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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A -DES AERONEFS :POSSEDANT
DES PALES TOURNANT LIBREMENT .
La présente invention se rapporte aux aéronefs à pales tournantes du type possédant un système de propul- sion , un rotor de sustentation normalement autorotatif , une transmission pour la "mise en route du rotor" établis- sant la liaison antre le système moteur et le rotor et comprenant un embrayage pour engager et libérer la trans- mission servant à la mise en route ,
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L'invention est relative au procédé de décollage qui consiste à emballer le rotor au moyen de la transmis- sion de démarrage , laquelle possède dans ce but un rap- port de démultiplication ¯approprié , les pales du rotor étant calées sons un pas angulaire réduit , de préférence égal à zéro ,et à augmenter l'angle du pas de la pale à une valeur au moins aussi grande que celle utilisée dans le vol autorotatif ,
sensiblement au moment où la trans- mission de démarrage est libérée , afin d'utiliser l'excès d'énergie cinétique du rotor ainsi emballé , pour soulever l'aéronef du sol , sensiblement verticalement .
Bien que dans ce but il soit désirable que le commencement du débrayage du dispositif d'embrayage et l'augmentation du pas angulaire de la pale du rotor se produisent sensiblement en même temps , on peut avoir aussi avantage à régler le pas angulaire , par exemple , en cours de vol et à l'atterrissage , indépendamment du fonctionnement de l'embrayage et à engager et libérer ce dernier , indé- pendamment du réglage de l'angle du pas .
Conformément à la présente invention , dans un aéronef du type mentionné , possédant un mécanisme pour commander l'embrayage et un mécanisme pour régler les pas angulaires de toutes les pales du rotor , ensemble et de manière égale , on prévoit des moyens de commande à la main agissant sur chacun de ces mécanismes et permettant à l'un d'entre eux de fonctionner complètement , sans modifier la position de l'autre , et disposés de façon à permettre le fonctionnement simultané des deux mécanismes , au moins , pour débrayer l'embrayage et augmenter le pas angulaire de la pale depuis son minimum jusqu'à au moins sa valeur normale en cours de vol , par une simple manoeuvre du pilote .
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L'expression "moyens de commande agissant sur le pas angulaire de la pale" , définit des moyens actionnés par le pilote ,afin d'opérer une variation de l'angle du pas , au moins dans certaines circonstances et cette va- riation peut être effectuée par tous moyens appropriés .
Par exemple , le réglage du pas angulaire peut être en- tièrement mécanique et à tout moment sous le contrôle du pilote , en étant opéré par l'intermédiaire d'un train de mécanismes mettant en liaison l'organe de commande du pilote avec les pales du rotor , D'autre part , le ré- glage du pas peut être au moins en partie automatique ; par exemple , il peut être effectué par des moyens soumis à l'action de l'un ou de toutes les forces agissant sur les pales elles-mêmes , parmi lesquelles il y a le couple appliqué et la force centrifuge ; l'action des moyens automatiques de réglage du pas peut être annulée ou modifiée , si besoin , par fonctionnement d'un organe commandé par le pilote .
De plus par "moyens de commande de l'embrayage" , on doit entendre des moyens commandés par le pilote et agissant sur l'embrayage et ils peuvent comprendre un levier possédant une liaison mécanique di- recte avec les organes d'embrayage ou de préférence , un dispositif de déclenchement manoeuvré à la main , adapté en vue de retenir l'embrayage en prise et que l'on peut actionner pour libérer ce dernier et l'amener dans la position de débrayage , sous l'action d'un ressort , la mise en position d'embrayage du mécanisme étant opérée à l'aide d'un levier séparé ou dispositif analogue .
L'invention est susceptible d'être réalisée suivant un certain nombre de modes d'exécution ; par exemple , un levier de commande règlant l'angle du pas et un levier de commande réalisant le déclanchement de l'embrayage , peuvent être montés côte à côte de la même ,
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manière que les leviers de commande des gaz des aéronefs bi-moteurs ;
de telle sorte que les deux leviers peuvent être actionnés d'une seule main par le pilote dans le but de libérer l'embrayage de démarrage tout en agissant en même tenps sur le pas angulaire , Pour obtenir ce résultat , les deux leviers doivent être en coïncidence lorsque le levier de déclanchement de l'embrayage est dans la posi- tion "de prise de l' embrayage" et le levier de commande du pas est dans la position du pas minimum .
