Dispositif de poissée.
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La présente invention se rapporte à un dispositif de poussée.** * Lorsqu'une masse tourne autour d'un axe le long d'une trajectoire non circulaire présentant à la fois un déport angulaire et un déport radial, elle subit des accélérations radiales et tangentielles. L'accélération radiale présente des composantes dues à l'accélération centripète de la masse à son rayon instantané et à l'accélération de la masse le long du rayon relatif à
cette position instantanée. L'accélération tangentielle présente une composante de coriolis due au mouvement radial et une composante due à toute accélération angulaire que peut subir la masse. Si on fait tourner la masse
en l'obligeant à se déplacer le long d'une trajectoire non circulaire autour de l'axe, des forces de réaction sont engendrées dont l'amplitude dépend de la vitesse angulaire.
Ce sont ces forces de réaction qui sont utilisées dans la présente invention.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de poussée comprend une structure réceptrice de réaction, un ensemble de plusieurs masses pouvant tourner à l'intérieur de la structure, et des moyens pour faire tourner les masses de façon commandée de manière que les forces de réaction engendrées par cette rotation tendent à appliquer des forces de poussée à la structure.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de poussée comprend une structure réceptrice de réaction, au moins un groupe de masses
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faire tourner les masses autour de cet axe, et des moyens de contrainte obligeant les masses à tourner autour de l'axe avec un déport angulaire et radial, de manière que lorsque le dispositif fonctionne des forces de réaction engendrées par la rotation des masses agissent contre lesdits moyens de contrainte de manière à imprimer à la structure une poussée résultante dans une direction déterminée.
Les moyens destinés à contraindre les masses à tourner autour de l'axe avec un déport angulaire et radial peuvent être construits de manière à être disposés à l'intérieur ou à l'extérieur des trajectoires fermées suivies par
le centre de gravité des masses. Les moyens peuvent être disposés aux extrémités des masses.
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tageux de disposer des groupes de masses par paires, des moyens étant prévus <EMI ID=4.1>
pour faire tourner les masses de chaque groupe en sens inverses. 'Les axes peuvent être disposés au voisinage les uns des autres ou à l'écart les uns des autres. Les axes peuvent être disposés sensiblement parallèles les uns aux autres mais ceci n'est pas indispensable.
Les composantes des forces de réaction transmises au corps par les masses orbitantes se compensent sensiblement le long d'un axe, sont-négligeables le long d'un second axe, et présentent une résultante sensiblement unidirectionnelle le long d'un troisième axe, les trois axes étant sensiblement perpendiculaires les uns aux autres.
On peut régler l'amplitude de la poussée en variant la vitesse angulaire des masses orbitantes. Une commande plus rapide de l'amplitude et de la direction peut être obtenue en utilisant des moyens pour faire varier les trajectoires suivies par les masses orbitantes.
La structure réceptrice de réaction comprend de préférence un corps ou une carcasse.
L'invention permet la réalisation d'un dispositif de poussée qui peut être utilisé pour la propulsion de véhicules (tels que des véhicules routiers), ou pour fournir une force de soulèvement ou de sustentation (par exemple, une forme de cric). Il peut également être utilisé comme organe de maintien ou de modification de la position d'une structure. Il peut être utilisé dans l'atmosphère, dans l'espace ou sur ou sous une surface.
Aux dessins schématiques annexés donnés à titre d'exemple :
la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'une première forme d'exécution du dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout, et en coupe médiane, du dispositif selon la figure 1, ceci dans la direction de l'axe Z-Z; la figure 3 est une vue semblable à la figure 1, d'une partie d'une autre forme d'exécution du dispositif selon l'invention; la figure 4 est une vue en bout et en coupe du dispositif selon la figure 2; la figure 5 est une vue en bout et en coupe d'une variante; la figure 6 illustre l'utilisation de dispositifs selon l'invention pour produire un couple; la figure 7 est une vue en plan d'un véhicule routier; la figure 8 est une vue en bout et en coupe médiane d'un bateau; la figure 9 est une vue latérale d'un aéronef;
( <EMI ID=5.1> la figure 11 est une vue en plan d'un véhicule spatial; la figure 12 est une vue frontale de ce véhicule spatial; la figure 13 est une vue en plan d'un autre aéronef; la figure 14 est une vue latérale, en coupe médiane, d'une autre variante du dispositif selon l'invention; et la figure 15 illustre le fonctionnement du dispositif selon la figure 14.
Dans les figures, les mêmes indices de référence sont utilisés pour indiquer des composants correspondants.
La figure 1 illustre un dispositif de poussée 1 qui comprend une structure réceptrice de réaction se présentant sous la forme d'un corps 2, deux groupes de masses 3 et 4 pouvant tourner autour d'axes 5 sensiblement parallèles à l'intérieur du corps 2, et des moyens comportant une paire d'arbres 6 et 7, un moteur électrique 8 et des engrenages 9 pour faire tourner les masses 3 et 4 de façon contr8lée afin que (comme on le verra plus loin) les forces de réaction créées par cette rotation tendent à appliquer une poussée au corps 2 laquelle agit sensiblement parallèlement à l'axe Y-Y traversant latéralement le corps.
De façon plus détaillée, l'arbre 6 est relié au moteur électrique 8 lequel
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équidistantes, disposées par paires. Une masse 3 de chacune des paires est portée à l'extrémité d'arbres 10 traversant l'axe 5 sensiblement perpendiculairement à celui-ci. Les arbres 10 sont montés coulissants dans l'arbre 6 de manière que les masses 3 puissent se déplacer radialement relativement à l'arbre 6. Les quatre masses 4 sont disposées semblablement, à 90[deg.] l'une de l'autre,et montées de façon semblable sur des arbres 11. Les arbres 10 et 11 sont disposés de manière que toutes forces de déséquilibre des masses 3 et 4
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Le corps 2 du dispositif 1 est traversé de deux trous 15 disposés sensi-
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cident avec les axes 5 des arbres 6 et 7. Les trous 15 renferment des manchons
16 et 17 qui peuvent tourner dans les trous sur des paliers 18 et qui sont reliés par des roues dentées comme on le verra plus loin de manière qu'ils tournent en sens inverses. Les trous 19 et 20 des manchons 16 et 17 ne sont pas circulaires mais sont profilés soigneusement pour les raisons qui seront expliquées plus loin,. Les extrémités des arbres 6 et 7 sont disposées dans des paliers (non représentés) logés dans des plaques terminales 21 (dont une seule seulement est représentée) fixées de façon amovible au corps 2.
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laires les uns aux autres.
Les roues dentées 9 assurent que lorsque l'arbre 6 est mis en .rotation dans une direction par le moteur électrique 8 (sa vitesse étant commandée) l'arbre 7 tourne en sens inverse. Lorsque les arbres 6 et 7 tournent, les masses 3 et 4 tournent aussi et en relation de phase déterminée, des moments de rotation étant transmis depuis les arbres 6 et 7. Les masses 3 et 4 gravitent ainsi autour des axes 5. Les orbites ne sont pas toutefois circulaires mais déterminent des trajectoires de contrainte pour les masses 3 et 4 de telle sorte que lorsqu'elles tournent elles se déplacent latéralement de façon particulière.
Des moyens de lubrification (non représentés) sont prévus pour amener un lubrifiant approprié aux différents organes du dispositif 1 où cela est nécessaire.
