CH120686A - Helicopter. - Google Patents

Helicopter.

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CH120686A
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CH
Switzerland
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blades
sub
axis
helicopter according
rotating
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French (fr)
Inventor
Isacco Vittorio
Original Assignee
Isacco Vittorio
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/12Rotor drives
    • B64C27/16Drive of rotors by means, e.g. propellers, mounted on rotor blades

Description

  

  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.

 

Claims (1)

REVENDICATION Hélicoptère, caractérisé en ce que l'appa reil de propulsion comportant au moins une hélice tractive, avec moteur à axe sensible ment horizontal, montée dans un fuselage ayant des gouvernails de direction et de pro fondeur, est indépendant de l'appareil de sustentation constitué par des pales tournant dans le même sens et articulées individuelle ment par une rotule sur un manchon commun susceptible de tourner librement autour d'une colonne cylindrique verticale, fixée à la par tie supérieure du fuselage. CLAIM Helicopter, characterized in 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 depth, 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 fuselage. SOUS-REVENDICATIONS: Hélicoptère suivant la revendication, ca ractérisé en ce que l'appareil de susten tation comprend des pales réunies entre elles par une liaison élastique pour limiter leur écartement suivant leur plan de rota tion; des moteurs placées sur des pales oppo sées deux à deux, fournissant la puissance nécessaire à la sustentation pendant tous les régimes de vol normal et actionnant deux hélices tractives à pas contraire, à quatre pales tournant en sens inverse et re liées par un différentiel dont l'axe se trouve dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de ces pales sustentatrices. SUB-CLAIMS: Helicopter according to claim, characterized in that the lifting device comprises blades joined together by an elastic connection to limit their spacing along their plane of rotation; engines placed on opposing blades two by two, supplying the power necessary for lift during all normal flight regimes and operating two propellers with opposite pitch, with four blades rotating in the opposite direction and linked by a differential whose l 'axis is located in a plane substantially perpendicular to the plane of these lift blades. Hélicoptère suivant la revendication, ca ractérisé en ce que l'appareil propulseur constitué par des moteurs, dont les hélices tractives sont montées dans un fuselage analogue à celui d'un aéroplane, comporte un gouvernail de profondeur et un gou vernail de direction mobile à la fois autour d'un axe horizontal et d'un axe vertical. Hélicoptère suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le réglage simultané de l'incidence de toutes les pales est obtenu par un manche à balai central agissant sur des tirants tu bulaires de longueur constante reliés, d'un côté, à la couronne extérieure d'un roule ment à billes susceptible de coulisser le long de la colonne centrale et, de l'autre côté, aux bords d'attaque de ces pales. Helicopter according to claim, characterized in that the propellant device consisting of motors, the traction propellers of which are mounted in a fuselage similar to that of an airplane, comprises an elevator rudder and a rudder movable at the top. both around a horizontal axis and a vertical axis. Helicopter according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the simultaneous adjustment of the incidence of all the blades is obtained by a central joystick acting on the bular tie rods of constant length connected, with a side, to the outer ring of a ball bearing capable of sliding along the central column and, on the other side, to the leading edges of these blades. Hélicoptère suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe de rotation sur elle-même de cha que pale dans sa rotule est disposé en avant du centre de poussée. Hélicoptère suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la commande des gouvernails de pro fondeur et de direction, ce dernier suscep tible de tourner autour d'un axe horizon tal et autour d'un axe vertical, est réa lisé par un levier manche à balai. Helicopter according to claim and sub-claims 1 to 3, characterized in that the axis of rotation on itself of each blade in its ball joint is arranged in front of the center of thrust. Helicopter according to claim and sub-claims 1 to 4, characterized in that the control of the depth and rudder rudders, the latter capable of rotating around a horizontal axis and around a vertical axis, is made by a joystick lever. Hélicoptère suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la commande des gaz des moteurs montés sur les pales et tournant avec elles est constituée par un roulement à bil les susceptible de coulisser le long de la colonne centrale et dont les couronnes ex térieure et intérieure sont fixées à des câ bles respectivement reliés à une pédale ac tionnée par le pilote et aux dispositifs d'a limentation des moteurs, Helicopter according to claim and sub-claims 1 to 5, characterized in that the throttle control of the engines mounted on the blades and rotating with them is constituted by a ball bearing capable of sliding along the central column and of which the outer and inner crowns are attached to cables respectively connected to a pedal actuated by the pilot and to the engine supply devices,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019191240A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Dewalch Diversified Lp Aircraft propulsion and torque mitigation technologies

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