S) , ET AERODYNE EQUIPE D ' UN TEL DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif de sustentation, et un aérodyne équipé d'un tel dispositif, permettant à 1 ' aérodyne de décoller et d'atterrir verticalement ou s r de courtes distances (aérodyne dit V/STOL, qui es r, l'acronyme de l'expression anglo-saxone : Vertical/Short Take-Off and Landing) , ainsi que de pouvoir se mouvoir en vol dans toutes les directions .
Par GB 951 , 186 et GB 2,321,227, on connaît des aérodynes V/STOL équipés de dispositifs de sustentation, par l'effet de sustentation obtenu par soufflage de la majeure partie d'un flux d'air produit par un générateur de flux d'air sur des surfaces déflectrices qui sont des voilures sustentatrices , reliées à une structure porteuse du dispositif, et donc aussi de l' aérodyne, le dispositif comprenant deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales, disposées de part et d'autre de l'axe de roulis du dispositif et s ' étendant sensiblement parallèlement à 1 ' axe de roulis du dispositif, les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales étant symétriques l'une de l'autre par rapport au plan défini par les axes de roulis et de lacet du dispositif. De cette façon, la force de résistance à l'avancement (traînée aérodynamique) de ces voilures longitudinales est minimisée lorsque le dispositif se déplace horizontalement dans le sens de son axe de roulis, qui est son axe principal, c'est-à-dire en vol de croisière.
Un dispositif de sustentation de ce type est proposé dans WO 2011/067527, dans le but d'offrir une capacité d'emport améliorée à puissance motrice équivalente, par rapport à des aérodynes à hélices carénées, une capacité à générer une portance significative en maximisant le débit d'air soufflé par 5 rapport à la taille et la masse de la structure porteuse, et une faible pénalité sur la traînée en vol en translation, ou vol de croisière horizontal (vol en mode avion) , compte-tenu de l'agencement du dispositif proposé dans ce document de brevet .
l() En outre, ce dispositif permet d'assurer, à un aérodyne gui en est équipé, une excellente stabilité en vol vertical et phase de transition entre vol vertical et vol de croisière, du fait que les centres de portance des voilures latérales sont espaces entre eux, au5 maximum des possibilités offertes par l'engin, permettant ainsi d'avoir un couple de redressement puissant en roulis, mais aussi en tangage puisque les voilures s'étendent sur une majeure partie de la longueur de l'engin, c'est-à-dire sur plus de 50% à 100%0 de cette longueur . De plus , le centre de gravité de 1 ' aérodyne peut aisément être situé en dessous des centres de portance des voilures longitudinales et entre lesdits centres de portance, lorsque le ou les moteurs et la cabine de l' aérodyne sont placés sous le plan de5 voilure, défini par les voilures longitudinales et/ou des voilures transversales additionnelles, le cas échéant, qui assurent la portance en vol de croisière.
Pour cela, le dispositif proposé utilise des voilures, de préférence, mais pas nécessairement, à0 forte portance, et dites hyper-sustentatrices , soumises à au moins un flux d'air généré par au moins une soufflante de grand diamètre, et donc d'avoir ainsi des ailes soufflées, et agencées de telle sorte que lesdites ,
voilures offrent une résistance à 1 ' avancement très faible quand 1 ' aérodyne est en vol de croisière horizontal. Concernant le générateur de flux d'air du dispositif, selon WO 2011/067527, il peut comprendre au moins une soufflante montée dans la structure porteuse et centrée sur l'axe de roulis, et de préférence deux soufflantes espacées le long dudit axe de roulis, dont au moins une soufflante radiale, d'axe sensiblement parallèle à l'axe de lacet, de préférence disposée vers l'avant de ladite structure, ou une soufflante axiale, d'axe également sensiblement parallèle à l'axe de lacet, mais pouvant être incliné d'un angle inférieur à 30° sur l'axe de lacet, disposée de préférence vers l'arrière de la structure, chaque soufflante aspirant de l'air par une ouverture d' alimentation ménagée dans la face supérieure de la structure, et le flux d' air sortant de chaque soufflante étant distribué essentiellement jusqu'à des ouïes de soufflage latérales des voilures longitudinales et ménagées dans les côtés de la structure porteuse par des canaux à disposition radiale sur au moins une partie de leur étendue, et séparés les uns des autres par des cloisons de canalisation du flux d' air qui sont à génératrices parai lèles à 1 ' axe de lacet . Que la soufflante soit radiale , à pales inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation de la soufflante, et chacune pivotante et commandée en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la soufflante, les pales étant associées à un diffuseur fixe à aubages dont chaque aubage est également pivotant et commandé en orientation autour d'un axe de pivotement parallèle à celui des pales de soufflante, ou que la soufflante soit de type axial, la configuration selon laquelle les flux de sortie des souf lantes sont distribués par des canaux à parois verticales ménagés dans la structure porteuse et courbés latéralement de sorte à déboucher latéralement par des ouïes de soufflage des voilures longitudinales , avec une disposition radiale des cloisons délimitant les canaux pour canaliser le flux d'air en sortie d'une soufflante, n'est pas une configuration optimale tant du point de vue de l'encombrement, et donc de la traînée aérodynamique, que de la perte de charge, et donc du rendement propulsif, en particulier pour une soufflante axiale devant générer un flux d' air important qui est rejeté latéralement sur les voilures longitudinales. Des volets, éventuellement agencés en grilles, et inclinés autour d'axes parallèles à l'axe de roulis ou de lacet, et disposés dans les ouïes latérales, permettent de caler l'angle d'attaque des voilures soufflées et/ou de donner au flux d'air soufflé une composante longitudinale de vitesse. Mais ce flux d'air animé, en sortie d'une soufflante radiale, d'une vitesse sensiblement radiale , et guidé par des canaux aux parois verticales n ' est en aucun cas guidé , à 1 ' intérieur du volume de la structure porteuse, par ces volets de sorte à prendre une orientation latérale, et encore moins à partir d ' un flux de sortie d' une soufflante axiale ayant une composante de vitesse de rotation circonférentielle .
Par ailleurs, on connaît par WO 92/01603 ou US 5,407,150, un aérodyne VTOL à générateur de sustentation par déviation vers le bas de jets, sensiblement radiaux et éventuellement inclinés vers le bas à la sortie d'une unique soufflante montée au centre du fuselage, afin d'exercer, par réaction, une poussée vers le haut sur la structure de 1 'aérodyne, grâce à des 3 conduits de canalisation des jets qui sont coudés vers l'extérieur et vers le bas pour que l'air sortant de l'extrémité aval de chaque conduit soit en un jet ayant sensiblement la même section transversale que le conduit à son extrémité aval.
En alternative, deux soufflantes sont installées symétriquement l'une de 1 ' autre dans les deux ailes de 1 'aérodyne et sont des soufflantes traversantes à jets annulaires, qui traversent l'aile correspondante de haut en bas en étant canalisés par des cloisons annulaires légèrement divergentes vers le bas . Les génératrices des surfaces déviatrices sont, au moins au départ, soit perpendiculaires au rayon, par rapport à l'axe de rotation de la soufflante considérée, soit avec une orientation non précisée, mais qui ne peut être que sensiblement perpendiculaire au rayon ou sensiblement tangentielle, éventuellement en association avec des ouïes de sortie vers le bas en forme générale d'angle, dont chacun des deux côtés est à la fois incliné très sensiblement sur 1 ' axe de roulis et sur 1 ' axe de tangage. Dans tous les cas, le flux d'air, qui est issu d'une soufflante à un seul étage, n'est pas "redressé", c'est-à-dire pas orienté sensiblement parallèlement à l'axe de rotation de la soufflante, et a donc une composante de vitesse de rotation circonférentielle , comme dans tout flux derrière une simple hélice. Ce document de brevet ne propose aucune ouïe de sortie de flux d'air qui soit allongée et parallèle à l'axe de roulis .
Pour assurer le contrôle d'attitude, des cloisons déflectrices concentriques peuvent être agencées pour dévier des fractions du flux de sustentation dans des directions particulières, pouvant être opposées à des instants différents , mais ces cloisons ne se partagent pas ensemble la moitié du flux de sustentation issu verticalement de la ou des soufflantes d'un même côté de l'axe de roulis de 1 ' aérodyne . En outre, toute la surface de la partie centrale de la structure porteuse, formant le fuselage comme les ailes, ne peut être utilisée de manière optimale, du fait du choix inapproprié des sorties d'air distribuées circulairement , ou hexagonalement , ou "en carré", ce qui ne permet pas d'assurer la continuité, longitudinale ou même transversale, d'un espace réservé à la charge utile. De plus, en configuration de transition du vol vertical vers le vol de croisière, l'aérodynamique de la partie centrale de la structure portante (aile et/ou fuselage) est dégradée par la présence des sorties de flux d ' air (voir les figures 6, 7 et 8), ce qui signifie que, pendant cette phase, la portance est assurée par la poussée de la soufflante et la portance de la partie extérieure des ailes , hors zone d' influence de la sortie de la soufflante, donc la partie centrale et élargie de la structure porteuse ne contribue pas à une bonne aérodynamique dans cette configuration. Quand l'aéronef est. en situation de vol de croisière, cette partie centrale ne contribue pas non plus sensiblement, puisqu'une vitesse a nécessairement été atteinte pour que la portance des ailes extérieures suffise à porter l'aéronef. Donc la partie centrale ne sert à rien dans cette phase également, et elle constitue même une source de pertes aérodynamiques importante à grande vitesse.
La présente invention a ainsi pour but de proposer un dispositif de sustentation, et un aérodyne équipé d'un tel dispositif, tels que connus par WO 2011/067527, et qui procurent des performances améliorées qualitativement et/ou quantitativement, en termes d'aérodynamique pour atteindre de plus grandes vitesses de déplacement et de capacité d'emport, et/ou pour accepter des charges utiles significativement plus élevées .
A cet effet, le dispositif de sustentation selon l'invention, du type connu par WO 2011/067527 et tel que présenté ci-dessus, est tel que son générateur de flux d'air comprend au moins deux soufflantes axiales dont les axes sont sensiblement parallèles à l'axe de lacet, et décalés mutuellement sur l'axe de roulis, lesdites soufflantes axiales étant montées dans la structure porteuse, et aspirant chacune de l'air ambiant par une ouverture d'aspiration respective ménagée dans la face supérieure de la structure porteuse, à l'aide d'au moins un rotor multipales entraîné en rotation autour de l'axe de la soufflante correspondante et caréné dans une veine de section transversale circulaire prolongeant ladite ouverture d'entrée vers l'intérieur de ladite structure porteuse, et se caractérise en ce que lesdites au moins deux soufflantes axiales comprennent chacune au moins deux étages à pluralités de pales ou d'aubes, dont l'un est ledit rotor multipales mobile en rotation autour de l'axe correspondant, et qu'il comprend en aval de chacune desdites au moins deux soufflantes axiales, un distributeur-diffuseur d'air, en deux demi-distributeurs adjacents et symétriques l'un de l'autre par rapport au plan défini par l'axe de la soufflante axiale correspondante et l'axe de roulis, chaque demi- distributeur délimitant un conduit coudé présentant une ouverture d'entrée recevant l'une des deux moitiés du flux d'air en sortie de la soufflante axiale correspondante, du coté de l'une respectivement des deux surfaces ou pluralités de surfaces déf lectrices longitudinales, et guidant l'air qui traverse ledit conduit coudé jusqu'à une ouverture de sortie intégrée dans l'une respectivement des deux faces latérales de ladite structure porteuse grâce à une pluralité de canaux s ' étendant au moins sur une partie de la longueur dudit conduit coudé et délimités par des cloisons déflectrices formées par des génératrices parallèles à l'axe de roulis, et vers la surface ou pluralité de surfaces déflectrice (s ) longitudinale ( s ) située du même côté que ledit demi-distributeur, de sorte que le flux d'air aspiré par chaque soufflante axiale est partagé en deux moitiés dont chacune est. , dans sa majeure partie, latéralement soufflée sur l'une respectivement des deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales .
En outre , le dispositif selon 1 ' invention peut comprendre successivement, de l'avant vers l'arrière de ladite structure porteuse, et centrée dans un plan de symétrie défini par les axes de roulis et lacet du dispositif , une série desdites au moins deux soufflantes axiales coopérant chacune avec un distributeur-diffuseur d'air, suivies et/ou précédées par au moins une soufflante axiale à sortie de flux axiale, dont le flux traverse ladite structure porteuse de haut en bas. Avantageusement, ladite soufflante axiale à sortie de flux axiale a son axe parallèle audit axe de lacet et a une section de sortie située dans le prolongement vertical de sa section d'entrée, avec un rapport entre section de sortie et section d'entrée supérieur a l, et, de préférence, compris entre 1,1 et 1,3.
Dans cette variante du dispositif, pour favoriser l'équilibrage de l'assiette du dispositif notamment il est avantageux qu'au moins une soufflante axiale, de préférence à sortie de flux axiale, soit équipée d'au moins un rotor ou une hélice à pales à pas variable et réglable, et entraîné (e) en rotation à régime nominal constant. En effet, si, de plus, toutes les soufflantes axiales sont entraînées par un système d'entraînement avec des rapports d'entraînement fixes, la poussée d'au moins une soufflante axiale avec rotor ou hélice à pas variable, de préférence à sortie axiale, est réglable par la commande du pas, pour participer avantageusement à l'équilibrage de l'assiette du dispositif.
Dans les différentes formes de réalisation du dispositif présenté ci-dessus, avantageusement le flux d'air généré par chaque soufflante axiale associée à un distributeur-diffuseur d'air est dirigé de chaque côté de ladite structure porteuse avec une orientation angulaire vers 1 ' extérieur, 1 ' angle entre la direction dudit flux et un plan déf ini par lesdits axes de roulis et lacet du dispositif se situant entre 5° et 20°, et , de préférence, entre 8° et 12°, afin de réduire considérablement l'effet de sol sur la structure de 1 ' aérodyne t de lui procurer un effet stabilisateur . Avantageusement de plus , pour optimiser la section frontale d ' un aérodyne équipé de ce dispositif, le rayon d' au moins une soufflante axiale associée à un distributeur-diffuseur d'air est supérieur à la distance entre le point bas de la section de sortie du flux d'air dudit distributeur-diffuseur, et le plan médian de symétrie du dispositif, défini par les axes de roulis et lacet du dispositif.
Avantageusement, au moins une partie desdites surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales s'étend longitudinalement de façon sensiblement parallèle à l'axe de roulis sur une longueur supérieure ou égale à la somme des diamètres desdites soufflantes associées à des distributeurs- diffuseurs d'air.
Ainsi, les surfaces déflectrices longitudinales s'étendent sur une majeure partie de la longueur de ladite structure porteuse dans sa longueur porteuse des soufflantes, c'est-à-dire en vis-à-vis latéralement desdites soufflantes et sur une longueur qui est supérieure ou égale à la somme des diamètres desdites soufflantes. C'est à dire que les surfaces déflectrices longitudinales présentent une partie au moins sensiblement parallèle à l'axe de roulis , dont la longueur est supérieure ou égale à la longueur cumulée des diamètres des soufflantes .
Avantageusement de plus , afin d ' obtenir, directement en aval d'au moins une soufflante axiale coopérant avec un distributeur-diffuseur d ' air , un flux d' air favorablement orienté par rapport à 1 ' axe de cette soufflante axiale , et sensiblement parallèle à cet axe, ladite au moins une soufflante axiale comprend deux rotors multipales coaxiaux et contrarotatifs autour de leur axe commun, ce qui permet , de plus , d ' éviter ou au moins réduire tout couple de réaction parasite, du fait de la rotation d'un seul rotor de la soufflante, et/ou d'augmenter le rendement de la soufflante.
