FR2725688A1 - Dispositif de commande de pas des pales d'un rotor de giravion - Google Patents

Abstract

Le dispositif de commande de pas des pales (4) d'un rotor de giravion comprend, en plus d'un mécanisme à plateaux cycliques (7), et pour chaque pale (4), une liaison articulée (16) entre un levier de pas (5) de la pale et une bielle de pas (6) reliée au plateau tournant (8) du mécanisme (7). La liaison articulée (16) comprend deux leviers (17, 18) articulés l'un sur l'autre par une première articulation (19), un levier (17) s'articulant par ailleurs sur un point fixe (20) en repère tournant avec le moyeu (3), et l'autre levier (18) s'articulant par ailleurs (21) sur le levier de pas (5), et la bielle de pas (6) correspondante s'articule sur l'un au moins des deux leviers (17 et 18) en un point distinct de son articulation sur le plateau tournant (8), de manière à manoeuvrer angulairement les leviers (17, 18), pour optimiser la commande de pas. Application à la commande du pas des pales d'un rotor principal d'hélicoptère.

Description

"DISPOSITIF DE COMMANDE DE PAS DES PALES
D'UN ROTOR DE GIRAVION"
L'invention concerne un dispositif de commande de s des pales d'un rotor de giravion, du type à plateaux cyliques, sur lequel chaque pale est, d'une part, entraînée en rotation autour d'un axe de rotation d'un mat rotor par l'intermédiaire d'un moyeu, solidaire du mat rotor, et, d'autre part, solidaire en rotation, autour d'un axe longitudinal de changement de pas de la pale, d'un levier de pas commandé par une bielle de pas articulée sur un plateau tournant avec le mât rotor et appartenant à un mécanisme à plateaux cycliques, dans lequel le plateau tournant est monté en rotation sur un plateau non tournant pouvant coulisser axialement le long du mât rotor et s'incliner dans toute direction par rapport au mat rotor, sous l'action d'actionneurs de commandes de vol.

Le dispositif de commande de pas de l'invention est en particulier destiné à équiper un rotor principal d'un hélicoptère à très grande vitesse, notamment en translation vers l'avant.

Indépendamment des couplages pas-battement et pastrainée, les dispositifs de commande du pas des pales d'un rotor d'hélicoptère comprenant un mécanisme classique à plateaux cycliques permettent de produire, en repère tournant avec le mat rotor et le moyeu, d'une part, un pas collectif simultanément donné à toutes les pales, et, d'autre part, un pas cyclique, s'ajoutant au pas collectif et appliqué à chaque pale à la fréquence de rotation.

On sait que l'équilibre du rotor, pour assurer l'équilibre et la traction d'un hélicoptère en vol de translation vers l'avant, est obtenu par le développement de portances voisines, voire égales, sur les côtés opposés du disque rotor, de part et d'autre de l'axe longitudinal de l'hélicoptère, et par l'inclinaison du disque rotor vers l'avant de l'hélicoptère. A cet effet, en raison de la dissymétrie des vitesses entre la ou les pales avançantes et la ou les pales reculantes, par rapport à la direction de déplacement de l'hélicoptère, il est connu de donner aux pales un pas cyclique qui diminue le pas ou l'incidence de la ou des pales avançantes alors que celui ou celle de la ou des pales reculantes est augmenté(e).

Mais le respect de ces contraintes d'équilibre et de propulsion est limité par l'apparition de phénomènes de décrochage de la ou des pales reculantes ou arrière, dont le pas est trop important, et de chocs transsoniques sur la ou les pales avançantes ou avant.

Le fonctionnement d'un rotor à très grande vitesse est ainsi limité par les phénomènes de décrochage et de divergence de traînée. Selon des études de la demanderesse, environ 15 à 20 % de la puissance développée nécessaire à un vol d'hélicoptère à très grande vitesse sont consommés par les deux phénomènes aérodynamiques précités.

