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" perfectionnements apportés aux hélicoptères "
L'invention concerne an hélicoptère, dont la caractéris- tiqae principale réside en ce qae les ailes de ses hélices sastentatrices ooaxiales et toarnant suivant des directions inverses, ayant des empennages de queue (goavernails de profondear), sont montées folles autour de leur axe longita- dinal des centres de gravité et sont aassi pivotées libre- ment autour d'un axe normal à l'axe de rotation desdites hélices et passant par cet axe. Ledit axe des centres de gravité des ailes, autour duquel les ailes sont folles,pas- se par l'axe de rotation des hélices et se trouve à proximité du liea des centres de pression aérodynamiqae de l'ensemble constitué par l'aide et par l'empennage.
Dans le mouvement de rotation des hélices ainsi agen- cées, chaque aile desdites hélices se dispose longitudinale- ment suivant la résultante de la poussée aérodynamiqae et de la force centrifuge, et transversalement elle se dispose suivant une inclinaison dépendant de l'action des empennages
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de queue. De plas, dans le cas d'arrêt da moteur, les ailes se disposent automatiquement à cause desdits empennages, suivant le meilleur angle d'incidence poar le vol plané, de manière qae les hélices, en tournant, sustentent l'appa- reil, et lui permettent de descendre avec une faible vitesse qui dépend de la charge et des caractéristiques aérodynami- ques du système constitué par l'aile et l'empennage.
Ledit empennage de queue des ailes des hélice est poar- va, pour la commande de l'élévation, de parties mobiles qai peuvent être manoeuvrées par le pilote, de manière que l'on obtient, avec le mouvement des parties mobiles desdits em- pennages, la commande aérodynamiqae d'indidence des ailes par rapport aa vent relatif, 1 et donc le mouvement de l'ap- pareil dans la direction verticale.
Lorsqu'on emploie deux hélices sustentatrices qui tournant saivant des directions inverses, lesdites hélices peavent être actionnées par an mouvement à engrenages plané- taires, dont la roue centrale est entrainée par le moteur à ane grande vitesse de rotation , et les hélices sont soli- daires respectivement, dans leur rotation, l'une avec le support des roues planétaires et l'autre avec la couronne dentée da système d'engrenages, de sorto que l'on obtient l'é- quilibre automatique des couples de réaction des deux hélices qui tournent suivant des directions inverses.
Avec la disposition qu'on vient de décrire, il suffit pour la commando de l'élévation, d'appliquer aux empennages de l'héiice inférieure seulement des parties mobiles manoeu- vrables par le pilote, tandis que les empennages de l'hélice supérieure sont fixes et les ailes supérieures marchent donc avec an agio d'incidence constant;
on obtiendra la com- mande de l'élévation en changeant l'incidence des ailes de l'hélice inférieure par la manoeuvre de la partie mobile de ses empennages et donc en ohangeant la poussée ascensionnel- le du système des deux hélices, dans l'hélice inférieure par
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la variation même de l'incidence et dans l'hélice supérieure par l'augmentation ou la diminution automatique de la vites- se de rotation, dépendant des variations de réaction de l'hé- lice inférieare.
Une ou plusieurs petites hélices auxiliaires, dont les pales peuvent être orientées par le pilote et qai sont en- traînées par le moteur et tournent autour des axes normaux à l'axe de rotation des hélices sustentatrices et éloignées de cet axe, permettent de créer, en changeant le pas desdites hélices auxiliaires, une poussée latérale qui peut compenser le couple de réaction différentiel de l'arbre principal tour- nant à une grande vitesse, et qui est ainsi capable d'orien- ter dans la direction désirée l'appareil.
Une ou plusieurs petites hélices auxiliaires,dont les pales peavent, être orientées par le pilote et qui sont en- traînées par le moteur et tournent autour des axes parallè- les à l'axe de rotation des hélices sustentatrices, permet- tent de créer, en changeant le pas desdites hélices auxiliai- res, une poussée verticale qui produit l'inclinaison de l'axe de l'appareil et dons une composante horizontale de la pous- sée due aux hélices sustentatrices, laquelle composante pro- duit une translation de l'appareil.
L'hélispptère suivant l'invention comporte aassi d'au- tres dispositifs, que l'on décrira dans ce qui sait, et qui servent pour la commande automatique du. gouvernail de pro- fondear lorsque l'axe longitudinal de l'aile des hélices s'in- cline au delà d'un degré donné sur l'horizon pour faire tour- ner diane manière automatique les ailes autour de leur axe longitudinal pour augmenter l'incidence desdites ailes lors de l'atterrissage; pour relier entre elles, d'une manière rigide ou élastique les ailes d'ane même hélice; pour permet- tre aux hélices de toarner librement même dans l'absence du couple moteur; et poar amortir les mouvements brusques des ailes des hélices sustentatrices autour de leur axe longitu-
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dinal.