Dans le même but d'orienter favorablement le flux d'air sortant d'au moins une soufflante axiale, en alternative, ladite soufflante axiale est telle qu'un redresseur de flux est monté entre ledit au moins un rotor multipales et ledit distributeur-diffuseur d'air, ledit redresseur comportant une pluralité d'aubes fixes, qui redressent le flux d'air à la sortie de ladite soufflante sensiblement parallèlement à l'axe de ladite soufflante axiale, les aubes fixes s ' étendant radialement entre un moyeu annulaire traversé au moins par un arbre d'entraînement dudit au moins un rotor multipales , et une jante périphérique circulaire, coaxiale au moyeu annulaire autour de l'axe de ladite soufflante, et fixée à ladite structure porteuse .
Alternativement encore, on peut, pour redresser le flux d'au moins une soufflante axiale avec distributeur- diffuseur d ' air , installer un distributeur-déviateur de flux en amont , au-dessus dudit au moins un rotor multipales, ledit distributeur-déviateur de flux comportant une pluralité d'aubes fixes radiales, qui dévient le flux d ' air à 1 ' entrée de ladite soufflante axiale de façon à ce que la sommes des déviations de flux dues à la présence dudit distributeur-déviateur et dudit au moins un rotor multipales soit sensiblement nulle pour que le flux d ' air ait une orientation sensiblement parallèle à l'axe de ladite soufflante axiale, en sortie de cette dernière.
Pour améliorer l'efficacité du distributeur- diffuseur dans sa distribution et déflexion du flux d'air en aval d'une soufflante axiale correspondante, en deux demi-flux orientés essentiellement latéralement, dans des sens sensiblement opposés l'un à l'autre, il est avantageux que, sur chaque demi-distributeur, lesdites cloisons déflectrices sont cintrées et présentent leur concavité majoritairement tournée vers le haut et l'extérieur du côté de ladite structure porteuse où s'étend ledit conduit coudé correspondant. Afin de minimiser les pertes de charge et d'assurer un effet bénéfique sur la poussée procurée par lesdites au moins deux soufflantes associées chacune à un distributeur-déviateur d'air, il est avantageux que l'aire de la section transversale du conduit coudé, perpendiculairement à la direction locale de l'écoulement de l'air dans ledit conduit coudé, soit sensiblement constante ou continûment croissante de sorte que le rapport de l'aire de la section de l'ouverture de sortie dudit conduit coudé sur l'aire de la section de l'ouverture d'entrée de ce même conduit coude soit compris entre sensiblement 1 et sensiblement 2, et, de préférence, entre 1 et 1,2.
En outre, afin dOptimiser l'alimentation en air de soufflage latéral de chaque surface ou pluralité de surfaces déflectrice ( s ) longitudinale (s ) , sur un côté correspondant de la structure porteuse, la forme de la section transversale dudit conduit coudé évolue avantageusement et progressivement d' une forme semi- circulaire à l'ouverture d'entrée, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de la soufflante correspondante, à une forme ovoïde ou aplatie dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de roulis, à l'ouverture de sortie, dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de ladite soufflante ou incliné sur l'axe de ladite soufflante.
En particulier, la forme de l'ouverture de sortie du conduit coudé peut être avantageusement rectangulaire ou quasi-rectangulaire.
En variante, ledit conduit coudé peut être constitué, entre son ouverture d'entrée semi circulaire et son ouverture de sortie, d'une partie amont coudée dont les sections transversales sont sensiblement demi- elliptiques, et comprenant la pluralité de cloisons déflectrices de guidage du flux d'air traversant ledit conduit, et d'une partie aval, sans cloison déflectrice, et sensiblement droite entre la dernière section sensiblement demi-elliptique de ladite partie amont et ladite ouverture de sortie.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales sont, comme dans WO 2011/067527, des voilures sustentatrices longitudinales fixées latéralement à l'extérieur de la structure porteuse et en regard chacune de 1 ' ouverture de sort ie du conduit coudé de l'un respectivement des deux demi-distributeurs de chacune desdites soufflantes axiales associées à un distributeur-diffuseur d ' air, de sorte que le flux d' air traversant ledit conduit coudé soit soufflé , dans sa maj eure partie, c ' est-à-dire supérieure à 50% et pouvant atteindre 100% de ce flux d' air, sur une voilure longitudinale en regard, qui délivre une portance transmise à la structure porteuse .
Dans ce mode de réalisation 1 ' optimisation de la géométrie de chaque conduit coudé es encore avantageusement assurée si la forme des sections transversales dudit conduit coudé évolue progressivement , à partir de 1 ' ouverture d'entrée semi-circulaire, en demi-ellipses allongées selon leur grand axe qui est parallèle à 1 ' axe de roulis , jusqu'à une demi-ellipse de plus grand axe à 1 ' ouverture de sortie .
Dans ce dernier cas , un dimensionnement particulièrement efficace de chaque demi-distributeur est tel que le grand axe de la demi-ellipse de l'ouverture de sortie est compris sensiblement entre l,2xD et 1 , 5xD, où D est le diamètre de la section de l'ouverture d'entrée.
Dans un exemple de réalisation avec leq el d'excellents résultats ont été obtenus par simulation/ - modélisation, le grand axe de la section semi-elliptique du conduit coudé évolue progressivement entre D à l'ouverture d'entrée et l,3xD à l'ouverture de sortie, tandis que le petit axe de ladite section semi- elliptique évolue progressivement entre D et 0,77 D, l'évolution se faisant selon deux courbes d'évolution des valeurs des grand et petit axes en ordonnées , en fonction d ' un angle entre le plan de 1 ' ouverture d'entrée et le plan de la section transversale considérée, qui varie entre 0° et 90°, en abscisses, lesdites deux courbes présentant des tangentes horizontales aux deux extrémités, pour =0° et =90° , et un point d' inflexion entre lesdites extrémités des courbes .
Ainsi, on est assuré que les flux d'air sont bien perpendiculaires aux sections de passage, à l'entrée comme à la sortie, du conduit coudé de chaque demi- distributeur .
En outre , il est avantageux que 1 ' ouverture de sortie du conduit coudé débouche au niveau d'ouïes de soufflage ménagées dans un côté longitudinal de la structure porteuse en regard d'une voilure longitudinale .
De plus, des nervures élancées de section transversale en forme de coin s'étendent avantageusement le long de l'un au moins des bords supérieur et inférieur desdites ouïes de soufflage des voilures longitudinales et font saillie vers lesdites voilures de sorte à entraîner de l'air ambiant par la sortie du flux de soufflage latéral par les ouïes et à diluer ledit flux, tout en réduisant les pertes de charge en sortie des ouïes .
Toujours dans le but d'optimiser la géométrie des conduits coudés» et d'obtenir la réduction des pertes de charge, il est avantageux que le flux de sortie des ouïes soit incliné vers le bas, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de ladite soufflante, d' un angle al compris entre 0° et environ 60°.
En variante, chacune des voilures longitudinales peut être constituée par une aile longitudinale dont le bord d'attaque est immédiatement adjacent au bord inférieur des ouïes de soufflage ou en continuité du bord inférieur des ouïes de soufflage dans le côté longitudinal correspondant de la structure porteuse, de sorte à souffler l'extrados de ladite aile longitudinale et à générer une portance par effet Coanda .
Afin d' alléger les conduits coudés et d'en faciliter la réalisation, chaque conduit coudé peut avantageusement comprendre une gaine en toile ou tissu, du ty e utilisé pour réaliser des voiles d' ailes volantes ou autre engin ultraléger motorisé dit ULM, la gaine étant mise en forme par des raidisseurs composites en forme de baguettes, formant un cadre d'entrée de gaine avec un arceau semi-circulaire, un cadre de sortie de gaine, de forme sensiblement rectangulaire, des raidisseurs cintrés raccordés aux cadres d'entrée et de sortie et orientés dans la direction du flux d'air traversant le conduit coudé, et au moins une cloison déflectrice cintrée et définie par des génératrices parallèles à l'axe de roulis. Dans un second mode de réalisation de l'invention, les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales peuvent être des aubes déflectrices, de préférence profilées aérodynamiquement , montées au reoins en partie à l'intérieur des conduits coudés des demi- distributeurs, en aval des cloisons déflectrices, lesdites aubes déflectrices étant définies par des génératrices parallèles à l'axe de roulis, et cintrées et présentant leur concavité tournée vers le bas et 1 ' intérieur, du côté de la structure porteuse, de sorte à dévier les flux d'air traversant les conduits coudés vers le bas, pour générer, par réaction, une force de sustentation sur la structure porteuse.
Avantageusement, pour un meilleur équilibre et une meilleure pilotabilité d' un aérodyne équipé d'un tel dispositif , les conduits coudés , cloisons et aubes déflectrices cintrées sont agencés et dimensionnés de sorte que chaque demi- flux de chaque soufflante correspondante soit, dans sa maj eure partie, c'est-à- dire de plus de 50% à 100% de ce demi-flux, déporté latéralement, par rapport à l'axe de roulis, d'une distance supérieure ou égale au rayon de ladite soufflante .
Dans un premier exemple de réalisation conforme à ce mode de mise en œuvre de l'invention, une aube déflectrice longitudinale est associée aux conduits coudés des demi-distributeurs qui sont d'un même côté de la structure porteuse, une partie amont de ladite aube déflectrice étant engagée à l'intérieur d'un collecteur de sortie commun à tous les conduits coudés dudit même côté, en aval des cloisons déflectrices, et une partie aval de ladite aube déflectrice étant saillante à l'extérieur dudit collecteur de sortie et orientée sensiblement vers le bas.
Selon un second exemple de réalisation du second mode de mise en œuvre de l'invention, une pluralité d'aubes déflectrices longitudinales, espacées et décalées les unes des autres respectivement de l'extérieur vers 1 ' intérieur e de haut en bas, par rapport à la structure porteuse, est associée aux conduits coudés des demi-distributeurs , qui sont d'un même côté de la structure porteuse, et de préférence totalement engagée à l'intérieur d'un collecteur de sor ie commun à tous les conduits coudés dudit même côté , en aval des cloisons déflectrices , sensiblement à partir de 1 ' extrémité de sortie dudit collecteur dans laquelle sont sensiblement disposées les extrémités aval desdites aubes.
Afin de réduire la traînée en vol de croisière d'un aérodyne équipé d' un tel dispositif , dans les deux exemples de réalisation précités , il est avantageux qu ' au moins une aube déflectrice longitudinale soit montée pivotante autour d' au moins un axe longitudinal , sensiblement parallèle à l'axe de roulis, entre deux positions extrêmes, dont une position de service, dans laquelle le flux d'air parcourant les conduits coudés correspondants est dévié vers le bas , et une position d'obturation de l'ouverture de sortie desdits conduits coudés, ou d'un collecteur de sortie commun, pour le vol de croisière.
Mais, dans les différents exemples de réalisations précités, afin de réduire très sensiblement la traînée en vol de croisière, même lorsque 1 ' aérodyne bénéficie d'une puissance installée de soufflage élevée, le diamètre desdites soufflantes, parallèlement à l'axe de tangage, s'étend sur la majeure partie de la largeur de la structure porteuse, et est de préférence supérieure à 80% de ladite largeur,
Avantageusement, pour améliorer la qualité de l'écoulement dans la zone comportant les cloisons des demi-distributeurs, et ainsi réduire la perte de charge dans cette zone, ou pour augmenter la portance des voilures longitudinales, des bandes de membranes vibrantes par auto-excitation ou par un dispositif actif sont disposées parallèlement à l'axe de roulis sur l'extrados desdites cloisons déflectrices et/ou sur l'extrados desdites surfaces déflectrices , de façon à réduire la turbulence du flux d' air lors de son passage sur les cloisons déflectrices et/ou sur les surfaces déflectrices ,
Dans le même but , et dans la zone du conduit de chaque demi-distributeur comportant les cloisons déflectrices , il est avantageux que, d'une part , la section transversale de chaque canal individuel délimité par deux cloisons déflectrices successives reste sensiblement constante sur toute la longueur du canal , c ' est a dire pendant la traversée par le flux d' air de la zone desdites cloisons, et que, d' autre part , le ratio de chaque section transversale d' un canal individuel sur la surface latérale de ce même canal reste sensiblement équivalent entre tous les canaux délimités par les cloisons.
Dans de telles configurations, en outre, afin de réduire encore la traînée en vol de croisière, au moins un capot obturateur est avantageusement monté mobile sur la partie supérieure de ladite structure porteuse, entre deux positions , dont une position d' ouverture d'au moins une soufflante en configuration de vol vertical , et u e position de fermeture de ladite soufflante, dans laquelle le capot recouvre cette dernière pour le vol de croisière.
Un avantage considérable du dispositif de l'invention, et d'un aérodyne qui en est équipé, est qu'un volume continu, au moins en partie dédié à une charge utile, est ménagé au moins sous et entre lesdites au moins deux soufflantes axiales avec distributeur- diffuseur d'air.
L ' invention a également pour objet un aérodyne à décollage et atterrissage vertical ou court, comprenant une structure porteuse, qui forme notamment le fuselage de l' aérodyne, et supportant un dispositif de sustentation, qui se caractérise en ce que ledit dispositif est tel que défini ci-dessus.
Dans une variante de l' aérodyne, ledit dispositif est supporté en partie ha te de ladite structure porteuse , laquelle est aménagée, en partie basse , en nacelle logeant notamment une motorisation et supportant au moins une voilure avant transversale, en triangle ou delta, et/ou arrière et/ou disposée entre lesdites deux surfaces ou pluralités de surfaces détlectrices longitudinales dudit dispositif.
L ' aérodyne selon l'invention peut aussi être tel que sa structure porteuse supporte au moins une aile s 'étendant dans le prolongement latéral de la structure porteuse et immédiatement au-dessus des ouvertures de sortie latérales des conduits coudés du distributeur- diffuseur d'air. L ' aérodyne selon l'invention peut de plus avantageusement comprendre un nombre de soufflantes majoritairement équipées d'hélices contrarotatives et dépourvues de redresseur de flux, en raison des avantages propres à ce type de soufflante axiale, tels qu'ils sont présentés ci-après.
Pour répondre aux exigences d'une aérodynamique excellente, pour atteindre de grandes vitesses, et une capacité d'emport de charge significative d'un aérodyne équipé du dispositif de l'invention, comme précisé ci- dessus, les choix architecturaux de l'invention comportent la présence d ' au moins deux soufflantes axiales à axe vertical, centrées l'une derrière l'autre sur 1 ' axe de roulis , qui permettent d ' aspirer un débit d ' air important , donc de générer une poussée verticale importante, pour un encombrement latéral limité . Pour obtenir une poussée suffisante, la présente invention fait le choix d ' aligner plusieurs soufflantes dans la structure porteuse, formant le fuselage de 11 aérodyne, sans interaction avec les ailes de ce dernier. Cela permet de limiter la surface frontale des soufflantes , et donc la traînée aérodynamique à grande vitesse. Le choix de sorties latérales du flux d ' air, et non traversante de haut en bas , pour au moins deux soufflantes axiales est fait principalement pour ménager suffisamment de place dans la structure porteuse, sous les soufflantes et entre ces dernières, de façon à pouvoir y aménager un espace longitudinal, réservé à la charge utile, d'où l'obtention d'une continuité de l'espace dédié à la charge utile du fait de la pluralité de soufflantes axiales alignées et associées à des distributeurs-diffuseurs d'air procurant des ouïes de sortie longitudinale dans les faces latérales de la structure porteuse.
