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" Perfectionnements apportés aux appareils plus lourde que l'air comprenant une partie "hélicoptère" et une partie "aéroplane","
L'invention est relative aux appareils plue lourds que l'air comprenant une partie "hélicoptère" et une partie "aéroplane", ci-après désignés par le nom "hélicoplane".
Elle a pour but, surtout, de rendre plus prati- ques les appareils du genre en question.
De nombreux projets et expériences ont été faits dans le domaine visé par la présente invention. On a proposé des aéroplanes dont la voilure est remplacée par une grande hélice porteuse qui tourne sous l'effet de la translation de l'aéroplane. L'axe de cette hélice porteu- se est légèrement incliné en arrière de la verticale. Les bras de cette hélice peuvent être soit rigides, soit arti- culée sur le moyeu (hélice Renard); dans ce dernier cas, lesdits bras s'orientent dans la direction de la résultan- te entre la force centrifuge sensiblement horizontale et
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la poussée sensiblement verticale. L'angle des pales avec l'axe de l'hélice a été choisi invariable dans cette cons- truction.
D'autres constructeurs ont utilisé une hélice porteuse soit directement entraînée par un couple moteur agissant sur son moyeu, soit entraînée par des hélices-ma- nège disposées sur ses pales, ces pales pouvant contenir des moteurs individuels pour l'actionnement des hélices- manège, Dans ces co@tions, l'angle des pales avec l'axe de l'hélice porteuse était rendu automatiquement variable, mais l'angle d'incidence de l'air sur la pale était main- tenu, en principe, constant, du fait que chaque pale était tourillonnée sur son bras radial et guidée dans l'air par un empennage, afin de former avec le vent relatif un angle d'incidence constant.
On avait remarqué que l'effet gyros- copique des hélices-manège modifie l'angle d'incidence du vent relatif et on a utilisé deux hélices-manège tournant en sens inverse pour annuler l'effet gyroscopique.
Les une ont proposé, dans les appareils compre- nant de sépales empennées à angle d'incidence automatique- ment maintenu, des hélices porteuses dont l'axe était fi- xement tourillonné dans la partie aéroplane qui était en dessous, et d'autres ont proposé des hélices porteu@ses dont le centre était relié à l'aéroplane au moyen d'un cardan, cependant, dans l'un et l'autre cas, on avait fait un tout rigide de l'ensemble des bras radiaux sur lesquels étaient tourillonnées les pales empennées.
Chacun des dispositifs connus mentionnés ci-dessus présente certains inconvé- nients,
L'invention consiste, principalement, à combi- ner, dans un appareil du genre en question, les éléments connus tels que : en premier lieu, des éléments d'avion tels qu'une hélice tractive, des ailes sustentatrioes pas- sives et des gouvernails; en second lieu, une hélice por- teurseactive actionnée par des moteurs et hélices-manège
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portés par ses pales, cette hélice porteuse comprenant, comme connue des pales empennées orientables autour des bras radiaux, les bras radiaux de ces pales étant articu- lés sur le moyeu central de l'hélice porteuse, de façon que les bras s'orientent selon la résultante entre la for- ce centrifuge horizontale et la poussée sensiblement ver- ticale;
en troisième lieu,, une sorte de genouillère uni- Terselle constituée par une rotule ou par un cardan, in- tercalée entre la partie hélice porteuse et la partie aé- roplane, ce qui signifie que l'hélice porteuse est libre en ce qui concerne l'angle de ses pales avec son axe, li- bre en ce qui concerne l'angle de ses bras radiaux avec le plan de son moyeu, et que la partie aéroplane est à son tour libre de se déplacer angulairement en tous sens par rapport à la partie hélicoptère, cette dernière arri- vant ainsi à conserver son plan, qui est sensiblement ho- rizontal, sans être dérangée par les mouvements angulaires divers de la partie aéroplane,
L'invention consiste, mise à part cette dispo- sition principale,
en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment: en une première autre disposition consistant, elle-même, à doter l'hélice porteuse d'un nombre de pales paire; en une deuxième autre disposition consistant, elle-même, à tourillonner d'une façon telle l'arbre de l'hélice porteuse de la partie hélicoptère et l'arbre de l'hélice tractive de la partie aéroplane, que cette derniè- re soit placée approximativement dans un plan vertical contenant le moyeu de l'hélice porteuse et que, de préfé- rence, l'axe des roues porteuses principales du châssis d'atterrissage soit approximativement contenu dans le même plan,
cette disposition permettant à la partie aéroplane d'exécuter tout mouvement angulaire par rapport à l'hélice