Une forme de réalisation de l'invention est illustrée, d'une manière schématique, à titre d'indication sur les dessins ci-joints, dans ' le 5 quels:
La figure 1 montre l'hélicoptère en vue latérale, avec parties coupées.
La figare 2 donne une vue en plan (la même hélicoptère, dont les bras des ailes supérieures sont montrés en coupe horizontale ; la figure 3 montre une aile des hélices sustentatrices, vue suivant la direction de son axe longitudinal. la figaro 4 montre une liaison poar les ailes d'une même hélice; et la figure 5 montre en perspective schématique l'ensem- ble des gouvernes. l'hélicoptère suivant l'invention figaros 1 et 2 est constitué par un fuselage 1 monté sur un train d'atterrissa- ge élastique.
Dans ledit fuselage sont disposés la siège pour-le pi- lote, les gouvernes, les réservoirs, etc., et le moteur 2 actionnant, avec l'intermédiaire de l'embrayage 3 manoeuvra- ble parle pilote et d'an engrenage d'angle 4, un arbre vertical 5 qui tourne à une, grande vitesse. A l'extrémité su- périeure dudit arbre 5 est calé un pignon central 6 d'un en- grenage planétaire. Les tourillons qui portent les satellites 7 dudit engrenage sont fixés à l'extrémité supérieure d'un arbre creux 8 coaxial à l'arbre 5 et monté sur le fuselage de manière à pouvoir tourner dans les paliers 9 et 10. A l'extrémité supérieure de l'arbre 8 est calée aussi la boite de la couronne 11 de l'engrenage planétaire.
Les deux systèmes des ailes qui constituent les deux hélices de l'hélicoptère sont fixées respectivement à la boite de la couronne 11 de l'engrenage planétaire et à l'ar- bre 8. Chaque aile est constituée par au bras 13 et par une
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aile proprement dite 12. @@tte aile est montée par son tou- rillon 14, sar son bras, avec l'intermédiaire de paliers con- vanables, oa ar un autre système quelconque qui permet à l'aile de tournerlibrement sar son bras aatoar de l'axe longitadinal 15 des centres de gravité, se trouvant à proxi- mité du lieu des centres de pression aérodynamiquedes dif- férentes sections de l'aile.
Le bras 13 est à son toar pi- voté à l'arbre central 8 ouà la boite de la coaronne 11, res-- pectivement sur deux paires de pivots 17 et 16, chaque paire étant placée saivant an même axe normal à l'axe de rotation des hélices et croisant cet axe.
Chaque aile comporte aassi une sarface stabilisatrice placée à une distance opportane dd son bord de sortie et à proximité de son extrémité extérieure, de manière qu'elle se troave dans un champ de vitesse périphérique maximum. La- dite surface stabilisatrice, d'une manière analogue aux em- pennages horizontaux des aéroplanes ordinaires, est cons- titaêe par deux éléments, dont l'un 18, est fixé rigidement à l'aile, et l'autre 19, est pivoté sur l'élément 18 et peut être ma par le pilot, d'une manière semblable au goavernail de profondeur des aéroplanes.
Sur le faselage sont aussi montées, à une distance convenable de l'axe vertical central, deux petites hélices de commande, 20 et 21. L'hélice 20 est placée à. proximité de la queue da fuselage et son axe est parallèle à l'arbre 8, tandis que l'hélice 21 est placée latéralement aa fuse- lage et son axe est horizontal.
L'hélice 20 est entrainée par le moteur avec l'intermédiaire du petit arbre 22 formant prolongement de l'arbre secondaire de l'embrayage et d'un engrenage d'angle de renvoi 23 ou bien elle peut être entrai- née d'une manière quelconque différente* L'hélice 21 est entraînée par le moteur avec l'intermédiaire de deux engrena- ges d'angle de renvoi, dont l'un 24, est disposé dans le car- ter même de l'engrenage 4, concentriquement à cet engrena-
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ge, et l'autre, 25 est placé à l'extrémité da petit arbre 26. Les pales des hélices 20 et 21 peuvent être orientées par une commande manoeuvrée par le pilote. 2our obtenir un bon équilibre on pourra adapter deux hélices 21 disposées symétriquement par rapport) a, l'axe de l'hélicoptère.
