Hélicoptère. Les hélicoptères préconisés jusqu'à ce jour présentent de graves inconvénients et, entre autres: ils sont instables au point fixe, du fait de la rotation des hélices sustenta- trices, deux à deux, en sens inverse, et cette instabilité rend le pilotage très difficile; la transmission mécanique de la puissance du moteur aux hélices sustentatrices est délicate à réaliser à cause de la très forte démultipli cation à obtenir; les organes de transmission et de commande sont très compliqués et le poids des organes de transmission né cessaires est prohibitif pour un appareil des tiné à un usage commercial;
en outre, le ren dement aérodynamique, en translation hori zontale, est très mauvais, car ce régime est fonction de l'inclinaison vers l'avant de l'axe de rotation des hélices sustentatrices.
L'hélicoptère, objet de l'invention, évite ces inconvénients. Il présente la particularité que l'appareil de propulsion comportant au moins une hélice tractive, avec moteur à axe sensiblement horizontal, montée dans un fuselage ayant des gouvernails de direction et de profondeur, est indépendant de l'ap pareil de sustentation constitué par des pales tournant dans le même sens et articulées in dividuellement par une rotule sur un man chon commun susceptible de tourner libre ment autour d'une colonne cylindrique ver ticale, fixée à la partie supérieure du fuse lage. Cette construction perfectionnée permet l'envol vertical, l'immobilisation à une hau teur déterminée, la translation horizontale, la montée et la descente dans toutes les direc tions, ainsi que le planement.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 est une vue de face d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention supposée en plein vol, les branches des pales susten- tatrices étant prévues au-dessous des pales, et La fig. 2 en est une vue de profil, avec certaines parties coupées; La fig. d est une vue en coupe, à plus grande échelle, suivant le plan III-III de la fig. 6; La fig. 4 est une vue de détail, à plus grande échelle, en coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 7, montrant les moyeux des hélices des moteurs montés sur les pales sus tentatrices;
La fig. 5 est une vue de face, analogue à celle de la fig. 1, d'une variante de cons truction, les branches des pales sustentatrices étant prévues au-dessus des pales, ce qui per met de diminuer l'encombrement vertical de l'appareil; La fig. 6 est la vue de profil correspon dante, partie en arrachement; La fig. 7 représente une vue en plan de l'hélicoptère, et La fig. 8 est une vue en perspective mon trant le détail d'une commande.
L'hélicoptère est constitué par un fuse lage 1 avec train d'atterrissage 2 et une bé quille 3, de hauteur telle que l'axe de l'ap pareil soit sensiblement vertical au repos; un moteur 4 à axe sensiblement horizontal et son hélice 5 à quatre pales composent le système propulseur.
Dans le fuselage 1, se trouvant les diffé rents organes à la disposition du pilote, et notamment: le manche à balai latéral 8 (fig. 2 et 6) qui commande les gouvernails de di rection 6 et de profondeur 7 et permet au gouvernail de direction de tourner autour d'un axe horizontal et d'un axe vertical; les pédales 9 et 10 qui commandent, par l'inter médiaire des cables d'acier 12 et 13, respec tivement les gaz du moteur de propulsion 4 et des moteurs 11 montés sur les pales susten- tatrices 16; le levier 14 (fig. 3) qui commande l'incidence des diverses pales 16 de l'hélice sustentatrice et qui peut être bloqué par le pilote dans la position désirée, grâce aux sec teurs dentés 15.
Ce levier 14 entraîne dans son mouve ment la fourche 17 qui embrasse le manchon 18. Sur ce manchon, qui coulisse le long du cylindre 22, sont fixés, en deux points diamé tralement opposés, deux câbles d'acier 19 et 19' (fig. 8) qui s'élèvent dans la colonne cy lindrique 23, passent sur les poulies supé rieures 20, descendent et contournent les pou lies supérieures 21 et se referment sur eux-mêmes à leur attache sur le manchon 18 en 18a et 18b. Ces câbles traversent la co lonne 23 par des fentes 23a et 23b et sont fixés individuellement à la couronne 63, de façon que le mouvement du manchon 18 entraîne le déplacement dans le même sens de la couronne 63.