Si l'on se rapporte aussi à la figure 2 on voit que lorsque les masses
3 et 4 gravitent autour de leurs axes 5, les trous 19 et 20 spécialement pro-
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engendre le long de sa longueur des forces de réaction ayant sensiblement la
<EMI ID=12.1> la figure 2. Les profils des trous 19 et 20 sont sensiblement uniformes le long de leur longueur. Le déplacement latéral des masses 3 et 4 olbige les masses les plus éloignées des centres de rotation d'entrer en contact avec les trous profilés 19 et 20. Les différences entre les forces de réaction engendrées par les paires de masses disposées à l'opposé l'une de l'autre sont ainsi transmises au corps 2 par les manchons 16 et 17. La force de réaction résultante en- <EMI ID=13.1>
totale engendrée par chacune des masses peut être considérée comme étant constituée de deux parties, à savoir une force constante de "a" unités et une
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tend à tirer cette masse en direction opposée à la force constante agissant sur la masse diamétralement opposée. Les composantes de force constantetendent à solliciter les arbres radiaux 10 et 11 (figure 1).
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Si l'angle particulier est constitué par le plus petit angle entre une paire de
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par chaque groupe et parallèles à l'axe Y-Y sont égales à 2b sin2 � en ce qui concerne celles engendrées par la première paire de masses et égales à
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tout angle 0. la somme des deux composantes engendrées par les deux paires
de masses dans chacun des groupes et parallèle à l'axe Y-Y peut être considérée
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une valeur constante égale à 2b unités pour chaque groupe de masses et 4b unités pour l'ensemble du dispositif. Ainsi, les forces de poussée sont engendrées sensiblement parallèlement à l'axe Y-Y et la résultante peut être considérée comme agissant sensiblement depuis l'intersection des trois axes X-X, Y-Y et Z-Z et sensiblement le long de l'axe Y-Y qui dans ce cas est dirigé vers le haut lorsque l'on regarde la figure 2.
Etant donné que les deux groupes de masses tournent en sens opposés
et sont en phase, la composante de la résultante des forces parallèles à l'axe
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siblement la force semblable engendrée par la paire de masses correspondante de l'autre groupe. Ainsi la force résultante agissant parallèlement à l'axe X-X du corps 2 sera sensiblement négligeable.
La vitesse de rotation des masses 3 et 4 et par conséquent la poussée produite par le dispositif 1 peut être commandée en variant la puissance développée par le moteur 8. Un procédé de commande plus rapide peut être obtenu en faisant tourner les manchons 16 et 17 dans le même sens ou en sens inverse
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munissant chaque manchon d'un anneau denté, s'étendant autour de sa périphérie, par exemple à mi-longueur, en prévoyant une petite ouverture dans une partie appropriée du corps 2 et en engageant les dents des anneaux avec des pignons entraînés par de petits moteurs électriques réversibles. Les manchons
16 et 17 peuvent ainsi être amenés à tourner soit dans le même sens soit dans
le sens opposé à celui de la rotation des masses associées. Avec cette commande,
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la poussée exercée par le dispositif 1 est minimale lorsque les manchons 16
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les positions représentées à la figure 2 et une poussée inverse est obtenue lorsque les manchons 16 et 17 sont tournés en sens inverses de 180[deg.] dans l'une ou l'autre direction. Ainsi une rotation en sens inverses des manchons
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du sens avant en sens inverse à une cadence déterminée par la vitesse à laquelle les manchons sont tournés.
Si on le désire, on peut utiliser simultanément les deux procédés de commande.
Il est clair que des orbites peuvent être prévues pour n'importe quel nombre entier de masses supérieur à deux dans chaque groupe. De préférence, chaque groupe comprend deux paires de masses, comme décrit ci-dessus, mais ceci n'est pas indispensable et des paires couplées d'un groupe peuvent être remplacées par au moins trois masses discrètes également espacées et reliées de façon appropriée aux arbres correspondants 6 et 7. Lorsqu'un groupe comprend un nombre impair de masses, leurs orbites seraient comme si elles étaient définies pour deux fois le nombre disposé par paires. Ainsi si trois masses individuelles forment un groupe.. elles nécessiteront une orbite utilisable pour six masses disposées en trois paires interconnectées.
Le dispositif 1 peut également être construit de manière à utiliser des forces de réaction régies par des équations autres que celles de forme a + b sin 9. Un exemple approprié est constitué lorsque huit masses forment quatre paires, ce qui produirait une poussée constante si les forces de réaction en-
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toutefois important que les orbites soient choisies de manière à s'adapter au
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sées à raison de quatre paires dans chaque groupe, mais elles ne conviendraient pas dans le cas de quatre masses disposées en deux paires. En variante, des
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priées pour quatre ou huit masses disposées par paires.
Il est clair aussi que les arbres 10 et 11 peuvent être remplacés par des moyens élastiques (par exemple par un matériau déformant présentant une élasticité naturelle ou artificielle) disposés entre les masses 3 et 4 et les arbres 6 et 7.
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La résistance offerte au déplacement latéral les niasses 3 et 4
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de frottement existant entre ces composants et de l'amplitude des forces où ils viennent en contact. Cette résistance gêne la fiabilité et l'efficacité du dispositif 1 dans une certaine mesure. Le coefficient de frottement peut être réduit en prévoyrjit des roulements à billes à la place des surfaces coulis-
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notamment si le couple exercé depuis un axe 5 sur la périphérie d'un arbre 6 ou 7 est petit étant donné que ceci engendre des grandes forces de traînée.
De plus, lorsque les masses orbitales 3 et 4 sent en contact avec les
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chaque masse tend à se rompre. Cette rupture du film de lubrifiant entraîne la formation de grandes forces de frottement et se produit en raison du fait que l'arête centrale de la surface extérieure de chaque masse concentre la force sur une petite surface de contact qui tend à balayer le film de lubrifiant des surfaces 19 et 20.
L'arête centrale de chaque masse 3 et 4 découle de la forme de chaque masse, cette forme étant nécessaire pour permettre la rotation d'une masse
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180[deg.].
Les figures 3 et 4 ensemble illustrent une variante la dans laquelle les inconvénients ci-dessus sont diminués.
Se référant à ces figures, des forces de rotation sont appliquées aux masses 3a et 4a, à leurs extrémités, ceci par des organes radiaux 30a et 30b disposés en forme de croix. Les organes 30a et 30b sont portés par des couvercles terminaux 31a et 31b, dont les périphéries présentent des dents 32a et 32b (représentées schématiquement) engrenant entre elles. Un moteur électrique réversible 8a est relié à l'un des couvercles terminaux 31b, de telle sorte que la rotation du moteur entraîne, par les couronnes dentées 32a et
32b, la rotation des masses 3a et 4a, ceci en sens inverses et autour des axes 5a. Les composants sont disposés de manière que les masses tournent dans la phase voulue.
Les organes 30a et 30b sont reliés aux masses 3a et 4a par des arbres
33a et 33b de faible longueur. Les extrémités des organes 30a et 30b présentent des broches 34a et 34b s'étendant radialement depuis lesdites extrémités.
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Le,3 broches 34a et 34b coulissent dans des paliers 35a et 35b portés par les
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des parties découpées permettant à l'un des organes de chaque paire de se déplacer radialement relativement à l'autre organe de la paire.
