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Perfectionnements apportés aux voilures aérodynamiques.
L'invention est relative aux voilures aérodynamiaues, c'est-à-dire aux corps qui, lorsau'ils subissent un déplacement' relatif par rapport à un fluide, sont soumis à une portance aéro- dynamique orientée dans une direction transversale par rapport à, la direction du susdit déplacement relatif;
et elle concerne plus spécialement, parmi ces voilures, celles qui présentent une section transversale sensiblement circulaire,
Une application spécifiaue de l'invention est celle concernant des voilures à section circulaire constituant les' pales du rotor d'hélicoptère d'un avion du type convertible qui, pour une phase de vol, par exemple en croisière, est capable de
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voler de la manière usuelle en étant supporté par la portance agissant sur les ailes normales et qui, pour une autre phase de vol, par exemple pour l'envol et l'attemissage,est capable de fonctionner comme un hélicoptère.
Sous cet aspect, l'invention con- cerne une variante de l'objet du brevet belge No.616.254 du
10 avril 1962 au même nom que la. présente demande, sous le titre t "Perfectionnements apportés aux avions".
Dans ce brevet antérieur on a décrit un avion comportant un rotor d'hélicoptère muni de palesayant une section transversale en substance circulaire. Chaque pale comporte des ouvertures ! longues et étroites qui s'étendent sur toute la longueur de la pale et sont disposées de manière à décharger des courants fluides sous forme de minces couches sur la surface de la pale, ces courants produisant un effet de contrôle do la couche limite ou de la cir- culation, contrôle grâce auquel une portance est développée par la pale lorsque le rotor est entraîné en rotation.
Les pales, décri- tes dans ce brevet antérieur, comportent deux ouvertures de ce gen- re, dont une est située à la partie supérieure de la pale en étant orientée vers l'arrière par rapport au sens de rotation du rotor et dont l'autre s'étend vers l'arrière autour du pourtour de la pale suivant un angle d'environ 60 tout en étant orientée vers le ,bas et vers l'arrière. Dans ce brevet, on dit également que des ouvertures de décharge additionnelles pourraient être prévues.
On pourrait croire qu'avec la disposition des ouvertures décrites dans le brevet antérieur'les pertes par traînée produites sur la pale sont excessives, mais-la même difficulté se produirait en utilisant cotte disposition pour des voilures d'avions en général.
Conformément à l'invention, une voilure à section trans- versale sensiblement circulaire comporte au moins deux ouvertures s'étendant suivant l'envergure et.disposées de manière à décharger des courants,de fluide sous la forme de couches minces vers le haut et vers le bas/ ces couches allant à la rencontre l'une de l'autre sur la partie arrière de la surface de la voilure, des moyens étant
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prévus pour faire varier la force vive relative de ces deux, ou- rants.
Les courants opposés tendent à enfermer la zone turbulen- te existant derrière la voilure, tout au moins à un certain degré, dE sorteque la traînée est diminuée alors que la variation de la force vive relative des deux courants produit une modification de la portance de la voilure*
Conformément à une caractéristique de l'invention, les ouvertures sont orientées de manière telle que les courante déchargés par celles-ci se rencontrent en un point qui se trouve,. dans le quadrant inférieur arrière de la voilure.
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Dans l'avion décrit dans le brevet antérieur, 6rt tant varier la force vive des courants en réglant le. débit du fluide fourni aux ouvertures. Mais, conformément à uhu autre Caractérisai que de laprésente invention, on fait varier la section de décharge
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des ouvertures elles-mêmes, l'une par rapport à l'autre, pour produire la variation nécessaire de la force vive et, par consé- quent, de la portance de la voilure.
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L'invention a également pour objet une voilure à sec- tion transversale en substance circulaire et comportant, dans la partie supérieure de sa paroi, plusieurs ouvertures n'étendant sui- vant l'envergure et disposées de manière à décharger des courantes fluides sous la formel de minces couches vers le bas sur la partie arrière de la surface de la voilure et, dans la partie inférieure
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de sa paroi, une autio ouverture propre à décharger un courant fluide, sous la fora;
9 d'une couche, vers le haut sur la partie arrière due la surfae3 de la voilure, des moyens étant prévus pour faire varier la fol**>4 vive relative des courants déchargés par cette autre ouverture et par l'ouverture qui décharge un courant fers ,1e base et se trouve le plus près de cette autre ouverture* .Lés sections de décharge de ces Ouvertures citées en dernier lieu peu- vent êtr4 variables lune par rappot l'autre, alors que ia '044. le autres ouvertures qui déchargent vers le bas, peuvent'4voir un section da décharge constante l- à
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Sous un aspect plus limité, l'invention a pour objet un avion comprenant un rotor d'hélicoptère dont les pales sont 'Constituées par des voilures ayant une section transversale sen- siblement circulaires connue dit plus haut.