Mais, pour conduire des flux d'air latéralement vers lesdites ouïes longitudinales, dans des conditions de perte de charge acceptable, le dispositif selon l'invention propose de les guider par des multiples parois déflectrices , dont les génératrices sont toutes parallèles à l'axe de roulis, ce qui est une caractéristique propre à la présente demande.
Mais de plus, avant que les flux d'air n'attaquent les surfaces déflectrices , ces flux d'air sont "rectifiés", c'est-à-dire orientés aussi parfaitement que possible parallèlement à 1 ' axe de rotation vertical des soufflantes axiales, sinon la perte de charge liée à une attaque oblique des parois déflectrices serait préjudiciable . Pour réaliser cette condition, 1 ' invention ne propose pas seulement de choisir une soufflante axiale à un seul rotor multipales , mais de choisir des soufflantes axiales dont chacune comprend au moins un rotor multipales rotatif autour de l'axe de la soufflante correspondante e dont les effets sont combinés à un rotor multipales coaxial et contrarotatif ou à un redresseur de flux, qui peut être monté en aval, ou en amont du rotor multipales précité .
Le dispositif de sustentation de la présente invention combine donc les mesures techniques suivantes :
une pluralité de soufflantes axiales alignées, qui ménagent un volume continu sous et entre les soufflantes ;
des flux redressés verticalement en sortie des soufflantes, et en particulier des soufflantes axiales associées à des distributeurs-diffuseurs d'air, le redressement du flux s ' effectuant avant l'entrée du flux dans les canaux délimités par les parois déviatrices des distributeurs-diffuseurs ;
dans chaque demi-distributeur d'air, une pluralité de parois déviatrices dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe de roulis, les deux demi-distributeurs étant symétriques par rapport au plan défini par l'axe de roulis et l'axe de lacet ; et
des sorties de flux qui s'étendent longitudi- nalement et sont intégrées chacune dans l'une respectivement des faces latérales de la structure porteuse et donc du fuselage de l' aérodyne.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci- dessous, à titre non limitatif, d'exemples décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures la et lb sont des vues en perspective et respectivement de l'avant et de dessus, et de biais et de dessus, d'un exemple d' aérodyne selon l'invention, équipé d'un dispositif de sustentation selon un premier mode de réalisation comprenant des voilures sustentatrices longitudinales ;
- la figure 2 est une vue schématique en demi-coupe transversale du dispositif de sustentation de 1 ' aérodyne selon les figures la et lb, par un plan passant par l'axe d' une soufflante axiale et parallèle à l'axe de tangage de 1 ' aérodyne, montrant le changement d' orientation d' un demi-flux d' entrée vertical en demi-flux de sortie sensiblement horizontal soufflé transversalement sur une voilure longitudinale de 1 ' aérodyne des figures la et 1b,
la figure 2a est une vue schématique en demi-coupe transversale analogue à celle de la figure 2 pour une réalisation dans laquelle la voilure longitudinale est positionnée pour produire un effet Coanda ;
la figure 2b est une vue analogue à la figure 2a pour une variante de réalisation de voilure longitudinale à effet Coanda ;
la figure 2c est une vue schématique en demi -coupe transversale analogue à celle de la figure 2 montrant 1 ' angle a entre une section d' entrée du conduit coudé du demi-distributeur représenté et une section intermédiaire entre les sections d'entrée et de sortie, qui correspond au tracé des courbes de la figure 7 ,
la figure 3a est une vue analogue à la figure 2 , dans un exemple de réalisation comportant un redresseur entre le rotor multipales de la soufflante axiale et un demi-distributeur,
la figure 3b est une vue analogue à la figure 3a, dans un exemple de réalisation comportant deux rotors multipales coaxiaux et contrarotatifs autour de leur axe commun qui est l'axe de la soufflante axiale, et sans redresseur entre les deux rotors et le demi-distributeur ;
la figure 3c est une vue analogue à la figure 3a, dans un exemple de réalisation comportant un distributeur-déviateur en amont (au-dessus) du rotor multipales de la soufflante axiale ; - la figure 4a est une vue schématique en plan du redresseur représenté sur la figure 3a, après enlèvement du rotor multipales ;
- la figure 4b est une vue schématique en coupe transversale du profil aérodynamique avec loi de vrillage des aubes du redresseur de la figure 4a,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un exemple de distributeur-diffuseur d'un dispositif de sustentation selon l'invention,
- la figure 5a est une vue en perspective d'un demi- distributeur du distributeur-diffuseur de la figure 5,
- la figure 5b est une vue schématique de côté du demi-distributeur de la figure 5a,
- la figure 5c est une vue de dessus du demi- distributeur de la figure 5a, et qui représente 1 ' évolution des sections semi-elli tiques de dessus , en direction de 1 ' ouverture semi-circulaire du canal coudé,
- la figure 5d est une vue analogue à la figure 5c mais vue de face de 1 ' ouverture de sortie du demi- distributeur de la figure 5a,
- la figure 6 re ésente une famille de tracés de quart d'ellipses dans leur plan, qui représente l'évolution des sections semi-elliptiques du conduit coudé d'un demi-distributeur de la figure 5a, entre son ouverture d'entrée et son ouverture de sortie,
- la figure 7 représente, en ordonnées, les valeurs du grand axe et du petit axe au cours de l'évolution des formes semi-elliptiques du conduit coudé d'un demi-distributeur, en fonction de la valeur de l'angle entre la section d'entrée et une section courante pour laquelle a varie de 0° à 90°, c'est-à-dire jusqu'à la section de sortie du conduit coudé,
Les figures 8 et 9 sont des vues schématiques en demi-coupes transversales analogues à la figure 3a d'une variante de 1 ' aérodyne des figures la et lb, équipé d' un premier exem le d'un second mode de réalisation du dispositif de sustentation de l'invention, comprenant une surface déflectrice longitudinale partiellement intégrée dans le ou les conduits coudés de la ou des soufflantes de 1 ' aérodyne et disposé (s) d'un même côté latéral de la structure porteuse du dispositif,
La figure 10 est une vue schématique en plan d' une partie à deux soufflantes de 1 ' aérodyne des figures 8 et 9 et représentant la continuité de l'aube déflectrice longitudinale en pointillés forts et la frontière des cloisons déflectrices en pointillés légers , les redresseurs et rotors multipales des soufflantes n ' étant pas représentés pour plus de clarté ,
Les figures lia et 11c sont des vues analogues aux figures 8 et 9 d'une variante de réalisation, dans laquelle l'aube déflectrice est montée pivotante entre une position de service, assurant la déviation de jet d'air, pour le vol vertical, et une position d'obturation de la sortie des conduits coudés d'un même côté, pour le vol de croisière,
La figure 11b est une vue agrandie d'un détail de la figure lia, La figure 12 et son détail de la figure 12a sont respectivement analogues aux figures lia et 11b, pour une variante de réalisation comprenant une pluralité d'aubes déflectrices longitudinales selon un second exemple du second mode de réalisation du dispositif de l'invention,
La figure 13 est une vue schématique de dessous d'une partie à deux soufflantes de l' aérodyne représentant la continuité longitudinale des aubes déflectrices longitudinales de ladite plurali é d'aubes, en traits forts, et la frontière des cloisons déflectrices en pointillés fins, les rotors multipales et redresseurs des soufflantes n ' étant pas représentés pour plus de clarté,
La figure 14 est une vue analogue à la figure 8 d' une variante dans laquelle la structure porteuse se prolonge latéralement vers l'extérieur par une aile haute, au-dessus de la sortie latérale du ou des demi-distributeurs d ' un même côté ;
La figure 15 est une vue schématique en perspective d' une réalisation ultra légère d' un conduit coudé en toile, mis en forme étendue par des raidisseurs ;
La figure 16 est une vue schématique de profil d'une variante d' aérodyne selon l'invention, à plusieurs soufflantes axiales, dont au moins une soufflante traversante verticalement, et équipée d'un dispositif de sustentation selon l'invention, au niveau de soufflantes axiales non traversantes, les canaux de flux d'air des différentes soufflantes étant représentés en pointillés ; Τ7
- Les figures 17a et 17b sont des vues schématiques analogues, en coupe transversale, d'autres variantes d' aérodyne selon l'invention, équipées d'un dispositif de sustentation selon la figure 14, avec des flux de sortie, orientés par des surfaces déflectrices longitudinales, qui sont respectivement verticaux {sur la figure 17a) ou dirigés légèrement vers l'extérieur de chaque côté de 1 ' aérodyne { sur la figure 17b) ; et.
- La figure 18 est une vue analogue à la figure 14 d'encore une autre variante d' aérodyne selon 1 ' invention, permettant d'optimiser la section frontale de l' aérodyne, en procurant une section importante de soufflante sans pénaliser ladite section frontale.
Les figures la et 1b représentent schématiquement un exemple d ' aérodyne selon l'invention, comprenant une structure porteuse 3 supportant, en partie haute, un dispositif de sustentation, et aménagée , en partie basse , en nacelle 3a. Le dispositif de sustentation comporte essentiellement , d'une part , un générateur de flux d'air, comprenant, dans cet exemple, deux soufflantes axiales 2A et 2B dont les axes de rotation AA sont parallèles à l'axe de lacet, donc sensiblement verticaux en phases de décollage et atterrissage, et centrées chacune sur l'axe de roulis X du dispositif et espacées l'une de l'autre le long de cet axe de roulis X, toutes deux étant intégrées dans la structure porteuse 3, et, d'autre part, deux voilures sustentatrices 1, disposées de part et d'autre de la structure 3, à laquelle les voilures 1 sont reliées par des protections latérales 7 et chacune soufflée latéralement par un flux d'air sortant du générateur constitué par les deux soufflantes 2A et 2B, alimentées en air ambiant chacune par une ouverture circulaire d'aspiration d'air respectivement 2a ou 2b ménagée dans la partie supérieure de la structure 3. Les voilures 1 ont des profils aérodynamiques et des surfaces portantes définis par des génératrices sensiblement rectilignes, et s 'étendant sensiblement dans la direction longitudinale de l' aérodyne, donc de sa structure porteuse 3, c'est-à-dire sensiblement selon l'axe de roulis X, ces voilures 1 étant disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport au plan défini par les axes de roulis X et de lacet Z, et latéralement de part et d'autre de la structure porteuse 3. Les deux voilures 1, dans cet exemple formées chacune d'une aile hyper- sustentatrice d' une seule pièce , de forme en plan rectangulaire (voilure à corde constante) et d'une épaisseur pouvant être relativement faible, sont soufflées symétriquement par rapport audit plan des axes de roulis X et de lacet Z par le flux de sortie du générateur de flux d'air, c'est-à-dire les soufflantes 2A et 2B.
Ainsi , les deux voilures 1 , dites longitudinales , car s ' étendant dans la direction longitudinale de 1 ' aérodyne , parallèlement ou sensiblement parallèlement à son axe de roulis X, développent des forces de traînée de même amplitude, mais de sens opposés , donc qui s ' annulent , et des forces de po ance qui s ' additionnent pour assurer la sustentation de 1 ' aérodyne .
Ces voilures 1 s ' étendent sur la partie de l'aérodyne qui est porteuse des soufflantes ( 2A, 2B) . La longueur desdites voilures 1 est supérieure à la somme des diamètres des soufflantes et elles sont sensiblement parallèles à l'axe de roulis X sur une longueur au moins égale à la somme des diamètres des soufflantes ( 2Ά, 2B) .
Sur les figures la et 1b, le bord arrière, légèrement convexe vers l'arrière, de la structure porteuse 3 est équipé de deux dérives 4 verticales, parallèles et orientables, au moins en partie, chacune autour d'un axe respectif parallèle à l'axe de lacet Z, pour stabiliser 1 ' aérodyne en vol d'avancement et faire office de gouvernai 1 de direction . Les parties avant des dérives 4 sont aménagées en plans fixes verticaux et parallèles au plan des axes de roulis X et lacet Z, et supportent une voilure transversale arrière 5, selon un empennage arrière en double T, la voilure transversale 5 comportant, de manière connue, un plan fixe réglable autour d'un axe parallèle à l'axe de tangage Y, formant stabilisateur , permettant de régler l'assiette de 1 ' aérodyne, et, en partie arrière, une ou plusieurs surfaces orientables par pivotement autour d'un axe transversal, pour faire office de gouvernail de profondeur.
L ' aérodyne comprend également une voilure transversale avant 6, de type « canard », comprenant deux éléments de voilure 6a faisant chacun saillie latéralement sur l'un respectivement des deux côtés de la nacelle 3a, au niveau de la liaison entre la pointe avant et la barque de la nacelle 3a sous le poste de pilotage 3b. Chacun des éléments de voilure 6a est commandé en orientation autour d'un axe transversal de sorte à participer à l'équilibrage de l' aérodyne autour de l'axe de tangage Y.
Les voilures longitudinales de sustentation 1 ne sont pas reliées à la structure porteuse 3 par des liaisons structurelles profilées pour minimiser la traînée aérodynamique, comme dans WO 2011/067527, mais par les deux petits côtés transversaux 7b de protections latérales 7 s ' étendant à l'extérieur, par rapport à la structure porteuse 3, des voilures longitudinales 1 et autour de ces dernières, chacune des deux protections 7 comportant également un grand côté longitudinal 7a, qui est rectiligne et sensiblement parallèle à l'axe de roulis X, entre les deux petits côtés transversaux 7b correspondant, dont le grand côté 7a est solidaire, et, de préférence, d'une seule pièce au niveau des extrémités longitudinales du grand côté 7a. Pour réduire la traînée en vol de croisière vers 1 ' avant , dans la direction de l'axe de roulis X, ainsi que la traînée occasionnée par des vents de travers et protéger les voilures longitudinales 1 de ces derniers, chacune des deux protections 7 est profilée aérodynamiquement sur sa surface tournée vers l'extérieur, c'est-à-dire du côté opposé à la voilure 1 qu'elle protège, et, à cet effet, chaque protection 7 présente une section transversale, par un plan passant par 1 ' axe de lacet Z , qui est délimitée, du côté opposé à la structure 3 et aux voilures 1, par un bord convexe profilé vers l'extérieur, par exemple à profil bi-convexe. De l'autre côté, tournée vers la structure 3 et les voilures 1 , la face interne de chaque protection 7 est au moins partiellement plane, et en particulier en partie basse.
Ainsi, chaque voilure longitudinale 1 est protégée par l'une respectivement des deux protections 7, lesquelles sont également montées symétriques l'une de l'autre par rapport au plan défini par les axes de roulis X et lacet Z, comme cela est le cas des deux voilures 1 elles-mêmes . Chaque voilure 1 est ainsi disposée dans un cadre sensiblement rectangulaire délimité, sur un grand côté et les deux petits côtés, par la protection 7 correspondante, et, sur l'autre grand côté, par la partie du côté correspondant de la structure 3 q i présente les ouïes de soufflage 8 de cette voilure 1, comme cela est représenté pour la voilure 1 de gauche sur la figure 1b.
Ainsi, les protections 7 protègent efficacement les voilures longitudinales sustentatrices 1, contre les chocs latéraux et longitudinaux, ainsi que contre les effets néfastes de vents de travers, sans gêner leur soufflage par un flux d'air latéral issu des ouïes 8 dans le côté en regard de la structure 3, lesquelles ouïes 8 sont alimentées en flux d' air de soufflage à partir des soufflantes axiales 2A et 2B par des moyens de distribution interne à la structure 3 et qui sont décrits ci-après.
