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" Nouveau procédé de construction de pales pour voilures tour- nantes de--giravions.11
Les pales des voilures tournantes sustentatrices des giravions, tels que les hélicoptères, autogires, girodynes, etc sont soumises à divers efforts d'origines distinctes. Si les points d'application des résultante correspondantes n'étaient pas situés convenablement, les pales, pendant le vol, subiraient des déformations et des vibrations qui rendraient les commandes difficiles et il pourrait même se produire des ruptures.
En principe, il faut que les centres de gravité de chaque profil transversal da ces pales forment tous une ligne
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même droite. Sur cette/ligne droite doit se trouver le centre de tor sion, ainsi que le centre aérodynamique du profil.
Ces conditions sont remplies très difficilement dans les pales que l'on construit actuellement, une grande partie de çelles-ci étant formées par une pièce longitudinale creuse, de profil aplati, en acier ou en duralumin, qui constitue l'élément de travail et est complété par un remplissage et par un étirage sur les bords d'attaque et de fuite.
Les inconvénients du système sont nombreux. Très souve il est nécessaire d'obtenir l'équilibre des résultantes en ajou tant des poids à la masse du bord d'attaque, ce qu cons titue une augmentation de poids inutile. D'autres fois, le.centre de gravité de la section de travail et le foyer ou centre aérodyna- mique ne coincident pas ; il en résulte alors dans la pale un moment de flexion horizontal qui augmente, dans ladite section, la fatigue du matériau et crée une déformation dans le plan d'en* traînement de la pale.
Quand celle-ci se trouve ainsi déformée, les centres aérodynamiques de chaque section cessent d'être en ligne droite et..il se produit des réaations sur les commandes du pas général, ou collectif (main gauche) et dans les commandes du pas cyclique/ cycle pitch- (main droite).
Les pales construites par les procédés actuels, quand on parvient à corriger ou à éviter les défauts qui viennent d'ê tre cités, atteignent des prix excessivement élevés.
Le nouveau procédé.de construction consiste à fabriquer séparément un longeron de bord d'attaque, une longrine ou-petit longeron de bord de fuite, des nervures destinées à unir les deux longerons, le tout en matériau métallique, un matériau de rempila*. sage quelconque, une seule masse ou plusieurs masses aux endroits convenables, une carène pour'limiter ltextrémité extérieure, et des armatures ou ferrures co:.plémentaires pour unir, à l'extré-
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mité inr.W-'l"n- JrT1-rr ..à 'i ...it?.i.I3.e de l'axe de rotation), les
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deux longerons avec l'axe de. pale. La fabrication est complaise par l'entoilage et le vernissage de la surface extérieure.
Avec le nouveau système, la construction est simple' et s'effectue d'une manière économique avec un outillage rudi- mentaire.
On obtient une pièce légère qui ne nécessite pas de contrepoids d'équilibrage pour centrer la pale en profondeur.
Il est possible, sur n'importe laquelle des abscisses, j'agir sur l'importance de la masse pour donner plus ou moins d'inertie au rotor, pour faire varier les fréquences de vibration propres de la pale, ou pour diminuer ses efforts de flexion verticale ondu- lée. Grâce à ce système de construction, le moment secondaire de flexion horizontale est supprimé, et par conséquent, la pale ne subit pas de déformation dans le plan d'entraînement. Comme cette force n'xiste pas dans la section qui travaille, il n'est provoqué aucune réaction sur les commandes du pas général avec le profil Cmo 0.
Une réalisation du procédé va être décrite ci-après avec référence.aux dessins ci-annexés, qui sont donnés pour faire mieux comprendre les explications qui suivent.
La figure 1 de ces dessins est une projection horizon- tale'des deux parties extrêmes du longeron, vues par leur face supérieure ; la figure 2 est la coupe xx de la figure 1; la figure 3 est la coupe yy de la figure 1; la.figure.4 est la coupe zz de la figure 1
La figure 5 représente,en projection horizontale; les deux parties extrêmes du petit longeron ou long/rine, vues par leur face supérieure ; la figure 6 est la coupe xx de la figure 5 ; la figure 7 est la coupe yy de la figure 5; la figure est la coupe zz de la figure 5.
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La figure 9 est une vue verticale d'une nervure ; la figure 10 représente la même nervure vue horizon- talement ; la figure 11 est une coupe transversale de la même nervure.