L'avion peut comporter, en outre, un .mécanisme de commande propre à faire varier la force )rive relative de$ courants pour oue la force ascensionnelle, agis- sant sur les pales, puisse varier cycliquement en concordance avec 'la rotation du rotor. Des moyens peuvent être prévus pour faire varier la relation de phase entre la rotation du rotor et la varia- tion de la portance des pales alors que le mécanisme de commande ,,peut également fonctionner de manière à faire varier la force vive relative des courants de telle façon que les portances des pales du -rotor soient modifiées simultanément.
En étant appliquée à l'avion décrit dans le brevet anté- rieur, l'invention a également pour objet un avion dont le fuselage porte un rotor d'hélicoptère et des ailes capables de supporter il'avion par la portance aérodynamique exercée sur ces ailes pendant , ; le vol en translation, les pales. du rotor pouvant, tout au moins en partie, être escamotées dans lé fuselage.
Les dessins schématiques ci-annexés montrent, à'titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
La fig. l montre, en vue de côté, un avion du type "convertiplane" muni d'un rotor d'hélicoptère.
La fig. 2 montre, en élévation (parties en coupe), la tête de ce rotor d'hélicoptère.
La fig. 3 montre, en coupe transversale, une des pales dudit rotor d'hélicoptère.
La fig. 4 montre, schématiquement, le dispositif de réglage de la portance adjoint au rotor d'hélicoptère.
L'avion est établi, d'une manière générale, selon l'un des-modes de réalisation décrits dans le brevet antérieur usvisé.
Comme visible sur la fig. 1, il comprend un fuselage 1, deux ailes 2, un empennage de profondeur 3 et un empennage de directibn 4.
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Il est actionné par des réacteurs, avec turbine à gaz et du type à by-pass, montés dans des nacelles 5 logées au-dessous des ailes.
Au-dessus du fuselage est monté un rotor d'hélicoptère à deux pales comprenant une tête de rotor 7 entourée d'un dôme 8, deux pales de rotor 9, à section circulaire, et des tuyères à réaction.montres aux. extrémités des pales.
'Comme expliqué avec plus de détails ci-après, les pales 9 sont articulées à la tête 7 du rotor et peuvent être soule- vées et abaissées entre une position escamotée ou inactive (mon- trée en traits pleins) et une position relevée ou active (montre en traits mixtes) .à l'aide de deux paires de vérins 11 et de biel- lettes 12. Dans leur position escamotée, les pales sont couchées et logées -partiellement dans des encoches longitudinales ménagée dans la paroi supérieure du fuselage et sont maintenues en place par des verrous 14. Dans leur position active, les pales sont soulevées et écartées du fuselage et sont verrouillées en ayant un angle de conicité prédéterminé.
Il est à noter que l'axe du rotor est incliné par rapport à la verticale de sorte oue les pales sont soulevées en formant des angles différents avec celle-ci* La partie de la paroi supérieure du fuselage, oui entoure la tête du rotor, est constituée par des portes 15 ou analogues qui peu- vent être reculées ou rabattues vers l'arrière pour que le rotor dispose d'un espace suffisant pour tourner.
Comme pour les dispositions décrites dans le brevet antérieur, le rctcr est entraîne par des courante gazeux prélèves dans les .conduite de jets des réacteurs. La portance exercée sur les pales -du rotor est produite par l'effet de contrôle de la ; couche limite ou de la circulation des courants d'air décharges, sous la forme de minces couches, sur les surfaces de la pale à partir des ouvertures étroites ou fentes qui s'étendent le long de l'envergure, l'air formant ces courants étant fourni par les compresseurs de by-pass des réacteurs.
La constitution de la tête de rotor et la manière dont l'air pour le contrôle de la circula-
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tion et les courants de gaz propulseurs sont fournis aux pales du rotor sont montres sur la fig.2.
La tète de rotor comporte un organe tubulaire 21 touril- lonné dansdes coussinets supérieur et inférieur 22,23 logés dans un support 24 attaché à la structure fixe du fuselage. Des diaphrag- mes 25 et 26 attendent en travers des extrémités supérieure et inférieure de l'organe tubulaire et une chemise 27 est logée dans celui-ci et délimite avec cet organe un intervalle annulaire 28.