Le roulement à billes 100 (fig. 3) soli daire de cette couronne 63 coulisse aussi ver ticalement le long de la partie supérieure de la colonne cylindrique 23. Par l'intermé diaire des tirants tubulaires 24, la position du roulement à billes 100 commande l'angle d'incidence des pales sustentatrices 16, grâce à ce que ces tirants 24 sont articulés, d'une part, à une extrémité, sur le roulement 100 et, d'autre part, à leur autre extrémité, sur les glissières 37, fixées sur les bords d'attaque des pales 16. Pour empêcher ces tubes 24 de travailler à la com pression pendant le déplacement du roule ment à billes 100 vers le bas, quand on di minue l'incidence des pales, le centre de pous sée de ces dernières est prévu en arrière de l'axe de rotation, c'est-à-dire en arrière de l'axe du tube 25 sur lequel les pales sont montées.
Grâce au montage représenté notamment sur la fig. 3 pour le roulement à billes 100, le levier 14, le manchon 18 et le roulement 100 peuvent prendre une légère inclinaison transversale, dans le but d'obtenir une incli naison commandée de l'axe de l'appareil.
Le siège du pilote 26 et le réservoir 27 du moteur de propulsion 4 complètent l'amé nagement du fuselage.
La colonne cylindrique 23 est fixée au- dessus du fuselage par les supports tubu laires 28 (fig. 5 et 6). En un point déter miné de cette colonne est monté le moyeu 29, muni d'autant de bras 30 qu'il y a de pales sustentatrices; ce montage est réalisé par la rondelle d'appui 31, les roulements à billes 99 et 98, les entretoises 33, les écrous 35 et le chapeau 36. Ce moyeu 29 peut donc tour ner librement et avec un frottement très faible autour de la colonne cylindrique 23.
Dans chacun des bras 30 (fig. 3), incli nés sur l'horizontale dans le sens indiqué, vient s'emmancher un tube 25 formant l'ex- trémité d'une pale et relié à elle par une pièce de forme convenable 39; ce tube 25 passe à l'intérieur du roulement à rotule 38 maintenu dans les bras 30 par la butée 40 et l'écrou 41 avec contre-écrou. Une rondelle d'appui 42 et un jeu d'écrou avec contre- écrou 32 fixent le roulement à billes par rap port au tube 25, roulement (genre Duplex) qui est monté à rotule grâce aux surfaces sphériques 43.
La commande des gaz des moteurs 11 des pales s'effectue par le fil 13 de la pédale 10; ce fil entraîne le coulissement, le long des entretoises 33, du roulement à billes 34 et, à cet effet, il est attaché à la couronne in térieure 45 de ce roulement, dont la couronne extérieure 44 est reliée aux câbles 13a. Ceux- ci passent à l'intérieur des tubes 25 pour re joindre les moteurs 11; pour permettre ce montage, la couronne 45 comporte deux bras passant à travers des fentes ménagées dans les entretoises 33 et la colonne cylindrique 23.
Le combustible des moteurs 11 est con tenu dans des réservoirs 59 (fig. 7) logés dans les pales mêmes; l'alimentation des mo teurs est faite par la force centrifuge, ce qui supprime la nécessité d'une pompe spéciale.
Les pales 16 formant l'hélice sustenta- trice sont constituées comme des ailes d'aéro plane. Sur deux pales opposées ou sur toutes les quatre sont fixés les moteurs 11 qui com mandent chacun (fig. 4), la rotation de deux hélices tractives à pas contraires 46 et 47 tournant en sens inverses. Le moteur conduit dirctement, par le prolongement 48 du nez 49, l'hélice extérieure 47, dont le moyeu porte une couronne dentée 50 qui entraîne l'hélice intérieure 46 en sens contraire de son propre mouvement; cet entraînement est réalisé grâce aux pignons satellites 51 qui tournent fous sur les tourillons 52, à l'aide des roulements à billes 97 et se trouvent en prise avec la cou ronne dentée 53 fixée sur le moyeu de l'hélice intérieure 46.