La figure 12 représente la coupe suivant xx de la figu. re 1 le la pale avec les deux demi-blocs de remplissage.
La figure 13 représente le contrepoids; la figure 14 donne une vue latérale de ce contrepoids.
La figure 15 est une vue, avec coupe, de la pièce de . carène; la figure 16 est la vue de cette pièce par sa face in- térieure et la figure 17 représente l'armature ou ferrure de liai- son entre le longeron et la longrine.
Les figures ne sont pas dessinées ,à une échelle déter- minée, et dans chacune d'elles les éléments ne sont pas davantage dans leurs proportions normales, afin de pouvoir mieux mètre en relief les éléments importants.
Le bord d'attaque de la pale est constitué par un ion- gern figure 1 dont seules les deux parties ou tronçons extrê" mes AA sont représentées. Ce longeron est fabriqué en fonte de dural ou d'un autre alliage ayant des caractéristiques analogues Dans le présent exemple, c'est une poutre de 3675 mm de long.
Son extrémité intérieure, c'est-à-dire celle qui est voisine de l'arbre tournant, présente un coude rentrant 1 avec des trous ou oeillets 2,2 pour des vis servant à l'unir au bas de pale du tor Ici également, dans les oeillets 12 et 13 sera vissée 1'air rature qui réunit le longeron à la longrine du bord de fuite, tomme cela sera exposé plus loin.
Le long de la poutre AA' on peut voir les saillies ou pattes 3,3,3.:.,,en deux séries, qui présentent une perfora- tion de 3 mm de diamètre. Dans 1a tronçon A, elles sont distante' de 120 mm,et dans le tronçon A elles sont seulement distantes
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de 50 mm parer que dans celui-ci, comme il est plus éloigné de 1' axe de rotation, il s'exerce des efforts plus grands.
A la figure 3, qui est une coupe de la poutre suivant la ligne yy de la figure 1, on peut observer la forme symétrique du bord d'attaque, et les'deux pattes 3,3 qu'elle présente, l'une. en haut, l'autre en bas. @
A l'extrémité A', extérieure, l'intérieur 4 de la pou- tre est courbé comme cela est indiqué en trait interrompu à la figure 1, et comme on peut mieux la voir sur la coupe zz, figure 4. La figure 5 représente la longrine ou petit longeron BB', c'est à-dire le bord de fuite de la pale. C'est une poutre, comme le longeron, faite d'un alliage de dural. Elle porte d'autres pat- tes 3 qui correspondent aux séries du longeron et sont aussi nombreuses. A l'extrémité intérieur B, elle présente la partie élargie 6 avec le trou 14 pour son assemblage avec le longeron.
Les figures 6,7 et 8 correspondent aux coupes xx, yy et zz de la longrine. A la figure 7, la patte 3 est indiquée avec sa perfo- ' ; ration.
Le 'longeron et la longrine, placés parallèlement, for- ment, comme on l'a dit, respectivement les bords d'attaque et de fuite de la pale. Ils sont unis l'un à l'autre par les nervu- res C, figures.9,10 et 11, qui sont rivées aux pattes précitées.
La figure 9 montre, en projection verticale, la forme en V allongé qu'a la nervure. Dans le montage, ladite figure 9 se placera en- tre les figures 3 et 7 de la coupe yy. A la figure 10, on obser- vera la forme droite de la nervure en projection horizontale, et, à la figure 11, son profil transversal en U. Les nervures sont construites en dural.
Les espaces D,d, qui restent entre le longeron, la longrine et les nervures, sont remplis d'une matière spéciale, telle que le Clégecell. Dans la réalisation décrite ici, la ma tière est placée en demi-blocs E,E, comme on le voit à la figure
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12 correspondant à l'espace D situé dans la coupe xx des figures
1 et 5.
De même, les espaces extérieurs des nervures sont rem- plis de blocs de forme convenable.
. La partie creusée 4 (figures 1 et 4) du longeron -est . destinée à recevoir un contrepoids en acier doux F, représenté aux figures 13 et 14. Le contrepoids est fixé dans le longeron au moyen de la s..érie de tirefonds 5,5 représentée à la figu- re 1. Le contrepoids présente une perforation horizontale 7 ta- raudée, dans laquelle on fait pénétrer une grosse vis 8. En introduisant plus ou moins la vis, on réalise un équilibrage fi- nal'de la trajectoire extérieure de la pale (tràcking), pour ob- tenir que toutes les extrémités des diverses pales se meuvent da un mêmeplan
Sur l'extrémité extérieure de la pale se place une pièce de carénage G, représentée aux figures 15, et 16.