Ces organes sont montrés comme formant une seule pièce pour sim- plifior le dessin, mais en pratique ils sont formés par des pièces séparées assemblées les unes aux autres.
Chacune des pales 9 du rotor comporte une base 31 fixée rigidement à des consoles 32 articulées, par des pivots 33, à des oreilles 34 prévues à l'extrémité supérieure de l'organe tubulaire 21. Chaaue pale peut être déplacée angulairetnent autour de ses pivots 33 à l'aide de vérins 11 et de biellettes 12 et quand elle occupe sa position soulevée ou active, comme montré, l'extrémité de sa base bute contre un rebord 35a prévusur l'extrémité d'un raccord creux 35 branché sur l'organe tubulaire
21. Les pales sont maintenues dans leur position active à l'aide de crochets 36 engagés sur des saillies 32a faisant partie des con- soles 32.
Les courants de gaz entraîneurs, fournis par les réacteurs logés dans des ailes opposées, découlent par des conduits 41 vers des entrées 42 prévues de part et d'autre de la structure 24 supportant le rotor. Ces entrées débouchent dans une galerie annu- laire 43 entourant l'organe tubulaire 21 et cette galerie commun!- que avec l'intérieur de l'organe, tubulaire par des ouvertures 44.
Chaque pale de rotor 9' comporte une enveloppe extérieure
51 et une chemise intérieure 52 'formant entre elles un passage annulaire 53 (voir aussi la fig. 3). quand la pale occupe sa posi- tion soulevée ou active, la cavité 54, délimitée par la chemise 52, communique pair l'intérieur du conduit de dérivation 35 avec l'inté- rieur de l'organe tubulaire 21...Par conséquent, les courants
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gazeux, fournis par les réacteurs et admis à l'intérieur de l'organe tubulaire 21, peuvent être conduits le long des pales du rotor vers les tuyères de réaction 10, établies au bout des pales, pour entraîner le rotor en rotation.
-Des conduits'61 pour l'air prélevé aux compresseurs des réacteurs, sont relias à des ouvertures d'admission 62 éta- blies de part et d'autre de la structure de support 24. Ces ouver- tures débouchent dans une galerie annulaire 63 entourant l'organe tubulaire 21 et cette galerie communique, à son tour, avec l'espa- ce annulaire 28 formé entre l'organe tubulaire 21 et sa chemise . ' j 27, à l'aide d'une couronne de trous 64 ménages dans l'organe tubulaire 21. L'espace 28 comporte deux ouvertures de sortie opposées 65, de forme allongée, à chacune desquelles est relié un conduit 66, en forme de cornet (non visible sur la fig. 2 mais bien sur la fig. 1). Ces conduits 66 sont orientés dans des sens opposés et portent à leurs extrémités des patins coulissants qui prennent appui sur des faces correspondants des consoles 32.
Dans ces patins sont ménagés des orifices de sortie qui, lorsque les pales occupent leur position soulevée ou active, se trouvent en regard d'orifices d'entrée correspondants 67 prévus dans la face de butée. Ces conduits 66, en forme de cornet, servent dons à conduire l'air depuis l'espace 28 dans les bases 31 des pales, et ensuite dans le passage 53 formé entre l'enveloppe et la chemise de la pale, un conduit alimentant chaque pale.
La fige 3 montre l'emplacement des fentes ou ouvertures- ménagées dans la pale du rotor, On a prévu cinq ouvertures de ce ' genre, la première ouverture 71 se trouvant à ou à proximité de la' partie supérieure de la pale, les deuxième, troisième et quatrième ouvertures 72, 73, 74 étant réparties Vers l'arrière autour du ' pourtour de la pale; avec des intervalles de l'ordre de 20 à 30 , par exemple dans des positions décalées respectivement de 30 , 60 et 90 comme montré ou de 25 ,50 et 75 .
Ces quatre ouvertures sone toutes agencées de manière telle qu'elles puissent décharger
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r" minces couclftsffa11', depuis le passage 53 sur la partie 'arrière de la $yïffo de la pale depuis 3on extrémité libre jusqu'à ;sâbase, l'ouverture 71 étant orientée vers l'arrière par rapport " Jja|i|sens de rotato du rotor (indiqua par la flèche A) alors que ; :le, ouvertures t2/;-,73 sont orientées vers l'arrière et le bas, Met il 'ouverture 7-4 rs le bas. La cinquième ouverture 75 occupe ' =un position d1,.é&ale:nent opposée à celle de l'ouverture 71, ice4st-à-dire à ï proximité de à base de la pale, et elle est orientée de maître;, à décharger le-courant vers l'arrière et vers
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le'haut sur la situées de la pale..