Les tourillons 52 sont portés par le cylindre 54 emmanché dans la pièce 55 fixée au bord d'attaque de la pale 16, Des roulements à billes 96 et 95, maintenus par des rondelles 57, permettent la rotation du faux nez 48; l'hélice intérieure 46 tourne dans le manchon-support 54, également, par l'intermédiaire de deux roulements à billes 93 et 94.
A la partie supérieure de la colonne cy lindrique verticale 23 est fixée la couronne intérieure 56 d'un roulement à billes 60 sur la couronne extérieure 58 duquel sont fixés élastiquement les câbles 61 qui soutiennent les pales 16 quand elles sont au repos; ces pales sont, d'autre part, reliées élastiquement entre elles par des câbles 62 de façon à limi ter leur écartement.
De ce qui précède, il résulte que la sus tentation du nouvel appareil hélicoptère est obtenue par la rotation dans un sens conve nable des pales 16 autour de la colonne cy lindrique 23, cette rotation étant engendrée par le fonctionnement des hélices 46 et 47 actionnées par les moteurs 11. Grâce à l'ar ticulation individuelle des pales 16, la stabi lité de l'appareil est absolument automatique dans tous les sens et à tous les régimes de vol, l'appareil reprenant sa position normale une fois les efforts perturbateurs passés et ceci sans intervention du pilote.
En outre, par suite de leur poids, de leur diamètre et de leur vitesse angulaire, les pales de l'hélice susten- tatrice constituent un système gyroscopique des plus efficace qui s'oppose à toute varia tion rapide de leur plan de rotation, sans toutefois donner lieu aux inconvénients graves du même système gyroscopique à pales solidaires et rigidement fixées au moyeu commun; c'est dans le but de réduire la valeur de leur effet gyroscopique que les hélices 46, 47 sont à quatre pales, dont deux sont représentées fig. 1 et 2.
Le système de deux hélices tractives tour nant en sens inverse ne .donne lieu à aucune réaction d'importance sur le support 55 des pales 16 pendant leur rotation autour de la colonne cylindrique 23; en effet, ces deux hélices de poids et de vitesse angulaires égales et contraires provoquent des réactions en 3 sens inverse qui s'annulent sur le support 55.
Grâce à la commande de la variation si multanée et totale des pales, qui constitue la commande principale de l'appareil, l'angle d'incidence peut être réglé par le pilote pour donner le meilleur rendement à ce régime de sustentation comme aussi à tous les régimes de vol; les glissières 37 sont nécessaires pour permettre cette variation d'incidence, vu la longueur constante des tirants tubu laires 24. Cette commande pouvant être blo quée grâce au secteur denté 15, le pilote n'aura à l'employer que pendant la varia tion de régime de vol; au point fixe, le pi lote pourra lutter contre l'effort du vent en faisant fonctionner le moteur avant 4, au faible régime convenable.
Pour corriger l'effort de frottement des roulements à billes tendant à entraîner l'ap pareil dans le sens de rotation des pales, le gouvernail de direction est incliné dans le sens voulu par rapport à un plan vertical et c'est cette inclinaison qui est commandée par le manche à balai latéral 8. Les filets d'air refoulés par les pales 16 sont ainsi utilisés et suffisent complètement à compenser ce couple de rotation; on pourrait aussi employer une petite hélice spéciale à axe horizontal fixé près du gouvernail.
La montée ou la descente suivant la ver ticale sont obtenues par la variation, dans le sens convenable, soit de l'incidence totale des pales 16, soit de la puissance des mo teurs 11 desdites pales.