A titre d'exemple, pour un hélicoptère d'une masse de l'ordre de 4250 kg à une vitesse de 360 km/h, les études précitées de la demanderesse montrent que la puissance consommée pour ce vol à très grande vitesse se répartit en:
- 60 % de puissance nécessaire à vaincre la trainée du fuselage,
- 5 % de puissance induite nécessaire à la sustentation, et
- 35 % de trainée des profils des pales, dont les limites de fonctionnement essentielles sont, d'une part, le décrochage des profils de pale aux incidences élevées, occasionnant une augmentation importante de trainée et une perte de portance, et, d'autre part, le comportement transsonique des profils de pale aux nombres de Mach élevés, ce qui occasionne une divergence de trainée à portance nulle.

Un hélicoptère en translation à très grande vitesse est particulièrement confronté à ces limites, en raison de la dissymétrie importante des vitesses entre sa ou ses pales avançantes, à un nombre de Mach compris entre 0,5 et 0,9, et sa ou ses pales reculantes, à nombre de Mach compris entre
O et 0,3.

Les études précitées de la demanderesse montrent que le décrochage des profils et leur comportement transsonique correspondent à 50 % environ de la traînée de profils, intervenant elle-même pour les 35 % de la puissance totale consommée. I1 en résulte que, sur cette part de la puissance, des gains potentiels envisageables en remédiant aux problèmes de décrochage des profils et de chocs transsoniques s'élèvent à environ 17 % de cette puissance totale consommée.

L'invention a pour but principal de modifier la commande de pas assurée de manière classique par un mécanisme à plateaux cycliques, de manière à l'écrêter, en ce sens qu'au moins la variation de l'incidence de toute pale reculante est réduite, et de préférence simultanément que l'incidence de toute pale avant et arrière est augmentée, par rapport aux incidences données aux pales par le mécanisme classique à plateaux cycliques, afin de disposer d'un pas sensiblement uniformisé et modéré sur toute pale avant, arrière et reculante, pour tout pas collectif fixé par les plateaux cycliques. En outre, l'invention permet éventuellement d'obtenir un pas minimum de toute pale avançante qui est inférieur à celui obtenu avec des plateaux cycliques classiques, afin d'équilibrer le rotor.

A cet effet, le dispositif de commande de pas des pales d'un rotor selon l'invention, du type présenté cidessus, se caractérise en ce qu'il comprend de plus, pour chaque pale, une liaison articulée à deux leviers et trois points d'articulation, telle que ses deux leviers s'articulent l'un sur l'autre en un premier point d'articulation, qu'un premier levier s'articule par ailleurs en un second point d'articulation sur un point fixe en repère tournant avec le moyeu et le mât rotor, et que le second levier s'articule par ailleurs par le troisième point d'articula tion en un point solidaire en rotation de la pale autour de son axe de pas, et la liaison articulée de chaque pale est de plus articulée par l'un au moins de ses leviers sur la bielle de pas correspondante, en un point distinct de l'articulation de cette dernière sur le plateau tournant, de sorte que les déplacements des plateaux cycliques par les actionneurs induisent par les bielles de pas des manoeuvres angulaires des leviers de chaque liaison articulée commandant le pas de la pale correspondante de façon à au moins écrêter le pas sur au moins une partie de la trajectoire de la pale autour de l'axe du rotor, lorsqu'elle recule, par rapport à la direction de déplacement du giravion, et de préférence de façon à simultanément augmenter le pas sur les parties de la trajectoire de la pale autour de l'axe du rotor lorsqu'elle est vers l'amont ou vers l'arrière de 1 'hélicoptère.

Selon un mode de réalisation avantageusement simple, chaque point fixe en repère tournant, sur lequel s'articule le premier levier de la liaison articulée correspondante, est un point du moyeu ou du mât rotor, tandis que le second levier de ladite liaison articulée s'articule par le troisième point d'articulation sur le levier de pas de la pale correspondante.

Avantageusement, pour réduire le nombre d'articulations du dispositif, et pour chaque pale, l'articulation de la bielle de pas correspondante sur l'un au moins des leviers de la liaison articulée correspondante est assurée sur le premier point d'articulation de cette liaison.

Dans ce type de dispositif, et pour chaque liaison articulée, la bielle de pas correspondante peut être disposée sensiblement entre le troisième point d'articulation correspondant et le point fixe correspondant en repère tournant, ou bien le point fixe correspondant en repère tournant peut être disposé sensiblement entre la bielle de pas correspondante et le troisième point d'articulation correspondant, ou encore le troisième point d'articulation correspondant peut être sensiblement entre la bielle de pas correspondante et le point fixe correspondant en repère tournant.