Les deux soufflantes axiales 2A et 2B, constituant le compresseur d'air du générateur de flux d'air, sont de préférence identiques 1 ' une à l'autre, et à deux étages multipales ou multi -aubes caréné (s ) , dont 1 ' un au moins est un rotor multipales 9, pour chacune d' elles , qui est entraîné en rotation dans une veine 10 carénée prolongeant l'ouverture d'aspiration 2a ou 2b vers l'intérieur de la structure 3, dans laquelle les deux soufflantes 2A et 2B sont intégrées et entraînées en rotation par une transmission de puissance (non représentée) à partir d'un moteur monté dans la nacelle 3a, par exemple un moteur à combustion interne alimenté en carburant à partir d'un réservoir (non représenté) également monté dans la nacelle 3a, qui loge de plus un poste de pilotage 3b, pour un contrôle télécommandé et/ou piloté de l' aérodyne, ainsi qu'une cabine et/ou une soute pour le transport respectivement de passagers et/ou d'une cargaison.
L'autre étage de chacune des soufflantes 2A et 2B peut être un second rotor multipales, coaxial au rotor 9 et contrarotatif , comme décrit ci-après en référence à la figure 3b, ou un stator multi-aubes en aval (au- dessous) du rotor 9, comme décrit ci -après en référence à la figure 3a, ou encore un stator multi-aubes en amont (au-dessus) du rotor 9, comme décrit ci-après en référence à la figure 3c.
Dans tous les cas, en sortie des deux étages de chaque soufflante, le flux d'air est sensiblement parallèle à l'axe AA de la soufflante , donc sensiblement parallèle à l'axe de lacet Z.
A titre d ' exemple, chacune des soufflantes axiales 2A et 2 B comporte deux rotors ou hélices multipales 9 et 9' d' aspiration d' air, comme représenté sur les figures 2, 2a, 2b, et 2c, les rotors ou hélices 9 et 9 ' étant entraîné (e) s en sens opposés autour du même axe AA , afin que non seulement le flux d ' air en sortie soit "redressé" sensiblement parallèlement à l'axe AA, mais en plus que les couples de réaction à la rotation des rotors 9 et 9 ' s'annulent (disposition anti-couple) , et que le débit de chaque soufflante soit optimisé.
De même, comme représenté sur la figure 3b, chacune des soufflantes 2 A et 2 B peut comporter deux rotors ou hélices multipales coaxiales 9 et 9' carénées et contrarotatives , autour de leur axe AA commun (qui est l'axe de la soufflante correspondante), dans la même veine 10 de sorte à "redresser" le flux d'air parallèlement à l'axe AA et à annuler le couple de réaction dans chaque soufflante axiale 2A ou 2B.
Dans tous les cas, les soufflantes 2A, 2B du dispositif, alignées l'une derrière l'autre le long de l'axe de roulis X sur lequel chacune d'elles est centrée, doivent alimenter les ouïes de soufflage 8, aménagées le long des deux côtés de la structure porteuse 3, en regard des voilures longitudinales 1, pour assurer un soufflage latéral de ces voilures longitudinales 1, afin de développer des forces de sustentation d'intensité supérieure aux forces de pesanteur appliquées sur 1 ' aérodyne , pour permettre un décollage vertical de ce dernier, tout en assurant sa stabilité, comme cela est également et précisément décrit dans WO 2011/067527.
Dans les exemples de réalisation selon les figures 2 à 3c, chacune des soufflantes axiales 2A et 2B , a son ou ses rotors tels que 9 et 9 ' entraîné (s) en rotation autour de 1 ' axe AA de la soufflante, sensiblement parallèle à l'axe de lacet Z.
En variante de la figure 2, la figure 2a représente une réalisation dans laquelle chaque voilure longitudinale 1 est directement adj acente le long de son bord d' attaque , au bord latéral de la structure 3 sur au moins toute la longueur du bord inférieur des ouïes latérales 8 en regard, de sorte que le flux d' air sortant des ouïes 8 souffle uniquement l'extrados de la voilure 1 pour produire un effet Coanda, à la différence de la figure 2, sur laquelle le flux d'air sortant des ouïes 8 souffle l'extrados et l'intrados de chaque voilure 1. Dans la variante de la figure 2b, chaque voilure longitudinale 1 est dans le prolongement latéral du bord latéral de la structure 3, auquel cette voilure 1 est solidarisée par son bord d'attaque, de sorte que l'effet Coanda est obtenu par le soufflage de l'extrados du profil de la voilure 1 qui vient en continuité du bord inférieur des ouïes 8 de soufflage sur au moins toute la longueur de ces dernières .
Dans toutes les figures 2 à 3c, en aval de la veine 10 de section transversale circulaire, dans laquelle les deux étages multipales ou multi -aubes (rotor {s} ou stator) de chaque soufflante 2A ou 2B sont carénés, le flux de sortie de l'hélice 9 ou des rotors ou hélices 9 et 9' (figures 2 à 2c et 3b) est partagé en deux moitiés dans un distributeur-diffuseur 11, schématiquement représenté en perspective sur la figure 5. Ce distributeur-diffuseur d' air 11 est subdivisé en deux moitiés ou demi-distributeurs lia et 11b, qui sont adjacents 1 ' un à l'autre et symétriques 1 ' un de 1 ' autre par rapport au plan défini par 1 ' axe AA de la soufflante (sensiblement parallèle à 1 ' axe de lacet Z) et 1 ' axe de roulis X, lorsque le distributeur-diffuseur d'air 11 est convenablement positionné dans le prolongement de la veine carénée 10 vers l'intérieur de la structure porteuse 3, le demi -distributeur lia de ga che sur la figure 5 étant représenté schématiquement en perspective sur la figure 5a et en coupe transversale dans les figures 2 à 3b . Chacun des deu demi -distributeurs lia et 11b délimite un conduit coudé 12 (voir figures 2, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b et 3c) entre une ouverture d'entrée 13 de forme semi-circulaire, dans un plan perpendiculaire à l'axe AA de la soufflante, et une ouverture de sortie 14 de forme, par exemple, semi-elliptique, dans un plan sensiblement parallèle à 1 ' axe AA de la soufflante ou faiblement incliné sur cet axe AA, et allongée le long de son grand axe Ax, qui est parallèle à l'axe de roulis X lorsque le distributeur-diffuseur 11 est en position opérationnelle dans la structure 3. Dans cette position, l'ouverture de sortie 14 est située en amont ou même directement au niveau des ouïes 8 latérales de la structure 3, d'un côté de cette structure 3, pour le soufflage transversal de la voilure longitudinale 1 en regard de ces ouïes 8, comme schématiquement représenté sur les figures 2 à 3c.
Ainsi , chaque demi-distributeur lia ou 11b reçoit , par son ouverture d'entrée 13, l'une respectivement des deux moitiés du flux d'air en sortie de la soufflante 2A ou 2B , cette moitié de flux étant délimitée autour du ou des moyeu (x) du rotor 9 ou des rotors 9 et 9 ' , et d' un côté respectif du plan délimité par 1 ' axe AA de la soufflante et l'axe de roulis X. Cette moitié de flux d'air captée par l'ouverture 13 d'un demi-distributeur lia ou 11b est ainsi du côté de 1 ' une respectivement des deux voilures longitudinales 1, vers laquelle 1 ' ouverture de sortie 14 du conduit coudé 12 correspondant dirige cette moitié de flux d'air qui traverse ce conduit coudé 12. Ainsi , chacune des deux voilures longitudinales 1 est latéralement soufflée par celui des deux demi-distributeurs lia et 11b qui se trouve du même côté que la voilure 1 considérée, par rapport au plan défini par les axes de roulis X et de lacet Z. De la sorte, le flux d'air aspiré par chaque soufflante axiale 2A ou 2B par la rotation de son ou ses rotors 9 et 'est partagé en deux moitiés, dont chacune traverse l'un respectivement des deux demi-distributeurs lia et 11b, pour être latéralement soufflée sur l'une respectivement des deux voilures longitudinales 1 située du même côté que le demi-distributeur lia ou 11b correspondant.
En outre, dans chaque demi-distributeur lia ou 11b, le conduit coudé 12 correspondant reçoit , entre son ouverture d'entrée 13 et son ouverture de sortie 14, une pluralité de cloisons déflectrices 15, qui délimitent des canaux qui canalisent la moitié de flux d'air traversant ce conduit coudé 12. Ces cloisons 15 sont, d'une part, définies par des génératrices qui sont toutes parallèles à l'axe de roulis X et, d'autre part, cintrées de sorte que toutes les cloisons longitudinales 15 présentent leur concavité tournée sensiblement dans une même direction, c'est-à-dire vers le haut e vers le côté de la structure porteuse 3 où s ' étend la voilure longitudinale 1 soufflée transversalement par la moitié de flux d' air qui traverse le conduit coudé 12 recevant la pluralité de cloisons 15 considérées .
Dans les exemples des figures 2, 2a, 2b, et 2c le conduit coudé 12 loge trois cloisons 15 longitudinales et cintrées, entre une grande paroi interne et inférieure 16 , délimitant le conduit coudé 12 d' un demi- distributeur tel que lia vers 1 ' autre demi-distributeur tel que 11b, et une petite paroi externe et supérieure 17 , délimitant ce même conduit coudé 12 du côté du centre de courbure moyen ou commun des cloisons cintrées 15. A noter que la paroi interne et inférieure 16 es t également cintrée et concave ve s 1 ' intérieur du conduit 12 dans la même direction que les cloisons 15 , tandis que la paroi externe supérieure 17 est aussi cintrée dans la même direction mais à convexité tournée vers l'intérieur du conduit coudé 12, les deux parois 16 et 17 étant également définies par des génératrices parallèles à l'axe de roulis X. Dans les exemples des figures 3a (à un rotor 9 et un redresseur statorique 18 décrit ci-après), 3b (à deux rotors 9 et 9' contrarotatïfs ) , et 3c (à un rotor 9 et un distributeur-déviateur statorique 18 ' décrit ci- après) , la pluralité de cloisons longitudinales cintrées 15 ne comprend que deux cloisons 15 entre la paroi interne inférieure 16 et la paroi extérieure et supérieure 17, mais dans tous les exemples de réalisation, on peut considérer que le centre moyen ou commun de courbure de ces cloisons 15 et parois 16 et 17, toutes cintrées et définies par des génératrices parallèles à 1 ' axe de roulis X, se trouve du côté ou sensiblement au niveau du bord supérieur du côté latéral correspondant de la structure 3, sensiblement à 1 ' intersection du plan de 1 ' ouverture de sortie 14 avec le plan de 1 ' entrée d' aspiration 2a ou 2b de la soufflante correspondante.
En outre, chaque demi-distributeur lia ou 11b est réalisé de sorte que 1 ' aire de la section transversale du conduit coudé 12 , perpendiculairement à la direction locale de 1 ' écoulement de 1 ' air dans ce conduit coudé 12 , est sensiblement constante et égale à 1 ' aire de la section de 1 ' ouverture d' entrée 13 du conduit coudé 12 correspondant , depuis cette dernière jusqu'à la section de 1 ' ouverture de sortie 14, ou de préférence, progressivement et continûment croissante de 1 ' ouverture d' entrée 13 à 1 ' ouverture de sortie 14 , de sorte que le rapport de 1 ' aire de la section de sortie 14 sur l'aire de la section d'entrée 13 (en demi-cercle) soit compris entre 1 et 2, de préférence entre 1 et 1,2, ce qui produit un effet bénéfique à la fois sur la poussée et sur un meilleur équilibre de pression entre l'intérieur du conduit et la pression ambiante, ce qui permet d'utiliser un « tissu » pour constituer les parois de la gaine, comme plus précisément décrit ci-après en référence à la figure 15.
En variante, l'ouverture de sortie 14 peut être différente d'une demi-ellipse, et être plus généralement une ouverture aplatie dans une direction parallèle à l'axe de roulis X, et, en particulier, une ouverture de forme ovoïde voire même rectangulaire, ou quasi- rectangulaire .
Dans le cas d'une telle variante, la forme de la section transversale du conduit coudé 12 de chaque demi- distributeur lia ou 11b évolue progressivement d'une forme semi-circulaire au niveau de 1 ' ouverture d' entrée 13 , dans un plan sensiblement perpendiculaire à 1 ' axe AA de la soufflante , à une forme ovoïde ou sensiblement rectangulaire, au niveau de l'ouverture de sortie 14, dans un plan sensiblement parallèle à l'axe AA de la soufflante, ou incliné sur 1 ' axe de la soufflante .
Dans un exemple particulier de réalisation, la forme des sections transversales du conduit coudé 12 évolue progressivement, à partir de l'ouverture d'entrée semi-circulaire 13 , en demi-ellipses d' aire de section au minimum sensiblement constante, et de préférence progressivement croissante et allongées selon leur grand axe, qui est parallèle à l'axe de roulis X, jusqu'à une demi-ellipse de plus grand axe à l'ouverture de sortie 14.
Comme l'aire de la section transversale du conduit coudé 12 est au minimum sensiblement constante, et comme le grand axe des demi-ellipses augmente progressivement de l'ouverture d'entrée 13 à l'ouverture de sortie 14, cela signifie que, corrélativement, le petit axe diminue progressivement de l'ouverture d'entrée 13 à l'ouverture de sortie 14, comme cela est représenté sur la figure 6, par quatre courbes , dont l'une, passant par les valeurs 1 sur les axes des abscisses et des ordonnées , correspond à 1 ' ouverture d'entrée 13 semi-circulaire, dont une autre courbe, passant par la valeur 1 , 3 en abscisses et 0,77 en ordonnées, correspond à la demi- ellipse de plus grand axe à 1 ' ouverture de sortie 14 , et dont les deux autres correspondent respectivement à une demi-ellipse à 30° et à une demi-ellipse à 60° pour un angle a de respectivement 30° et 60°, tel que représenté sur la figure 2c, entre le plan sensiblement de l'ouverture d'entrée de la soufflante et le plan 0102 d'une section courante, où 01 est la trace de l'axe de courbure moyen ou commun des cloisons 15 et parois 16 et 17 cintrées, ou sensiblement à l'intersection des plans des ouvertures d'entrée 13 et de sortie 14.
Ainsi , le grand axe de la demi-ellipse de l'ouverture de sortie 14 peut être compris sensiblement entre 1 , 2xD et 1 , 5xD, où D est le diamètre de la section semi-circulaire de l'ouverture d'entrée 13.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 5a à 5d et 6, ainsi que sur la figure 7, le grand axe Ax de la section semi-elliptique du conduit coudé 12 évolue progressivement entre D à l'ouverture d'entrée 13 et l,3xD à l'ouverture de sortie 14, et le petit axe Az de la section semi-elliptique évolue progressivement entre D et 0 , 77xD (où D est toujours le diamètre de la section de l'ouverture d'entrée 13), la figure 7 montrant que l'évolution des valeurs des grand et petit axes de la section semi-elliptique Ax et Az se fait progressivement selon deux courbes, en fonction de l'angle de la figure 2c qui varie entre 0° et 90°, de sorte que les deux courbes présentent des tangentes horizontales à leurs deux extrémités, pour =0° (les deux tangentes sont confondues à la valeur 1 pour Ax D et
A A
A7/D) et pour a=90° (où —- = 1.3 et — = 0,77.). En outre,
D D
les deux courbes présentent un point d'inflexion entre leurs deux extrémités, et plus précisément pour a vois in de 45°.