La translation horizontale de l'appareil est réalisée grâce au moteur de propulsion, actionnant, l'hélice 5; la sustentation étant toujours assurée par les moteurs 11 des pales, le moteur de propulsion n'aura à vaincre que la "traînée" des pales à l'avancement et les résistances nuisibles de l'appareil.
Comme le rendement de l'hélice susten- tatrice augmente avec la vitesse de transla tion, la puissance à fournir par les moteurs 11 sera plus faible qu'au point fixe, d'où il résulte une sécurité très appréciable dans la durée de fonctionnement des moteurs; on peut utiliser une partie de leur excédent de puissance en inclinant, grâce au gouvernail de profondeur, l'axe de l'appareil très légère ment sur l'avant. Pendant ce régime, les gou vernails de profondeur et de direction sont utilisables comme dans un aéroplane ordi naire; ce dernier, notamment, étant mobile à la fois autour d'un axe horizontal et d'un axe vertical.
La montée ou la descente sont obtenues par la combinaison de la poussée des pales 16 de l'hélice sustentatrice et de la traction de l'hélice-avant 5; le pilote n'aura qu'à agir principalement sur les deux pédales de gaz 9 et 10.
Le vol plané ou descente de l'appareil en cas de panne de tous les moteurs sera ob tenu grâce à la commande de la variation d'incidence à l'aide du manche à levier cen tral 14; l'incidence des pales sera diminuée jusqu'à la valeur positive ou négative néces saire pour obtenir la vitesse de descente vou lue par le pilote. Du fait de la chute, les pales 16 prennent un régime déterminé d'auto-rota tion dans le même sens qu'avant l'arrêt des moteurs 11. Ce vol plané pourra s'effectuer aussi bien suivant la verticale qu'oblique- ment, à la volonté du pilote.
L'appareil décrit présente, en outre, des particularités intéressantes.
a) La disposition des pales librement ar ticulées, non seulement assure la stabilité automatique dans tous les sens, ainsi que la possibilté du vol horizontal avec une seule hélice sustentatrice, mais elle permet aussi de construire les pales avec un poids bien inférieur à celui des ailes d'un aéroplane or dinaire. En effet, comme la poussée est équi librée par la composante normale (au plan de la pale) de la force centrifuge et la traînée par la- composante contenue dans son plan et perpendiculaire à l'axe des pales, il ne reste comme effort exercé sur celles-ci que la composante radiale de la, force centrifuge donnant lieu seulement à un effort de trac tion; les moments de flexion locaux le long de la pale sont négligeables.
Les pales pren dront donc, en vol, des inclinaisons au-dessus de l'horizontale et en arrière ou en avant de leur position au repos correspondant aux efforts de poussée et de traînée auxquels elles peuvent être soumises.
b) La disposition des commandes tubu laires 24 et des glissières 37 donne lieu, en translation, à une variation d'incidence dif férentielle des pales, absolument automa tique. En effet, une même pale en régime de translation est soumise, pendant un tour, à des efforts de poussée et de traînée varia bles passant par un maximum et un mini mum. Quand la poussée est maximum, l'in clinaison de la pale au-dessus de l'horizon tale tendra à augmenter, mais les tubes 24 agissant sur son bord d'attaque, ne lui per mettent une inclinaison plus grande qu'avec une diminution de son angle d'incidence. Dans la région où la poussée est minimum, le phénomène est inverse. Grâce à cette dispo sition, l'inclinaison des pales au-dessus ou au-dessous de leur position, réglée par le pilote, est limitée.
