CH387461A - Aérodyne - Google Patents

Description

  Aérodyne    La présente invention a pour objet un aérodyne  de conception compacte et simple.  



  Le but de cette invention est de créer un aérodyne  capable de décoller d'une aire minimum, telle qu'une  avenue carrossable, un parc de stationnement, un  sommet de toit ou analogue, et d'y     atterrir,    et doit  être très simple à manier, avoir une stabilité inhérente  considérable et exempt de défaillance en cas de panne  de moteur ; en outre, il doit être d'une fabrication et  d'une exploitation économiques.  



  L'aérodyne suivant l'invention est caractérisé par  le fait qu'il comprend au     moins    un rotor de sustenta  tion monté dans un carénage circulaire et tournant  autour de l'axe du carénage, un moteur entraînant le  rotor, une cabine suspendue sous le centre du rotor,  un train d'atterrissage monté sur la cabine, et une  commande prévue dans la cabine pour     incliner    le  rotor     dans    des directions par rapport à la cabine de  façon à produire une poussée     directionnelle.     



  Afin que l'invention puisse être plus clairement  comprise et plus facilement     réalisée,    elle sera mainte  nant décrite plus complètement en se reportant aux  dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple,  et dans lesquels  La     fig.    1 représente schématiquement une vue de  côté en élévation de l'aérodyne.  



  La     fig.    2 est une vue en plan de dessus.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe agrandie, suivant  la ligne 3-3 de la     fig,    2 avec     certaines    parties omises  pour raison de clarté.  



  La     fig.    4 est une vue en coupe partielle agrandie  suivant la ligne 4-4 de la     fig.    2.  



  La     fig.    5 est une vue en élévation de face de  l'aérodyne.  



  La     fig.    6 est une vue schématique du système de  commande primaire vu de dessus, et    la     fig.    7 est une vue schématique du système de  commande vu de face avec les vérins décalés pour  raison de clarté.  



  L'aérodyne comprend principalement un ensem  ble à rotor 10     contenant    une paire de rotors     contra-          rotatifs    12 et 14 dans un carénage circulaire 16 et  une cabine à passagers 18 suspendue sous l'ensemble  à rotor. Le     terme      cabine   s'entend pour désigner la  structure complète, en forme de fuselage qui con  tient le     compartiment    des passagers; les commandes  et autres équipements.  



  L'ensemble à rotor 10 comporte un ensemble  d'entraînement central 20 ayant la forme d'une grosse  structure de casserole     profilée        aérodynamiquement     dans la direction du courant     d'air    vertical, le rotor  supérieur 12 et le rotor     inférieur    14 tournant en di  rections opposées autour de l'axe vertical dudit ensem  ble d'entraînement.

   Des     moyens    d'entraînement  contrarotatifs classiques, non représentés, peuvent  être     utilisés    pour     coupler    les rotors, la     puissance    étant  produite par un moteur 22 placé dans la partie     infé-          rieure    de l'ensemble d'entraînement 20, comme indi  qué sur la     fig.    3. Divers types de moteurs légers et  compacts sont disponibles, les types aussi bien à pis  tons alternatifs qu'à turbines pouvant convenir.

   Le  carénage 16 a une forme aérodynamique possédant  une aire supérieure d'entrée courbée 24 et est fixé  sur un anneau inférieur 26 qui est supporté par des  bras de moyeux ou de     croisillons    28 s'étendant     radia-          lement    depuis une structure de base 30 formant moyeu  à     l'extrémité    inférieure de l'ensemble d'entraînement  20. Divers types de pales et de dispositifs de rotors  peuvent être employés, la     configuration    illustrée pré  sentant des avantages particuliers.  



  La cabine 18, comme représenté     particulièrement     sur la     fig.    3, comprend une coque ou enveloppe lé-      gère 32,à courbure composée, possédant un     plancher     34 à son     extrémité    inférieure et un élément rigide  supérieur de tête 36. La structure est entretoisée par  des coupes ou cadres latéraux 38 et 40 entre le plan  cher 34 et l'élément de tête 36,     ainsi    que par un cadre  de ceinture     d'interliaison    42. 11 est prévu un     pare-          brise    frontal 44 et de grandes baies 46, et un côté pos  sède une porte 48.

   Le compartiment des passagers  est, de préférence, enclos par un     panneau    de toit 50  et un panneau arrière 52 qui s'étend entre les cadres  latéraux arrière 40 et est pourvu d'un siège approprié  54 et d'un tableau de bord 56. A l'extrémité avant  se trouve un cadre rigide     avant    58 qui porte une  jambe 60 s'étendant vers l'avant et sur laquelle est  montée une roue pivotante     avant    62, ladite jambe       comportant    un     amortisseur    approprié 64. A l'arrière  de la cabine 18 se trouve une paire de jambes de  force principales 66 s'étendant vers l'extérieur, por  tant des roues 68 et supportées par des     amortisseurs     70.