Autrement , on peut employer un levier ordinaire possédant une course continue comprenant deux phases consécutives , c'est-à-dire une phase de fonctionnement de l'embrayage et une phase de commande du pas . Dans se ce cas , les deux phases de déplacement ne/chevauchent pas , mais la position "d'embrayage" est alors voisine de la position de "pas minimum" .
Avec cette disposition le réglage du pas ne peut se faire que lorsque l'embrayage est libéré et l'embrayage et le débrayage du mécanisme ne peuvent se produire que lorsque le pas est minimum ,
On peut également prévoir des moyens indépen- dants pour règler le pas et pour la commande de l'embrayage, avec action solidarisée réglable , par laquelle les commandes de l'embrayage et du pas peuvent être actionnées ensemble ou libérées en vue d'un fonctionnement indépen- dant , suivant les besoins .
Ce système à action solidarisée peut être inter- connecté à d'autres commandes de l'aéronef , par exemple , au levier de commande du vol ou. à la commande des gaz , de telle sorte que l'action solidarisée ou analogue de l'embrayage et du règlage du pas dépend de la position longitudinale du levier de commande ou de l'ouverture d'admission des gaz .
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La nature de la présente invention et la manière de la réaliser seront mieux comprises d'après la descrip- tion ci-après en se reportant aux dessins annexés montrant deux modes d'exécution et certaines variantes .
La figure 1 est une vue schématique en éléva- tion latérale , montrant les parties d'un aéronef à pales rotatives comprises dans l'un des modes de réalisation de la présente invention .
Les figures 2 et 3 sont des vues de détail , en coupe , prises suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la figure 1
La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 , montrant un autre mode de réalisation de l'invention .
La figure 5 est une vue de détail , en coupe , suivant la ligne 5-5 de la figure 4
Les figures 6 et 7 sont des vues de détail montrant des variantes de la disposition de la figure 1 ,
Le mode d'exécution de l'invention conforme à la figure 1 est appliqué à un aéronef à pales tournantes dont la construction peut être d'un type connu , à l'excep- tion des parties représentées sur les dessins et c'est pour cette raison que l'aéronef lui-même n'est pas représenté , , Un tel aéronef doit comprendre entre autres parties , en plus d'une carlingue , un rotor de sustentation normalement autor@tatif , et un système de propulsion ,
D'après la figure 1 , l'axe vertical et rotatif du rotor , désigné par 10 est monté sur des roulements 11 , logés dans une partie de la charpente fixe de l'aéro- nef (non représentée) ,
L'axe 10 se termine à la partie supérieure par deux pattes 12 en liaison entre elles par l'intermédiaire d'une pièce horizontale 13 . Les pattes 12 supportent un axe 14 d'un seul pivot de "battement" perpendiculaire à l'axe du rotor et légèrement oblique par rapport à l'axe longitudinal (radial) des pales ,Sur
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l'axe 14 sont montées pivotantes deux bielles de trainée 15 , dirigées en sens opposé , munies de fourches de rac- cordement ( non représentées) afin de leur permettre de pivoter sur l'axe commun 14 . Des boites 16 formant partie intégrante des bielles de trainée 15 , sont montées sur des pivots inclinés ,dont les axes sont représentés par les lignes a-a .
Les axes 17 de ces pivots,pouvant tourner dans la boite 16,font partie intégrante de pièces de rac- vord coudées 18 et d'axes 19 sur lesquels sont montées tournantes les pièces 20 formant une liaison appropriée avec le pied 21 de la pale 22 ;les axes des liaisons pivotantes 19,20 , coïncident avec les axes longitudinaux des pales . Chacun des axes 19 possède une denture 23 en prise avec une vis tangente 24 , montée sur un arbre 25 , logé dans un carter 26 formant partie intégrante de la pièce 20 (voir figure 3).
L'arbre 25 porte à l'une de ses extrémités un levier 27 se terminant par un contre-poids 28 et en liaison en 29 avec un élément flexible 30 , destiné à transmettre la commande et agissant par traction , Cet élément est renfermé dans la gaine habituelle 31 , dont l'une des extrémités est attachée à une plaque de butée 32 , formant partie intégrante de l'élément 20 du pied de la pale , Les autres extrémités des deux gaines 31 sont fixées à une patte 33 , assujettie à la pièce 13 et les deux éléments 30 sont en liaison avec un plateau 34 , qui tourne avec le moyeu et est mobile dans le sens vertical , au moyen d'une tige 36 traversant co-axialement l'axe creux 10 .