La première la représente comme elle vient s'appuyer sur les extrémités 9 de la figure 1 et 10 de la figure 5. Dans la partie en coupe de là fi- gure 15, on peut voir 1a vis 8 précitée. La figure 16 représente la pièce de carène vue par sa face de contact et d'insertion dans la pale. L'extrémité :intérieur% de la pale est entretoisé au moyen d'une birde H représentée à la figure 17, qui joint l'extrémité 6,de la longrine à l'extrémité 1-du longeron, de ma nière que leurs oeillets 12, 13 et 14 respectifs soientreliés par des boulons. La connexion et la fixation sont complétées par d'autres petites ferrures ou armatures convenables.
On achève l'ensemble de la surface extérieure du Clé- geaell en.l'entoilant comme cela est indiqué par des traits gras sur le périmètre de la figure 12, et/enfijn on vernit¯ la totalité de la surface.
La réalisation décrite dans les lignes qui précèdent n'est pas limitative : d'autres dispositions ou formes sont possi- bles dans le cadre des principes directeurs de l'invention.
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"New construction process for rotary wing blades for rotorcraft. 11
The blades of the rotary lift wings of rotorcraft, such as helicopters, gyroplanes, gyros, etc. are subjected to various forces from different origins. If the points of application of the corresponding resultants were not located suitably, the blades, during flight, would undergo deformations and vibrations which would make the controls difficult and it could even occur ruptures.
In principle, it is necessary that the centers of gravity of each transverse profile of these blades all form a line.
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same right. On this / straight line must be the center of torsion, as well as the aerodynamic center of the profile.
These conditions are met with great difficulty in the blades that are currently being built, a large part of them being formed by a hollow longitudinal part, with a flattened profile, in steel or duralumin, which constitutes the working element and is supplemented by filling and stretching on the leading and trailing edges.
The disadvantages of the system are numerous. Very often it is necessary to obtain the balance of the results by adding the weights to the mass of the leading edge, which constitutes an unnecessary increase in weight. Other times, the center of gravity of the working section and the focus or aerodynamic center do not coincide; this then results in a horizontal bending moment in the blade which increases, in said section, the fatigue of the material and creates a deformation in the drag plane of the blade.
When the latter is thus deformed, the aerodynamic centers of each section cease to be in a straight line and ... reactions occur on the general or collective pitch controls (left hand) and in the cyclic pitch controls. / cycle pitch- (right hand).
The blades constructed by current methods, when it is possible to correct or avoid the faults which have just been mentioned, reach excessively high prices.
The new construction process consists in separately manufacturing a leading edge spar, a sill or small trailing edge spar, ribs intended to unite the two spars, all of metallic material, a rempila material *. any size, a single mass or several masses in suitable places, a hull to limit the outer end, and additional fittings or fittings to unite, at the end.
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mity inr.W-'l "n- JrT1-rr .. to 'i ... it? .i.I3.e of the axis of rotation), the
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two side members with the axis of. blade. The manufacturing is satisfied by the covering and varnishing of the outer surface.
With the new system the construction is simple and is effected economically with rudimentary tools.
A light part is obtained which does not require a balancing counterweight to center the blade in depth.
It is possible, on any of the abscissas, to act on the importance of the mass to give more or less inertia to the rotor, to vary the frequencies of vibration specific to the blade, or to reduce its efforts wavy vertical flexion. Thanks to this construction system, the secondary horizontal bending moment is eliminated, and therefore the blade does not undergo deformation in the drive plane. As this force does not exist in the working section, no reaction is caused on the general pitch commands with the Cmo 0 profile.
An embodiment of the method will be described below with reference to the accompanying drawings, which are given to make the explanations which follow better understood.
Figure 1 of these drawings is a horizontal projection of the two end parts of the spar, seen from their upper face; FIG. 2 is section xx of FIG. 1; FIG. 3 is the section yy of FIG. 1; la.figure.4 is the zz section of figure 1
FIG. 5 represents, in horizontal projection; the two end parts of the small spar or long / rine, seen from their upper face; FIG. 6 is section xx of FIG. 5; FIG. 7 is the section yy of FIG. 5; the figure is the zz section of figure 5.