Dans l'une quelconque de ces trois architectures, et pour chaque pale, le levier de pas peut être disposé audessus de la pale correspondante, ou au-dessous de cette pale, ou encore au voisinage du plan de rotation de cette pale.

Lorsque le levier de pas est disposé au-dessus de la pale, et que la bielle de pas est sensiblement entre le troisième point d'articulation correspondant et le point fixe correspondant en repère tournant, et lorsque le rotor est tel que chaque pale est reliée au moyeu par un manchon de raccordement, un mode de réalisation avantageusement simple et efficace du dispositif de l'invention est tel que le levier de pas de chaque pale est fixé au-dessus du manchon de raccordement, le point fixe correspondant en repère tournant étant défini par un axe d'articulation à rotule, articulant une extrémité du premier levier correspondant sur un support fixé sur le pourtour du moyeu, le troisième point d'articulation de la liaison articulée correspondante étant défini par un axe d'articulation à rotule articulant une extrémité du second levier correspondant sur une extrémité du levier de pas correspondant, tandis que le premier point d'articulation correspondant est défini par un axe d'articulation sur lequel viennent s'articuler une extrémité de la bielle de pas correspondante, par une rotule, ainsi que l'autre extrémité des deux leviers correspondants.

Par contre, lorsque le levier de pas de chaque pale est disposé sensiblement dans le plan de rotation de cette pale, et que le second levier de la liaison articulée correspondante s'articule par le troisième point d'articulation de cette liaison sur le levier de pas, sur un rotor pour lequel chaque pale est reliée au moyeu par un manchon de raccordement, le levier de pas est alors fixé latérale ment au manchon de la pale correspondante, et le point fixe correspondant en repère tournant est sur un support solidaire du pourtour du moyeu, la bielle de pas correspondante s'articulant, par l'une de ses extrémités, en un point du premier levier, raccordé au moyeu, de la liaison articulée correspondante.

Dans une telle architecture, il est avantageux, au plan de l'encombrement et de la simplicité de la structure, que la liaison articulée de chaque pale présente un premier levier, articulé au moyeu, qui est constitué par un bras triangulaire dont les sommets aux extrémités de son plus grand côté, définissent l'un le premier point d'articulation et l'autre le second point d'articulation de la liaison articulée correspondante, tandis que le troisième sommet du bras triangulaire est le point d'articulation de la bielle de pas correspondante sur ladite liaison articulée.

Avantageusement, dans ce dernier mode de réalisation, le support du moyeu est constitué par une chape recevant un axe d'articulation définissant le second point d'articulation, le second levier de la liaison articulée correspondante étant un bras qui s'articule à l'extrémité du levier de pas correspondant au moyen d'une rotule, et au premier point d'articulation avec le premier levier à l'aide d'une autre rotule, la bielle de pas correspondante s'articulant, à chacune de ses extrémités, également par l'intermédiaire d'une rotule.

Dans ce cas, pour faciliter le réglage dynamique du rotor, il est avantageux que, pour chaque pale et pour chaque liaison articulée, le bras constituant le second levier et la bielle de pas correspondante soient réglables en longueur, et ceci est obtenu d'une manière simple par le fait que ce bras et la bielle de pas sont réalisés chacun en deux parties à extrémités filetées de sens opposé et raccordées par un manchon central de réglage, dont la rotation, dans l'un ou l'autre sens autour de l'axe longitudinal du bras ou de la bielle, permet respectivement d'augmenter ou de diminuer sa longueur.

Le dispositif de commande de pas selon l'invention a pour avantage principal d'offrir des gains de puissance, en particulier au voisinage du décrochage de la ou des pales reculantes du rotor, dont il retarde la survenance. Le dispositif de l'invention réduit ainsi les risques de décrochage des pales reculantes, et en réduit les conséquences désavantageuses par la diminution locale de l'incidence d'une pale reculante, par rapport à celle qui lui est donnée par le seul mécanisme à plateaux cycliques. Le dispositif de l'invention recule en outre les limites de fonctionnement liées au décrochage des pales reculantes, en particulier en ce qui concerne les efforts de commande de pas, les moments dynamiques le long des pales, et le niveau vibratoire, en particulier dans la cabine de l'hélicoptère.