Un palier de butée 35 est intercalé entre le plateau 34 et la tige 36 , qui est mobile dans le sens vertical et porte à son extrémité inférieure un filetage 37 , sur le- quel se visse un écrou 38 , pouvant tourner dans un support approprié 39 . Sur l'écrou 38 est monté un levier ooudé 40 ,
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dont l'un des bras 41 est attaché au support 39 par l'in- termédiaire d'un ressert de tension 42 . L'autre bras 40 du levier coudé est en liaison avec un élément flexible 43 transmettant le mouvement , agissant par traction et ren- fermé dans la gaine habituelle 44 (voir aussi figure 2) .
L'autre extrémité de l'élément de traction 43 est en liaison avec un levier 45 , commandé à la main ,
Pour diminuer l'angle du pas des pales , on déplace le levier 45 dans le sens opposé à la flèche a de la figure 1 , jusqu'à ce qu'il atteigne la position de la figure 1 , en faisant tourner le levier 40, 41 dans le sens des aiguilles d'une montre , sous l'action de l'élément 13 , comme on le voit sur la figure 2 .
Celà actionne le système de vérin 38, 37, fileté à droite , afin de lever la tige 36 , les roulements 35 et la plaque 34 et le mouvement de cette dernière est transmis par les éléments de traction 30 aux leviers 27 , qui sont ainsi poussés vers l'intérieur et ac- tionnent les systèmes de vis tangentes 24, 23, afin de faire tourner l'élément 20 du pied de la pale dans le sens opposé , par rapport aux axes 19 , comme on le voit sur la figure 3 . Les pales étant fixées sur les éléments formant le pied , tournent ainsi dans la même direction , de manière à réduire leur pas , le sens de rotation du rotor étant indiqué par la flèche d sur la figure 1 .
En déplaçant le levier 45 dans la direction de la flèche c , sur la figure1 , l'élément de traction 43 est desserré et le ressort 42 peut faire tourner le levier coudé 40, 41 , et l'écrou 38 dans le sens opposé à la rotation des aiguilles d'une montre , comme on le voit sur la figure 2 , en abaissant ainsi la tige 36 .
Si le rotor tourne , la force centrifuge agissant sur les contrepoids 28 maintient
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les céments 30 en tension et , lorsque la tige 36 est abais- sée , les leviers 27 basculent vers l'extérieur , en ac- tionnant ainsi la système à vis tangente 23, 24, de façon à faire tourner les pièces formant le pied de la pale et avec elles les pales 21, 22 , dans le sens des aiguilles d'une montre , d'après la figure 3 , en augmentant ainsi les angles de leur pas ,
Pour le démarrage , le rotor est en liaison avec l'équipement moteur , par l'intermédiaire d'une trans- mission comprenant un arbre 46 ,entrainé par le système moteur , un embrayage , des engrenages coniques ou analo- gues et un arbre 47 se prolongeant vers le haut .
Ce der- nier porte à son extrémité supérieure un pignon 48 , en prise avec une couronne dentée 49 , montée sur l'axe du ro- tor 10 . Les détails de l'embrayage et des transmissions contenus dans le carter 50 ne sont pas représentés , étant donné qu'ils peuvent être de tout type connn , l'embrayage étant un embrayage à friction du type habituellement employé dans la construction automobile , mais au lieu d'ê- tre actionné par ressorts et d'avoir une transmission agissant pour le débrayer , dans ce cas l'embrayage est débrayé au moyen de ressorts et la transmission agit pour l'embrayer .
Cette transmission est commandée par un levier 51 , mobile dans la direction de la flèche b , pour amener en prise l'embrayage , et est fixé dans ce but en 52 à un élément flexible de traction 53 renfermé dans une gaine 54 du type normal , et se terminant par une liaison avec un levier 55 , monté sur le même axe 56 que le levier 45 mais mobile indépendamment de celui-ci .
Dans la position représentée sur la figure 1 , l'embrayage est en prise et un déplacement du levier 55 dans la direction de la flèche c de la figure 1 , en relâchant l'élément de traction 53 ,
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permet à l'embrayage d'être libéré par les ressorts prévus à cet effet ,
On voit donc que dans la position représentée sur la figure 1 , l'embrayage est en prise et le pas an- gulaire est minimum . Dans cette position , les leviers 45 et 55 coïncident et , en déplaçant conjointement les deux leviers autour de leur axe commun dans la direction de la flèche c , on libère l'embrayage et on augmente en même temps le pas angulaire des pales . On voit également que les leviers 45 et 55 peuvent être actionnés de manière tout à fait indépendante , pour jouer leur rôle respectif .
