Appareil de vol du type aérogire Les machines aériennes dénommées aéro- gires peuvent être classées suivant les différents types ci-après <I>a) Hélicoptère</I> soutenu et propulsé par un ou plusieurs rotors à axe presque vertical et mus par un ou plusieurs moteurs.
<I>b) Autogire</I> qui comporte éventuellement une aile supplémentaire fixe et est soutenu par un ou plusieurs rotors à axe presque vertical et tournant librement. La propulsion est obtenue dans ce cas au moyen d'un groupe propulseur à hélice ou à réaction agissant horizontalement.
<I>c) Girodyne</I> dont la sustentation en vol de translation est obtenue au moyen d'un ou plusieurs rotors à axe vertical mus par un moteur et qui est propulsé par un propulseur à hélice ou à réaction agissant horizontalement.
<I>d) Combiné à</I> aile fixe avec un ou plusieurs rotors à axe vertical mus par un moteur et avec propulseur indépendant. Le ou les rotors portent le poids total de l'appareil au décollage ou à l'atterrissage et n'en portent qu'une partie en vol de translation. En vol de translation le ou les rotors tournent entraînés par le déplacement d'air ou par leur moteur.
<I>e)</I> Apparreil <I>convertible</I> capable d'atterrir et de décoller verticalement comme un hélicop tère mais qui se transforme en un appareil à voilure fixe une fois arrivé à- l'altitude de croisière. En vol de translation le ou les rotors sont utilisés comme hélices propulsives ou sont arrêtés; dans ce dernier cas ils servent d'aile fixe ou peuvent être repliés.
Les caractéristiques particulières qui distin guent les machines aériennes appartenant à chacun des types mentionnés ci-dessus sont naturellement fonction des exigences particu lières imposées par le but recherché. Dans l'état actuel de la technique les caractéristiques sont encore loin de correspondre de manière tout à fait satisfaisante au but à atteindre.
Mettant à part l'autogire et les différents types de convertibles, ces derniers étant des machines très compliquées dans leur exécution et souvent peu pratiques dans leur utilisation (tout au moins dans le domaine des applications civiles), l'invention concerne les appareils du type aérogires et elle a pour but d'améliorer certaines caractéristiques fondamentales des aérogires connus et dont l'utilisation se révèle actuelle ment la plus pratique.
Ceux-ci présentent généralement en effet peu de stabilité, spécialement dans le sens longitudinal, à moins qu'ils ne disposent de rotors en tandem dans la mesure voulue. Ils n'offrent en outre aujourd'hui encore que des performances assez modestes surtout au point de vue vitesse de croisière et autonomie. D'autre part, dans les appareils combinés et parfois dans les girodynes, les complications de la construction et de l'installation sont souvent telles, qu'elles atténuent les qualités que l'on se propose d'obtenir de ces appareils.
Cela posé et en vue d'obtenir un appareil sûr d'emploi et satisfaisant quant aux services qu'on peut en attendre, surtout d'une part par le transport des passagers dans le domaine actuellement occupé par les appareils à auto nomie limitée et d'autre part à titre d'appareil de secours , l'invention concerne un appareil qui participe des caractéristiques combinées d'un hélicoptère et d'un aéroplane.
L'appareil de l'invention est caractérisé par ce qu'il comprend un fuselage d'aéroplane de forme aérodynamique, au moins une unité motrice, un empennage vertical complet pour la dérive et un gouvernail de direction, au moins un rotor principal, des ailes fixes et un rotor de queue relié mécaniquement au rotor principal et monté de manière que son aire d'évolution se trouve sensiblement au-dessus de celle du rotor principal, son centre de rotation étant dans le plan de symétrie de l'appareil.
Cet ensemble a l'avantage de présenter des conditions de stabilité transversale au moins égales à celles des meilleurs aérogires du type dit combiné avec, en même temps, les conditions de stabilité longitudinale d'un bon aéroplane, ainsi que la possibilité, pour le pilote, de corriger en vol le centrage de l'appareil à la suite d'éventuels déplacements du centre de gravité et d'atteindre une vitesse de croisière notablement supérieure à celle d'un hélicoptère ordinaire.
La description qui suit se rapporte à des exemples de réalisation représentés -aux dessins dans lesquels: la fig. 1 est une vue de profil d'un aérogire à deux rotors conforme à l'invention; la fig. 2 est une vue en plan; la fig. 3 est une vue de face<B>du</B> même appareil; les fig. <I>la, 2a</I> et 3a correspondent aux fig. 1, 2 et 3 pour le cas d'un appareil de secours ;
les fig. 4, 5 et 6 représentent des formes d'exécution différentes quant à l'installation des moteurs, une de ces formes d'exécution étant représentée fig. 3; les fig. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 et 16 représentent respectivement, vus de profil, et de face, un monorotor, un birotor, un trirotor, un quadrirotor et un birotor coaxial.