Le fonctionnement de l'appareil est le saivant. Lorsque le moteur marche et son mouvement a été transmis, avec l'in- termédiaire de l'embrayage ou d'une autre manière semblable, à l'engrenage planétaire, les deux hélices sastentatrices tourneront suivant des directions différentes et avec de telles vitesses de rotation, qu'il y ait an équilibre entre les deux couples de réaction des deux hélices. Il en résulte qae l'appareil ressentira seulement le couple de réaction dû à l'arbre secondaire 5, lequel couple sera certainement petit, puisque ledit arbre secondaire marche à une grande vitesse.
Ce couple sera aisément compense par la petite héli- ce latérale 21 qai servira aussipour la commande de direc- ti.on de l'appareil parce que, en changeant l'orientation des pales de cette hélice, l'appareilchangera de direction dans an sens ou dans l'autre, ou maintiendra sa direction, conformément à ce que le moment de la poussée de l'hélice, ou des hélices, 21, par rapport à l'axe central de l'appa- reil, soit plus grand, ou plas petit, oa égal, au couple de réaction dudit arbre 5.
lorsque les hélices sustentatrices marchent, chaque ai- le étant folle et équilibrée' autour de son axe longitudinal, se disposera par l'action de l'empennage de quaue, suivant un @ certain angle d'incidence par rapport au vent relatif et produira par conséquent une poussée utilisable pour l'éléva- tion de l'appareil. Les mouvements brusques des ailes des hélices sustentatrices autour de leur axe longitudinal sont freinés par des amortisseurs, par exemple hydraulique,non montrés. puisque l'aile de l'hélice est aussi pivotée,par son bras 13, à la boîte de la couronne 11 de l'engrenage planétaire ou à l'arbre 8, elle se disposera longitudinale-
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ment suivant la résultante de la force centrifuge et de la poussée.
En manoeavrant les goavernails de profondeur on change- ra l'incidence des ailes par rapport au vent relatif et donc la poussée des hélices sustentatrices dans le sens vertical.
On peut aisément comprendre que le systène qu'on vient de décrire donne une stabilité parfaite à l'appareil. Lorsqu'un coup de vent frappe les ailes d'une manière non uniforme, il ne pourra pas -produire une inclinaison de l'appareil, puisque le centre de pression des deax systèmes des ailes reste toujours le même et passe toajoars par les pivots d'articulation et, par conséquent, par l'axa central de 1 appareil, La commande de l'élévation sera d'ailleurs aassi aisée et semi-aatomatiqae que dans les aéroplanes ordinaires puisqu'elle est réalisée d'une manière tout à fait analogae.
pour la commande de translation il suffira de manoeuvrer la petite hélice de queue, en orientant convenablement ses pales, de manière qu'elle produit une poussée du bras en haat tendant incliner l'arbre central en avant et par con- séqaent tendant à produire ane composante horizontale de la poassée des l'élices susientatrices. laquelle composante en- traînera l'appareil en avant. Avec; ane manoeuvre inverse on poarra réaliser le freinage si l'appareil marche horizontale- ment, oa bien on pourra réaliser la marche arrière.
On comprend aussi qae par le système suivant l'inven- tion, on peut réaliser la commande de l'élévation en manoea- vrant seulement les ailes de l'hélice inférieure, qui sont alors pourvues, elles seales, du gouvernail de profondeur 19, tandis que les ailes 12 de l'hélice supérieure portent seu- lement l'empennage fixe 18 et tournent avec an angle d'inci- dence constant.
En effet, en changeant l'incidence des ailes de l'hélice inférieare moyennant la manoeuvra da gouvernail de profondear 19, on obtient aisément, la variation de la poassée ascensionnelle da système des deux hélices, et par-
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ticalièrament dans l'hélice inférieure par la variation même de l'incidence, et dans l'hélice supérieure par l'augmenta- tion oa la dimination automatique de la vitesse de rotation dépendant des variations de réaction de l'hélice inférieure.
La liaison des ailes de l'hélice à l'arbre peut aassi être réalisée d'une manière différente, par exemple conformément à ce que montre schématiquement la figure 4.
Dans cette figure, les ailes 12 de chaque hélice, au lieu d'être pivotées singulièrement, ainsi que l'on avait supposé dans la forme des figares 1 et 2, autour d'an axe normal à l'arbre 8, peuvent,être reliées entre elles d'une manière rigide on élastique, par un système de tiges 28, 29,
30, 31, et 32 , ou par an système analogue.