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Figure 9 is a vertical view of a rib; Figure 10 shows the same rib seen horizontally; Figure 11 is a cross section of the same rib.
FIG. 12 represents the section along xx of fig. re 1 the blade with the two half-filling blocks.
Figure 13 shows the counterweight; FIG. 14 gives a side view of this counterweight.
FIG. 15 is a view, in section, of the part of. hull; FIG. 16 is the view of this part from its inside face and FIG. 17 represents the reinforcement or connection fitting between the spar and the sill.
The figures are not drawn, to a fixed scale, and in each of them the elements are not in their normal proportions, in order to be able to better measure in relief the important elements.
The leading edge of the blade is formed by an ion- gern figure 1 of which only the two parts or extreme sections AA are represented. This spar is made of cast iron of dural or of another alloy having similar characteristics. this example is a 3675mm long beam.
Its inner end, that is to say the one which is close to the rotating shaft, has a re-entrant elbow 1 with holes or eyelets 2,2 for screws used to unite it to the bottom of the blade of the tor Here also , in the eyelets 12 and 13 will be screwed 1'air stripped which joins the spar to the sill of the trailing edge, tomme that will be explained later.
Along the beam AA 'one can see the protrusions or lugs 3,3,3.:. ,, in two series, which have a perforation 3 mm in diameter. In section A, they are 120 mm apart, and in section A they are only distant.
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50 mm parer that in this, as it is further from the axis of rotation, greater forces are exerted.
In Figure 3, which is a section of the beam along the line yy of Figure 1, one can observe the symmetrical shape of the leading edge, and les'deux legs 3,3 which it presents, one. at the top, the other at the bottom. @
At the outer end A ', the interior 4 of the beam is curved as indicated in broken lines in figure 1, and as can be seen better in section zz, figure 4. figure 5 represents the sill or small spar BB ', that is to say the trailing edge of the blade. It is a beam, like the spar, made of a dural alloy. It carries other tabs 3 which correspond to the series of the spar and are also numerous. At the inner end B, it has the widened part 6 with the hole 14 for its assembly with the spar.
Figures 6, 7 and 8 correspond to sections xx, yy and zz of the sill. In FIG. 7, the tab 3 is indicated with its perforation; ration.
The spar and the sill, placed in parallel, form, as has been said, the leading and trailing edges of the blade, respectively. They are joined to each other by the ribs C, figures 9,10 and 11, which are riveted to the aforementioned legs.
FIG. 9 shows, in vertical projection, the elongated V-shape that the rib has. In the assembly, said figure 9 will be placed between figures 3 and 7 of section yy. In Figure 10, we will observe the straight shape of the rib in horizontal projection, and in Figure 11, its transverse U-profile. The ribs are constructed in dural.
The spaces D, d, which remain between the spar, the sill and the ribs, are filled with a special material, such as Clégecell. In the embodiment described here, the material is placed in half-blocks E, E, as seen in figure
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12 corresponding to the space D located in section xx of the figures
1 and 5.
Likewise, the outer spaces of the ribs are filled with blocks of suitable shape.
. The hollow part 4 (Figures 1 and 4) of the spar -est. intended to receive a mild steel counterweight F, shown in Figures 13 and 14. The counterweight is fixed in the side member by means of the series of lag screws 5.5 shown in Figure 1. The counterweight has a perforation horizontal thread 7, into which a large screw 8 is inserted. By inserting the screw more or less, a final balancing of the external trajectory of the blade (tracking) is achieved, to obtain that all the ends of the various blades move in the same plane
On the outer end of the blade is placed a fairing piece G, shown in Figures 15, and 16.
The first shows it as it rests on the ends 9 of FIG. 1 and 10 of FIG. 5. In the section in section of FIG. 15, the aforementioned screw 8 can be seen. FIG. 16 represents the hull part seen from its contact face and its insertion face in the blade. The end: inside% of the blade is braced by means of a birde H shown in figure 17, which joins the end 6, of the sill to the end 1-of the spar, so that their eyelets 12 , 13 and 14 respectively are connected by bolts. The connection and fixing are completed with other suitable small fittings or fittings.
The whole of the exterior surface of the Keygeaell is completed by softening it as indicated by bold lines on the perimeter of figure 12, and / finally the entire surface is varnished.
The embodiment described in the preceding lines is not restrictive: other arrangements or forms are possible within the framework of the guiding principles of the invention.