Un certain degré de rotation du rotor est nécessaire pour permettre au mécanisme de changement de pas d'agir , par le fait qu'il dépend de la force centrifuge des con- trepoids 28 ,Cependant , lorsque le rotor est complètement immobile , le pas angulaire des pales n'a pas d'importance et la vitesse de rotation requise pour faire agir le mé- canisme de changement de pas est très faible , étant donné qu'il suffit que la force centrifuge des contrepoids 28 soit suffisante pour surmonter le frottement du systè- me à vis tangente 23, 24 . Le pas de la vis tangente 24 est assez petit pour que l'engrenage ne soit pas réver- sible , de telle sorte que le pas angulaire de la pale n'est pas soumis à l'influence des couples de tangage longitudinaux ,
aérodynamiques et des couples centrifuges et autres couples agissant sur la pale elle-même autour de son axe longitudinal .
Dans la variante représentée sur les figures -1 et 5 , le mécanisme de variation du pas est appliqué aux pivots inclinés 16, 17 des pales . Dans ce cas , les parties coudées 18 , qui forment partie intégrante des axes 17 des pivots inclinés , sont fixées directement aux pieds 21 des pales 22 , et le mécanisme de commande .
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plus particulièrement représenté sur la figure 5 est sup- porté par les enveloppes 16 de ces pivots .
De cette ma- nière , chaque enveloppe 16 comprend une partie 26a dans laquelle est monté un axe 25a , portant une vis tangente 24a et un levier extérieur 27a portant un contrepoids 28a , le levier dont il s'agit étant relié en 29a à l'é- lément de traction 30 et la plaque de butée 32a de la gaine 31 formant partie intégrante de l'enveloppe 16 .
Dans ce mode d'exécution la liaison de commande 53, 5, actionnant le levier d'embrayage 51 , est éga- lement reliés afin d'amener l'embrayage en prise , à une commande manuelle séparée ( non représentée ) et l'em- brayage peut être maintenu en prise au moyen d'un dispo- sitif à rochet et cliquet , comprenant un cliquet 60 chargé par un ressort 62 , en prise avec une roue à ro- chet 61 , montée sur un levier 51 . Un ressort 62 est fixé au levier 51 pour le ramener à la position libre lorsqu'il est dégagé du cliquet 60 et ce ressort aide à maintenir le cliquet en prise jusqu'à ce qu'il soit li- béré de force .
Dans ce mode d'exécution on n'emploie qu'un seul levier de commande à la main 55 , pouvant tourner sur un axe 56a et en liaison avec l'élément de traction 43 ,qui actionne le mécanisme de réglage du pas , comme représen- té sur la figure 4 . Le levier 55a est également relié (comme représenté) à un élément de traction 57 , renfer- mé dans une gaine 58 , en liaison avec le cliquet 60 de telle sorte que le mouvement du levier 55 a dans la direction de la flèche a tire l'élément 57 et libère le cliquet 60 , en libérant ainsi 1'embrayage . Ce mou- venant du levier 55a , en réduisant la tension sur l'é- lément 43 , permet également au ressort 42 d'actionner le mécanisme de réglage du pas pour augmenter le pas angulai-
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re des pales .
Un mouvement très réduit du levier 55a est suffisant pour libérer le cliquet 60 du rochet 61 , en libérant ainsi l'embrayage et les différentes parties du mécanisme de règlage du pas sont dimensionnées de manière qu'il faut un mouvement bien plus étendu du le- vier 55a pour déterminer toute augmentation sensible du pas angulaire des pales ;
en fait , à cause du jeu du vérin 37, 38 , et du système de vis tangente 2-la , 25a le changement de pas ne commence effectivement que lors- que l'embrayage est libéré Etant donné que dans ce cas le mécanisme de changement de pas agit sur le pivot incliné 16,17, qui doit être libre en vol autorotatif normal , pour que les pales puissent osciller sur ces pivots et régler automatiquement leur pas suivant qu'elles sont en retard ou en avance sur leurs positions radiales normales les filets de la vis tangente 24a sont coupés , comme on le voit en 24x de telle sorte que lorsque le levier 27a s'est déplacé vers l'extérieur , dans une mesure prédéterminée , les filets de la via 24a sont libérés des dents de la roue 23a .