Les tangentes horizontales aux deux extrémités des courbes pour 0° et 90° représentent une condition nécessaire pour que le flux d'air traversant chaque conduit coudé 12 , c ' est-à-dire la moitié du flux d' air total délivré par le rotor 9 , ou les rotors 9 et 9 ' , soit perpendiculaire aux sections des ouvertures d' entrée 13 et de sortie 14 du conduit coudé 12. La constance de 1 ' aire de la section transversale du conduit coudé 12 est une condition minimale à respecter pour réduire les pertes de charge à la traversée des demi-distributeurs lia et 11b, en évitant les surpressions locales et réduction de vitesse d' écoulement de 1 ' air .
En variante de réalisation, et en se référant par exemple à la figure 12 , plus complètement décrite ci - après , Le conduit 12 es constitué , à partir de son ouverture d ' entrée 13 semi-circulaire , d' une première partie ou partie amont qui est coudée et comprend les cloisons déflectrices 15 de guidage du flux d'air traversant le conduit 12 , et dont les sections transversales évoluent progrèssivement de la section semi-circulaire à 1 ' entrée 13 à des sections sensiblement demi-elliptiques, et d' une seconde partie , ou partie aval s ' étendant en aval des cloisons 15 , et donc sans ces cloisons 15 , et qui est sensiblement droite ou rectiligne, avec des sections transversales dont la forme évolue progrèssiveinent de sorte à assurer le raccordement entre la dernière section sensiblement demi-elliptique de la partie amont, au niveau du bord de fuite des cloisons 15, et la section sensiblement rectangulaire de l'ouverture de sortie 14 de ce conduit 12. Dans cette variante de réalisation, l'évolution de la section transversale du conduit 12 sensiblement en demi-ellipses est réservée à la partie amont fortement coudée du conduit 12, puis est poursuivie dans la partie aval sensiblement rectiligne ou faiblement coudée du conduit 12, par des sections aplaties ovoïdes (en demi ovale) jusqu'à la section de sortie 14 sensiblement rectangulaire .
D'autre part, en se référant par exemple à la figure 2 ou 12 , pour équilibrer les per es de charge dans la zone du conduit 12 comportant des cloisons 15 , et limiter leur poids, on a un grand intérêt à limiter le nombre de cloisons 15 à 4 ou 5 et à choisir leur positionnement radial de façon à ce que, d'une part, la section transversale de chaque canal délimité par deux cloisons 15 voisines reste sensiblement constante sur toute la longueur du canal , c ' est à dire pendant la traversée par le flux d'air de la zone des cloisons 15 , et que, d'autre part, le ratio de chaque section transversale sur la surface latérale de chaque canal reste sensiblement équivalent entre les canaux délimités par les cloisons 15.
L'exemple de réalisation des figures 3a, 4a et 4b présente l'avantage supplémentaire de comporter de plus, par rapport aux exemples des figures 2, 2a, 2b, 2c et 3b, un redresseur de flux 18 statorique, représenté schématiquement en plan sur la figure 4a, et disposé, comme montré sur la figure 3a, immédiatement en aval du rotor multipales 9, entre ce dernier et les deux demi- distributeurs lia et 11b. Ce redresseur 18 comporte une pluralité d ' aubes fixes 19, par exemple quinze aubes 19 , qui ont pour fonction de réduire sinon supprimer la composante giratoire du flux en sortie du plan de la soufflante axiale correspondante, c'est-à-dire en sortie du rotor 9, pour que 1 ' orientation du flux devienne complètement parallèle à l'axe AA de la soufflante, ce qui a pour effet principal d'offrir un meilleur angle d'attaque des cloisons 16 qui , elles, ont une orienta¬ tion parallèle à l'axe de roulis X. Cet arrangement permet aussi de récupérer une plus grande part de l'énergie cinétique dans la direction parallèle à l'axe AA de la soufflante, et donc un meilleur rendement propulsif. Les aubes fixes 19 s'étendent radialement entre un moyeu annulaire 20 , qui est traversé par l'arbre d'entraînement du rotor 9, et une jante périphérique circulaire 21 , qui est coaxiale au moyeu annulaire 2 0 autour de l'axe AA de la soufflante , et qui est fixée à la structure porteuse 3. Les aubes fixes 19 peuvent présenter une corde qui est maximale à proximité du moyeu 20 et qui diminue progressivement vers la jante 21 . De plus, l'angle d'attaque des aubes 19 varie avec 1 ' éloignement de l'axe AA comme indiqué ci-après. En effet, comme représenté sur la figure 4b, chaque aube 19 présente un profil aérodynamique dont la surface d'extrados est convexe et la surface d'intrados concave, avec un bord d'attaque incliné selon une loi de vrillage qui fait varier l'angle d'inclinaison «2 du bord d'attaque le long de l'envergure de l'aube 19, afin d'adapter le profil aérodynamique de cette aube 19 à la variation de la déviation du flux d'air en sortie du rotor 9, et cela en fonction de la distance entre le point considéré sur l'envergure de l'aube 19 et l'axe AA de la soufflante.
De façon alternative, comme représenté sur la figure 3c, on peut inverser les positions du rotor multipales et du « redresseur » de flux en plaçant un distributeur-déviateur de flux 18 ' en tête, avant le rotor 9 e au-dessus de lui sur la figure 3c. Dans cette position, le distributeur-déviateur de flux 18' est constitué lui aussi par des aubages fixes 19', dont l'incidence varie du centre vers l'extérieur. Le but de cette déviation préalable du flux au niveau dudit distributeur-déviateur 18 ' est que les déviations dudit distributeur-déviateur 18 ' et celles de ladite dudit au moins un rotor 9 s ' annulent et que le flux se retrouve dans une orientation axiale (AA) après la traversée dudit rotor multipales 9.
Enfin, comme représenté sur les figures 3a et 3b, deux nervures élancées 22 et 22 ' , chacune de section transversale en forme de coin, peuvent être fixées le long des bords respectivement supérieur et inférieur des ouïes de soufflage 8, en faisant saillie par leur partie élancée vers la voilure longitudinale 1 en regard des ouïes 8 considérées, afin d'obtenir un effet d'éjecteur, par lequel le flux d'air sortant par les ouïes 8 et provenant de l'ouverture de sortie 14 de l'un, tel que lia, des deux demi-distributeurs, entraîne de l'air ambiant provenant du dessus et du dessous de la structure 3, lequel air ambiant vient diluer le flux sortant des ouïes 8 tout en réduisant les pertes de charge à la sortie desdites ouïes 8. A cet effet, la face de chaque nervure 22 ou 22 ' qui est tournée vers 1 ' extérieur et vers la voilure 1 est une face concave, à concavité tournée vers cette voilure 1, ce qui facilite l'entraînement d'un flux additionnel d'air ambiant par le flux d'air sortant par l'ouverture de sortie 14 du conduit coudé 12. En outre, les figures 3a et 3b montrent également qu'au niveau de l'ouverture de sortie 14 du conduit coudé 12 de chaque demi-distributeur tel que lia, les extrémités des cloisons 15 et parois 16 et 17 longitudinales cintrées qui sont voisines de 1 ' ouverture de sortie 14 peuvent être inclinées d'un angle al sur un plan perpendiculaire à l'axe AA de la soufflante qui peut être compris entre environ 0° et environ 60°, sans trop de pénalisation sur les pertes de charge. Dans ce cas, le flux transversal de soufflage des voilures longitudinales 1 a une direction vers le bas selon l'angle al qui peut être optimisé en fonction des caractéristiques aérodynamiques des voilures longitudinales 1.
Comme montré sur la figure 3a, les cloisons longitudinales cintrées 15 peuvent être encastrées par leur bord interne et supérieur dans des encoches 23 ménagées dans la base des aubes 19 du redresseur 18. Pour que ces cloisons 15 soient très légères , elles peuvent avantageusement être réalisées en matériau composite à fibres de carbone, par exemple, ou en une toile composite renforcée par des raidisseurs, comme cela peut être le cas des ailes d'engins volants dits ULM (Ultra Léger Motorisé) ou comme des voiles de bateaux à voile. Cette disposition qui utilise des toiles composites ou toiles type « ULM » sera favorisée par un choix judicieux du rapport entre la section de sortie latérale 14 et la section d'entrée 13 du conduit 12. En effet, ce choix gouverne le niveau de pression différentielle entre l'intérieur et l'extérieur du conduit 12 et donc le niveau de renforcement structurel des cloisons 16 et 17 en particulier. Pour un ratio des sections sortie 14 / entrée 13 qui reste compris entre 1 et environ 1,20, le différentiel de pression est très faible et autorise donc une construction légère du conduit 12.
Plus globalement, chacun des deux demi- distributeurs lia et 11b peut être réalisé en une structure ultralégère avec une gaine en. tissu ou toile mise en forme et tendue par des renforts, et un exemple de réalisation est schématiquement représenté sur la figure 15. Cette figure 15 représente un demi- distributeur analogue à celui lia décrit ci-dessus , et dont la toile 24 est mise en forme et maintenue tendue à la forme décrite ci-dessus par des renforts constitués de raidisseurs en forme de baguettes composites à armature de fibres de verre ou de carbone, noyée dans une matrice d'une résine synthétique rigidifiable, qui renforcent la toile 24 le long de toutes les arêtes ou bords saillants du demi-distributeur . Ces raidisseurs comprennent notamment un raidisseur 25 en demi cercle sous-tendu par un raidisseur diamétral 26 pour former un cadre définissant 1 ' ouverture d'entrée 13 , un raidisseur sensiblement rectangulaire 25 formant un cadre définissant l'ouverture de sortie 14, et constitué lui- même de quatre baguettes dont deux longues 27a et deux courtes 27b, et des raidisseurs cintrés orientés dans le sens du flux d'air traversant le conduit coudé 12 délimité par cette gaine, dont deux raidisseurs 28 définissant les arêtes latérales de chaque côté, ainsi que des raidisseurs intermédiaires, tels que 29, 30 et 31 sensiblement à mi-largeur du demi distributeur, tous les traits pleins ou en pointillés de la figure 15 correspondant à des raidisseurs composites qui renforcent la toile 24 de la gaine, dans laquelle une seule cloison cintrée 15 a été représentée pour plus de clarté du dessin, et elle-même constituée d'un rectangle de toile entouré d'un cadre dont deux côtés opposés sont rectilignes et parallèles à l'axe de roulis X, l'un d'entre eux 32 étant dans le cadre de l'ouverture d' entrée 13 , et l'autre 33 à 1 ' intérieur de la gaine, aux extrémités inférieures de deux raidisseurs cintrés 34 dont les autres extrémités sont raccordées au cadre de l'ouverture d'entrée 13, aux extrémités du raidisseur 32. Cette cloison cintrée 15 a son rectangle de toile également renforcé par un raidisseur cintré médian 35 raccordant les deux raidisseurs rectilignes 32 et 33 de cette cloison 15.
Dans les exem les de réalisation décrits ci-dessus , pour améliorer la qualité de l'écoulement dans la zone comportant les cloisons 15 et réduire ainsi la perte de charge dans cette zone, ou pour augmenter la portance au niveau des voilures longitudinales 1 , on peut avantageusement disposer sur 1 ' extrados de ces cloisons 15, et/ou sur 1 ' extrados des voilures 1 des bandes de dispositifs « anti -turbulences » . Ces dispositifs , d'une largeur par exemple de quelques centimètres (5 cm environ) , peuvent être de préférence, des membranes vibrantes auto-excitées ou bien des membranes vibrantes actives actionnées par piézo-électricité . Cette disposition est représentée schématiquement sur la figure 3a, où des bandes de membranes vibrantes 15a sont disposées longitudinalement, c'est-à-dire parallèles à l'axe de roulis (X), sur l'extrados des cloisons 15, ainsi que sur les figures 2 et 2a où l'on voit des bandes vibrantes la analogues disposées le long de l'extrados du profil 1, avec la même orientation parallèle à l'axe de roulis X.
Des membranes vibrantes actives ou auto-excitées telles que les membranes la et 15a des figures 2, 2a et 3a peuvent également être montées parallèles à l'axe de roulis X sur les surfaces d'extrados des aubes déflectrices 39 et 43 des réalisations selon les figures 8 à 14 décrites ci-après.
Un second mode de mise en œuvre de l'invention est représenté schématiquement sur les figures 8 et 9 , sur lesquelles on retrouve l'une de deux soufflantes axiales 2C , 2D, montées l'une derrière l'autre dans la structure porteuse 3 d'un aérodyne, de la même manière que décrit précédemment pour les deux soufflantes axiales 2A et 2B des figures la à 4b.
Dans chaque soufflante axiale, on retrouve donc au moins un rotor multipales 9, et éventuellement deux rotors multipales, tel que 9 et 9' de la figure 3b, coaxiaux et contrarotatifs , chacun entraîné en rotation autour de l'axe AA de la soufflante correspondante par son moyeu, tel que 36, et un arbre d'entraînement, tel que 37, relié à un groupe moto propulseur 38 logé dans la nacelle 3a de l 'aérodyne, qui est définie par un volume longitudinal continu délimité dans la partie de la structure porteuse formant le fuselage de l' aérodyne, entre et sous les soufflantes axiales 2C , 2D associées à des distributeurs-diffuseurs d ' air 11 , et dont au moins une partie peut être dédiée à recevoir une charge utile.
Comme précédemment, chaque rotor tel que 9 est monté rotatif dans une veine 10 carénée de section transversale circulaire, qui prolonge, vers l'intérieur de la structure porteuse 3, une ouverture circulaire d'aspiration d'air 2c ou 2d ménagée dans la surface supérieure de la structure 3 et chaque rotor 9 est associé à au moins un autre étage, rotorique ou statorique et redresseur. Sous le rotor 9, ou deux rotors coaxiaux et contrarotatifs , on peut retrouver également un redresseur de flux 18 à aubes 19 radiales fixes autour d'un moyeu annulaire 20 traversé par 1 ' arbre 37 du rotor 9, ou les arbres d'entraînement des rotors le cas échéant, et, sous le redresseur 18, et symétriquement de part et d'autre du plan défini par les axes de roulis X et lacet Z de l' aérodyne, deux demi- distributeurs d'air tels que celui lia précédemment décrit en référence aux figures 2 à 3c, et qui délimite dans la structure 3 un conduit coudé 12 , entre une ouverture d'entrée 13 semi-circulaire sous le redresseur 18 et une ouverture de sortie 14 de forme sensiblement rectangulaire et allongée dans le sens longitudinal, parallèlement à l'axe de roulis X de l' aérodyne, et dans lequel la moitié du flux de sortie de la soufflante 2C ou 2D correspondante est canalisée par des cloisons déflectrices longitudinales et cintrées 15 , espacées les unes des autres, chacune définie par des génératrices parallèles à l'axe de roulis X.
Entre une grande paroi inférieure interne 16 et une petite paroi supérieure externe 17 contre la structure 3, ces cloisons 15 et parois 16 et 17 longitudinales ont toutes leur concavité orientée vers le haut et latéralement vers l'extérieur de la structure 3 par rapport au plan de symétrie défini par les axes de roulis X et lacet Z de 1 ' aérodyne .