Comme on le voit sur les dessins, l'aérogire est constitué d'une part par un fuselage normal d'aéroplane 1 de forme aérodynamique dans lequel trouve place, outre la cabine du pilote, la charge à transporter; d'autre part deux rotors principaux 2 et 3 disposés de part et d'autre symétriquement et tournant en sens inverse pour équilibrer les couples (selon qu'on le juge nécessaire, les surfaces balayées par les rotors peuvent se recouper plus ou moins ou être séparées l'une de l'autre; dans le premier cas les pales sont clavetées de manière à interférer le moins possible);
d'autre part enfin par deux moteurs ml et m2 installés d'après le dessin à l'extrémité des ailes et avec leur axe dans le prolongement de celui du rotor correspondant. Ce mode de montage qui n'est pas indispen sable peut être remplacé par n'importe quel autre, comme, par exemple, par un montage prévoyant une salle de machines dans le fuselage auquel cas les deux moteurs pourraient égale ment être remplacés par une seule unité motrice de puissance appropriée. Les fig. 4, 5 et 6 mon trent un appareil pouvu d'une installation de moteurs m ou ml, m2 différente de celle de la fig. 3.
L'appareil comporte, outre les parties men tionnées ci-dessus, deux ailes fixes 4 convena blement assemblées qui, dans la forme d'exécu tion représentée aux fig. 1, 2, 3 outre qu'elles sont strictement aérodynamiques servent éga lement à porter les groupes rotors 2 et 3 disposés de telle manière que l'on voudra le long des ailes, et, dans ce cas particulier, à leurs extrémi tés, ce qui n'exclut pas une solution différente du problème. Le long du bord de sortie des ailes sont prévus des ailerons normaux 5 et 6; l'aile 4 peut être contreventée extérieurement afin de pouvoir être faite plus légère.
L'appareil comporte en outre: un rotor horizontal en queue ou stabilisateur 7 monté tout en haut de la dérive fixe 10 et de telle manière que la surface balayée se trouve dans un plan sensiblement au-dessus des surfaces balayées par les rotors principaux 2 et 3. Un système de transmission 8 (pour lequel on peut adopter diverses solutions) a pour but d'accou pler les rotors principaux 2 et 3 et d'entraîner le rotor de queue 7 à un nombre de tours déterminé.
Dans le cas où on veut établir un appareil de secours (fig. <I>la, 2a</I> et 3a) la transmission 8 sert aussi à actionner un petit treuil 9 disposé dans le fuselage au voisinage de la verticale passant par le centre de gravité. On a prévu en outre un empennage vertical 10, 11, qui sert également de support du rotor de queue 7, comme indiqué plus haut, et du gouvernail de direction 11.
On peut aussi éventuellement prévoir, pour satisfaire à des exigences particulières, un petit plan horizontal stabilisateur auxiliaire (non représenté sur le dessin) que l'on monterait normalement en queue, suivant la disposition habituelle des empennages horizontaux des aéroplanes, recoupant le fuselage, ou exception nellement tout à fait vers l'extrémité avant comme dans le dispositif dit en canard.
L'appareil est pourvu en outre d'un système complet de commandes en vol permettant d'ob tenir le maximum d'efficacité aussi bien dans tou tes ses évolutions possibles que dans le vol au point fixe.
Suivant le type d'appareil le système de commandes sera totalement ou seulement en partie mécanique, ou totalement ou partielle ment servo-commandé.
Enfin l'appareil est doté d'un train d'atter rissage normal adapté au but particulier pour lequel il est conçu et qui peut même être rentré au cas où la vitesse de translation constitue une des principales qualités requises de l'appa reil.
Il est pourvu en outre des installations norma les de bord et de celles relatives aux groupes moteurs qui permettent de régler le fonction nement de l'appareil.
L'aérogire birotor décrit ci-dessus pour le cas particulier représenté dans les fig. 1, 2, 3, <I>la, 2a</I> et 3a fonctionne de la manière suivante: le décollage peut se faire verticalement sous la seule action des rotors principaux 2 et 3. On peut monter en trajectoire inclinée à peu près de la même façon que les hélicoptères ordinaires, mais cette montée sera facilitée par la présence des ailes 4. On. peut en dire autant pour le maintien en hauteur.