L'ensemble des ailes constitaant une hélice est toujours pivoté à l'arbre central 8 et respectivement à la boita de l'engrenage plané- taire. si chaque hélice comporte deax ailes, l'artioulatin sera simple, c'est-à-dire égale à l'articulation déjà décri- te pour chaqae aile;
au contraire, si les ailes de chaque hélice sont supérieures à daax, il faudra utiliser une arti- calation de cardran.Ainsi on obtient que , alors que la ré- saltante d'une action aérodynamique passe toujours par le point d'articulation da système à l'arbre 8, la vitesse de rotation de cet arbre peut être diminuée à volonté, puis- qu'il n'est plus nécessaire de produire sur les ailes une force centrifuge donnée pour obtenir qad lear axe longitadi- nal soit maintenn à une inclinaison convenable.
L'appareil suivant l'invention peut descendre lentement même lorsque le moteur ne marche pas, puisque les)ailes des hélices, en fonctionnant chacone comme an aéroplane élémen- taire, se disposeront automatiquement lors de l'arrêt da moteur, saivant la meilleur aangle de vol plané , et ell? poarsaivront dans leur rotation à cause de l'action de la composante horizontale de la gravité. La vitesse de descente sera alors en fonction de la forme des hélices, da la charge et des caractéristiques aerodynamiques du système consti-
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tué par l'aile et l'empennage, et l'on pourra agencer lesdits éléments de manière à réduire ladite vitesse de descente jus- qu'à une donnée et pouvant être bien supportée par le train d'atterrissage.
Dans la transmission, entre le moteur et les ailes,on dispose un mécanisme de roue libre (non montré), ou plusieurs mécanismes de roues libre, au but d'obtenir que, en cas d'arrêt du moteur, les ailes paissent tourner librement,sans entraîner d'natres pièces en mouvement , et sans nécessité de manoeuvrerl'embrayage.
Les ailes des hélices sastentatrices sont maintenaes dans ane position donnée de repos par des haubans élastiques 27. Le point d'attaque de ces haubans aux ailes est placé un pea en avant par rapport à, l'axe longitudinal, de rota- tion de l'aile sur elle-même, et par conséquent, lorsque l'appareil roçoit le choc de l'atterrissage, les ailes sont toarnées automatiquement dans le sens d' aagmenter leur in- cidence, ce qui amortit le choc et freine en même temps les hélices.
Toutes les gouvernesde l'appareil sont actionnées par la manoeuvre d'un seul volant de commande.
La figare 5 montre, en perspective schématique, l'en- semble des goavernes. En plas l'on a indiqué, avec des poin- tillées, l'arbre central et deux bras pour les ailes pivotés sur cet arbre, et cela au bat de montrer la disposition des gouvernes par rapport aux dits éléments.
Un levier 35 à double foarche est pivoté sur l'extrémi- té supérieure de deux supports 33 solidaires au fuselage, l'axe 34 du pivot étant normal à l'arbre central 8. Sur l'ex- trémité postérieure du levier 35 est pivoté, aatoar d'an axe 36 parallèle à l'axe 34, une deuxième fourche 37 dans la- quelle peat tourner an levier tabulaire 38.
Sur l'extrémité supérieure du levier 38 est fixé le volant de commande 39, alors que sar l'extrémité inférieure da dit levier 38 est
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monté, par articulation de cardan, dans le croisement de l'axe du levier 38 avec l'axe 36, an pignon 4.0 entraînant une chaîne 41 laqaelle, à son tour, entraîne un pignon 42, monté par articulation de cardan sar l'extrémité supérieure d'an arbre 43, dans le croisement de l'axe 34 avec l'axe longitudinal du levier 35. Sur l'extrémité inférieure l'ar- bre 43 est calée une poulie 44 entraînant par l'intermédiai- re d'an câble 45, une poulie 46. dont la rotation produit, par an système conna, les variations du pas de l'hélice la- térale.
Sur l'axe 34 est aussi pivoté an levier 47 relié, d'un côté avec l'intermédiaire d'une tige 48 au levier 37, et d'autre côté , avecl'intermédiaire d'une tige 49, à an bras d'un levier coudé 50 pivoté sur un axe 51 parallèle à l'axe 34 et dont l'autre bras est relié au cable 52, entrainant deux poulies 53 et 54. La rotation de la poulie 54 produit, d'une manière analogue à la rotation de la poulie 46, la variation da pas de l'hélice de quelle.