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porteuse sans que l'hélice tractive de la partie aéroplane bute contre les bras ou les pales de ladite hélice porteu- se; en une troisième autre disposition utilisable pour le cas ou chaque unité motrice et propulsive portée par les pales de 1*hélice porteuse comprend des éléments anti-gyroscopiques, donc des éléments à rotation contrai- re tels, que deux hélices-manège'tournant en censeinverse ou tel qu'une hélice-manège tournant en un sono et un autre élément tel qu'un disque tournant en sens inverse, cette disposition consistant elle-même, ss réaliser les éléments à rotation contraire de façon que l'effet gyroscopique de l'unité motrice et propulsive ne soit pae annulé,
mais qu'il lui soit laissé une valeur et un sens d'action tels, que l'angle d'incidence du vent relatif résultant pour les pales, pendant que le moteur travaille, diffère de celui qui s'établit pendant la descente planée avec moteurs ar- rêtés, le premier angle d'incidence résultant des effets combinés de l'empennage et du couple gyroscopique et le second résultant de l'effet de l'empennage seul ; ce dispo- sitif permettant de choisir les meilleurs angles d'inci- dence, d'une part, pour la condition du travail de l'héli- ce porteuse et, d'autre part, hour les conditions de la descen- te en vol plané au moyen de ladite hélice porteuse;
en une quatrième autre disposition consistant, elle-même, à. construite l'hélice propulsive et sa genouil- lère de réunion entre son moyeu et la partie aéroplane, de façon que le centre de gravité de l'hélice porteuse, donc aussi le centre de gravité de ses moteurs, soit placé plus bas que ladite genouillère, le résultat étant qu'à terre et au repos, ladite hélice tend à occuper une posi- tion horizontale;
en une cinquième autre disposition consistant, elle-même, à modérer la liberté absolue de la position de
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par rapport au plan de l'hélice porteuse 1'aéroplane/en faisant agir, sur la partie centrale de la- dite hélice porteuse, des ressorte tels qu'ils tendent à ramener la partie aéroplane vers une certaine position mo- yenne par rapport à l'hélice porteuse;
en une sixième autre disposition concernant le fonctionnement du dispositif qui empêche les pales articu- lées de l'hélice porteuse de tomber au repos jusqu'à ter- re, ce dispositif comprenant des câbles partant de l'arbre de l'hélice prolongé vers le haut et soutenant les pales, et consistant, elle-mime, à donner auxdite câbles une lon- gueur telle que lesdits câbles soient toujours plus ou moins relâchés pendant tout le fonctionnement de 1*hélice et ne limitent jamais le libre jeu des articulations des pales sur le moyeu de l'hélice porteuse ;
en une septième autre disposition concernant un mode de réalisation de la susdite sixième autre disposi- tion consistant, elle-même, à donner aux câblée de soutien une longueur telle que les pales soient au repos à peu tout au moins près horizontales ou/légèrement abaissées, le centre de gravité des moteurs montés sur elles étant suffisamment abaissé pour provoquer, pendant le fonctionnement, un re- lèvement suffisant de la pale pour assurer sa liberté d'os- cillation autour de son articulation du moyeu;
en une huitième autre disposition consistant, elle -môme, à disposer de façon telle le montage du palier à rotule ou à cardan de l'hélice porteuse sur le sommet de la partie aéroplane que ladite hélice porteuse puisse, avec ses moteurs, instantanément être lâchée, afin de dé- lester la partie aéroplane qui peut continuer son vol mé- canique avec l'unité de propulsion qui lui reste; en une neuvième autre disposition consistant, elle-même, à disposer d'une façon telle les carburateurs à niveau constant des moteurs logés sur les pales de l'hé- lice porteuse, que pour leur niveau constant, il soit te- nu compte de l'action de la force centrifuge à laquelle
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sont soumis lesdits moteurs ;
en une dixième autre disposition consistant, elle-même, à réaliser la susdite neuvième autre disposi- tion en plaçant l'axe de la chambre à flotteur du carbu- rateur à un angle qui est intermédiaire entre la vertica- le (position convenable pour le départ) et une ligne per- pendiculaire au niveau qui s'établit dans un liquide dès que l'hélice porteuse tourne à sa vitesse normale ; en une onzième autre disposition consistant, elle-môme, à réaliser la susdite neuvième autre disposi- tion en montant le carburateur en pendule, de sorte qu'il se place automatiquement sous un angle tel que l'axe de sa chambre de flotteurs soit toujours perpendiculaire au niveau de liquide que cette chambre contient.