Les ailes 4 agissent également par leur action aérodynamique à la descente avec ou sans moteur, c'est-à-dire avec les rotors 2 et 3 actionnés par les moteurs mi et m2 ou maintenus en autorotation. En croisière et suivant le but. auquel l'appareil est destiné, et, par conséquent, suivant le développement qu'on aura donné aux ailes fixes 4, ces ailes pourront, à une vitesse déter minée, soutenir une quote-part plus ou moins importante de la charge et laisser par suite disponible une composante horizontale beau coup plus importante de l'énèrgie totale des rotors 2 et 3 qui sera alors utilisable pour obtenir une plus grande vitesse.
Cette dernière, tout en étant maintenue dans les limites prati ques qui permettent aux rotors 2 et 3 de fonction ner correctement, peut dépasser sensiblement la vitesse de croisière des hélicoptères courants (qui varie aujourd'hui de 120 à 170 km/heure) et atteindre les 250 et les 300 km/heure pour les transports de personnes sur des parcours intérieurs.
Quant à l'appareil de secours, pour lequel il peut être plus important d'avoir de bonnes possibilités de vol au point fixe plutôt qu'une plus grande vitesse de croisière; on adoptera un rapport entre le développement des ailes fixes 4 et celui des rotors 2 et 3 (fig. <I>la, 2a</I> et 3a) différent de celui adopté sur les appareils pour transport de passagers. L'atterrissage et le décollage peuvent se faire verticalement, ou presque, sous la seule action des rotors prin cipaux 2 et 3.
Un avantage fondamental de l'aérogire décrit réside non seulement dans le fait qu'il rend plus de services qu'un hélicoptère ordinaire équi valent mais aussi dans le fait qu'il présente des conditions de stabilité et de sécurité en vol qui ne diffèrent pas de celles d'un bon aéroplane, cela surtout en ce qui concerne la stabilité longitu- dinale. Le rotor de queue 7 dont l'appareil est pourvu, est de relativement petites dimensions et assure, en premier lieu,
le centrage et la stabilité longitudinale de celui-ci quand ce dernier se trouve placé dans des conditions initiales moyennes, et cela grâce à des liaisons mécaniques convenables établissant un rapport déterminé entre le pas des pales de rotors princi paux 2 et 3 et celui des pales du rotor de queue stabilisateur 7.
En second lieu, le rotor de queue 7, constituant, en pratique, un empen nage horizontal extrêmement efficace, peut inter venir à la commande du pilote soit en cas de déplacement en vol du centre de gravité de l'appareil, soit au cours des évolutions dans le plan vertical de celui-ci pour lesquelles il utilise, dans le plan horizontal au contraire, comme les aéroplanes, le gouvernail de direction 11 mentionné plus haut.
L'appareil représenté aux fig. 7 et 8 est particulièrement intéressant parce qu'il permet d'adopter aussi une aile basse 4 qui, outre qu'elle est de construction plus légère que dans le cas des polyrotors, permet aussi d'installer aisément un train d'atterrissage rentrable. Il est également intéressant de remarquer que, s'il est convenablement étudié et dimensionné, un rotor de queue unique 7, dont le plan d'action sera convenablement disposé suivant un angle a par rapport à l'horizontale, peut servir à corriger le couple dû au rotor principal et avoir une action stabilisatrice dans le sens longitudinal.
L'appareil des figures 9 et 10 est un birotor du type décrit précédemment. Le trirotor des fig. 11 et 12 participe des caractéristiques propres au birotor et au monorotor. On peut considérer le quadrirotor des fig. 13 et 14 comme une extension du birotor.
D'une manière générale, il est clair qu'un seul - rotor de queue convenablement disposé peut répondre aux exigences de l'un quelconque des appareils décrits ci-dessus. II est placé dans un plan rigoureusement horizontal dans le cas d'appareils ayant un nombre pair de rotors principaux et dans un plan plus ou moins incliné dans le cas d'appareils ayant un nombre impair de rotors principaux, l'inclinaison variant avec le nombre de ces rotors.
A part certaines difficultés qui peuvent surgir dans la mise au point en ce qui concerne la stabilité longitudinale (bien que le rotor stabilisateur se trouve surélevé derrière le double rotor principal) l'appareil birotor coaxial des figures 15 et 16 offre des possibilités de construc tion qui ne diffèrent pas de celles du monorotor des fig. 7 et 8, sauf que, dans ce cas, le rotor, stabilisateur 7 est dans un plan parfaitement horizontal.