Les extrémités de la fourche antérieure da levier 35 pénètrent dans la gorge d'un collier 55 coaxial à, l'arbre 8 et calé sur cet arbre de manière à pouvoir se déplacer dans le sens axial. Ce collierest relié, avecl'intermédiaire des tiges 56, à la foarche d'un levier coudé 57 pivoté autour d'an axe 58, supporté par l'arbre 8 dans une position normale à l'axe de cet arbre. L'extrémité supérieure du levier 57 porte an pivot 59, parallèle à l'axe 58. Sur le pivot 59 sont pivotés deux leviers coudés 60, dont le bras horizontal com- porte une rainure dans laquelle glisse une cheville 61.
Les deux chevilles 61 sont solidaires respectivement avec deux tiges 62 qui peuvent glisser 1 dans des glissières 63 solidai- res,avec l'arbre 8 et sont disposées parallèlement aadit arbre 8. Les tiges 62 sont entraînées en bas par l'action de re sso rts 64,
Les extrémités des bras @ Vertieaux des le- viers 60 sont reliées. par l'intermédiaire de tiges 65, avec
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des leviers coudés 66 pivotés autour des axes 67 supportés par les bras 13 des aileso L es leviers 66 sont aussi reliés, par l'intermédiaire des tiges 68 placées intérieurement aux ailes 12, des leviers coudés de renvoi 69 et des tiges 70, avec le levier 71 da goavernail de profondeur 19 de l'empen- nage de queue de chaque aile 12.
Les extrémités inférieures des tiges 62 sont reliées, par l'intermédiaire de câbles 72, avec des points des bras 13 convenablement éloignés de l'axe 73 autour duquel les dits bras sont pivotés.
On comprendra aisément le fonctionnement des gouvernes.
Lorsqu'on plce le volant 39 en sens axial suivant la direction de la flèche 74, on obtient la commande de l'appa- reil dans le sens vertical, puisque le levier 35, en pivo- tant autour de son axe 34, produit, par l'intermédiaire des systèmes déjà décrits de tiges et de leviers, le mouvement du gouvernail de profondeur de l'empennage de queae de cha- que aile, et change ainsil'incidence et par conséquent la poassée verticale.
Lorsqu'on déplace ledit volant 39 dans la direction de la flèche 75, c'est-à-dire dans la direction de l'axe longi- tudinal da fuselage, on obtient la commande du mouvement de translation de l'appareil. E n effet, puisqu'on fait pivoter le levier 37 autour de l'axe 36, on obtient que le câble 52, par l'intermédiaire de la tige 48, da levier 47, de la tige 49, et da levier coudé 50, soit déplacé dans on sens ou dans l'autre et que la poulie 5@ soit tournée, en changeant ainsi la poussée de la petite hélice de queue 20, ce qai prodait à son tour l'inclinaison de l'axe de l'appareil et la création de la poassée de translation.
Enfin, En toarnant ledit volant autour de son axe, on obtient l'orientation désirée de l'appareil, puisque la rota- tion da volant produit, par l'intermédiaire de la chaîne 41 et du câble 45, la rotation de la poulie 46 et par conséquent la variation de la poussée de l'hélice latérale, ou des héli-
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cas .latérales 21.
Il a été déjà dit qae les bras 13 des ailes 12, pivotés sur leur articalation, se disposent auto iiia ti (luement suivant une inclinaison donnée au-dessus de l'horizon, laquelle in- clinaison est la résultante de la force centrifuge et de la poussée verticale. les câbles' 72 sont d'une longeur telle, qu'ils soient tendus lorsqae les bars surpassant ladite inclinaison de régime, tandis qu'ils sont lâches lorsque les bras 13 se maintiennent peu inclinés.
Si, à caase d'un coup de vent, oa de la vitesse plus grande possédée par l'aile s'avançant contre le vent pendant la translation, ou bien à causa d'une manoeuvre fautive, la poussée verticale surpas- se una limite donnée et par conséquent l'inclinaison des bras 13 surpasse l'inclinaison de régime, le soulèvement du bras produira une élévation des tiges 62, lesquelles dépla- ceront par l'intermédiaire 'des chevilles 61, les leviers 60, ce qui actionnera le go uvernail de profondeur 19 dans le sens de diminuer l'incidence de l'aile en question et par conséquent sa poussée verticale.
REVENDICATIONS
1. Hêlipoptère ayant aa moins deux hélices sustentatri- ces coaxiales et tournant en sens inverse, pourvues de gouver- nails de profondeur (empennagede queue ), oaraotérisé en ce qae les ailes desdites hélices sont montées folles autour de lear axe longitudinal des centres de gravité et sont aussipivotées autour d'un axe normal à l'axe de rotation des hélices et passant par cet axe, dans le but expliqué.