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) t . : ;t ''#!# y : ! Pour l'aval, les pales 9 du rotor d'hélicoptère sont levées et verîeil 16es dans leur position active et les gaz ,:dp.'1tâs par les éeteur9 sont déviés pour alimenter les tuyères jài réaction 10 établies au bout des pales, ce qui fait tourner le iJor. L'air comprimé est égalaient fourni au nassage 53 prévu cte la pale et est déchargé sur la surface de celle-ci comme ) Visible sur la 1g. 3. Les courants, débités par le* ouvertures 1." 1 '?2. 73, 74 se renforcent mutuellement et les courants combinés 'êicoulent vers le bas sur le quadrant inférieur arrière de la 1 a?face de la pale dans un sens opposé à celui du. courant dirigé a le haut et vers l'arrière depuis l'ouverture 75.
Le point de Jttgr1at1on arrière P se trouve par conséquent a l'endroit où les
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.courants opposés se rencontrent en, un point du quadrant inférieur
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'fr1ère de la p.,et une portance s'exerce sur la pale du fait R de rèulation, de sorte que l'avion peut décoller }' tlcale:l1ent. Los; courants opposés ont aussi une tendance à . :''i s "4?riaer la zont;b1l10nnaire formée derrière la pale de sorte :,. la traînée EfJtJA:tm1nuae.
A mesuré "flue la vitesse en translation augmente, le poids i ,lllav1on est transféré aux ailes et l'entraînement du rotor d'hé- #- oPtère est iroapu, les gaz débités par les réacteurs étant déchargés vers Uiière pour propulser l'avion. Le rotor est arrè- é dans une posit1 dans laquelle ses pales sont orientées suivant je direction long1d1na1e de l'avion et, finalement., les pales
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sont descendues dans les encoches ménagées dans la partie supérieu- re du fuselage,
Pour l'atterrissage, les opérations se succèdent Jans un ordre inverse.
La position du point de stagnation arrière P et, par conséouent, la portance de la pale, sont déterminées par la force vive relative des courants opposés,. de sorte au'on peut faire varier la portance de la pale en réglant les débits massiques et/ou les vitesses de ces courants. Ceci a lieu, conformément à l'invention, en faisant varier les sections de décharge des ouver- tures 74, 75 à l'extrémité arrière et à la base de la pale, les sections des ouvertures 71, 72 et 73 restant constantes.
La modification de la portance a lieu à l'aide de commandes équi- valantes -à celles servant à produire la variation cyclique et collective du pas des pales d'un hélicoptère, ces commandes étant décrites en se référant à la fig. 4.
-Cette figure montre fragmentairement les ouvertures
74, 75 ménagées dans une des pales de rotor. Chaaue ouverture est délimitée, d'un côté, par une bande flexible 81a, 81b atta- chée à l'enveloppe 51 de la pale par l'un de ses bords. La bande recouvre une encoche contenant une poche ou une vessie gonflable
82a, 32b, relire par des tubes 86a, 86b aux côtés opposés d'un piston 87e logé dans un cylindre 88a, le cvlindre, les tubes et les vessies étant remplis avec un fluide hydraulique. Un cylindre analogue 88b est prévu pour l'autre pale du rotor et les deux cylindres sont montas, comme visible sur la fig.2, en ides points diamétralement opposés.dans l'espace annulaire 28, de sorte qu'ils sont entraînas en rotation avec le rotor.
Les'tubes
86a, 86b comportent des parties flexibles prévues entre la tête de rotor et la pale, à l'extérieur de celles-ci, pour permettre le mouvement de la pale autour de son pivot. Les pistons 87a, 87b sont montas sur des nous soirs 89a, 89b qui s'étendent vers le bas et traversent le diaphragme de fermeture inférieur 26 de la tête de rotor.
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Les extrémités Inférieures des poussoirs susdits portent des galets 90a, 90b qui roulent sur une plaque oscillante 91 montée sur une rotule 92 coaxiale au rotor. La rotule 92 est supportée par un piston 93 qui peut être souleva et abaissé dans un cylindre fixe
94 à l'aide d'un vérin 95. La plaque oscillante 91 peut être incli- née par l'action de deux autres vérins, tels oue 96, décalés de 90 . un se rend compte que, lorsoue la tête de rotor tourne, les pistons 87a, 87b sont déplaces suivant un mouvement alternatif en faisant varier ainsi la pression hydraulique agissant dans les vessies 82a, 82b.