Un autre avantage essentiel du dispositif selon l'invention est qu'il peut aisément être monté en rattrapage sur des hélicoptères existants, équipés d'un mécanisme classique à plateaux cycliques.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en partie en élévation latérale et en partie en coupe d'un rotor limité à une seule pale et avec un dispositif de commande de pas,
- les figures 2, 3, 4 et 5 sont des représentations schématiques du dispositif de commande de pas de la figure 1 en position, respectivement, de pas minimum, d'augmentation de pas, de pas maximum, et de diminution de pas après passage du pas maximum,
- la figure 6 est une courbe représentant la variation de l'angle de pas en fonction du déplacement de la bielle de pas par les plateaux cycliques,
- la figure 7 est une vue schématique analogue aux figures 2 à 5 et représentant les différentes implantations possibles de la bielle de pas dans une liaison articulée du dispositif de commande de pas,
- les figures 8 à 13 sont analogues à la figure 2 et représentent d'autres réalisations possibles du dispositif de commande de pas,
- la figure 14 est une coupe selon XIV-XIV de la figure 15 représentant un rotor quadripale avec un dispositif de commande de pas limité à une pale,
- la figure 15 est une vue partielle de dessus du rotor et du dispositif selon la flèche XV de la figure 14,
- la figure 16 est une vue partielle en coupe selon
XVI-XVI de la figure 17, d'un autre exemple de dispositif de commande de pas, et
- la figure 17 est une coupe selon XVII-XVII de la figure 16.

Sur la figure 1, un rotor principal 1 d'hélicoptère, représenté schématiquement, comprend un mât rotor 2 entrainé par sa base en rotation autour de l'axe de rotation A-A du rotor, et solidaire à son extrémité supérieure d'un moyeu 3.

Chacune des pales telles que 4 du rotor est reliée au moyeu 3 de sorte à être entraîné en rotation avec ce dernier autour de l'axe rotor A-A, et de manière à pouvoir pivoter par rapport au moyeu 3 autour de son axe longitudinal de changement de pas X-X, sensiblement radial par rapport à l'axe A-A. Pour commander le pas de la pale 4, ou son incidence autour de son axe de pas X-X, la pale 4 est solidaire en rotation autour de cet axe X-X d'un levier de pas 5. Pour commander le pas de la pale 4, le levier 5 est commandé par une bielle de pas 6, sensiblement parallèle à l'axe rotor A-A, et articulée par son extrémité inférieure sur le plateau tournant 8 d'un mécanisme à plateaux cycliques 7, d'une structure classique.

Dans ce mécanisme 7, le plateau tournant 8 est entraîné en rotation par le mât rotor 2 à l'aide d'un compas tournant 9 articulé par une extrémité sur le mât 2 et par l'autre extrémité sur le plateau tournant 8. Ce dernier est de plus monté en rotation, à l'aide d'un roulement à billes 10, sur un plateau non tournant 11, qui peut s'incliner dans toute direction par rapport à l'axe A-A autour du mât 2 en étant monté autour d'une rotule centrale 12, et qui peut être translaté parallèlement à l'axe rotor A-A par le coulissement axial de la rotule 12 autour d'un guide cylindrique 13 non tournant, car fixé à des points fixes de la structure de l'hélicoptère. Le plateau non tournant 11 est retenu contre toute rotation autour de l'axe rotor A-A par un compas non tournant 14 articulé par une extrémité sur le plateau non tournant 11 et par l'autre à la base du guide cylindrique 13.Les mouvements d'oscillation et de translation du plateau non tournant 11 sont commandés par des actionneurs de commande de vol, en général au nombre de trois, et dont un seul 15 est représenté sur la figure 1.

Dans les dispositifs classiques de commande de pas, l'extrémité supérieure de la bielle de pas 6 est directement articulée sur l'extrémité libre du levier de pas 5.