Comparativement au dispositif des figures 1 et 2, le dispositif d'application des forces de rotation aux masses 3a et 4a est tel qu'il en résulte une réduction importante du couple en raison de l'augmentation effective de la longueur du bras du couple ce qui tend à diminuer la traînée radiale. Il résulte de ce positionnement des moyens reliant les paires de masses à leurs extrémités, que les masses peuvent être amenées plus près de leurs axes 5a de rotation. La réduction du rayon de giration de la masse entraîne une diminution du moment d'inertie de chaque ensemble de masses et pour une grandeur donnée du dispositif.
Dans cette variante, les moyens de commande de l'orbite comprennent des cames internes 40a et 40b présentant des faces 41a et 41b (figure 4).
Les tourillons 33a et 33b portent des suiveurs de cames 42a et 42b pivo-
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nière à engendrer une force répondant à l'équation requise (par exemple a + b
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Etant donné que les suiveurs de cames 42a et 42b constituent le seul contact entre les masses 3a et 4a d'une part et les faces 41a et 41b des cames internes d'autre part, le guidage et la commande des orbites des masses sont obtenus avec de faibles pertes de frottement. De plus, l'utilisation des suiveurs
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donné que le reste de la masse n'est en contact avec aucune autre surface. La force de réaction engendrée par les masses est transférée par les suiveurs de cames à rouleaux 40a et 40b et par les surfaces 41a et 41b au'corps 2a du dispositif la comme précédemment. (Dans le dispositif 1 des figures 1 et 2. )
Comme représenté à la figure 3,. la came intérieure 40a en forme de manchon est disposée sensiblement coaxialement à l'intérieur de manchons 13 et 44 espacés radialement. (Une disposition semblable est prévue pour la came 40b. ) Une couche de matériau élastique 45 (caoutchouc) est disposée entre les manchons 43 et 44 auxquels elle est liée.
Les cames sont entraînées simultanément en rotation par les couronnes dentées 46a et 46b engrenant entre elles. Comme précédemment, la rotation <EMI ID=40.1>
des cames en sens opposés d'un demi tour permet une commande continue de
la poussée en sens avant et en sens arrière, c'est-à-dire soit vers le haut
soit vers le bas le long de l'axe Y-Y.
La couche de caoutchouc 45 tend à diminuer le bruit du dispositif la lorsqu'il fonctionne. La couche 45 tend également à amortir la transmission
au corps 2a du bruit et des vibrations engendrées par les parties tournantes.
Un autre perfectionnement pouvant être utilisé consiste à réduire davantage le frottement s'opposant au déplacement radial des organes radiaux 30a
et 30b en faisant en sorte que, pour une position angulaire déterminée, la résultante de toutes les forces agissant sur chaque organe agisse sensiblement
le long de son axe longitudinale La figure 4 montre que les suiveurs de cames
42a et 42b et par conséquent le point où agit la force de réaction sont déportés relativement aux axes des broches 34a et 34b (et par conséquent des axes des organes 30a et 30b). Ce déport est obtenu en disposant les axes des broches
de manière qu'ils coïncident avec ceux des organes 30a et 30b mais en disposant les axes des arbres 33a et 33b (et par conséquent les suiveurs de cames
42a et 42b) légèrement d'un côté desdits axes des broches. Des tirants minces
50 (figure 3) s'étendent entre les couvercles terminaux opposés pour maintenir ensemble les composants.
Les forces de réaction engendrées par les masses 3 et 4 associées aux suiveurs de cames 42a et 42b agissent à la fois par le centre de rotation de chaque masse et par le centre de rotation du suiveur de came correspondant. La ligne d'action de cette force peut ainsi faire un angle avec la ligne centrale longitudinale des organes 30a et 30b. Etant donné que le rapport entre la force de réaction engendrée par une masse et le couple requis pour la déplacer varie avec le déport angulaire, le degré de décalage peut être choisi de manière que pour une position angulaire donnée sur l'orbite, la somme vectorielle de la force de réaction engendrée et de la réaction exercée par les broches 34a et
34b à l'encontre de la force de rotation produise des résultantes agissant parallèlement aux axes longitudinaux des organes 30a et 30b et des broches 34a et 34b.
On voit à la figure 2 que les forces de réaction vectorielles engendrées sont indiquées par C. F. , les forces vectorielles de réaction par I, et les résultantes par R.
La figure 5 montre une forme d'exécution du dispositif comprenant un corps 50 de réception de la réaction dans lequel sont logés quatre groupes de <EMI ID=41.1>
masses 51, 52, 53 et 54, respectivement, qui sont disposés en tandem de manière à être sensiblement alignés dans la direction de la poussée résultante, comme représenté par la flèche 55. Les groupes de masses sont retenus et soumis à des contraintes lors de la rotation par des mécanismes analogues à ceux décrits ci-dessus en regard des figures 3 et 4. Les flèches 56 montrent les sens de rotation relatifs entre les groupes. Pour autant que les siens de rotation relatifs sont utilisés, les forces parasites sont annulées en tendan�
à courber ou solliciter d'autres façons le corps et la poussée résultante est développée le long de l'axe principal. La rotation des mécanismes de retenue dans les sens relatifs 56 permet de commander l'amplitude et la direction de la poussée. Cette forme d'exécution convient pour être montée à l'emplacement du moteur d'une voiture conventionnelle ou à l'intérieur d'une aile d'aéronef. Le dispositif peut être disposé de toutes façons appropriées, par exemple verticalement ou sur son cote.
La figure 6 illustre l'application de dispositifs selon l'invention pour engendrer un couple. Un groupe de masses 60 et leur mécanisme d'entraînement et de contrainte sensiblement comme ceux décrits en regard de.3 figures 3 et 4 sont disposés à chaque extrémité d'un bras 61 récepteur de réaction. Chaque groupe de masses est agencé pour tourner dans les directions relatives
(comme représenté par les flèches 63) de manière à produire des forces de réaction opposées dans des directions sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal du bras. Ceci produit. un. couple de torsion autour du centre 62 de la partie médiane du bras 61. Cette forme d'exécution peut cire utilisée pour stabiliser un bateau, un aéronef ou autres véhicules lorsque le bras 61 de la figure 6 est en toute probabilité constitué par la structure du véhicule.
Des dispositifs selon l'invention peuvent être utilisés seuls ou en pluralité. Ils peuvent être disposés côte à côte, empilés bout à bout ou en tandem de manière à permettre une plus grande efficacité de la conversion de la puissance d'entrée en poussée de sortie.
Une raison d'utiliser des dispositifs multiples est d'améliorer leur utilisation. Par exemple, si une structure de grande dimension telle qu'un collecteur d'énergie solaire devait être supportée dans une orbite terrestre gravifique partielle, un seul dispositif disposé au centre exigerait une importante ossature s'étendant jusqu'à la périphérie de la structure. En revanche, plusieurs petits dispositifs pourraient être prévus à la place du dispositif unique <EMI ID=42.1>
plexité et le poids de la structure.
Etant donné que l'invention utilise des masses rotatives pour engendrer des forces de réaction, il est soumis aux effets gyroscopiques. Le couple gyroscopique produit ne doit pas toutefois avoir d'effet perturbateur, spécialement si les groupes de masses sont disposés par paires. Lorsqu'un dispositif comprend des groupes de masses disposés par paires, l'effet de la rotation autour des axes X-X ou Y-Y est d'engendrer un couple de torsion dans le corps. S'il le faut, ceci peut être contré en mettant deux dispositifs en action dans lesquels les groupes de masses tournent en sens inverses.