En outre, cette variation automatique de l'incidence des pales aug mente sensiblement le rendement du système sustentateur.
c) La disposition des divers moteurs ren dant indépendants les systèmes propulseur et sustentateur présente des avantages con sidérables, en tant que sécurité notamment, même sur les avions actuels, par la possi bilité de poursuivre le vol en cas de panne d'une grande partie de la puissance motrice disponible. En effet, l'arrêt du moteur de propulsion 4 n'empêche pas la translation de s'effectuer, mais à une vitesse plus faible, naturellement. Il suffira au pilote d'agir sur le gouvernail de profondeur et d'incliner d'une valeur convenable l'axe de l'appareil et conséquemment de l'hélice sustentatrice, pour que celle-ci devienne à la fois propul sive et sustentatrice.
d) L'arrêt des moteurs des pales n'em pêche pas, non plus, la translation à faible allure. En inclinant l'axe de l'appareil en ar- rière de la verticale et en donnant aux pales l'incidence convenable, le pilote peut mettre l'hélice sustentatrice en régime d'auto-rota tion, le vent, du fait de cette translation, fournissant l'énergie nécessaire pour assu rer la rotation des pales dans le même sens et donner ainsi la poussée. Seulement, en cas d'arrêt de tous les moteurs, et cela est diffi cile à prévoir, le pilote sera obligé d'atterrir en vol plané vertical ou oblique, à sa vo lonté.
On voit, ainsi, que l'appareil établi con formément à l'invention satisfait à toutes les conditions exigées d'un hélicoptère indus triel, et qu'il présente, en outre, des avan tages de sécurité, de stabilité automatique, d'économie, de poids et de facilité de pilo tage, supérieurs aux avions actuels. Ses qualités de simplicité sont comparables à cel les des aéroplanes, ce qui, au point de vue industriel, est d'un intérêt primordial.
Bien entendu, l'invention n'est pas limi tée aux détails de construction décrits ou représentés et il est possible d'y apporter toutes les modifications qui n'en altèrent pas le principe.
Ainsi, les hélices 46 et 47 et le différen tiel les reliant peuvent être supprimés en cas d'emploi de moteurs à réaction directe; les pales peuvent être biplanes ou multiples. avec ou sans liaison entre les différents plans et en nombre supérieur ou inférieur à qua tre. De même, les tubes de commande 24 peu vent être avantageusement remplacés par une double commande par câbles, à condition de modifier la disposition de détail. Enfin, au lieu d'un moteur par chaque pale, on peut en prévoir deux, l'un près du bord d'attaque et l'autre près du bord de fuite, attaquant chacun une seule hélice et supprimant, de ce fait, le différentiel.
Helicopter. The helicopters recommended to date have serious drawbacks and, among other things: they are unstable at the fixed point, due to the rotation of the lift propellers, two by two, in the opposite direction, and this instability makes piloting very difficult; the mechanical transmission of the engine power to the lift propellers is difficult to achieve because of the very high gear ratio to be obtained; the transmission and control members are very complicated and the weight of the necessary transmission members is prohibitive for a device designed for commercial use;
in addition, the aerodynamic yield, in horizontal translation, is very poor, since this speed is a function of the forward inclination of the axis of rotation of the lift propellers.
The helicopter, object of the invention, avoids these drawbacks. It has the particularity that the propulsion apparatus comprising at least one tractive propeller, with a motor with a substantially horizontal axis, mounted in a fuselage having rudders and rudders, is independent of the lifting apparatus consisting of blades. rotating in the same direction and individually articulated by a ball joint on a common sleeve capable of rotating freely around a vertical cylindrical column, fixed to the upper part of the fuse lage. This perfected construction allows vertical flight, immobilization at a determined height, horizontal translation, ascent and descent in all directions, as well as hovering.
In the accompanying drawing, given by way of example: FIG. 1 is a front view of an embodiment of the object of the invention assumed to be in full flight, the branches of the lift blades being provided below the blades, and FIG. 2 is a side view, with some parts cut away; Fig. d is a sectional view, on a larger scale, along the plane III-III of FIG. 6; Fig. 4 is a detail view, on a larger scale, in section along the line IV-IV of FIG. 7, showing the hubs of the propellers of the motors mounted on the tempting blades;
Fig. 5 is a front view, similar to that of FIG. 1, of an alternative construction, the branches of the lift blades being provided above the blades, which makes it possible to reduce the vertical bulk of the device; Fig. 6 is the corresponding side view, part cut away; Fig. 7 shows a plan view of the helicopter, and FIG. 8 is a perspective view showing the detail of an order.