Les sections de décharge des ouvertures corres- pondantes 74, 75, ménagées dans les pales opposées, varient cyclikquement en relation antiphase, de sorte oue la portance de la pale est modifiée cycliquement. Le contrôle du tangage et du roulis a lieu par la manoeuvre des vérins 96 qui provoauent l'inclinaison de la plaque oscillante 91, de manière à régler la relation de phase entre la rotation du rotor et la variation de la section de décharge. De plus, en faisant fonctionner le vérin 95, on peut soulever et abaisser l'ensemble de la plaque oscillante de manière à faire varier simultanément dans le même sens les sections de dé- charge des ouvertures correspondantes des deux pales de rotor, donc à modifier simultanément les portances des pales opposées.
Le mécanisme pour faire varier la section de décharge des ouvertures et pour effecteur l'éouivalent d'une commande cycli- que et collective du pas des pales peut évidemment être réalise différemment.
On voit que, pour le dispositif décrit, le débit de l'air qui contrôle la circulation est modifia à l'endroit où se fait la décharge et la réponse doit donc être en substance instantanée On évite également la nécessité d'alimenter séparément les ouvertu- res individuelles, toutes les ouvertures étant relises au passage commun 53 existant entre l'enveloppe 51 et la chemise 52 de la . pale.
Une certaine variation,. du nombre et de l'emplacement . des ouvertures, ménagées dans les pales du rotor, est possible.
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Ainsi, l'on peut adopter un nombre plus grand ou plus petit d'ouvertures à section de décharge constante dans la partie supérieure ,de la pale. Si la derrière des ouvertures de la série supérieures c'est-à-dire couverture 74, se trouve au-dessus de l'extrémité arrière de la pala, par exemple à proximité de la position à 60 , il peut être avantageux d'établir l'ouverture infé- rieure 75 en un point qui se trouve dans le ouadrant inférieur arrière et écarté de 20 ou 30 de la partie inférieure de la pale.
Dans ce cas, une ouverture additionnelle, orientée vers l'arrière et comportant une section de décharge constante, peut tre prévue, à la partie inférieure de la paie. La variation de la ortanc peut être obtenue en faisant varier la section d'une des ou@srtures 71.
72 et 73 plutôt que celle dé l'ouverture 74 mais, de toute manière, il est suffisant que l'on dispose de deux ouvertures à section variable dont une décharge vers le haut et l'autre vers le bas.
Une ou deux des ouvertures 71, 75 peuvent être décalée:! vers l'avant, suivant des angles de 10 à 15 , respectivement par rapport à la partie supérieure et la partie inférieure de la pale.
Il serait également possible de régler la portance à l'aide de distributeurs établis dans les conduits amenant de l'air aux ouvertures appropriées. Mais cela nécessiterait l'inter- vention de conduits d'alimentation individuels aboutissant aux diverses ouvertures cornue dans le bas du brevet antérieur dont question au début.
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Improvements made to aerodynamic wings.
The invention relates to aerodynamic airfoils, that is to say to bodies which, when they undergo a relative displacement with respect to a fluid, are subjected to an aerodynamic lift oriented in a direction transverse to the fluid. , the direction of the aforesaid relative displacement;
and it relates more particularly, among these wings, to those which have a substantially circular cross section,
A specifiaue application of the invention is that relating to airfoils of circular section constituting the blades of the helicopter rotor of an airplane of the convertible type which, for a phase of flight, for example in cruising, is capable of
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fly in the usual way while being supported by the lift acting on the normal wings and which, for another phase of flight, for example for take-off and landing, is capable of functioning as a helicopter.
In this aspect, the invention relates to a variant of the subject matter of Belgian patent No. 616,254 of
April 10, 1962 with the same name as the. present application, under the title t "Improvements to airplanes".
In this prior patent, an aircraft was described comprising a helicopter rotor provided with blades having a substantially circular cross section. Each blade has openings! long and narrow which run the entire length of the blade and are arranged to discharge fluid currents in the form of thin layers onto the surface of the blade, these currents producing a boundary layer or boundary layer control effect. circulation, the control by which lift is developed by the blade when the rotor is rotated.
The blades, described in this prior patent, have two openings of this type, one of which is located at the upper part of the blade while being oriented rearward with respect to the direction of rotation of the rotor and of which the another extends rearwardly around the perimeter of the blade at an angle of about 60 while facing downward, downward and rearward. In this patent, it is also said that additional discharge openings could be provided.
One would think that with the arrangement of the apertures disclosed in the prior patent the drag losses produced on the blade are excessive, but the same difficulty would arise in using this arrangement for aircraft wings in general.