Les figures 7 à 14 illustrent quelques applications de l'invention.
Il y a lieu de noter que bien que pour des raisons pratiques on se réfère
à un ou plusieurs dispositifs 1, ceux-ci peuvent être remplacés lorsque cela est possible par l'une ou l'autre des variantes décrites ici.
La figure 7 illustre une automobile 70 qui est pourvue de dispositifs de poussée 1 disposés au voisinage de chaque "angle" du véhicule. Des poussées avant et arrière sont indiquées par des flèches 71 et 73, ces forces pouvant également être utilisées pour le freinage. Les dispositifs individuels 1 peuvent <EMI ID=43.1>
En variante les dispositifs 1 peuvent être groupés ensemble à la position représentée en 73. Les moteurs 8 (figure 1) peuvent être actionnés par batterie et/ou par un générateur entraîné par un petit moteur à combustion interne ou encore le dispositif peut être entraîné par un moteur à combustion interne.
La figure 8 montre des dispositifs 1 ménagés dans la coque 75 d'un bateau
76. Les unités sont disposées aux extrémités de l'axe le long duquel agit le roulis, le tanguage ou tout mouvement oscillant du bateau 76. Le centre de ces mouvements est disposé suffisamment près de l'axe pour Être capable de retenue. Une unité de commande 77 capte le mouvement de roulis ou de tanguage relativement à une position stable et commande les unités 1 en conséquence.
Si, lorsque l'on regarde la figure 8, le roulis du bateau s'effectue vers
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gauche une poussée vers le bas. Si le bateau effectue un mouvement de roulis vers la.droite, les unités inversent le sens de leur poussée.
Les figures 9 et 10 illustrent un aéronef 80 capable de décollage et d'atterrissage vertical (VTOL). Les unités 1 sont disposées en plusieurs rangées
'1 <EMI ID=45.1>
à l'intérieur du fuselage 81 de l'aéronef de manière à engendrer des poussées verticales (vers le haut ou le bas) de même que des poussées latérales et lon-
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de stabilisation 83 et des hublots latéraux 84. Des moyens capteurs (non représentés) reliés aux unités 1 stabilisent contre le roulis, le tanguage, les glissements de côté et les embardées.
Pour des raisons commerciales et économiques, les sources de puissance primaires comprennent de préférence des turbines à gaz conventionnelles mais des appareils turbo-électriques ou turbo-hydrauliques peuvent également être utilisés. Ceci est préférable à un couplage mécanique direct, étant donné que si le couple d'entrée pour une rotation de base (des masses) et un contrôle d'orbites à l'intérieur des unités 1 devaient être assurés électriquement ou hydrauliquement, la poussée produite par les unités individuelles pourrait être commandée plus facilement (peut-être par un servo-système) dans les différentes directions et pour les différentes amplitudes par un ordinateur embarqué et un système gyroscopique capable d'adapter ces forces aux nécessités instantanées du vol de l'aéronef.
Les figures 11 et 12 illustrent un véhicule spatial 90 pourvu de batteries d'unités 1 produisant les mêmes poussées que dans l'aéronef des figures 9 et 10. Le véhicule 90 est muni d'ailerons de stabilisation 91.
Les figures 11 et 12 ne sont destinées qu'à montrer comment les unités 1 peuvent être disposées de manière à engendrer des poussées propulsives et stabilisatrices. Le centre de gravité du véhicule doit être situé largement à l'intérieur de la zone délimitée par les unités afin d'assurer une bonne stabilité. Si une poussée est engendrée par la voilure du véhicule, le centre de cette poussée doit être disposé de manière que la véhicule puisse être équilibré correctement (à l'aide des unités 1) afin qu'il vole de façon stable.
Le vol peut être commandé à l'aide d'une installation comprenant un ordi-
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les différentes imités. La source d'énergie primaire doit être compatible avec l'environnement dans lequel opère le véhicule.
La figure 13 illustre un aéronef 95 conventionnel de fabrication moderne et capable de voler à des vitesses supersoniques.
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Lorsque l'aéronef est à ailes fixes, la poussée exercée par les ailes peut aller jusqu'à en viron quinze fois la traînée (vol supersonique, environ 8 fois). Etant donné que la traînée et la poussée sont égales en vol horizontal la poussée propulsive est relativement faible dans ces conditions. (Le décollage nécessite une plus grande poussée. )
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emplacement qui est réservé normalement aux moteurs conventionnels de chaque côté de sorte que des poussées seraient engendrées en sens avant et arrière sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de l'aéronef.
La disposition intérieure donnée en variante en 96 utilise des unités disposées le long des bases des ailes dans des positions appropriées de nouveau afin d'appliquer des poussées sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de l'aéronef. Si les ailes sont suffisamment épaisses pour accommoder une unité à deux chambres, elles peuvent être utilisées de cette façon. Dans les ailes minces, les unités peuvent être disposées comme représenté à la figure 5, la dimension la plus faible étant située dans la profondeur de l'aile et les groupes des masses étant disposés sensiblement transversalement à l'axe longitudinal de l'aéronef.
De préférence la puissance primaire est fournie par des turbines à gaz.
Pour autant que la phase et les rotations en sens inverses de chaque groupe de masses soient respectées, les moyens d'alimentation de puissance ne doivent pas nécessairement être disposés à l'extérieur du dispositif de poussée mais peuvent être situés entièrement ou partiellement à l'intérieur du dispositif. Il est également à noter que les engrenages peuvent être remplacés par des servo-systèmes et le corps utilisé pour contenir les forces
de réaction perturbatrices provenant des organes radiaux 30c, etc. (figure 3). Lorsque l'on utilise un moteur à courant alternatif pour injecter la puissance, son "stator" peut être utilisé pour faire tourner les niasses, tandis que son "rotor" demeure stationnaire au centre de rotation. En variante, les masses peuvent elles-mêmes faire partie du rotor, le stator du moteur étant utilisé dans le cadre du mécanisme de commande de l'orbite.
La figure 14 illustre une forme d'exécution 100, qui utilise un moteur à courant alternatif logé dans le disnositif, le mécanisme de contrainte étant disposé à l'intérieur de la trajectoire fermée suivie par le centre de gravité des masses. <EMI ID=52.1>
Cette figure montre qu'un corps ou carcasse 101 de réception de la réaction renferme un moteur à courant alternatif 102 du type à cage d'écureuil avec
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lièrement. (Ce type de moteur peut être conçu pour une entrée monophasée mais ceci implique l'utilisation d'enroulements de stator en opposition de phase et de commutateurs centrifuges. )
Le moteur 102 est commode car son rotor ne nécessite aucun apport d'énergie électrique par des collecteurs ou anneaux frottants, etc. Au lieu de ceci les courants d'entraînement peuvent être induits dans la cage d'écureuil 103 par les courants produits dans les enroulements de stator 104. Une autre construction, par exemple basée sur un moteur conventionnel à courant continu, nécessiterait un collecteur et une armature feuilletée et elle serait plus encombrante.