The helicopter consists of a fuse lage 1 with landing gear 2 and a keel 3, of a height such that the axis of the apparatus is substantially vertical at rest; a motor 4 with a substantially horizontal axis and its propeller 5 with four blades make up the propulsion system.
In the fuselage 1, there are the various components available to the pilot, and in particular: the side joystick 8 (fig. 2 and 6) which controls the rudders 6 and elevator 7 and allows the rudder to direction of rotation about a horizontal axis and a vertical axis; the pedals 9 and 10 which control, by means of the steel cables 12 and 13, respectively the throttle of the propulsion motor 4 and of the motors 11 mounted on the lift blades 16; the lever 14 (fig. 3) which controls the incidence of the various blades 16 of the lift propeller and which can be locked by the pilot in the desired position, thanks to the toothed sectors 15.
This lever 14 drives in its movement the fork 17 which embraces the sleeve 18. On this sleeve, which slides along the cylinder 22, are fixed, at two diametrically opposed points, two steel cables 19 and 19 '(fig. 8) which rise in the cylindrical column 23, pass over the upper pulleys 20, descend and bypass the upper poules 21 and close on themselves at their attachment to the sleeve 18 at 18a and 18b. These cables pass through the column 23 by slots 23a and 23b and are individually fixed to the crown 63, so that the movement of the sleeve 18 causes displacement in the same direction of the crown 63.
The ball bearing 100 (fig. 3) integral with this ring 63 also slides vertically along the upper part of the cylindrical column 23. By means of the tubular tie rods 24, the position of the ball bearing 100 controls the angle of incidence of the lift blades 16, thanks to the fact that these tie rods 24 are articulated, on the one hand, at one end, on the bearing 100 and, on the other hand, at their other end, on the slides 37 , fixed on the leading edges of the blades 16. To prevent these tubes 24 from working under pressure during the displacement of the ball bearing 100 downwards, when the incidence of the blades is reduced, the center of pressure Sée of the latter is provided behind the axis of rotation, that is to say behind the axis of the tube 25 on which the blades are mounted.
Thanks to the assembly shown in particular in FIG. 3 for the ball bearing 100, the lever 14, the sleeve 18 and the bearing 100 can take a slight transverse inclination, in order to obtain a controlled inclination of the axis of the apparatus.
The pilot's seat 26 and the tank 27 of the propulsion engine 4 complete the layout of the fuselage.
The cylindrical column 23 is fixed above the fuselage by the tubular supports 28 (fig. 5 and 6). At a determined point of this column is mounted the hub 29, provided with as many arms 30 as there are lift blades; this assembly is carried out by the support washer 31, the ball bearings 99 and 98, the spacers 33, the nuts 35 and the cap 36. This hub 29 can therefore turn freely and with very little friction around the column cylindrical 23.
In each of the arms 30 (fig. 3), inclined to the horizontal in the direction indicated, is fitted a tube 25 forming the end of a blade and connected to it by a suitably shaped piece 39 ; this tube 25 passes inside the spherical bearing 38 held in the arms 30 by the stop 40 and the nut 41 with locknut. A support washer 42 and a set of nut with locknut 32 fix the ball bearing with respect to the tube 25, bearing (type Duplex) which is mounted with a ball joint thanks to the spherical surfaces 43.
The throttle control of the motors 11 of the blades is effected by the wire 13 of the pedal 10; this wire causes the sliding, along the spacers 33, of the ball bearing 34 and, for this purpose, it is attached to the inner ring 45 of this bearing, the outer ring 44 of which is connected to the cables 13a. These pass inside the tubes 25 to re join the motors 11; to allow this assembly, the crown 45 comprises two arms passing through slots formed in the spacers 33 and the cylindrical column 23.
The fuel for the engines 11 is contained in tanks 59 (FIG. 7) housed in the blades themselves; the motors are fed by centrifugal force, which eliminates the need for a special pump.