L'invention vise plue particulièrement un certain mode d'application et certains modes de réalisation desdi- tes dispositions; et elle vise plus particulièrement enco- re,et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement et les machines ou outils spéciaux pour les confectionner.
Et elle pourra, de toute façon, être bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit, ain- si que des dessins ci-annexés, lesquels complément et des- sins sont, bien entendu, donnés surtout à. titre d'indica- tion.
Les fig. 1. 2 et 3 montrent, respectivement en élévation latérale, en élévation de front et en plan (ce dernier n'étant que partiel), un hélicoplane établi con- formément à un mode de réalisation de l'invention.
La fig, 4 montre, partiellement, la partie cen- trale @ son attache d'une hélice porteuse établie à qua- tre pales avec une rotule,le tout conformément à un mode de réalisation dion détail de l'invention.
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Enfin, les fig, 5 et 6 montrent, partiellement, la partie centrale avec son attache d'une hélice porteuse, respectivement en coupe horizontale selon 5-5 fig. 6, et en coupe horizontale partielle selon 6-6 fig. 5, le tout con- formément à un autre mode de réalisation d'un détail de l'in- vention,
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application et ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir un hélicoplane utilisant, par exemple, la disposition prin- cipale et toutes les autres dispositions ci-dessus énumé- rées et établi avec une hélice porteuse à un nombre de pales pair, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue,
On établit, d'abord, un aéroplane comprenant,
1 2 comme à l'ordinaire,
un fuselage .a. , une paire d'ailes a , le tout muni d'ailerons et de gouvernails de profondeur et
3 de direction, mais, au lieu de situer l'hélice tractive a
4 sur le fuselage, on place cette hélice et son moteur a au- dessus du fuselage sur un support approprié, ainsi que c'est l'usage pour les hydro-aéroplanesà coque de canot, On si-
3 4 tue l'unité tractive a - a ,conformément à l'invention, de
3 façon telle que le moyeu de l'hélice A soit traversé,, dans son centre ou près de son centre, par une ligne verticale contenant le centre de gravité de l'aéroplane supposé monté.
On établit un châssis d'atterrissage de modèle approprié
5 quelconque, l'axe de ses roues principales ¯a. étant placé
3 dans un plan contenant celui de l'hélice tractive a.
On prolonge, conformément à l'invention, le
3 4 support de l'unité tractive a - a vers le haut, de façon qu'on puisse monter, sur son sommet, une genouillère uni-
6 verselle a qui peut être diversement réalisée, Selon la
1 fig, 4,, on tourillonne r'arbre vertical central b, de
60 l'hélice porteuse à l'intérieur d'une rotule sphérique a elle-même supportée par un coussinet sphérique et, selon
70 les fig. 5 et 6, on tourillonne une chape centrale a dans
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de cardan sur le sommet de la partie aéroplane, le cardan étant placé dans le centre du moyeu de l'hélice porteuse.
On établit l'hélice porteuse, de préférence, a- vec un nombre de palesjpair, par exemple avec quatre pales ainsi que le montrent les fig. 3-6, Selon la fig. 4, on articule, sur l'arbre de cette hélice, deux paires de cha- pes superposées, chacune d'elles comprenant, à sa partie
2 périphérique, une tige radiale très courte telle que b ,
2. la partie périphérique de cette tige b étant filetée ain- i que le montre nettement ladite fig. 4. On enfile, sur
2 3 cette tige b, un fourreau b pouvant librement tourillon- ner autour de ladite tige b. (ce fourreau étant destiné à former la racine de la membrure radiale principale de la,
4 pale d'hélice).