Les extrémités du rotor 103 portent des plaques terminales 32c montées sur un arbre central 105. Les extrémités de cet arbre 105 portent des pignons à vis sans fin 106 coopérant avec des vis sans fin 107 entraînées par des servomoteurs 108. Les moteurs sont alimentés indépendamment les uns des autres par un courant de commande.
L'arbre 105 porte également des cames biseautées 109 coopérant avec des suiveurs de cames obliques 110. Les suiveurs de cames 110 sont montés
sur
tournants/des tourillons 111 portant quatre masses génératrices de force 3c
en forme de quadrants (voir figure 15).
Il y a lieu de noter que la figure 14 ne montre qu'une seule chambre. En réalité il existe deux chambres disposées côte à côte (comme dans les figures
1 et 3). Un servo-moteur unique entraîne un arbre central 105 s'étendant à travers la chambre.
Les masses 3c sont reliées (de la manière représentée'à la figure 4) par des organes 30c disposés en forme de croix.
Les périphéries des plaques terminales 32c présentent une denture.
Les dentures des plaques terminales 32c coopèrent avec des plaques terminales ménagées dans la charnbre adjacente. (Comme les plaques terminales
31a et 31b de la figure 3. )
<EMI ID=54.1>
(non représentés) qui commandent les moteurs de manière qu'ils varient les positions angulaires des arbres centraux 105.
Des paires de masses opposées ravalement sont, dans cette forme d'exécution, reliées ensemble par des organes 30c, etc. et constituent ainsi une structure rigide. Lorsqu'elles tournent elles sont retenues contraintes à se déplacer de manière à parcourir une trajectoire non circulaire qui les accélère . de la façon voulue. Des moyens de contrainte, constitués dans ce cas par les cames 109, agissent sur les suiveurs de cames 110 des paires situées dans la
<EMI ID=55.1>
(indiquées par les flèches 112) qui agissent contre les moitiés inférieures des cames 109 comme représenté à la figure 15. Ainsi, dans cette forme d'exécution, les moyens de contrainte sont disposés à l'intérieur des trajectoires fermées parcourues par le centre de gravité des masses.
Des dispositifs selon l'invention peuvent trouver d'autres applications
que celles décrites ci-dessus. Par exemple, ils peuvent être utilisés comme supports anti-gravitationnels pour des satellites terrestres qui ne sort pas situés dans des orbites gravitationnelles nulles. Ici l'énergie électrique peut être obtenue à partir de l'énergie solaire. Ils peuvent également être utilisés comme supports structurels de collecteurs d'énergie solaire pour les satellites mentionnés plus haut. Des dispositifs multiples peuvent être utilisés pour soulever des objets et les maintenir dans certaines orientations. L'espacement
des dispositifs permet de diminuer la complexité et le poids de toute ossature
de support.
Tous les dispositifs décrits et/ou illustrés peuvent être utilisés (lorsque c'est possible) en combinaison les uns avec les autres.
<EMI ID=56.1>
un corps ou carcasse. Elle peut comprendre le châssis ou la structure à laquelle la poussée doit être appliquée. Par exemple, le châssis d'un véhicule routier.
REVENDICATIONS
1. Dispositif de poussée, caractérisé en ce qu'il comprend une structure réceptrice de réaction, un ensemble de plusieurs masses pouvant tourner à l'intérieur de la structure, et des moyens pour faire tourner les masses de façon commandée de manière que les forces de réaction eng ndrées par une telle rotation tendent à exercer une poussée sur la structure.
2. Dispositif de poussée, caractérisé en ce qu'il comprend une structure réceptrice de réaction, au moins un groupe de masses pouvant tourner autour d'un axe à 1"intérieur de la structure, des moyens pour faire tourner les masses autour de cet axe et des moyens de contrainte obligeant les masses à tourner autour de l'axe avec un déport angulaire et radial, de manière que lorsque le dispositif fonctionne, la rotation des masses engendre des forces de réaction agissant contre lesdits moyens de contrainte de manière à imprimer une poussée résultante à ladite structure dans une direction déterminée.
Sticky device.
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to a thrust device. ** * When a mass rotates about an axis along a non-circular path exhibiting both angular offset and radial offset, it undergoes radial accelerations and tangential. The radial acceleration has components due to the centripetal acceleration of the mass at its instantaneous radius and the acceleration of the mass along the radius relative to
this instantaneous position. Tangential acceleration has a coriolis component due to radial motion and a component due to any angular acceleration that the mass may undergo. If we spin the mass
by forcing it to move along a non-circular path around the axis, reaction forces are generated, the magnitude of which depends on the angular speed.
It is these reaction forces which are used in the present invention.
According to one characteristic of the invention, the thrust device comprises a reaction receiving structure, a set of several masses which can rotate inside the structure, and means for rotating the masses in a controlled manner so that the forces reactions generated by this rotation tend to apply thrust forces to the structure.
According to another characteristic of the invention, the pushing device comprises a reaction receiving structure, at least one group of masses
<EMI ID = 2.1>
rotating the masses around this axis, and means of constraint forcing the masses to rotate around the axis with an angular and radial offset, so that when the device operates, reaction forces generated by the rotation of the masses act against said constraining means so as to impart to the structure a resulting thrust in a determined direction.
The means intended to force the masses to rotate about the axis with an angular and radial offset can be constructed so as to be arranged inside or outside the closed paths followed by
the center of gravity of the masses. The means can be arranged at the ends of the masses.
<EMI ID = 3.1>
necessary to arrange groups of masses in pairs, means being provided <EMI ID = 4.1>
to rotate the masses of each group in opposite directions. The axes can be arranged in the vicinity of each other or away from each other. The axes can be arranged substantially parallel to each other but this is not essential.
The components of the reaction forces transmitted to the body by the orbiting masses substantially offset each other along one axis, are negligible along a second axis, and exhibit a substantially unidirectional resultant along a third axis, the three axes being substantially perpendicular to each other.
The amplitude of the thrust can be adjusted by varying the angular speed of the orbiting masses. Faster control of amplitude and direction can be achieved by using means for varying the paths followed by the orbiting masses.
The reaction receptor structure preferably comprises a body or a carcass.
The invention allows for the realization of a pushing device which can be used for propelling vehicles (such as road vehicles), or for providing a lifting or lifting force (for example, a form of jack). It can also be used as a member for maintaining or modifying the position of a structure. It can be used in the atmosphere, in space, or on or under a surface.
In the accompanying schematic drawings given by way of example:
FIG. 1 is a perspective view, with partial cut away, of a first embodiment of the device according to the invention; FIG. 2 is an end view, and in median section, of the device according to FIG. 1, this in the direction of the Z-Z axis; FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, of part of another embodiment of the device according to the invention; FIG. 4 is an end view and in section of the device according to FIG. 2; Figure 5 is an end view and in section of a variant; FIG. 6 illustrates the use of devices according to the invention for producing a torque; Figure 7 is a plan view of a road vehicle; FIG. 8 is an end view and in median section of a boat; Figure 9 is a side view of an aircraft;
(<EMI ID = 5.1> Figure 11 is a plan view of a spacecraft; Figure 12 is a front view of this spacecraft; Figure 13 is a plan view of another aircraft; Figure 14 is a side view, in median section, of another variant of the device according to the invention; and FIG. 15 illustrates the operation of the device according to FIG. 14.
In the figures, the same benchmarks are used to indicate corresponding components.