According to the invention, an airfoil with a substantially circular cross-section has at least two openings extending along the span and arranged so as to discharge currents of fluid in the form of thin layers upward and downward. the bottom / these layers going to meet one another on the rear part of the surface of the airfoil, means being
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designed to vary the relative live force of these two, orifices.
The opposing currents tend to enclose the turbulent zone existing behind the airfoil, at least to some degree, so that the drag is decreased while the variation in the relative live force of the two currents produces a change in the lift of the airfoil. wing *
According to a feature of the invention, the openings are oriented such that the streams discharged by them meet at a point which is located. in the lower rear quadrant of the canopy.
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In the aircraft described in the prior patent, 6rt both vary the force of the currents by adjusting the. flow rate of fluid supplied to openings. But, in accordance with a feature other than the present invention, the discharge section is varied.
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openings themselves, relative to each other, to produce the necessary variation in the living force and, therefore, in the lift of the canopy.
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The subject of the invention is also a wing with a substantially circular transverse section and comprising, in the upper part of its wall, several openings not extending along the span and arranged so as to discharge fluid streams below the wing. formal thin layers down on the rear part of the canopy surface and, in the lower part
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from its wall, a self-opening suitable for discharging a fluid current, under the fora;
9 of a layer, upwards on the rear part due to the surface area of the airfoil, means being provided to vary the relative fol **> 4 of the currents discharged by this other opening and by the opening which discharges a current irons, base and is closest to this other opening. * The discharge sections of these last-mentioned openings may be variable one by one, while ia '044. the other openings which discharge downwards, can see a constant discharge section 1- to
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In a more limited aspect, the invention relates to an airplane comprising a helicopter rotor, the blades of which are constituted by airfoils having a substantially circular cross section known above.
The airplane may further include a control mechanism suitable for varying the relative shore force of $ currents so that the upward force, acting on the blades, may vary cyclically in accordance with the rotation of the rotor. . Means may be provided to vary the phase relationship between the rotation of the rotor and the change in lift of the blades, while the control mechanism can also be operated to vary the relative force of the currents of. such that the lift of the rotor blades are modified simultaneously.
By being applied to the aircraft described in the prior patent, the invention also relates to an aircraft whose fuselage carries a helicopter rotor and wings capable of supporting the aircraft by the aerodynamic lift exerted on these wings. while , ; the flight in translation, the blades. of the rotor being able, at least in part, to be retracted into the fuselage.
The accompanying schematic drawings show, by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. l shows, in side view, an airplane of the "convertiplane" type fitted with a helicopter rotor.
Fig. 2 shows, in elevation (parts in section), the head of this helicopter rotor.
Fig. 3 shows, in cross section, one of the blades of said helicopter rotor.
Fig. 4 shows, schematically, the device for adjusting the lift associated with the helicopter rotor.
The aircraft is established, in general, according to one of the embodiments described in the prior patent referred to.
As seen in fig. 1, it includes a fuselage 1, two wings 2, an elevator tail 3 and a directional tail 4.
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It is operated by reactors, with gas turbine and of the bypass type, mounted in nacelles 5 housed below the wings.
Above the fuselage is mounted a two-bladed helicopter rotor comprising a rotor head 7 surrounded by a dome 8, two rotor blades 9, of circular section, and jet nozzles. blade ends.
As explained in more detail below, the blades 9 are articulated to the rotor head 7 and can be raised and lowered between a retracted or inactive position (shown in solid lines) and a raised or active position. (shown in phantom lines). with the aid of two pairs of jacks 11 and links 12. In their retracted position, the blades are laid down and housed -partially in longitudinal notches made in the upper wall of the fuselage and are held in place by latches 14. In their active position, the blades are lifted and moved away from the fuselage and are locked with a predetermined taper angle.
It should be noted that the axis of the rotor is inclined with respect to the vertical so that the blades are lifted by forming different angles with it * The part of the upper wall of the fuselage, yes surrounds the head of the rotor, consists of doors 15 or the like which can be retracted or folded backwards so that the rotor has sufficient space to turn.
As for the arrangements described in the prior patent, the rctcr is entrained by gas streams taken from the jet pipes of the reactors. The lift exerted on the rotor blades is produced by the control effect of the; boundary layer or circulation of air currents discharges, in the form of thin layers, onto the surfaces of the blade from the narrow openings or slits that extend along the span, the air forming these currents being supplied by the reactor bypass compressors.
The constitution of the rotor head and the manner in which the air for the control of the circulation
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tion and propellant gas streams supplied to the rotor blades are shown in fig. 2.