   L'équipement en instruments peut varier considé  rablement suivant les exigences. La partie     arrière    de  la cabine 18 constitue un compartiment arrière 72  qui peut être     utilisé    pour les bagages, l'équipement  accessoire ou même en variante,     comme    un comparti  ment pour le moteur 22, avec des liaisons d'entraîne  ment appropriées avec l'ensemble à rotor. La partie  arrière supérieure de la cabine est rentrante et pour  vue d'une ailette de dérive     verticale    plate 74. Sous le  plancher 34 se trouve un réservoir à combustible 76,  enfermé par un couvercle de fond 78.  



  La cabine 18 est profilée     aérodynamiquement    de  l'avant vers l'arrière et est également profilée     aéro-          dynamiquement    verticalement d'une façon unie dans  la direction de l'écoulement d'air du rotor,     comme    le  montre la     fig.    5. La construction de la coque est faci  lement adaptable à l'emploi de matières plastiques,  en     particulier    de matières plastiques     armées    à fibres,  soit laminées, ou à âme creuse.

   La courbure com  posée ajoute à la résistance et rend possible l'utilisa  tion d'un     minimum    de structure portante avec un  accroissement résultant en charge payante     utile.    Il est  bien entendu, toutefois, que d'autres méthodes de  construction peuvent être utilisées, conformément à la  pratique     aéronautique    classique.  



       L'ensemble    à rotor 10 est relié à la cabine 18 par  un joint universel constitué par un élément sphérique  80     solidaire    de la base de l'ensemble d'entraînement  20, ledit élément sphérique étant maintenu     dans    un  siège de     forme        correspondante    82 fixé     dans    l'élément  de tête 36, comme le montre la     fig.    3.

   L'ensemble à  rotor est empêché de tourner par une broche 84, logée  dans le siège 82, la broche 84 pouvant glisser dans  une fente ou rainure 86 découpée     dans    l'élément sphé  rique et ladite broche étant orientée     radialement    par  rapport au centre de l'élément     sphérique    de     sorte     qu'un mouvement universel libre est possible.

   La com  mande de l'ensemble à rotor 10 est réalisée au moyen  de quatre     tiges    de commande 88, 90, 92 et 94, les       extrémités    supérieures de ces tiges étant     articulées    aux  bras de     croisillons    28.     Les    tiges de commande s'éten-    dent dans l'élément de tête 36 et sont actionnées par  quatre vérins individuels 98, 100, 102 et 104, chaque  vérin étant monté à pivotement, comme représenté  sur la     fig.    4, pour permettre les mouvements d'incli  naison.

   Ainsi, par la commande sélective des vérins,  l'ensemble à rotor 10 peut être incliné dans toute  direction, la poussée des portées résultantes permet  tant d'effectuer la commande directionnelle de     l'aé-          rodyne.     



  Les vérins 88 à 94 peuvent être du type à fonc  tionnement à fluide comprimé ou électrique, un sys  tème à     fluide    étant illustré par les     fig.    6 et 7, à titre  d'exemple. Le système est actionné par un manche  de commande 106 sensiblement classique susceptible  d'un mouvement vers l'avant et vers l'arrière et d'une  rotation d'un côté à l'autre. L'extrémité avant du  manche de commande 106 est couplée par des tiges  108 à des pistons 110 montés dans une     paire    de  cylindres à double effet 112, 114, les tiges étant arti  culées à un bras radial 116 sur ledit manche de com  mande.

   Les vérins 98 et 102 sont reliés aux extrémi  tés opposées du cylindre 112 par des conduits 118  véhiculant le fluide, tandis que les vérins 100 et 104  sont couplés de façon identique aux extrémités oppo  sées du cylindre 114.  



  D'après la     fig.    6, on peut voir que lorsque le  manche de contrôle est poussé vers l'avant, comme  indiqué en trait interrompu, les deux tiges 108 sont  poussées vers l'extérieur et les cylindres 112 et 114  appliquent de la pression aux vérins 102 et 104, tan  dis qu'en même temps ils réduisent la pression appli  quée aux vérins 98 et<B>100.</B> Les diverses actions sont  indiquées par des flèches directionnelles. Ainsi, les  tiges de commande 92 et 94 sont actionnées de façon  à lever l'arrière de l'ensemble à rotor 10, le retrait  des tiges de     commande    88 et 90 permettant à l'avant  de l'ensemble à rotor de s'abaisser. Avec l'ensemble  à rotor ainsi incliné, la poussée est dirigée vers l'ar  rière et l'aérodyne est propulsé vers l'avant.

   Un mou  vement vers l'arrière du manche de commande pro  duit l'action opposée pour propulser l'aérodyne vers  l'arrière.  



  La commande latérale est illustrée par la     fig.    7, la  position tournée du manche de     commande,    indiquée  en trait interrompu, ayant pour effet de faire fonction  ner les cylindres 112 et 114 en directions opposées et  de tirer un côté de l'ensemble à rotor vers le bas. Des  combinaisons des mouvements, vers l'avant et vers  l'arrière, et des mouvements rotatifs produiront des  mouvements composés de l'ensemble à rotor permet  tant une commande de direction complète de la pous  sée.