FIG. 1 illustrates a pushing device 1 which comprises a reaction receiving structure in the form of a body 2, two groups of masses 3 and 4 being able to rotate around axes 5 substantially parallel inside the body 2 , and means comprising a pair of shafts 6 and 7, an electric motor 8 and gears 9 for rotating masses 3 and 4 in a controlled manner so that (as will be seen later) the reaction forces created by this rotation tend to apply a thrust to the body 2 which acts substantially parallel to the YY axis passing laterally through the body.
In more detail, the shaft 6 is connected to the electric motor 8 which
<EMI ID = 6.1>
equidistant, arranged in pairs. A mass 3 of each of the pairs is carried at the end of shafts 10 passing through the axis 5 substantially perpendicular to the latter. The shafts 10 are slidably mounted in the shaft 6 so that the masses 3 can move radially relative to the shaft 6. The four masses 4 are arranged similarly, at 90 [deg.] From each other, and similarly mounted on shafts 11. Shafts 10 and 11 are arranged so that any unbalance forces of masses 3 and 4
<EMI ID = 7.1>
The body 2 of the device 1 is crossed by two holes 15 arranged sensi-
<EMI ID = 8.1>
cident with the axes 5 of the shafts 6 and 7. The holes 15 contain sleeves
16 and 17 which can rotate in the holes on bearings 18 and which are connected by toothed wheels as will be seen below so that they rotate in opposite directions. The holes 19 and 20 of the sleeves 16 and 17 are not circular but are carefully profiled for the reasons which will be explained later. The ends of the shafts 6 and 7 are arranged in bearings (not shown) housed in end plates 21 (only one of which is shown) removably fixed to the body 2.
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
to each other.
The toothed wheels 9 ensure that when the shaft 6 is rotated in one direction by the electric motor 8 (its speed being controlled) the shaft 7 rotates in the opposite direction. When the shafts 6 and 7 rotate, the masses 3 and 4 also rotate and in a determined phase relation, rotational moments being transmitted from the shafts 6 and 7. The masses 3 and 4 thus revolve around the axes 5. The orbits do not are not, however, circular but determine stress trajectories for masses 3 and 4 so that when they rotate they move laterally in a particular way.
Lubrication means (not shown) are provided to supply an appropriate lubricant to the various organs of the device 1 where this is necessary.
If we also refer to figure 2 we see that when the masses
3 and 4 revolve around their axes 5, holes 19 and 20 specially pro-
<EMI ID = 11.1>
generates reaction forces along its length having substantially the
<EMI ID = 12.1> Figure 2. The profiles of holes 19 and 20 are substantially uniform along their length. The lateral displacement of masses 3 and 4 causes the masses farthest from the centers of rotation to come into contact with the profile holes 19 and 20. The differences between the reaction forces generated by the pairs of masses arranged opposite l 'one of the other are thus transmitted to the body 2 by the sleeves 16 and 17. The resulting reaction force in- <EMI ID = 13.1>
total generated by each of the masses can be considered to consist of two parts, namely a constant force of "a" units and a
<EMI ID = 14.1>
tends to pull this mass in the opposite direction to the constant force acting on the diametrically opposite mass. The constant force components tend to stress the radial shafts 10 and 11 (figure 1).
<EMI ID = 15.1>
If the particular angle is the smallest angle between a pair of
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
by each group and parallel to the Y-Y axis are equal to 2b sin2 � with regard to those generated by the first pair of masses and equal to
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
any angle 0. the sum of the two components generated by the two pairs
of masses in each of the groups and parallel to the Y-Y axis can be considered
<EMI ID = 20.1>
a constant value equal to 2b units for each group of masses and 4b units for the entire device. Thus, the thrust forces are generated substantially parallel to the YY axis and the resultant can be considered to act substantially from the intersection of the three axes XX, YY and ZZ and substantially along the YY axis which in this case is facing up when looking at Figure 2.
Since the two groups of masses turn in opposite directions
and are in phase, the component of the resultant of the forces parallel to the axis
<EMI ID = 21.1>
sibly the similar force generated by the corresponding pair of masses of the other group. Thus the resulting force acting parallel to the X-X axis of the body 2 will be substantially negligible.
The speed of rotation of masses 3 and 4 and therefore the thrust produced by device 1 can be controlled by varying the power developed by motor 8. A faster control method can be obtained by rotating sleeves 16 and 17 in the same direction or in reverse
<EMI ID = 22.1>
providing each sleeve with a toothed ring, extending around its periphery, for example at mid-length, by providing a small opening in a suitable part of the body 2 and by engaging the teeth of the rings with pinions driven by small reversible electric motors. Sleeves
16 and 17 can thus be caused to rotate either in the same direction or in
the opposite direction to that of the rotation of the associated masses. With this command,
<<EMI ID = 23.1>
the thrust exerted by the device 1 is minimal when the sleeves 16
<EMI ID = 24.1>
the positions shown in Figure 2 and reverse thrust is obtained when sleeves 16 and 17 are rotated 180 [deg.] in either direction. Thus a rotation in opposite directions of the sleeves
<EMI ID = 25.1>
from forward to reverse at a rate determined by the speed at which the sleeves are rotated.
If desired, the two control methods can be used simultaneously.
Clearly, orbits can be provided for any integer number of masses greater than two in each group. Preferably each group comprises two pairs of masses, as described above, but this is not essential and coupled pairs of a group can be replaced by at least three discrete masses equally spaced and suitably connected to the shafts. Correspondents 6 and 7. When a group includes an odd number of masses, their orbits would be as if they were defined for twice the number arranged in pairs. So if three individual masses form a group ... they will require one usable orbit for six masses arranged in three interconnected pairs.
Device 1 can also be constructed to use reaction forces governed by equations other than those of the form a + b sin 9. A suitable example is when eight masses form four pairs, which would produce a constant thrust if the reaction forces in-
<EMI ID = 26.1>
however, it is important that the orbits are chosen so as to adapt to the
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
Sized at the rate of four pairs in each group, but they would not be suitable in the case of four masses arranged in two pairs. Alternatively,
<EMI ID = 29.1>
prayed for four or eight masses arranged in pairs.
It is also clear that the shafts 10 and 11 can be replaced by elastic means (for example by a deforming material having a natural or artificial elasticity) arranged between the masses 3 and 4 and the shafts 6 and 7.
<EMI ID = 30.1>
The resistance offered to lateral displacement in bundles 3 and 4
<EMI ID = 31.1>
friction existing between these components and the magnitude of the forces where they come into contact. This resistance hinders the reliability and efficiency of the device 1 to a certain extent. The coefficient of friction can be reduced by providing ball bearings in place of the sliding surfaces.
<EMI ID = 32.1>
especially if the torque exerted from an axis 5 on the periphery of a shaft 6 or 7 is small given that this generates large drag forces.
In addition, when orbital masses 3 and 4 feel in contact with the
<EMI ID = 33.1>
each mass tends to break. This breakage of the lubricant film results in the formation of large frictional forces and occurs due to the fact that the central ridge of the outer surface of each mass concentrates the force on a small contact area which tends to sweep the lubricant film. surfaces 19 and 20.
The central edge of each mass 3 and 4 derives from the shape of each mass, this shape being necessary to allow the rotation of a mass
<EMI ID = 34.1>
180 [deg.].
Figures 3 and 4 together illustrate a variant in which the above drawbacks are reduced.