The rotor head comprises a tubular member 21 journalled in upper and lower bushings 22, 23 housed in a support 24 attached to the fixed structure of the fuselage. Diaphragms 25 and 26 extend across the upper and lower ends of the tubular member and a jacket 27 is housed therein and defines with this member an annular gap 28.
These members are shown to form a single piece for the sake of simplicity, but in practice they are formed by separate pieces assembled together.
Each of the blades 9 of the rotor comprises a base 31 rigidly fixed to consoles 32 articulated, by pivots 33, to lugs 34 provided at the upper end of the tubular member 21. Each blade can be moved angularly around its pivots. 33 by means of jacks 11 and rods 12 and when it occupies its raised or active position, as shown, the end of its base abuts against a flange 35a provided on the end of a hollow connector 35 connected to the tubular organ
21. The blades are held in their active position by means of hooks 36 engaged on projections 32a forming part of the brackets 32.
The entraining gas streams, supplied by the reactors housed in opposite wings, flow through conduits 41 to inlets 42 provided on either side of the structure 24 supporting the rotor. These inlets open into an annular gallery 43 surrounding the tubular member 21 and this common gallery! - as with the interior of the member, which is tubular through openings 44.
Each rotor blade 9 'has an outer casing
51 and an inner jacket 52 'forming between them an annular passage 53 (see also FIG. 3). when the blade occupies its raised or active position, the cavity 54, delimited by the jacket 52, communicates the interior of the bypass duct 35 with the interior of the tubular member 21 ... Consequently, the currents
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gaseous, supplied by the reactors and admitted inside the tubular member 21, can be conducted along the rotor blades to the reaction nozzles 10, established at the end of the blades, to drive the rotor in rotation.
-Ducts '61 for the air taken from the compressors of the reactors, are connected to intake openings 62 established on either side of the support structure 24. These openings open into an annular gallery 63 surrounding the tubular member 21 and this gallery communicates, in turn, with the annular space 28 formed between the tubular member 21 and its sleeve. 'J 27, with the aid of a ring of holes 64 in the tubular member 21. The space 28 has two opposite outlet openings 65, of elongated shape, to each of which is connected a duct 66, in the form cornet (not visible in fig. 2 but in fig. 1). These conduits 66 are oriented in opposite directions and carry at their ends sliding pads which bear on corresponding faces of the consoles 32.
In these pads are formed outlet orifices which, when the blades occupy their raised or active position, are located opposite corresponding inlet orifices 67 provided in the stop face. These ducts 66, in the form of a horn, are used to conduct the air from space 28 into the bases 31 of the blades, and then into the passage 53 formed between the casing and the jacket of the blade, a duct feeding each blade. blade.
Figure 3 shows the location of the slots or openings in the rotor blade. Five such openings are provided, the first opening 71 being at or near the top of the blade, the second opening. , third and fourth openings 72, 73, 74 being distributed rearwardly around the perimeter of the blade; with intervals of the order of 20 to 30, for example in positions offset respectively by 30, 60 and 90 as shown or by 25, 50 and 75.
These four openings are all arranged in such a way that they can discharge
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r "thin couclftsffa11 ', from the passage 53 on the rear part of the $ yffo of the blade from the free end to; sâbase, the opening 71 being oriented towards the rear with respect to" Jja | i | sens of rotato of the rotor (indicated by the arrow A) whereas; : the, openings t2 /; -, 73 are facing backwards and down, puts it 'opening 7-4 rs down. The fifth opening 75 occupies' = a position d1, .é & ale: nent opposite to that of the opening 71, ice4st, that is to say near the base of the blade, and it is oriented from the master ;, to unload the -current backwards and forwards
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the top on the located of the blade.
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) t. :; t '' #! # y:! Downstream, the blades 9 of the helicopter rotor are raised and verîeil 16es in their active position and the throttle,: dp.'1tâs by the eteurs9 are deflected to feed the jài reaction nozzles 10 established at the end of the blades, this that runs the iJor. The compressed air is also supplied to the nassage 53 provided for the blade side and is discharged on the surface of the latter as) Visible on the 1g. 3. The currents, delivered by the * apertures 1. "1 '? 2. 73, 74 are mutually reinforcing and the combined currents' e flow downward on the rear lower quadrant of the 1 face of the blade in one direction. opposite to that of the current directed upwards and backwards from opening 75.
The rear jttgr1at1on point P is therefore at the place where the
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opposite currents meet at a point in the lower quadrant
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'brother of p., and lift is exerted on the blade due to the regulation, so that the airplane can take off}' tlcale: l1ent. The bone; opposing currents also have a tendency to. : '' i s "4? riaer the zont; b1l10nnaire formed behind the blade so:,. the drag EfJtJA: tm1nuae.