La particularité de la réalisation des figures 8 et 9 est qu'une aube 39 déflectrice longitudinale et profilée aérodynamiquement est montée dans l'extrémité de sortie du conduit coudé 12, en aval des cloisons cintrées 15, et cette aube 39 est également cintrée et définie par des génératrices parallèles à l'axe de roulis X, mais présente sa concavité tournée dans le sens opposé de la concavité des cloisons et parois cintrées 15, 16 et 17, c'est-à-dire que l'aube 39 présente sa concavité tournée vers le bas et l'intérieur, du côté de la nacelle 3a et du groupe motopropulseur 38, de telle sorte que l'aube 39, dont une partie amont est engagée dans le conduit coudé 32 et dont la partie aval est en saillie à l'extérieur de l'ouverture de sortie 14, dévie vers le bas le flux d'air traversant le conduit coudé 12, pour générer, en réaction au flux d'air dirigé vers le bas, une force de sustentation dirigée vers le haut sur la structure porteuse 3, et à laquelle s'ajoute une force de portance générée par le flux d'air sur l'aube 39 profilée, qui, en position opérationnelle, est fixée par rapport à la structure porteuse 3 dans la position de déviateur de j et représenté sur les figures 8 et 9.
Ainsi , le flux d' air vertical descendant de chaque soufflante 2C , 2D est subdivisé en deux demi- flux dont chacun est guidé et écarté latéralement par le demi- distributeur tel que lia correspondant , puis ce demi- flux est dévié vers le bas par 1 ' aube profilée 39 en un demi-flux sensiblement vertical et descendant , ce qui contribue notablement à la portance nécessaire à la sustentation de l' aérodyne, la portance globale étant la résultante d'une somme de composantes comme, par exemple la force exercée au niveau de 1 ' entrée de chaque soufflante 2c, 2d par dépression, la force exercée sur les parois et cloisons des conduits 12 , et enfin la force de portance exercée sur les voilures longitudinales 39. L'avantage d'un tel agencement est que la totalité du flux est « soufflé » sur les deux voilures longitudinales 39, et donc on bénéficie d'une contribution importante de la portance de ces voilures 39, qui permet de mieux contrôler la stabilité en roulis et tangage de l' aérodyne, compte tenu de l'espacement des points d'application de ces forces. En plus , cette disposition libère de l'espace pour la cabine et la motorisation 38 dans la nacelle 3a.
Comme représenté sur la figure 9, chaque demi-flux de chacune des deux soufflantes 2C et 2D montées 1 ' une derrière l'autre, est ainsi déporté latéralement par rapport à l'axe de roulis X, d' une distance dl qui est au moins égale et de préférence supérieure au rayon de la soufflante 2C et 2D lorsque ce demi-flux parvient à 1 ' aube 39 qui le dévie vers le bas .
Une telle configuration présente 1 ' avantage d' offrir à la fois une excellente stabilité en vol vertical et en transition entre le vol vertical et le vol de croisière , et un faible maître-couple de 1 ' aérodyne au regard du débit délivré par les soufflantes .
En effet, comme cela ressort de la figure 9, cette configuration procure une portance répartie l érale- ment, de part et d'autre du plan de symétrie défini par les axes de roulis X et de lacet Z, et sur toute la longueur des soufflantes 2C et 2D. Cette portante peut aussi être modulée dans le sens longitudinal (paral¬ lèlement à l'axe de roulis X), de sorte qu'on peut ainsi contrôler à la fois le roulis et le tangage.
La force de portance Fl qui s'exerce sur l'aube 39 déflectrice et profilée s'applique donc de part et d'autre du plan de symétrie XZ précité, et à une distance dl importante de ce plan, ce qui procure un couple cle redressement plus efficace. Simultanément, ces forces de portance FI s'exercent à une distance d2 (voir figure 9) au dessus du centre de gravité G situé au niveau du groupe moto propulseur 38 (et où s'applique le vecteur poids W) . Cette disposition est plus favorable pour la stabilité que si le centre de gravité G était placé au dessus du plan de portance.
Concernant le faible maître-couple au regard du débit des soufflantes, il faut souligner que l'alignement des soufflantes (de préférence au moins une paire) 2C et 2D sur l'axe de roulis X de 1 ' aérodyne fait que le diamètre de ces soufflantes 2C et 2D peut être dimensionné aux limites de la largeur de la nacelle 3a de 1 ' aérodyne ou de la structure porteuse 3 , de préférence supérieur à 80 % de cette largeur, d'où un débit maximum par soufflante , ce qui es très intéressant car, pour réduire la puissance installée au niveau du moteur 38 pour obtenir une force de levage donnée, il est intéressant d'obtenir un débit d'air maximum à basse vitesse, donc d'utiliser des soufflantes 2C et 2D de section importante (toutes choses égales par ailleurs, la puissance moteur nécessaire pour produire une portance est inversement proportionnelle à la racine carrée de la section des soufflantes). En outre, le nombre des soufflantes peut être augmenté sans pénalisation sur le maître-couple, car la résistance à l'avancement, du fait de l'alignement des soufflantes les unes derrière les autres, n'augmente pas dans la même proportion que l'augmentation du débit si le nombre des soufflantes augmente. De ce fait, dans toutes les variantes décrites dans le présent mémoire descriptif, le nombre n des soufflantes de 1 ' aérodyne peut être supérieur à 10. De préférence, ce nombre n est pair lorsque chaque soufflante ne comporte qu'un seul rotor multipales , avantageusement associé à un redresseur de flux en aval ou en amont du rotor. Dans ce cas, par exemple, n peut varier de 2 à 14, selon la masse et la taille de 1 ' aérodyne .
Mais si chaque soufflante comporte deux rotors contrarotatifs comme décrit ci-dessus en référence à la figure 3b, le nombre des soufflantes peut être pair ou impair . Une telle réalisation est avantageuse , car des soufflantes à rotors multipales contrarotatifs présentent les avantages d' une annulation du couple gyroscopique et du fait que ces soufflantes peuvent être dépourvues de redresseur de flux en plus des avantages d'une annulation du couple giratoire et d'une augmentation du rendement des soufflantes carénées , de l'ordre de 20% qui sont aussi obtenus dès que le flux d ' air est "redressé" par la combinaison d'un rotor avec au moins un redresseur statorique en amont ou aval du rotor .
Toutes ces soufflantes ou au moins deux, et de préférence une majorité d'entre elles sont avantageusement de type axial .
Concernant la stabilité de 1 ' aérodyne et la simplicité de sa réalisation, il est indiqué, comme représenté sur la figure 10, de ne pas monter une aube déflectrice longitudinale telle que 39 spécifique dans le demi-distributeur lia de chacune des différentes soufflantes telles que 2C et 2D montées l'une derrière l'autre, et sur un même côté de l' aérodyne, mais au contraire de prévoir une unique et même aube déflectrice longitudinale 39 qui soit commune à tous les demi- distributeurs lia d'un même côté de 1 ' aérodyne, et donc qui s'étend sur toute la longueur des différentes soufflantes 2C et 2D, dans un collecteur de sortie 40 qui est commun à tous les conduits coudés 12 du même côté correspondant de l' aérodyne, et délimité entre l'extrémité aval des cloisons cintrées 15 et l'ouverture de sortie 14, qui, dans ce cas, est également commune à tous les conduits coudés 12 dudit même côté de l' aérodyne. La partie amont de l'aube 39 est engagée sur toute sa longueur dans ce collecteur de sortie 40 commun, et la partie aval de l'aube 39 fait saillie sur toute sa longueur à l'extérieur de ce collecteur de sortie 40 et est orientée sensiblement vers le bas.
La figure 10 représente en vue de dessus , une partie des deux soufflantes 2C et 2D disposées l'une derrière l'autre, et, pour plus de clarté, les rotors des soufflantes et les redresseurs n' ont pas été représentés. On voit clairement la continuité longitudinale de l'aube 39 déflectrice et profilée, repérée en pointillés forts, et qui s'étend sur toute la longueur des deux soufflantes 2C et 2D, dans 1 ' ouverture de sortie longitudinale 14 et le collecteur de sortie longitudinal 40 ainsi ménagés dans le côté correspondant de la s ructure porteuse 3. La frontière des cloisons cintrées 15, en dehors de la projection de l'ouverture d'aspiration 2c ou 2d correspondante, est également représentée en pointillés légers.
Afin de préparer 1 ' aérodyne pour une vitesse de croisière importante, au moins un volet ou capot obturateur longitudinal 41, de section transversale profilée, est monté mobile, par exemple pivotant autour d'un axe longitudinal 42 sensiblement parallèle à l'axe de roulis X, le long d'un grand côté longitudinal supérieur de la structure porteuse 3 , et ce ou ces capot (s) 41 s'étend ou s'étendent sur toute la longueur des soufflantes telles que 2C et 2D, et présente (nt) , vu en plan, une forme externe sensiblement rectangulaire. Ainsi , en rabattant le ou les capot (s ) 41 sur les ouvertures d' aspiration des soufflantes 2C et 2D par pivotement autour de l'axe 42 , à 1 ' aide d'un ou plusieurs vérin (s) (non représenté) de fermeture/- ouverture par exemple, et en effectuant la même manœuvre sur le ou les capot (s ) 41 analogue ( s ) pivotant (s) sur 1 ' autre côté , pour couvrir les moitiés des soufflantes 2C et 2D situées de l'autre côté du plan de symétrie XZ, on peut obturer toutes les ouvertures associées aux soufflantes dans la surface supérieure de la structure porteuse 3, comme représenté également sur les figures lia et 11c , représentant respectivement un capot 41 en position relevée, correspondant à 1 ' ouverture et au fonctionnement des soufflantes pour le vol vertical , et un capot 41 en position rabattue, correspondant à la fermeture des soufflantes non actives en vol de croisière .
En variante (non représentée), le ou les capot (s ) mobile (s) sont montés coulissants le long de la structure porteuse 3, sur cette dernière, entre une position d'ouverture et une position de fermeture des soufflantes, respectivement pour le vol vertical et le vol de croisière.
Dans le même but, l'aube 39 montée dans l'ouverture de sortie 14 commune aux canaux coudés 12 de tous les demi-distributeurs lia d'un même côté de l' aérodyne peut être pivotée, comme représenté sur les figures lia et 11c, de sorte à obturer totalement l'ouverture de sortie 14, et à améliorer ainsi 1 ' aérodynamisme de 1 ' aérodyne en vol de croisière.
Le détail de la figure lia représenté sur la figure
11b montre que 1 ' aube 39 cintrée et profilée peut pivoter par sa partie amont, sensiblement de l'intérieur du collecteur de sortie 40 commun où cette partie amont s'étend en position normale de fonctionnement en vol vertical, vers et contre la face interne du bord externe et inférieur de la structure portante 3 qui délimite le bord supérieur de l'ouverture de sortie 14, tandis que la partie aval de l'aube 39, normalement en saillie à l'extérieur du collecteur de sortie 40 et dirigée sensiblement vers le bas , peut pivoter vers la structure porteuse 3 dans sa partie qui délimite le bord inférieur et interne de 1 ' ouverture de sortie 14 , pour adopter la position de fermeture représentée sur la figure 11c .
Bien entendu, pour assurer la sustentation de 1 ' aérodyne en vol de croisière, 1 ' aérodyne est équipé d'ailes sustentatrices , par exemple d' ailes telles que les voilures transversales arrière 5 et avant 6 de 1 ' aérodyne des figures la et lb, ou encore des ailes transversales avant e arrière et hautes, équipant classiquement de nombreux aéronefs, et la propulsion est assurée à l'aide d'au moins une hélice de propulsion ou au moins une turbine propulsive ou thermopropulsive (non représentée) . La figure 14 représente schématiquement une aile haute 44, qui prolonge latéralement vers l'extérieur la structure porteuse 3, au niveau de ses bords longitudinaux et supérieurs, et qui peut avoir, en plan, une forme transversale conventionnelle, ou encore une forme en triangle, en delta ou double-delta, avec un bout d'aile externe relevé en ailette contre les tourbillons marginaux.
Dans ce cas, les capots 41 et les aubes 39 pivotent, ou plus généralement se déplacent, de leur position respectivement d'ouverture et de déviation de jet de la figure lia, pour le vol vertical, à leur position de fermeture de la figure 11c , pour le vol de croisière, à partir du moment où 1 ' aérodyne a atteint une vitesse horizontale suffisante pour être porté par ses ailes transversales .
A noter que l'aube profilée 39, qui peut pivoter autour de deux points a et b comme indiqué sur la figure 11b, peut aussi être utilisée pour vriller son profil, par un pivotement différentiel selon la longueur de 1 ' aube 39, de façon à moduler sa portance sur sa longueur afin d' équilibrer 1 ' aérodyne autour des axes de tangage Y et de roulis X.
Les mêmes dispositions peuvent être reprises sur la variante de réalisation représentée sur les figures 12 e 13 , sur lesquelles une pluralité d' aubes déflectrices longitudinales cintrées et profilées est installée à la place de l'unique aube 39 des figures 8 à 11c, dans le collecteur de sortie 40 commun à tous les demi- distributeurs lia d'un même côté de l' aérodyne, et en nombre égal à celui des soufflantes telles que 2C et 2D utilisées. Cette pluralité d'aubes 43 comprend au minimum deux aubes 43, mais de préférence en comprend quatre ou plus .
A titre d'exemple, sur la figure 12 et sur son détail de la figure 12a, quatre aubes longitudinales cintrées et profilées 43 sont espacées et décalées les unes des autres respectivement de l'extérieur vers l'intérieur et de haut en bas, par rapport à la structure porteuse 3, et s'étendent dans le collecteur de sortie 40 commun de sorte à ce que leurs bords de fuite soient tous situés sensiblement dans le plan de l'ouverture de sortie 14 commune aux différents conduits coudés 12 du même côté de l' aérodyne. Comme dans l'exemple des figures 8 et 9 , la concavité des quatre aubes longitudinales 43 est tournée dans le sens opposé à celle des cloisons cintrées 15 des demi-distributeurs lia du même côté, de sorte que les demi-flux de sortie des soufflantes 2C et 2D qui parcourent les conduits coudés 12 correspondants sont tout d'abord progressivement guidés latéralement vers l'extérieur par les cloisons 15 puis canalisés vers le bas par les aubes longitudinales 43 déflectrices et profilées pour la génération de force de sustentation de 1 ' aérodyne .
Sur la figure 12, on retrouve également un capot obturateur mobile 41 , ici encore pivotant autour d'un a e longitudinal 42 , pour la fermeture des moitiés des soufflantes 2C et 2D du même côté, et les aubes 43 peuvent également être toutes pivotées autour d'un axe longitudinal respectif pour s'appliquer les unes contre les autres en épi dans une disposition d' ensemble qui ferme 1 ' ouverture de sortie 14 longitudinale et commune aux conduits coudés 12 de ce même côté de 1 ' aérodyne .
La figure 13 représente en vue de dessous une partie des deux soufflantes 2C et 2D avec une pluralité d' aubes longitudinales 43. Comme sur les figures 12 et 12a, on constate que 1 ' étendue longitudinale de ces aubes 43 est clairement visible sur la figure 13 et qu' elles s'étendent sur toute la longueur des soufflantes utilisées . Sur la figure 13 comme sur la figure 10 , pour plus de clarté, les rotors des soufflantes et les redresseurs ou distributeurs-déviateurs n'ont pas été représentés, et on distingue en pointillés légers la frontière des cloisons cintrées 15 dans les deux conduits coudés 12 situés de ce même côté.