Mais, dans le dispositif de l'invention, pour chaque pale 4, une liaison articulée 16, comprenant deux leviers 17 et 18 et les trois points d'articulation 19, 20 et 21, est montée entre le plateau tournant 8, la tête de rotor constituée du mât 2 et du moyeu 3, et la pale 4. Les deux leviers 17 et 18 de la liaison articulée 16 s'articulent l'un sur l'autre en un premier point d'articulation 19.Par ailleurs, le premier levier 17 de cette liaison 16 s'articule au second point d'articulation 20, en un point fixe d'un support 22, fixe en repère tournant avec le moyeu 3 et le mât rotor 2, du fait que le support 22 est solidaire du moyeu 3, tandis que le second levier 18 de la liaison 16 est articulé par le troisième point d'articulation 21 sur un point fixe du levier de pas 5, c'est-à-dire sur un point solidaire en rotation de la pale 4 autour de son axe de pas
X-X. De plus, la liaison articulée 16 est également articulée par un point fixe de l'un au moins de ses leviers 17 et 18 sur l'extrémité supérieure de la bielle de pas 6 corres pondante, c'est-à-dire en un point distinct de l'articulation de cette bielle 6 sur le plateau tournant 8.

Bien que la figure 1 représente la bielle 6 articulée par son extrémité supérieure à la liaison 16 au niveau du point d'articulation 19 des deux leviers 17 et 18 l'un sur l'autre, il faut comprendre que la bielle 6 peut s'articuler en un point quelconque de la liaison 16, à l'exception des points d'articulation 20 et 21, de sorte que la bielle de pas 6 puisse manoeuvrer angulairement les leviers 17 et 18, afin d'appliquer au levier de pas 5 une commande optimisée du pas de la pale 4.

Dans l'exemple de la figure 1, la bielle de pas 6 s'articule à la liaison 16 au premier point d'articulation 19, qui est sensiblement central, car la bielle de pas 6 est disposée sensiblement entre les deux autres points d'articulation de la liaison 16, qui sont des points d'extrémité dont l'un 20, à l'extrémité opposée du levier 17, est fixe en repère tournant, et dont l'autre 21, à l'extrémité opposée du levier 18, est solidaire par le levier de pas 5 de la pale 4 autour de son axe de pas X-X.

Différentes positions caractéristiques de la pale 4 autour de son axe de pas X-X, correspondant à différentes positions données à la bielle de pas 6 par le mécanisme à plateaux cycliques 7, sont représentées sur les figures 2 à 5 pour un dispositif identique à celui de la figure 1. La courbe de la figure 6 représente l'angle a du pas de la pale 4 en fonction du déplacement d, parallèlement à l'axe rotor
A-A, donné au point d'articulation central 19 par la bielle de pas 6 déplacée par les plateaux cycliques 7 sous la commande des actionneurs 15.

La figure 2 représente la pale 4 au pas minimum obtenu pour un déplacement d qui est nul. La figure 3 représente la pale 4 avec un pas d'angle a qui augmente en fonction du déplacement d donné par la bielle de pas 6 à l'articulation centrale 19, par rapport à la position initiale de la figure 2, en déplaçant les deux leviers 17 et 18 de sorte que l'articulation 21 sur l'extrémité du levier de pas 5 est déplacée latéralement dans un sens qui fait pivoter le levier de pas 5 et la pale 4 autour de l'axe de pas X-X dans le sens de l'augmentation de l'angle de pas a.

La figure 4 représente la pale 4 en position de pas maximum, avec un angle d'incidence a max obtenu pour un seuil de déplacement ds correspondant à la position d'alignement des deux leviers 17 et 18 dans le prolongement l'un de l'autre.