   Dans la position maximum vers l'avant, il est  évident que les deux tiges 108 seront repoussées     au-          delà    de leur     limite,    ce qui empêche toute rotation du  manche de     commande.    Ainsi, pour obtenir la com  mande latérale à pleine vitesse d'avancement, une  came 119 est fixée au manche de commande 106 et,  dans la position vers l'avant, coopère avec une came  associée 121 sur le support 123 du manche de com  mande. Lorsqu'on a fait tourner le manche de coin-      mande, l'action de la     came    déplace le manche de  commande légèrement vers l'arrière en relâchant les  tiges 108 et en permettant l'action rotative.

   Le sys  tème fermé à fluide, représenté, est à action directe  et extrêmement simple, mais des systèmes plus com  plexes comportant des dispositifs à valves et des  servomécanismes peuvent être utilisés sur un     aéro-          dyne    plus grand. En variante, un simple système mé  canique de câbles et de tringles ou de bielles peut  être utilisé, la disposition décrite étant simplement  destinée à illustrer les actions de commande instinc  tives et la direction du mouvement de l'aérodyne dans  chaque cas étant la même que la direction du mou  vement du manche de commande.  



  La montée et la descente sont commandées par  la vitesse du moteur au moyen d'une manette de gaz  classique 120 située à un emplacement commode  dans la cabine. Une commande à pas variable, pour  les rotors, peut également être     utilisée,    mais le mé  canisme compliqué qu'elle nécessite ajoute au poids  et au coût.  



  La commande de direction ou rotation de     l'aéro-          dyne    est le     mieux    obtenue par la déviation de l'écou  lement d'air du rotor qui est efficace à toutes les  vitesses de vol, et en sustentation ou en vol vertical  stationnaire. Un moyen approprié est constitué par  le gouvernail de direction 122 monté à pivotement  sur le nez de la cabine 18, sur un arbre horizontal  124 s'étendant longitudinalement. Il peut être ac  tionné par des pédales de direction 126 du type clas  sique, la     déflection    du gouvernail créant un couple  ou moment de réaction permettant de faire tourner  l'aérodyne.  



  L'aérodyne possède les caractéristiques de vol  vertical d'un hélicoptère combinées avec une vitesse  d'avancement élevée par rapport à la puissance utili  sée, en raison de la     conception    appropriée rendue  possible par la simplicité globale. Le rotor caréné est  plus efficace qu'un rotor ouvert comparable et per  met à un rotor de diamètre plus petit de soulever une  charge donnée, l'encombrement réduit facilitant gran  dement l'atterrissage dans des espaces limités, con  trairement aux hélicoptères qui nécessitent un espace  libre considérable, pour le rotor. Le rotor lui-même  est stable d'une façon inhérente et la     cabine    est sus  pendue sous le rotor sensiblement à la     manière    d'un  pendule, d'où résulte un aérodyne extrêmement  stable.  



  Un minimum de structure est nécessaire et des  aménagements complets pour passagers, bagages et  combustible sont contenus dans un ensemble de ca  bine compacte et aérodynamique. Bien qu'une confi  guration monoplace ait été illustrée, il est évident    que l'aérodyne est adaptable à une gamme étendue  de dimensions.  



  Le système de commande est simple et de manie  ment     instinctif    en cours de fonctionnement, de façon  à rendre l'aérodyne capable de voler avec un mini  mum     d'instruction.    Toutes les     parties    constituantes  sont facilement accessibles pour l'entretien et les  réparations, l'aérodyne étant d'un entretien et d'un       fonctionnement    économiques.

Claims (1)

1. REVENDICATION Aérodyne, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un rotor de sustentation monté dans un carénage circulaire et tournant autour de l'axe du carénage, un moteur entraînant le rotor, une cabine suspendue sous le centre du rotor, un train d'atterris sage monté sur la cabine, et une commande prévue dans la cabine pour incliner le rotor dans des direc tions par rapport à la cabine de façon à produire une poussée directionnelle. SOUS-REVENDICATIONS 1. Aérodyne suivant la revendication, caractérisé par le fait qu'il comprend deux rotors de sustentation montés coaxialement dans le carénage et tournant dans des directions opposées. 2.

   Aérodyne suivant la.revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que la cabine a une forme aérodynamique. 3. Aérodyne suivant la revendication et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la cabine comporte un plancher et un élément de tête rigide supérieur, un cadre intérieur reliant mutuelle ment le plancher et l'élément de tête, tandis que le compartiment à passagers est sensiblement enclos par ledit cadre. 4.

   Aérodyne suivant la revendication et les sous- revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'en semble à rotor précité est lié par un joint universel à l'élément de tête. 5. Aérodyne suivant la revendication, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement de l'incli naison du rotor sont montés dans l'élément de tête et sont reliés à des portions circonférentiellement écartées du rotor. 6.

   Aérodyne suivant la revendication, caractérisé par le fait que la cabine comprend des moyens de déviation variable, pour dévier l'écoulement d'air depuis le rotor et produire un mouvement tournant lent de l'aérodyne autour de l'axe du rotor. 7. Aérodyne suivant la revendication, caractérisé par le fait que le moteur est monté axialement dans le carénage.