On voit , par conséquent , qu'en déplaçant le levier 55a dans la direction de la flèche ± jusqu'à fond de course , le pas angulaire des pales est tout d'abord augmenté d'une valeur minimum à une valeur maxi- mum et les pales sont alors libres d'osciller sur leurs pivots inclinés et de varier automatiquement leur pas angulaire suivant leurs oscillations dans le plan de rotation .
Si le jeu des pièces 37, 38, et du système de vis tangente 24a , 23a n'est pas suffisant pour assu- rer que le pas angulaire des pales augmente jusqu'à ce que 1'embrayage: soit libéré , les filets de la vis 24 a
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peuvent être coupés de la même manière que celle repré- sentée en 24x et de façon à ce que , lorsque les leviers 27a , se trouvent à l'extrémité inférieure de leur course , le levier 55a étant dans la position représentée sur.la figure 4 les vis tangentes 24 a sont libérées des roues tangentes 23a et ne viennent en prise qu'après un léger muvement vers l'extérieur du levier 27a .
A tous les autres points de vue , les modes d'exécution des figures 4 et 5 sont analogues à ceux des figures 1 et 2 dont la description pourra servir à celle de la figure 4: pour les parties qui possèdent les mêmes références .
Les modes d'exécution des figures et 5 diffèrent de ceux des figures 1 à 3 par deux détails de construction , qui sont : l'association du mécanisme de règlage du pas ave6 les pivots inclinés de la pale (les pivots individuels pour la variation du pas , re- présentés sur la figure 1 , sont supprimés) pt le rempla- cement des leviers indépendants de la figure 1 par un levier de commande unique .
Chacune de ces modifications peut être adoptée séparément , c'est-à-dire que la dis- position du double levier de la figure 1 peut être combinée avec le système de réglage du pas des figures 4 et 5 ou bien , la commande par levier unique des figures 4 et 5 peut être combinée avec le dispositif de règlage du pas des figures 1 à 3
Les figures 6 et 7 représentent un système réglable à actions solidarisées entre les leviers 55 et 45 représentés sur la figure 1 .
Sur la figure 6 un axe 63 est disposé de manière à passer à travers des orifices en coïncidence entre eux , ménagés respectivement dans les leviers 45 et 55 , l'axe 63 étant en liaison avec un élément 63a transmettant le mouvement travaillant à la compression aussi bien qu'à la tension et renfermée
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dans une gaine flexible 64 montée dans une patte 65 fixée au levier 55 et dans une butée fixe appropriée 64a à 1*'autre extrémité .
L'élément de transmission 63a possède un bouton
67 à son extrémité la plus éloignée des leviers 45 , 55 , qui est disposé de manière à établir le contact avec le manche à balai 68 et un ressort 66 est prévu pour incliner l'élément 63a et l'axe 63 dans une position qui les dégage des leviers 45 et 55 , Lorsque ces derniers sont en coïncidence l'axe peut traverser, l'orifice ménagé dans le levier 45 et verrouilla ainsi , ensemble , les leviers
45, 55, en déplaçant le manche à balai 68 en avant dans la direction de la flèche!: , figure 6 , de façon à abaisser le bouton 67 .
Lorsqu'on désire libérer l'embrayage et augmenter simultanément les pas angulaires , dans le but de réaliser un décollage vertical le manche à balai est toujours maintenu (ou verrouillé) dans la position extrême en avant et le mécanisme décrit ci-dessus au sujet de la figure 6 , empêche alors le pilote de manoeuvrer l'un des leviers
45, 55, sans agir sur l'autre . Cependant , lorsque l'aé- ronef est en l'air et que le manche à balai est ramené en arrière , l'axe 63 est retiré du levier 45 par l'action du ressort 66 et le pas angulaire peut être réglé sans s'inquiéter de ce que l'embrayage est engagé ou libre ,
La figure 7 représente une variante destinée au même but ,
dans laquelle le bouton 67 de l'élément 63a est disposé de manière à être actionné par le levier 69 de commande des gaz , La direction dans laquelle ce levier est déplacé pour ouvrir les gaz est indiquée par la flèche f .
Le levier 69 et le bouton 67 sont placés de manière à ce que lorsque les gaz sont fermés , l'axe 63 est en prise avec le levier 45 , en le verrouillant au levier 55 et n'est libéré que lorsque l'ouverture des gaz dépasse la quantité maximum utilisée pour accélérer le rotor avant le décollage