La figure 5 représente la position du dispositif pour un déplacement de la bielle de pas 6 supérieur au seuil de déplacement ds, correspondant à l'angle de pas a max de la figure 4. Sur la figure 5 les leviers 17 et 18 ne sont plus alignés l'un avec l'autre, de sorte qu'à un déplacement d supérieur au seuil ds il correspond une diminution de l'angle de pas a par rapport à sa valeur maximum a max. La réponse de la pale 4 à la commande de pas par la bielle de pas 6 et la liaison articulée 16 est alors inversée par rapport à celle assurée en passant de la position de la figure 2 à celle de la figure 4.Pour tout déplacement d > ds de la figure 4, l'angle de pas a diminue, et la courbe de la figure 6 présente une forme en arc de cercle, qui traduit bien la non linéarité de la commande du pas de la pale 4 par rapport au déplacement d de la bielle de pas 6, avec un écrêtage effectif du pas de la pale 4, de sorte que les déplacements des plateaux cycliques 7 par les actionneurs 15 induisent, par la bielle de pas 6, des manoeuvres angulaires des leviers 17 et 18 de la liaison articulée 16 pour commander le pas de la pale 4 de façon à diminuer ce pas sur une partie de la trajectoire parcourue par la pale 4 autour de l'axe rotor A-A en reculant par rapport à la direction de déplacement de l'hélicoptère, et de façon à augmenter ce pas sur des parties de la trajectoire parcourue par cette même pale 4 autour de l'axe A-A lorsqu'elle est vers l'avant et vers l'arrière de l'hélicoptère, ou se déplace dans le même sens que l'hélicoptère, et cela par rapport au pas qui lui serait donné si les mouve ments des plateaux cycliques 7 étaient directement transmis au levier de pas 5 par la bielle de pas 6 correspondante.

La figure 7 montre les différentes possibilités d'articulation de la bielle de pas 6 sur la liaison articulée 16.

Comme déjà décrit ci-dessus en référence à la figure 1, la bielle 6 peut être articulée à la liaison 16 au niveau du point d'articulation central 19, où les leviers 17 et 18 s'articulent l'un sur l'autre. Mais cette bielle peut aussi être articulée en un autre point du levier 17, soit entre les articulations 19 et 20, comme représenté en 6a, soit encore à l'extérieur du segment délimité entre les articulations 19 et 20, comme représenté en 6b, ou encore en autre point du levier 18, soit entre les articulations 19 et 21, comme représenté en 6c, soit encore à l'extérieur du segment délimité entre les articulations 19 et 21, comme représenté en 6d.

Les figures 8 à 13 représentent schématiquement différentes architectures possibles du dispositif, dans lesquelles la bielle de pas 6 est toujours articulée au point d'articulation central 19, alors qu'elle pourrait s'articuler en un autre point des leviers 17 et 18, comme décrit ci-dessus en référence à la figure 7.

Sur les figures 8 et 9, comme sur la figure 1 déjà décrite, le levier de pas 5 est au-dessus de la pale 4, mais sur la figure 8, le point d'articulation 20 fixe en repère tournant (solidaire du moyeu 3) est sensiblement entre le point d'articulation 21 sur le levier de pas 5 et la bielle de pas 6, tandis que sur la figure 9, le point d'articulation 21 sur le levier de pas 5 est sensiblement entre le point d'articulation 20 fixe en repère tournant et la bielle de pas 6.

Les architectures des figures 10, 11 et 12 correspondent respectivement à celles des figures 1, 8 et 9, mais avec un levier de pas 5 disposé en-dessous de la pale 4. Sur la figure 10, la bielle de pas 6 est disposée sensiblement entre le point d'articulation 21 au levier de pas 5 et le point d'articulation 20 fixe en repère tournant sur le moyeu 3. Sur la figure 11, le point d'articulation 20 fixe en repère tournant est disposé entre la bielle de pas 6 et le point d'articulation 21 sur le levier de pas 5 de la pale 4, tandis que sur la figure 12 le point d'articulation 21 sur le levier de pas 5 est disposé entre le point d'articulation 20 fixe en repère tournant et la bielle de pas 6.

Le levier de pas 5 peut également s'étendre à proximité du plan de rotation de la pale 4, comme représenté sur la figure 13. Dans ce cas, la bielle de pas 6 peut être disposée entre le point d'articulation 20 fixe en repère tournant, solidaire du moyeu 3 et le point d'articulation 21 sur le levier de pas 5, mais il est également possible d'inverser les positions des points d'articulation 20 et 21 par rapport à la bielle 6.