A measured "creeps the speed in translation increases, the weight i, the aircraft is transferred to the wings and the drive of the he- # - oPter rotor is iroapu, the gases emitted by the reactors being discharged towards Uiière to propel the aircraft The rotor is stopped in a position in which its blades are oriented in the long direction of the airplane and, finally, the blades
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are lowered into the notches made in the upper part of the fuselage,
For landing, operations follow one another in reverse order.
The position of the rear stagnation point P and, consequently, the lift of the blade, are determined by the relative force of the opposing currents ,. so that the lift of the blade can be varied by adjusting the mass flow rates and / or the speeds of these currents. This takes place, in accordance with the invention, by varying the discharge sections of the openings 74, 75 at the rear end and at the base of the blade, the sections of the openings 71, 72 and 73 remaining constant.
The modification of the lift takes place with the aid of commands equivalent to those used to produce the cyclic and collective variation of the pitch of the blades of a helicopter, these commands being described with reference to FIG. 4.
-This figure shows fragmentarily the openings
74, 75 formed in one of the rotor blades. Each opening is delimited on one side by a flexible strip 81a, 81b attached to the casing 51 of the blade by one of its edges. The band covers a notch containing an inflatable bag or bladder
82a, 32b, read back through tubes 86a, 86b at opposite sides of a piston 87e housed in a cylinder 88a, the cylinder, the tubes and the bladders being filled with hydraulic fluid. A similar cylinder 88b is provided for the other blade of the rotor and the two cylinders are mounted, as shown in fig. 2, at diametrically opposed points in the annular space 28, so that they are rotated. with the rotor.
Les'tubes
86a, 86b comprise flexible parts provided between the rotor head and the blade, on the outside thereof, to allow movement of the blade around its pivot. Pistons 87a, 87b are mounted on US evenings 89a, 89b which extend downward and pass through the lower closing diaphragm 26 of the rotor head.
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The lower ends of the aforementioned pushers carry rollers 90a, 90b which roll on an oscillating plate 91 mounted on a ball joint 92 coaxial with the rotor. The ball joint 92 is supported by a piston 93 which can be raised and lowered in a fixed cylinder
94 using a jack 95. The oscillating plate 91 can be tilted by the action of two other jacks, such as 96, offset by 90. One realizes that as the rotor head rotates, the pistons 87a, 87b are reciprocated thereby varying the hydraulic pressure acting in the bladders 82a, 82b.
The discharge sections of the corresponding apertures 74, 75, formed in the opposing blades, vary cyclically in antiphase relationship, so that the lift of the blade is cyclically changed. The control of the pitch and the roll takes place by the operation of the jacks 96 which cause the inclination of the oscillating plate 91, so as to adjust the phase relationship between the rotation of the rotor and the variation of the discharge section. In addition, by operating the jack 95, it is possible to raise and lower the whole of the oscillating plate so as to vary simultaneously in the same direction the discharge sections of the corresponding openings of the two rotor blades, therefore to be modified. simultaneously the lift of the opposite blades.
The mechanism for varying the discharge section of the apertures and for effecting the equivalent of cyclic and collective control of the pitch of the blades can obviously be implemented differently.
It can be seen that, for the device described, the air flow which controls the circulation is modified at the point where the discharge takes place and the response must therefore be substantially instantaneous. The need to supply the openings separately is also avoided. - Individual res, all the openings being connected to the common passage 53 existing between the casing 51 and the jacket 52 of the. blade.
Some variation ,. the number and location. openings in the rotor blades is possible.
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Thus, it is possible to adopt a larger or smaller number of openings with a constant discharge section in the upper part of the blade. If the rear of the upper series openings i.e. cover 74, is above the rear end of the pala, e.g. near the 60 position, it may be advantageous to establish the lower opening 75 at a point which is in the rear lower frame and spaced 20 or 30 from the lower part of the blade.
In this case, an additional opening, oriented towards the rear and comprising a constant discharge section, may be provided, in the lower part of the payroll. The variation of the ortanc can be obtained by varying the section of one of the holes 71.
72 and 73 rather than that of the opening 74 but, in any case, it is sufficient that there are two openings with variable section, one discharge upwards and the other downwards.
One or two of the openings 71, 75 can be offset :! forward, at angles of 10 to 15, respectively with respect to the upper part and the lower part of the blade.
It would also be possible to regulate the lift by means of distributors established in the ducts bringing air to the appropriate openings. But this would require the intervention of individual supply conduits terminating at the various retort openings in the bottom of the prior patent discussed at the outset.