On place une rondelle antifriction b sur la tranche externe dudit fourreau et on visse, sur la tige
2 3 b,un écrou pour maintenir le fourreau b en place contre l'effort centrifuge qu'il aura à supporter. On construit,
5 de toute façon appropriée, une pale d'hélice b ,la. racine
3 de cette pale étant rivée audit fourreau b , Afin que la
5 pale b se présente au vent relatif sous un certain angle d'incidence désirable, on a recours à l'action d'un empen-
6 nage stabilisateur b (fig, 3) qui est ou bien réglé une fois pour toute et fixe, soit réglable à la main pendant la marche au moyen d'un système de commande approprié et non représenté. Dans ce qui suit, on suppose que le dièdre
5 formé par le plan principal de la pale b et le plan de
6 l'empennage b est invariable.
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On fixe sur la pale un moteur b, lequel mo- teur actionne deux hélices exerçant ensemble un effort de
8 manège, l'une des hélices, b, tournant dans un sens, et
9 l'autre, b, dans l'autre, les pas des deux hélices-manège étant de sens contraire de façon à fournir des efforts d'n- ne direction identique.
De préférence, on choisit de façon telle l'iner- tie et la vitesse de rotation des parties de l'unité mo-
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7 8 9 trice tractive b. , b, , b. , qu'il subsiste un faible effet gyroscopique résultant malgré la sens contraire des vites- ses angulaires. Ledit faible effet gyroscopique modifie l'angle d'incidence qui résulterait de l'action de l'em-
6 pennage b supposé seul. En effet, dès qu'on modifie le plan d'un corps tournant, il en résulte,, comme on le sait, un couple. Or, le plan des hélices-manège de l'unité mo- trice est incessamment modifié du fait que la grande héli- ce sustentatrice est en rotation.
Il en résultera soit un couple de cabrage, soit un couple de piquage de nez, selon que l'effet de l'inertie de l'une ou de l'autre des héli-
8 9 ces b ou b. prévaut sur l'autre. Ceci peut être le résul- tat soit d'une différence des moments d'inertie, les vi- tesses angulaires étant choisies égales, soit l'effet de moments d'inertie égaux et des vitesses angulaires diffé- rentes, soit enfin une combinaison appropriée de ces élé- ments de construction. Le sens du couple gyroscopique é- tant bien établi, sa valeur sera, comme on le sait, pro- portionnelle au produit des trois facteurs suivante: 1
8 9 effet d'inertie différentiel des hélices-manège b et b, ; 2 vitesse angulaire deedites hélices-manège et 3 la vi- tesse angulaire de l'hélice porteuse.
En supposant l'ar-
7 rêt du moteur b, ,le couple gyroscopique disparaît du fait
8 de la disparition de la vitesse angulaire des hélices b
9 6 et b. ,et l'empennage b. agit seul. Si on s'arrange pour que le couple gyroscopique tende à cabrer,, la pale contre le vent relatif, il en résultera que l'angle d'incidence
6 sera, pendant le travail du moteur b, , légèrement augmen- té par rapport à l'angle d'incidence qui résulterait de l'empennage seul, et ce faible cabrage augmentera lui-même en proportion de la vitesse du moteur, A supposer que le moteur s'arrête, il résultera un angle d'incidence moindre qui sera choisi pour être le plus favorable au planement,
On établit les trois autres pales de l'hélice porteuse exactement de la manière utilisée pour celle que
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l'on vient de décrire.
Pour soutenir les pales en dehors de l'état de leur rotation libre où la force centrifuge se charge de les soutenir, on munit le dos de chacune des pales d'un
10 crochet ou d'un oeil b (fig, 3), de préférence de façon que ledit oeil se trouve aussi près que possible de l'a-
2 xe géométrique de la courte tige b, on prolonge l'arbre
1 vertical b (fig.