La figure 16 représente une variante d' aérodyne selon l'invention, en vue schématique de profil, avec les veines et canaux de flux d'air des soufflantes axiales qui sont représentés en pointillés. L ' aérodyne est équipé d'une pluralité de soufflantes axiales, dont chacune a son axe de rotation AA parallèle à l'axe de lacet Z de 1 ' aérodyne, et ces axes AA s'étendent dans le plan médian de symétrie de 1 ' aérodyne qui est défini par les axes de roulis X et lacet Z, et qui , en configuration normale de 1 ' aérodyne, est un plan vertical correspondant au plan de la figure 16. Les soufflantes axiales de la pluralité de soufflantes de 1 ' aérodyne sont ainsi disposées les unes derrières les autres, de l'avant vers l'arrière de l' aérodyne, et toutes centrées dans le plan médian de symétrie précité . Cette pluralité de soufflantes axiales comprend au moins deux soufflantes du type précédemment décrit , dans lequel chaque soufflante est associée à un distributeur- diffuseur d'air 11, comme décrit ci-dessus , et au moins une soufflante d' un type différent, qui est une soufflante traversante ou à sortie de flux axiale, c'est-à-dire dont la veine délimitée par son carénage traverse la structure 3 de 1 ' aérodyne parallèlement à son axe AA et de la face supérieure à la face inférieure de la structure 3, verticalement en configuration normale de 1 'aérodyne. Comme déjà expliqué, le premier type est une soufflante axiale à sorties de flux latérales du distributeur-diffuseur associé, ou non- traversante , c'est-à-dire avec une ouverture d'entrée ou d'aspiration circulaire dans la face supérieure de la structure 3 et une veine subdivisée en deux par un distributeur tel que décrit ci-dessus, avec deux demi- distributeurs dont chacun guide la moitié du flux d'air de la soufflante vers l'une respectivement de deux ouvertures ou sections latérales de sortie à l'extrémité aval d' un conduit coudé correspondant , les sections de sortie débouchant chacune dans 1 ' un respectivement des deux côtés latéraux de la structure 3 et coopérant avec une ou plusieurs aubes déflectrices longitudinales cintrées et profilées déviant les flux de sortie vers le bas , comme décrit précédemment . Dans 1 ' exemple représenté sur la f igure 16 , la partie avant et médiane de 1 ' aérodyne est ainsi équipée d' une série limitée à deux soufflantes axiales 2A1 et 2A2 non-traversant:es , associées chacune à deux orifices ou sections de sortie 14Ai et 14A2 latérales du distributeur-diffuseur correspondant et symétriques 1 ' une de 1 ' autre sur les côtés de la structure 3. Ces soufflantes 2Al et 2A2 peuvent être associées à des ouvertures de sortie 14A1 et 14A2 spécifiques, équipées d' aubes déflectrices longitudinales cintrées et profilées telles que 39 des figures 8, 9 et lia à 11c ou telles que 43 des figures 12 et 12a, et qui sont spécifiques à chaque ouverture de sortie 14 , ou encore des ouvertures de sortie 14 qui participent à la définition d'un collecteur de sortie 40 longitudinal, de chaque côté de l' aérodyne, et commun à toutes les soufflantes axiales de ce type et de cette première série, avec des aubes déflectrices cintrées et profilées 39 ou 43 qui s'étendent 1ongitudinalement dans les collecteurs de sortie communs 40 comme sur les figures 10 et 13. La pluralité de soufflantes axiales non traversantes de 1 ' aérodyne est complétée par une soufflante axiale 2B1 traversante, ou à sortie de flux axiale, implantée à l'arrière de la soufflante 2A2 , entre cette dernière et une déri e verticale 4 d'un empennage arrière pouvant comprendre également une voilure transversale 5, agencée de manière connue, en plan fixe réglable autour d'un axe parallèle à l'axe de tangage Y, formant stabilisateur, pour régler l'assiette de l 'aérodyne, à l'avant, et en partie arrière, en une surface orientable par pivotement autour d'un axe transversal pour faire office de gouvernail de profondeur, la dérive 4 pouvant comporter également une partie orientable autour d'un axe parallèle à l'axe de lacet Z, pour stabiliser 1 ' aérodyne en vol d'avancement et faire office de gouvernail de direction. A l'avant de l' aérodyne, la structure 3 supporte une voilure transversale avant 6 qui , comme dans 1 ' exemple d' aérodyne des figures 1A et 1B, peut-être de type canard et comprendre deux éléments de voilure qui sont chacun en saillie sur l'un respectivement des deux côtés de la nacelle 3a de la structure 3 , chacun des éléments de voilure étant commandé en orientation autour d'un axe transversal , de manière connue. Pour la propulsion, 1 ' aérodyne peut comporter de plus au moins une turbine propulsive ou au moins une hélice propulsive non représentée.
La soufflante traversante 2B1, ou chacune des soufflantes de ce type équipant l' aérodyne, présente une ouverture de sortie 14B1 qui est dans le prolongement vertical de l'entrée de cette soufflante 2B1, et présente une section de sortie qui est égale ou de préférence légèrement supérieure, de 10 à 30 %, à la section d'entrée, dans la face supérieure de la structure 3. Chaque soufflante traversante telle que 2B1 peut avantageusement comporter un redresseur de flux, tel que 18 décrit ci-dessus (en référence à la figure 3a notamment) en aval d'un rotor multipales tel que 9, ou deux rotors contrarotatifs tels que 9 et 9', comme décrit ci-dessus (notamment en référence à la figure 3b) , comme cela peut également être le cas de chacune des soufflantes non-traversantes 2A1 et 2A2 , de préférence identiques l'une à l'autre. La ou les soufflantes traversantes telles que 2Bl peut ou peuvent être entraînée (s) en rotation par le même système d'entraînement mécanique que les soufflantes non traversantes telles que 2A1 et 2A2.
En particulier, l'une au moins des soufflantes axiales 2Al , 2A2 et 2B1 , et de préférence cette dernière, ou toutes les soufflantes axiales traversantes (ou à sorties de flux axiales) de i ' aérodyne le cas échéant , est ou sont équipée (s) d ' un rotor ou d' une hélice à pales à pas variable et réglable, ou, le cas échéant, de deux rotors ou hélices contrarotatives à pales à pas variable et réglable, et cette ou ces hélice (s) ou rotor (s) à pas variable est ou sont entraînée ( s ) en rotation à un régime nominal constant . Ainsi , si toutes les soufflantes axiales, non- traversantes comme 2A1 et 2A2 et traversantes comme 2B1 sont entraînées par un système d'entraînement avec des rapports d'entraînements fixes, la poussée d'au moins une soufflante axiale avec hélice ou rotor à pas variable est réglable par la commande du pas de cette ou ces hélices ou rotors, pour participer à l'équilibrage de l'assiette de l'aéronef.
De plus, les soufflantes des deux types, traversantes et non-traversantes , peuvent être équipées de capots de fermeture en vol de croisière, tels que les capots 41 mobiles, représentés par exemple pivotants sur les figures lia et 11c, et décrits en référence à ces figures, ces capots n'étant pas représentés sur la figure 16.
En variante, (non représenté), 1 ' aérodyne peut comporter une ou plusieurs soufflantes axiales "traversantes" (ou à sortie de flux axial vertical) en avant et/ou en arrière des soufflantes axiales associées chacune à un distributeur-diffuseur d'air à sorties latérales .
La figure 17a représente, en coupe schématique transversale selon un plan parallèle au plan défini par les axes de tangage Y et lacet Z , une autre variante d' aérodyne selon l'invention, qui est équipée d'un dispositif de sustentation selon la figure 14 décrite ci-dessus . Dans cette variante, les flux d' air sortant des ouvertures de sortie 14 des conduits coudés 12 des deux demi-distributeurs en aval du rotor multipales 9 et du redresseur 18 de chacune des deux soufflantes axiales 2C, 2D sont déviés par les aubes déflectrices longitudinales cintrées et profilées 39 de sorte à être orientés strictement verticalement vers le bas, comme indiqué par les flèches FS. Dans ce cas, au décollage vertical ou à l'atterrissage vertical de l' aérodyne, chacun des flux de sortie FS est renvoyé par le sol, vers le haut, et se partage en un flux de retour externe FRE et en un flux de retour intérieur FRI , comme indiqué par les flèches sur la figure 17a, et les deux flux de retour intérieur FRI sont renvoyés vers la partie inférieure de la structure 3 de l' aérodyne, et, par cette partie inférieure, vers les flux de sortie FS, ce qui provoque des interactions instationnaires entre les flux de sortie FS, la structure 3 de 1 ' aérodyne et les flux de retour intérieur FRI , qui sont à l'origine de fortes instabilités difficiles à maîtriser, et que l'on dénomme « l'effet de sol ».
Pour cette raison, il est particulièrement avantageux, comme représenté sur la variante d' aérodyne de la figure 17b, de modifier l'orientation des aubes déflectrices 39, ainsi éventuellement que la géométrie et l'orientation des ouvertures de sortie 14 et des cloisons déflectrices 15 des deux conduits coudés 12 pour que, de chaque côté de l 'aérodyne, le flux de sortie FS soit, selon les flèches sur la figure 17b, dirigé légèrement vers l'extérieur, du côté correspondant par rapport au plan médian de symétrie de 1 ' aérodyne qui contient les axes AA des soufflantes 2C, 2D. Ainsi , les fractions des flux de sortie qui constituent les flux de retour intérieur FRI sont bien moins importantes que celles constituant les flux de retour extérieur FRE, de sorte que 1 ' effet de sol sur la structure 3 de 1 ' aérodyne est considérablement réduit . Par rapport au plan vertical médian de symétrie de 1 ' aérodyne qui contient les axes AA des soufflantes , 1 ' angle d' inclinaison vers le bas et vers 1 ' extérieur du flux de sortie FS est compris entre environ 5° et environ 20° , et de préférence entre environ 8° et environ 12 ° en étant le même de chaque côté . Un autre avantage de cette orientation est que, en cas de roulis intempestif de 1 ' aérodyne autour de l'axe X, l'effet de sol aura tendance à redresser 1 'aérodyne, puisque le roulis a pour effet d'augmenter l'angle d'inclinaison d'un côté et de le réduire de l'autre, et donc à créer une réaction d' anti-roulis , par l'effet de sol, du côté de l'angle d'inclinaison réduit, de sorte que 1 ' aérodyne sera sollicité, autour de l'axe de roulis X, en rotation tendant à ramener les deux inclinaisons vers leur valeur initiale et égale. La faible orientation vers l'extérieur de chaque flux de sortie FS qui est proposée est sans incidence notable sur la sustentation, car la perte de poussée verticale qui en résulte est très faible, de l'ordre de 1% pour des angles de déviation latérale de l'ordre de 10°.
La figure 18 présente une vue analogue à la figure 14 d'une autre variante d' aérodyne selon l'invention, permettant d'optimiser la section frontale de 1' aérodyne, pour une section de soufflante donnée, ou, inversement, d'optimiser la section de la ou des soufflantes d'un aérodyne, c'est-à-dire de la rendre maximaie, pour une section frontale donnée de 1 ' aérodyne .
A cet effet , au niveau du carénage de chaque soufflante 2C ou 2D qui entoure le rotor 9 et les aubes 19 du redresseur 18 , ou, le cas échéant , les deux rotors contrarotatifs 9 et 9 ' , la veine 10 et aussi le rotor 9 ou les rotors 9 et ' de chaque soufflante 2C ou 2D ont un rayon (mesuré à partir de 1 ' axe AA de rotation de la soufflante) qui est supéri eur à la distance entre le plan médian de 1 ' aérodyne contenant l'axe AA (et défini par les axes de roulis X et lacet Z) , et le point bas 14a de l'ouverture de sortie 14 de chaque côté de 1' aérodyne, c'est-à-dire le bord inférieur et interne de chaque ouverture de sortie 14. Cette disposition permet d'avoir une section importante de soufflante 2C, 2D sans pénaliser la section frontale de l' aérodyne. Pour le reste, on retrouve sur la figure 18 les organes et éléments déjà décrits ci-dessus en référence à la figure 14, et repérés par les mêmes références numériques, une autre différence étant que, sur la figure 18, deux aubes déflectrices longitudinales cintrées et profilées 39 sont montées dans l'ouverture de sortie 14.
A noter que la ou les soufflantes et, éventuellement, une ou plusieurs hélices ou turbines de propulsion en vol de croisière peuvent être entraînées par le même groupe motopropulseur 38. Comme au moins deux soufflantes sont utilisées, elles sont de préférence entraînées par un même arbre moteur connecté au groupe motopropulseur qui, pour la propulsion de croisière, peut aussi, le cas échéant, entraîner au moins une hélice ou turbine propulsive débrayable. Par contre, dans le cas d'un deuxième moteur entraînant au moins une hélice ou turbine propulsive pour la propulsion de croisière, ce deuxième moteur peut intervenir comme moteur de secours et être connectable également à l'arbre moteur des soufflantes.
Il en résulte des économies de poids et de consommation en regard du nombre de soufflantes et du débit d' air généré.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de sustentation, pour un aérodyne à décollage et atterrissage vertical ou court, par l'effet de sustentation obtenu par soufflage de la majeure partie d'un flux d'air produit par un générateur de flux d'air sur des surfaces déflectrices reliées à une structure porteuse (3), le dispositif comprenant deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1 , 39, 43), disposées de part et d'autre de l'axe de roulis (X) du dispositif et s 'étendant sensiblement parallèlement audit axe de roulis (X) , les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales ( 1 , 39, 43 ) étant symétriques l'une de 1 ' autre par rapport au plan défini par les axes de roulis (X) et de lacet ( Z ) du dispositif , le générateur de flux d' air comprenant au moins deux soufflantes axiales ( 2A, 2B, 2C, 2D) dont les axes (AA) sont sensibleme t parallèles à l'axe de lacet { Z ) , et décalés mutuellement sur 1 ' axe de roulis (X) , lesdites soufflantes axiales étant montées dans la structure porteuse (3 ) , et aspirant chacune de 1 ' air ambiant par une ouverture d' aspiration (2a, 2b, 2c, 2d) respective ménagée dans la face supérieure de la structure porteuse (3), à l'aide d'au moins un rotor multipales (9) entraîné en rotation autour de l'axe (AA) de la soufflante (2A, 2B, 2C, 2D) correspondante et caréné dans une veine (10) de section transversale circulaire prolongeant ladite ouverture d'entrée (2a, 2b, 2c, 2d) vers l'intérieur de ladite structure porteuse (3), caractérisé en ce que lesdites au moins deux soufflantes axiales comprennent chacune au moins deux étages à pluralités de pales ou d'aubes, dont l'un est ledit rotor multipales (9) mobile en rotation autour de l'axe (AA) correspondant , et qu ' il comprend en aval de chacune desdites au moins deux soufflantes axiales { 2A, 2B, 2C , 2D) , un distributeur-diffuseur d'air ( 11 ) , en deux demi-distributeurs ( lia , 11b) adjacents et symétriques 1 ' un de l'autre par rapport au plan défini par l'axe (AA) de la soufflante axiale (2A, 2B) correspondante et l'axe de roulis (X), chaque demi- distributeur (lia, 11b) délimitant un conduit coudé (12) présentant une ouverture d'entrée (13) recevant l'une des deux moitiés du flux d'air en sortie de la soufflante axiale correspondante, du côté de 1 ' une respectivement des deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1, 39, 43), et guidant l'air qui traverse ledit conduit coudé ( 12 ) jusqu'à une ouverture de sortie (14) intégrée dans l'une respectivement des deux faces latérales de ladite structure porteuse (3) grâce à une pluralité de canaux s ' étendant au moins sur une partie de la longueur dudit conduit coudé ( 12 ) et délimités par des cloisons déflectrices (15) formées par des génératrices parallèles à 1 ' axe de roulis (X) , et vers la surface ou pluralité de surfaces déflectrice ( s ) longitudinale ( s ) (1, 39 , 43 ) s i tuée du même côté que ledit demi-distributeur ( lia , 11b) , de sorte que le flux d'air aspiré par chaque soufflante axiale (2A, 2B, 2C, 2D) est partagé en deux moitiés dont chacune est, dans sa majeure partie, latéralement soufflée sur l'une respectivement des deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1, 39, 43) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend successivement, de l'avant vers l'arrière de ladite structure porteuse (3), et centrée dans un plan de symétrie défini par les axes de roulis et lacet du dispositif, une série desdites au moins deux soufflantes axiales ( 2Al , 2A2 ) coopérant chacune avec un distributeur-diffuseur d'air, suivies et/ou précédées par au moins une soufflante axiale ( 2B1 ) a sortie de flux axiale, dont le flux traverse ladite structure porteuse de haut en bas.