Referring to these figures, rotational forces are applied to masses 3a and 4a, at their ends, by radial members 30a and 30b arranged in the shape of a cross. The members 30a and 30b are carried by end covers 31a and 31b, the peripheries of which have teeth 32a and 32b (shown diagrammatically) meshing with one another. A reversible electric motor 8a is connected to one of the end covers 31b, so that the rotation of the motor drives, by the toothed rings 32a and
32b, the rotation of the masses 3a and 4a, this in opposite directions and around the axes 5a. The components are arranged so that the masses rotate in the desired phase.
The organs 30a and 30b are connected to the masses 3a and 4a by shafts
33a and 33b of short length. The ends of the members 30a and 30b have pins 34a and 34b extending radially from said ends.
<EMI ID = 35.1>
Le, 3 pins 34a and 34b slide in bearings 35a and 35b carried by the
<EMI ID = 36.1>
cut out parts allowing one of the members of each pair to move radially relative to the other member of the pair.
Compared to the device of Figures 1 and 2, the device for applying the rotational forces to the masses 3a and 4a is such that a significant reduction in torque results due to the effective increase in the length of the torque arm. which tends to decrease radial drag. The result of this positioning of the means connecting the pairs of masses at their ends, that the masses can be brought closer to their axes 5a of rotation. The reduction in the radius of gyration of the mass leads to a reduction in the moment of inertia of each set of masses and for a given size of the device.
In this variant, the orbit control means comprise internal cams 40a and 40b having faces 41a and 41b (FIG. 4).
The journals 33a and 33b carry cam followers 42a and 42b pivot.
<EMI ID = 37.1>
necessary to generate a force corresponding to the required equation (for example a + b
<EMI ID = 38.1>
Given that the cam followers 42a and 42b constitute the only contact between the masses 3a and 4a on the one hand and the faces 41a and 41b of the internal cams on the other hand, the guidance and control of the orbits of the masses are obtained with low friction losses. In addition, the use of followers
<EMI ID = 39.1>
since the rest of the mass is not in contact with any other surface. The reaction force generated by the masses is transferred by the roller cam followers 40a and 40b and by the surfaces 41a and 41b to the body 2a of the device 1a as before. (In device 1 of figures 1 and 2.)
As shown in Figure 3 ,. the sleeve-shaped inner cam 40a is disposed substantially coaxially within the radially spaced sleeves 13 and 44. (A similar arrangement is provided for the cam 40b.) A layer of elastic material 45 (rubber) is disposed between the sleeves 43 and 44 to which it is bonded.
The cams are simultaneously driven in rotation by the toothed rings 46a and 46b meshing with one another. As before, the rotation <EMI ID = 40.1>
cams in opposite directions by half a turn allows continuous control of
thrust forward and backward, i.e. upward
either down along the Y-Y axis.
The rubber layer 45 tends to decrease the noise of the device 1a when in operation. Layer 45 also tends to dampen the transmission
to the body 2a from the noise and vibrations generated by the rotating parts.
Another improvement which can be used consists in further reducing the friction opposing the radial displacement of the radial members 30a.
and 30b by ensuring that, for a determined angular position, the resultant of all the forces acting on each member acts substantially
along its longitudinal axis Figure 4 shows that the cam followers
42a and 42b and consequently the point where the reaction force acts are offset relative to the axes of pins 34a and 34b (and consequently of the axes of members 30a and 30b). This offset is obtained by arranging the axes of the spindles
so that they coincide with those of the members 30a and 30b but by arranging the axes of the shafts 33a and 33b (and consequently the cam followers
42a and 42b) slightly to one side of said pin axes. Thin tie rods
50 (Figure 3) extend between opposing end covers to hold the components together.
The reaction forces generated by masses 3 and 4 associated with cam followers 42a and 42b act both through the center of rotation of each mass and through the center of rotation of the corresponding cam follower. The line of action of this force can thus form an angle with the longitudinal central line of the members 30a and 30b. Since the ratio between the reaction force generated by a mass and the torque required to move it varies with the angular offset, the degree of offset can be chosen so that for a given angular position on the orbit, the vector sum the reaction force generated and the reaction exerted by pins 34a and
34b against the rotational force produces resultants acting parallel to the longitudinal axes of members 30a and 30b and pins 34a and 34b.
It can be seen in Figure 2 that the vector reaction forces generated are indicated by C. F., the reaction vector forces by I, and the resultants by R.
FIG. 5 shows an embodiment of the device comprising a body 50 for receiving the reaction in which four groups of <EMI ID = 41.1> are housed.
masses 51, 52, 53 and 54, respectively, which are arranged in tandem so as to be substantially aligned in the direction of the resultant thrust, as shown by arrow 55. The groups of masses are retained and stressed during rotation by mechanisms similar to those described above with reference to Figures 3 and 4. Arrows 56 show the relative directions of rotation between the groups. As far as its relative rotational values are used, parasitic forces are canceled out in tendan �
bending or otherwise straining the body and the resulting thrust is developed along the main axis. Rotation of the retaining mechanisms in relative directions 56 controls the magnitude and direction of the thrust. This embodiment is suitable for mounting at the location of the engine of a conventional car or inside an aircraft wing. The device can be arranged in any suitable way, for example vertically or on its side.
FIG. 6 illustrates the application of devices according to the invention for generating a torque. A group of masses 60 and their drive and stress mechanism substantially like those described with reference to FIGS. 3 and 4 are arranged at each end of a reaction receiver arm 61. Each group of masses is arranged to rotate in relative directions
(as shown by arrows 63) so as to produce opposing reaction forces in directions substantially perpendicular to the longitudinal axis of the arm. This produces. a. torque around the center 62 of the middle part of the arm 61. This embodiment can be used to stabilize a boat, an aircraft or other vehicles when the arm 61 of Figure 6 is in all probability formed by the structure of the vehicle.
Devices according to the invention can be used alone or in plurality. They can be arranged side by side, stacked end to end or in tandem to allow for greater efficiency in converting input power to output thrust.
One reason for using multiple devices is to improve their use. For example, if a large structure such as a solar energy collector were to be supported in a partial gravity earth orbit, a single centrally located device would require a large backbone extending to the periphery of the structure. On the other hand, several small devices could be provided instead of the single device <EMI ID = 42.1>
plexity and weight of the structure.
Since the invention uses rotating masses to generate reaction forces, it is subject to gyroscopic effects. However, the gyroscopic torque produced must not have a disturbing effect, especially if the mass groups are arranged in pairs. When a device includes groups of masses arranged in pairs, the effect of the rotation around the X-X or Y-Y axes is to generate a torque in the body. If necessary, this can be countered by putting two devices into action in which the groups of masses turn in opposite directions.
Figures 7 to 14 illustrate some applications of the invention.
It should be noted that although for practical reasons we refer to
to one or more devices 1, these can be replaced when possible by one or the other of the variants described here.
FIG. 7 illustrates an automobile 70 which is provided with pushing devices 1 disposed in the vicinity of each "corner" of the vehicle. Forward and backward thrusts are indicated by arrows 71 and 73, which forces can also be used for braking. Individual devices 1 can <EMI ID = 43.1>
As a variant, the devices 1 can be grouped together in the position shown at 73. The motors 8 (FIG. 1) can be operated by battery and / or by a generator driven by a small internal combustion engine or else the device can be driven by an internal combustion engine.