The blades 16 forming the lift propeller are made like planes of aero wings. On two opposite blades or on all four are fixed the motors 11 which each control (FIG. 4), the rotation of two traction propellers with opposite steps 46 and 47 rotating in opposite directions. The motor drives directly, by the extension 48 of the nose 49, the outer propeller 47, the hub of which carries a ring gear 50 which drives the inner propeller 46 in the opposite direction of its own movement; this drive is carried out thanks to the planet gears 51 which turn idly on the journals 52, with the aid of the ball bearings 97 and are in engagement with the toothed crown 53 fixed on the hub of the internal propeller 46.
The journals 52 are carried by the cylinder 54 fitted into the part 55 fixed to the leading edge of the blade 16. Ball bearings 96 and 95, held by washers 57, allow the rotation of the false nose 48; the inner propeller 46 rotates in the support sleeve 54, also, by means of two ball bearings 93 and 94.
At the upper part of the vertical cylindrical column 23 is fixed the inner ring 56 of a ball bearing 60 on the outer ring 58 of which are elastically fixed the cables 61 which support the blades 16 when they are at rest; these blades are, on the other hand, elastically connected to each other by cables 62 so as to limit their spacing.
From the foregoing, it follows that the sus temptation of the new helicopter apparatus is obtained by the rotation in a suitable direction of the blades 16 around the cylindrical column 23, this rotation being generated by the operation of the propellers 46 and 47 actuated by the motors 11. Thanks to the individual articulation of the blades 16, the stability of the aircraft is absolutely automatic in all directions and at all flight speeds, the aircraft returning to its normal position once the disturbing forces have passed. and this without pilot intervention.
In addition, by virtue of their weight, diameter and angular speed, the blades of the lift propeller constitute a very efficient gyroscopic system which opposes any rapid variation in their plane of rotation, without however give rise to the serious drawbacks of the same gyroscopic system with integral blades and rigidly fixed to the common hub; it is with the aim of reducing the value of their gyroscopic effect that the propellers 46, 47 have four blades, two of which are shown in FIG. 1 and 2.
The system of two towing propellers rotating in the opposite direction does not give rise to any major reaction on the support 55 of the blades 16 during their rotation around the cylindrical column 23; in fact, these two propellers of equal and opposite angular speed and weight cause reactions in 3 opposite directions which cancel each other out on the support 55.
Thanks to the control of the multiple and total variation of the blades, which constitutes the main control of the aircraft, the angle of attack can be adjusted by the pilot to give the best performance to this lift regime as well as to all flight regimes; the slides 37 are necessary to allow this variation of incidence, given the constant length of the tubular tie rods 24. This control can be blocked thanks to the toothed sector 15, the pilot will only have to use it during the variation of flight regime; at the fixed point, the pilot will be able to fight against the force of the wind by operating the front engine 4 at the appropriate low speed.
To correct the frictional force of the ball bearings tending to drive the device in the direction of rotation of the blades, the rudder is inclined in the desired direction with respect to a vertical plane and it is this inclination which is controlled by the lateral joystick 8. The air streams discharged by the blades 16 are thus used and are completely sufficient to compensate for this torque; one could also use a small special propeller with horizontal axis fixed near the rudder.
The ascent or descent following the vertical is obtained by varying, in the appropriate direction, either the total incidence of the blades 16, or the power of the motors 11 of said blades.
The horizontal translation of the device is carried out thanks to the propulsion motor, actuating the propeller 5; the lift being always provided by the motors 11 of the blades, the propulsion motor will only have to overcome the "drag" of the blades in advance and the harmful resistances of the apparatus.
As the efficiency of the lift propeller increases with the speed of translation, the power to be supplied by the motors 11 will be lower than at the fixed point, from which there results a very appreciable safety in the operating time of the motors; part of their excess power can be used by tilting, using the elevator, the axis of the aircraft very slightly forward. During this speed, the elevator and rudder rudders can be used as in an ordinary airplane; the latter, in particular, being movable both around a horizontal axis and a vertical axis.