3. Dispositif selon la revendication 2 , caractérisé en ce que ladite soufflante axiale ( 2Bl ) à sortie de flux axiale a son axe parallèle audit axe de lacet ( Z ) et a une section de sortie ( 14B1 } située dans le prolongement vertical de sa section d'entrée, avec un rapport entre section de sortie et section d'entrée supérieur à 1, et, de préférence, compris entre 1,1 et 1,3.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendr acations 2 et 3 , caractérisé en ce qu'au moins une soufflante axiale, de préférence à sortie de flux axiale (2B1) , est équipée d'au moins une hélice à pales à pas variable et réglable, et entraînée en rotation à régime nominal constant.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que toutes les soufflantes axiales (2Al, 2A2 , 2Bl ) sont entraînées par un système d'entraînement avec des rapports d'entraînement fixes, et la poussée d'au moins une soufflante axiale avec hélice à pas variable, de préférence à sortie axiale (2B1), est réglable par la commande du pas pour participer à l'équilibrage de l'assiette du dispositif.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l e flux d'air généré par chaque soufflante axiale avec distributeur-diffuseur d'air est dirigé de chaque côté de ladite structure porteuse avec une orientation angulaire vers l'extérieur, l'angle entre la direction audit flux et un plan défini par lesdits axes de roulis et lacet du dispositif se situant entre 5° et 20°, et, de préférence, entre 8° et 12 °
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rayon d' au moins une soufflante axiale ( 2C , 2D) avec distributeur- diffuseur d'air est supérieur à la distance entre le point bas (14a) de la section de sortie (14) du flux d'air dudit distributeur-diffuseur d'air (11), et le plan médian de symétrie du dispositif, défini par les axes de roulis et lacet du dispositif.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 , caractérisé en ce qu ' au moins une par ie desdites surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1, 39, 43) s'étend longi tudinalement de façon sensiblement parallèle à l'axe de roulis (XX) sur une longueur supérieure ou égale à la somme des diamètres desdites soufflantes (2A, 2B, 2C, 2D) avec distributeur- diffuseur (11) .
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une soufflante axiale (2A, 2B) comprend deux rotors multipales (9, 9 ' ) coaxiaux et contrarotatifs autour de leur axe (AA) commun.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendi¬ cations 1 à 9, caractérisé en ce que, sur au moins une soufflante axiale (2A, 2B, 2C, 2D) avec distributeur- diffuseur (11), un redresseur (18) de flux est monté entre ledit au moins un rotor multipales (9) et ledit distributeur-diffuseur d'air (11), ledit redresseur (18) comportant une pluralité d'aubes fixes (19), qui redressent le flux d'air à la sortie de ladite soufflante sensiblement parallèlement à l'axe ( AA) de ladite soufflante axiale, les aubes fixes (19) s 'étendant radialement entre un moyeu annulaire (20) traversé au moins par un arbre d ' entraînement ( 37 ) dudit au moins un rotor multipales (9), et une jante périphérique circulaire (21), coaxiale au moyeu annulaire (20) autour de l'axe ( AA) de ladite soufflante, et fixée à ladite structure porteuse (3).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, sur au moins une soufflante axiale ( 2A, 2B, 2C, 2D) avec distributeur- diffuseur (11), un distributeur-déviateur (18') de flux est monté en amont , au-dessus , dudit au moins un rotor multipales (9), ledit distributeur-déviateur de flux (18') comportant une pluralité d'aubes fixes radiales (19'), qui dévient le flux d'air à l'entrée de ladite soufflante axiale de façon à ce que la somme des déviations de flux dues à la présence dudit distributeur- déviateur (18') et dudit au moins un rotor multipales (9) soit sensiblement nulle pour que le flux d' air ait une orientation sensiblement parallèle à l'axe (AA) de ladite soufflante axiale, en sortie de ladite soufflante axiale.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 11, caractérisé en ce que l'aire de la section transversale dudit conduit coudé (12), perpendi¬ culairement à la direction locale de l'écoulement de l'air dans ledit conduit coudé (12), est sensiblement constante ou continûment croissante de sorte que le rapport de l'aire de la section de l'ouverture de sortie (14) sur l'aire de la section de l'ouverture d'entrée (13), est compris entre sensiblement 1 et sensiblement 2, et, de préférence entre 1 et 1,2.
13. Dispositif selon 1 ' une des revendications 1 à 12 , caractérisé en ce que la forme de la section transversale dudit conduit coudé (12) évolue progressivement d ' une forme semi -circulaire à l'ouverture d'entrée (13), dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (AA) de la soufflante correspondante, à une forme ovoïde ou aplatie dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de roulis (X), à l'ouverture de sortie (14), dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de ladite soufflante ou incliné sur l'axe de ladite soufflante .
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que la forme de l'ouverture de sortie (14) du conduit coudé (12) est rectangulaire ou quasi-rectangulaire .
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 , caractérisé en ce que ledit conduit coudé (12 ) est constitué, entre son ouverture d' entrée (13 ) semi-circulaire et son ouverture de sortie (14) , d'une partie amont coudée dont les sections transversales sont, sensiblement demi-elliptiques , et comprenant la pluralité de cloisons déflectrices ( 15 ) de guidage du flux d' air traversant ledit conduit (12), et d'une partie aval, sans cloison déflectrice, et sensiblement droite entre la dernière section sensiblement demi-elliptique de ladite partie amont et ladite ouverture de sortie (14).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendi¬ cations 1 à 15, caractérisé en ce que les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales sont des voilures (1) sustentatrices longitudinales fixées latéralement à l'extérieur de la structure porteuse (3) et en regard chacune de l'ouverture de sortie (14) du conduit coudé { 12 ) de 1 ' un respectivement des deux demi-distributeurs (lia, 11b) de sorte que le flux d'air traversant ledit conduit coudé (12) soit soufflé, dans sa maj eure partie, sur la voilure longitudinale (1) en regard qui délivre une portance transmise à la structure porteuse (3).
17. Dispositif selon la revendication 16 , caractérisé en ce que la forme des sections transversales dudit conduit coudé (12) évolue progressivement, à partir de 1 ' ouverture d'entrée semi-circulaire (13), en demi- ellipses allongées selon leur grand axe qui est parai lèle à l'axe de roulis (X), jusqu'à une demi-ellipse de plus grand axe à 1 ' ouverture de sor ie (14) .
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le grand axe de la demi-ellipse de l'ouverture de sortie (14) est compris sensiblement entre 1 , 2xD et 1 , 5xD, où D est le diamètre de la section de 1 ' ouverture d ' entrée (13).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18 , caractérisé en ce que 1 ' ouverture de sortie (14) dudit conduit coudé (12) débouche au niveau d'ouïes (8) de soufflage ménagées dans un côté longitudinal de la structure porteuse (3) en regard d'une voilure longitudinale (1).
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que des nervures élancées (22, 22') de section transversale en forme de coin s'étendent le long de l'un au moins des bords supérieur et inférieur desdites ouïes (8) de soufflage des voilures longitudinales (1) et font saillies vers lesdites voilures (1) , de sorte à entraîner de l'air ambiant par la sortie du flux de soufflage latéral par les ouïes (8) et à diluer ledit flux, tout en réduisant les pertes de charge en sortie des ouïes (8) .
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que le flux de sortie des ouïes (8) est incliné vers le bas, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe (AA) de ladite soufflante ( 2A, 2B) , d'un angle al compris entre 0° et environ 60°.
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 21 , caractérisé en ce que chacune des voilures longitudinales (1) est constituée par une aile longitudinale dont le bord d' attaque est immédiatement adjacent au bord inférieur des ouïes (8) de soufflage ou en continuité du bord inférieur des ouïes (8) de soufflage dans le côté longitudinal correspondant de la structure porteuse (3), de sorte à souffler l'extrados de ladite ai 1e longitudinale ( 1) et générer une portance par effet Coanda .
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 22 , caractérisé en ce que chaque conduit coudé (2) comprend une gaine (24) en toile ou tissu mise en forme par des raidisseurs composites en forme de baguettes formant un cadre (25-26) d'entrée de gaine (24) avec un arceau (25) semi-circulaire, un cadre (27) de sortie de gaine (24) de forme sensiblement rectangulaire, des raidisseurs cintrés (28, 29, 30, 31) raccordés aux cadres d'entrée (25-26) et de sortie (27) et orientés dans la direction du flux d'air traversant le conduit coudé (12), et au moins une cloison déflectrice (15) cintrée et définie par des génératrices parallèles à l'axe de roulis (X) .
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales sont des aubes déflectrices (39, 43) profilées aér©dynamiquement , montées au moins en partie à l'intérieur des conduits coudés (12) des demi- distributeurs (lia, 11b), en aval des cloisons déflectrices (15), lesdites aubes déflectrices (39, 43 ) étant définies par des génératrices parallèles à l'axe de roulis (X) , et cintrées et présentant leur concavité tournée vers le bas et l'intérieur, du côté de ladite structure porteuse (3), de sorte à dévier les flux d'air traversant les conduits coudés (12) vers le. bas , pour générer par réaction une force de sustentation sur la structure porteuse (3).
25. Dispositi f selon la revendica ion 24 , caractérisé en ce que les conduits coudés (12), cloisons
( 15 ) et aubes (39 , 43 ) déflectrices cintrées sont agencés et dimensionnés de sorte que chaque demi-flux de chaque soufflante ( 2C , 2D) correspondante est, dans sa majeure partie, déporté latéralement par rapport à l'axe de roulis (X) d'une distance (dl) supérieure ou égale au rayon de ladite soufflante ( 2C , 2D) .
26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 et 25 , caractérisé en ce qu'une aube ( 39 ) déflectrice longitudinale est associée aux conduits coudés (12) des demi-distributeurs (lia, 11b) qui sont d'un même côté de la structure porteuse (3), une partie amont de ladite aube (39) déflectrice étant engagée à l'intérieur d'un collecteur de sortie (40) commun à tous les conduits coudés (12) dudit même côté, en aval des cloisons déflectrices (15), et une partie aval de ladite aube (39) étant saillante à l'extérieur dudit collecteur de sortie (40) et orientée sensiblement vers le bas.
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 24 et 25, caractérisé en ce qu'une pluralité d' aubes ( 43 ) déflectrices longi tudinales , espacées et décalées les unes des autres respectivement de l'extérieur vers l'intérieur et de haut en bas, par rapport à la structure porteuse ( 3 ) , est associée aux conduits coudés ( 12 ) des demi-distributeurs (lia, 11b) qui sont d'un même côté de la structure porteuse (3), et de préférence totalement engagée à l'intérieur d ' un collecteur de sortie ( 40 ) commun à tous les conduits coudés (12) dudit même côté, en aval des cloisons déflectrices (15), sensiblement à partir de l'extrémité de sortie dudit collecteur ( 4 0 ) dans laquelle sont sensiblement disposées les extrémités aval desdites aubes ( 43 ) .
2 8. Dispositif selon 1 ' une quelconque des revendi - cations 2 6 et 27 , caractérisé en ce qu ' au moins une aube ( 3 9 ) déflectrice longitudinale est montée pivotante autour d'au moins un axe longitudinal sensiblement parallèle à l'axe de roulis ( X ) , entre deux positions extrêmes, dont une position de service, dans laquelle le flux d' air parcourant les conduits coudés ( 12 ) correspondants est dévié vers le bas, et une position d'obturation de l'ouverture de sortie ( 14 ) desdits conduits coudés ( 12 ) , ou d'un collecteur de sortie commun, pour le vol de croisière .
29 . i spositi f selon 1 ' une quelconque des revendi- cations 1 à 2 8 , caractérisé en ce que le diamètre desdites soufflantes parallèlement à l'axe de tangage (Y) s'étend sur la majeure partie de la largeur de la structure porteuse ( 3 ) , et est de préférence supérieur à 8 0 % de ladite largeur.
30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 29, caractérisé en ce que des bandes (15a, la) de membranes vibrantes par auto-excitation ou par un dispositif actif sont disposées parallèlement à l'axe de roulis (X) sur l'extrados desdites cloisons déflectrices (15) et/ou sur l'extrados desdites surfaces déflectrices (1,39,43), de façon à réduire la turbulence du flux d'air lors de son passage sur les cloisons déflectrices (15) et/ou sur les surfaces déflectrices (1,39,43) .
31, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 30, caractérisé en ce que, d'une part, la section transversale de chaque canal individuel délimité par deux cloisons déflectrices (15) successives reste sensiblement constante sur toute la longueur du canal, pendant la traversée par le flux d'air de la zone desdites cloisons (15), et que, d'autre part, le ratio de chaque section transversale d'un canal individuel sur la surface latérale de ce même canal reste sensiblement équivalent entre tous les canaux délimités par lesdites cloisons ( 15 ) ,
32, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 31, caractérisé en ce qu'au moins un capot (41) obturateur est monté mobile sur la partie supérieure de ladite structure porteuse (3), entre deux positions , dont une position d'ouverture d' au moins une soufflante, en configuration de vol vertical, et une position de fermeture de ladite soufflante, dans laquelle le capot (41) recouvre cette dernière pour le vol de croisière.
33. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 32 , caractérisé en ce qu'un volume continu
(3a) , au moins en partie dédié à une charge utile est ménagé au moins sous et entre lesdites au moins deux soufflantes axiales (2A, 2B, 2C, 2D) avec distributeur- diffuseur d'air (11) .
34. Aérodyne à décollage et atterrissage vertical ou court , comprenant une structure porteuse (3) supportant un dispositif de sustentation, caractérisé en ce que ledit dispositif est selon l'une quelconque des revendications 1 à 33.
35. Aérodyne selon la revendication 34, caractérisé en ce que ledit dispositif est supporté en partie haute de ladite structure porteuse (3), laquelle est aménagée, en partie basse , en nacelle (3a) logeant notamment une motorisation (38), et supportant au moins une voilure avant transversale (6), en triangle ou delta, et/ou arrière (5) et/ou disposée entre lesdites deux surfaces ou pluralités de surfaces déflectrices longitudinales (1, 39, 43 ) dudit dispositif .
36. Aérodyne selon la revendication 34, caractérisé en ce que ledit dispositif est supporté en partie haute de ladite structure porteuse (3), laquelle est aménagée, en partie basse, en nacelle (3a) logeant notamment une motorisation (38) , et supportant au moins une aile ( 44 ) s ' étendant dans le prolongement latéral de la structure porteuse (3) et immédiatement au-dessus des ouvertures de sortie (14) latérales des conduits coudés des distributeurs-diffuseurs d' air ( 11 ) .
37. Aérodyne selon l'une quelconque des revendications 34 à 36, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre de soufflantes ( 2A, 2B, 2C, 2D) majoritairement équipées d'hélices contrarotatives (9, 9') et dépourvues de redresseur de flux.
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