Figure 8 shows devices 1 formed in the hull 75 of a boat
76. The units are arranged at the ends of the axis along which the roll, pitch or any oscillating movement of the boat acts. 76. The center of these movements is arranged close enough to the axis to be capable of restraint. A control unit 77 senses the roll or pitch movement relative to a stable position and controls the units 1 accordingly.
If, when looking at Figure 8, the boat rolls towards
<EMI ID = 44.1>
left a push down. If the boat rolls to the right, the units reverse the direction of their thrust.
Figures 9 and 10 illustrate an aircraft 80 capable of vertical take-off and landing (VTOL). 1 units are arranged in several rows
'1 <EMI ID = 45.1>
inside the fuselage 81 of the aircraft so as to generate vertical thrusts (up or down) as well as lateral and long thrusts
<EMI ID = 46.1>
stabilization 83 and side windows 84. Sensor means (not shown) connected to the units 1 stabilize against rolling, pitching, sideways sliding and swerving.
For commercial and economic reasons, the primary power sources preferably include conventional gas turbines but turbo-electric or turbo-hydraulic devices can also be used. This is preferable to direct mechanical coupling, since if the input torque for basic rotation (of masses) and orbital control within units 1 were to be provided electrically or hydraulically, the thrust produced by the individual units could be controlled more easily (perhaps by a servo-system) in the different directions and for the different amplitudes by an on-board computer and a gyroscopic system capable of adapting these forces to the instantaneous necessities of the flight of the aircraft.
FIGS. 11 and 12 illustrate a space vehicle 90 provided with batteries of units 1 producing the same thrusts as in the aircraft of FIGS. 9 and 10. The vehicle 90 is provided with stabilization fins 91.
Figures 11 and 12 are only intended to show how the units 1 can be arranged so as to generate propellant and stabilizing thrusts. The vehicle's center of gravity must be located well within the area delimited by the units to ensure good stability. If a thrust is generated by the canopy of the vehicle, the center of this thrust should be so arranged that the vehicle can be balanced properly (using units 1) so that it flies stably.
The flight can be controlled using an installation comprising a computer.
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
the different imitates. The primary energy source must be compatible with the environment in which the vehicle operates.
FIG. 13 illustrates a conventional aircraft 95 of modern manufacture and capable of flying at supersonic speeds.
<EMI ID = 50.1>
When the aircraft is with fixed wings, the thrust exerted by the wings can go up to about fifteen times the drag (supersonic flight, about eight times). Since drag and thrust are equal in horizontal flight the propellant thrust is relatively low under these conditions. (Take off requires more thrust.)
<EMI ID = 51.1>
location which is normally reserved for conventional engines on each side so that thrusts would be generated in the forward and reverse direction substantially parallel to the longitudinal axis of the aircraft.
The alternate interior layout at 96 uses units arranged along the bases of the wings in appropriate positions again to apply thrusts substantially parallel to the longitudinal axis of the aircraft. If the wings are thick enough to accommodate a two-chamber unit, they can be used this way. In thin wings, the units can be arranged as shown in Figure 5, the smallest dimension being located in the depth of the wing and the mass groups being arranged substantially transverse to the longitudinal axis of the aircraft.
Preferably the primary power is supplied by gas turbines.
As long as the phase and the reverse rotations of each group of masses are respected, the power supply means do not necessarily have to be arranged outside the thrust device but may be located entirely or partially outside the thrust device. inside the device. It is also noteworthy that the gears can be replaced by servo systems and the body used to contain the forces
disturbing reaction from radial members 30c, etc. (figure 3). When using an AC motor to inject power, its "stator" can be used to rotate the masses, while its "rotor" remains stationary at the center of rotation. Alternatively, the masses may themselves be part of the rotor, the motor stator being used as part of the orbit control mechanism.
FIG. 14 illustrates an embodiment 100, which uses an AC motor housed in the device, the constraint mechanism being disposed within the closed path followed by the center of gravity of the masses. <EMI ID = 52.1>
This figure shows that a reaction receiving body or carcass 101 encloses a squirrel cage type AC motor 102 with
<EMI ID = 53.1>
directly. (This type of motor can be designed for single phase input but this involves the use of opposing stator windings and centrifugal switches.)
The motor 102 is convenient because its rotor does not require any input of electrical energy by collectors or friction rings, etc. Instead the drive currents can be induced in the squirrel cage 103 by the currents produced in the stator windings 104. Another construction, for example based on a conventional DC motor, would require a collector and a collector. laminated frame and it would be more bulky.
The ends of the rotor 103 carry end plates 32c mounted on a central shaft 105. The ends of this shaft 105 carry worm gears 106 cooperating with worms 107 driven by servomotors 108. The motors are powered independently from the motors. from each other by a control current.
The shaft 105 also carries bevelled cams 109 cooperating with oblique cam followers 110. The cam followers 110 are mounted.
sure
turning / journals 111 carrying four force generating masses 3c
in the form of quadrants (see figure 15).
It should be noted that Figure 14 shows only one chamber. In reality there are two chambers arranged side by side (as in figures
1 and 3). A single servo motor drives a central shaft 105 extending through the chamber.
The masses 3c are connected (in the manner shown in FIG. 4) by members 30c arranged in the shape of a cross.
The peripheries of the end plates 32c have toothing.
The teeth of the end plates 32c cooperate with end plates formed in the adjacent hinge. (As the end plates
31a and 31b of figure 3.)
<EMI ID = 54.1>
(not shown) which control the motors so that they vary the angular positions of the central shafts 105.
Pairs of opposing facings are, in this embodiment, connected together by members 30c, etc. and thus constitute a rigid structure. When they rotate, they are retained and forced to move so as to travel a non-circular path which accelerates them. in the desired way. Constraining means, in this case constituted by the cams 109, act on the cam followers 110 of the pairs located in the
<EMI ID = 55.1>
(indicated by the arrows 112) which act against the lower halves of the cams 109 as shown in FIG. 15. Thus, in this embodiment, the constraining means are arranged inside the closed paths traversed by the center of gravity of masses.
Devices according to the invention can find other applications
than those described above. For example, they can be used as anti-gravitational supports for non-exiting earth satellites located in zero gravitational orbits. Here electrical energy can be obtained from solar energy. They can also be used as structural supports for solar energy collectors for the satellites mentioned above. Multiple devices can be used to lift objects and hold them in certain orientations. Spacing
devices make it possible to reduce the complexity and weight of any framework
support.
All of the devices described and / or illustrated can be used (where possible) in combination with each other.
<EMI ID = 56.1>
a body or carcass. It may include the frame or the structure to which the thrust is to be applied. For example, the chassis of a road vehicle.
CLAIMS
1. Pushing device, characterized in that it comprises a reaction receiving structure, a set of several masses capable of rotating inside the structure, and means for rotating the masses in a controlled manner so that the forces reactions generated by such a rotation tend to exert a thrust on the structure.
2. Pushing device, characterized in that it comprises a reaction receiving structure, at least one group of masses being able to rotate around an axis at 1 "inside the structure, means for rotating the masses around this. axis and constraint means forcing the masses to rotate around the axis with an angular and radial offset, so that when the device operates, the rotation of the masses generates reaction forces acting against said constraint means so as to print a resulting thrust to said structure in a determined direction.