1 et 4) de l'hélice porteuse suffisamment
11 vers le haut pour que des cibles b puissent être inter calés entre le sommet dudit arbre et lesdits oeils de la
11 pale, On.choisit les câbles b assez longs pour qu'ils
2 ne gênent pas le libre jeu d'articulation des tiges b sur le moyeu de l'hélice,
On s'arrange pour placer le centre de gravité de l'hélice porteuse (et surtout celui de ces moteurs) plus bas que le centre d'articulation de la rotule ou du cardan utilisé pour réunir la partie hélicoptère à la partie aéroplaneCeci a pour résultat que,dès que l'héli- coplane est à terre, l'hélice porteuse tend automatique- ment à se tenir dans un plan horizontal, elle sera donc lancé dans une position correcte.
Afin que la partie aéroplane tende quelque peu à se placer verticalement par rapport à l'hélice porteuse qui reste sensiblement horizontale, on prévoit un jeu de
8 ressorts a propre à produire cet effet, Selon la fig. 4, ce jeu de ressorts est disposé radialement-et agit sur u-
600 ne sorte de queue axiale a que l'on fait comporter à
60 la rotule IL et selon la fig, 6, le jeu de ressort est disposé parallèlement à la verticale et agit sur le moyeu central de l'hélice porteuse en s'appuyant sur une pièce annulaire montée à billes et participant à la rotation de l'hélice porteuse.
Dans certains cas, on peut prévoir un moyen de .freinage approprié, par exemple un frein oléopneumatique
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(non représenté) pour diminuer les oscillations entre la partie hélicoptère et la partie aéroplane.
Enfin, on prévoit un dispositif de lâchage (non représenté sur le dessin) permettant d'abandonner la lour- de hélice porteuse avec ses moteurs et continuer le vol a- vec la partie aéroplane qui reste,
Un hélicoptère construit plus ou moins selon les données ci-dessus réalise, à un très haut degré, les desiderata que l'on peut formuler au sujet d'un tel engin,
6 En effet, grâce a la genouillère universelle (a), les oscillations occasionnelles de la partie aéroplane ne peu vent pas déranger 3e bon fonctionnement de l'hélice por- teuse, cette dernière tendant à garder son plan horizontal et à assurer une sustentation correcte.
Les variations des valeurs absolues et de la direction du vent relatif soue les pales de libellée porteuse ne peuvent pas non plus donner lieu à une fatigue excessive de l'hélice porteuse, étant donné le fait de l'articulation des pales sur le moyeu. Le tourillonnement des pales permet la constance approximative d'un angle d'incidence de vent relatif conve- nable, cet angle se modifie favorablement au cas de l'arrSt des moteurs-manège. Les divers avantages des dis- positions de détail décrites ci-dessus sont évidente et n'ont pas besoin d'être plus particulièrement soulignés.
Et, ou bien on se contente de s'y prendre ain- si qu'il a été dit ou bien,, et mieux, on s'arrange pour que l'air refoulé par l'hélice porteuse sur la partie aé- roplane n'en dérange point l'équilibre longitudinal, par tout moyen approprié. Un moyen (non représenté) consiste à rendre inclinableà la volonté du pilote, la partie ordi- nairement fixe (horizontale) du gouvernail de profondeur.
Cette surface doit pouvoir tourner autour d'un axe horizon- tal perpendiculaire au plan vertical longitudinal du châs- sis de l'aéroplane et doit pouvoir occuper toutes les po- sitions angulaires entre la verticale et l'horizontale. La
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position verticale convient au fonctionnement en hélicop- tère pur (position d'élévation verticale sans avancement) les positions intermédiaires conviennent aux cas d'un avan- cement de plus en plus rapide. Un blocage est prévu pour chacune des positions, le pilote devant tendre à amener la- dite partie "fixe" de son gouvernail de profondeur dans la direction du mouvement de l'air par rapport à la partie a- éroplane.
Dans ces conditions, l'air refoulé sur le gou- vernail de profondeur n'exerce eur lui aucun effet et un effet de redressement ne sera obtenu qu'à l'aide d'une ac- tion sur la partie "aileron" (restée toujours mobile) dudit gouvernail de profondeur.
Un autre moyen pour obtenir que l'air refoulé par l'hélice porteuse ne déséquilibre pas la partie aéro- plane, consiste à disposer deux gouvernails de profondeur l'un en avant, l'autre en arrière de l'axe de l'hélice porteuse. Dans oe cas, il n'est pas absolument nécessaire, quoique quand même utile, de rendre orientable le plan "fixe" de ses gouvernails.
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