The ascent or descent is obtained by the combination of the thrust of the blades 16 of the lift propeller and the traction of the forward propeller 5; the pilot will only have to act mainly on the two gas pedals 9 and 10.
The gliding flight or descent of the aircraft in the event of failure of all the engines will be obtained by controlling the variation of incidence using the central lever stick 14; the incidence of the blades will be reduced to the positive or negative value necessary to obtain the descent speed desired by the pilot. Due to the fall, the blades 16 take on a determined self-rotation speed in the same direction as before stopping the motors 11. This gliding flight can be performed both vertically and obliquely. , at the will of the pilot.
The apparatus described also has interesting features.
a) The arrangement of the freely articulated blades, not only ensures automatic stability in all directions, as well as the possibility of horizontal flight with a single lifting propeller, but it also allows the blades to be constructed with a much lower weight than the wings of a golden airplane. In fact, as the thrust is balanced by the normal component (in the plane of the blade) of the centrifugal force and the drag by the component contained in its plane and perpendicular to the axis of the blades, there remains as a force exerted on these that the radial component of the centrifugal force giving rise only to a tensile force; the local bending moments along the blade are negligible.
The blades will therefore take, in flight, inclinations above the horizontal and behind or in front of their position at rest corresponding to the thrust and drag forces to which they may be subjected.
b) The arrangement of the tubular controls 24 and the slides 37 gives rise, in translation, to a dif ferential incidence variation of the blades, which is absolutely automatic. Indeed, the same blade in translational regime is subjected, during one revolution, to variable thrust and drag forces passing through a maximum and a minimum. When the thrust is maximum, the inclination of the blade above the horizontal horizon will tend to increase, but the tubes 24 acting on its leading edge, only allow it a greater inclination with a decrease. of its angle of incidence. In the region where the thrust is minimum, the phenomenon is the reverse. Thanks to this arrangement, the inclination of the blades above or below their position, adjusted by the pilot, is limited.
In addition, this automatic variation in the incidence of the blades significantly increases the efficiency of the lift system.
c) The arrangement of the various engines making the propulsion and lift systems independent presents considerable advantages, in terms of safety in particular, even on current airplanes, by the possibility of continuing the flight in the event of a major part failure. of the engine power available. In fact, stopping the propulsion motor 4 does not prevent the translation from taking place, but at a lower speed, naturally. It will suffice for the pilot to act on the elevator rudder and to incline the axis of the aircraft and consequently of the lift propeller by a suitable value, so that the latter becomes both propulsion and lift.
d) Stopping the blade motors does not prevent translation at low speed either. By tilting the axis of the aircraft backwards from the vertical and giving the blades the correct angle of attack, the pilot can put the lift propeller in self-rotation mode, the wind, because of this translation, providing the energy necessary to ensure the rotation of the blades in the same direction and thus give thrust. However, if all the engines stop, and this is difficult to predict, the pilot will be obliged to land in vertical or oblique glide flight, at his will.
It can thus be seen that the apparatus established in accordance with the invention satisfies all the conditions required of an industrial helicopter, and that it also has advantages of safety, automatic stability, economy, weight and ease of piloting, superior to current aircraft. Its qualities of simplicity are comparable to those of airplanes, which, from an industrial point of view, is of primary interest.
Of course, the invention is not limited to the construction details described or shown and it is possible to make all the modifications which do not alter the principle thereof.
Thus, the propellers 46 and 47 and the differential connecting them can be omitted if direct reaction engines are used; the blades can be two-plane or multiple. with or without connection between the different planes and in a number greater than or less than four. Likewise, the control tubes 24 can advantageously be replaced by a double control by cables, provided that the detail arrangement is modified. Finally, instead of one motor per blade, two can be provided, one near the leading edge and the other near the trailing edge, each attacking a single propeller and thereby eliminating the differential.