Les figures 14 et 15 représentent un autre exemple de dispositif de commande de pas pour un rotor principal quadripale d'hélicoptère, dont chaque pale est raccordée au moyeu 3 par un manchon 24. De manière connue, le moyeu 3, en forme de plateau radial (par rapport à l'axe rotor A-A) solidaire de l'extrémité supérieure du mât rotor 2, présente, pour chaque pale, une ouverture axiale oblongue 23, dans laquelle est logée une butée lamifiée sphérique 25 constituant les moyens de retenue et d'articulation du manchon 24 sur le moyeu 3.La butée 25 comprend une partie centrale 26, constituée d'un empilement alterné de coupelles rigides et de couches d'élastomère en forme de calottes sphériques, et qui est disposée entre une armature radiale externe 27, par laquelle la butée 25 est fixée sur le bord radial externe de l'ouverture 23, et une armature radiale interne 28, fixée en entretoise entre les deux branches 24a et 24b de l'extrémité radiale interne du manchon 24, qui est aménagée en chape de fixation.

Pour chaque pale, le levier de pas 5 est fixé audessus de la branche supérieure 24a du manchon 24, et la liaison articulée 16 est reliée au moyeu 3 par un support 22, aménagé en console fixée en porte-à-faux sur le pourtour 29 du moyeu 3. Les deux leviers 17 et 18 de chaque liaison articulée 16 s'articulent l'un sur l'autre au point d'articulation central 19 par un axe d'articulation formé par la tige d'une vis 30 coopérant avec un écrou 31 et traversant une rotule solidaire de l'extrémité supérieure de la bielle de pas 6 ainsi que des trous en regard dans deux chapes disposées l'une dans l'autre et de part et d'autre de la rotule de la bielle 6, et dont l'une 32, interne, est à l'extrémité correspondante du levier 18, tandis que l'autre 33, externe, est à l'extrémité correspondante du levier 17 (voir figure 15), de sorte à relier ces trois extrémités de la bielle 6 et des deux leviers 17 et 18. Le point d'articulation 20 fixe en repère tournant, entre la console 22 et l'autre extrémité du levier 17, est formé par un axe d'articulation 34 traversant une rotule 35 retenue dans cette autre extrémité du levier 17, ainsi qu'une chape 36 aménagée dans l'extrémité radiale externe de la console 22.

Le point d'articulation 21 entre le levier de pas 5 et l'autre extrémité du levier 18 est formé par un axe d'articulation 37 traversant une chape 38 à cette autre extrémité du levier 18 et une rotule 39 qui est retenue dans un oeil du levier de pas 5.

Les figures 16 et 17 représentent un autre exemple de réalisation du dispositif de commande de pas de l'invention, pour un rotor qui peut être du même type que celui décrit ci-dessus en référence aux figures 14 et 15, et dans lequel chaque pale est raccordée au moyeu 3 par un manchon 24 (voir figure 17). Dans cet exemple, le levier de pas 5 est fixé latéralement sur le manchon 24 par une bride d'extrémité 40 en arc-de-cercle, vissée contre le manchon 24. La liaison articulée 16 est reliée au moyeu 3 par un support 22 formant une chape latérale qui est solidaire du moyeu 3 et en porte-å-faux sur le pourtour de ce dernier.

L'un des leviers 17 de la liaison articulée 16 est constitué par un bras triangulaire d'où les sommets aux extrémités de son plus grand côté correspondent l'un au point central 19 d'articulation sur l'autre levier 18, et l'autre au point d'articulation 20 fixe en repère tournant, sur la chape de support 22 du moyeu 3. La bielle de pas 6 s'articule par son extrémité supérieure à proximité du troisième sommet du bras triangulaire 17 en un point d'articulation 41.

Le point d'articulation 20 est défini par un axe d'articulation 42, qui traverse la chape 22 du moyeu 3 et une douille 43 formée au sommet correspondant du bras triangulaire 17, perpendiculairement au plan de ce dernier, et ainsi retenue pivotante dans la chape 22 autour de l'axe 42, à l'aide de bagues épaulées. Le plan d'articulation 41 est défini par un axe 44 retenant la rotule 45 d'un embout à rotule 46 de l'extrémité supérieure de la bielle de pas 6 dans une chape 47 formant le côé du bras triangulaire 17 qui est opposé à son sommet agencé en douille 43.Le second levier 18 de la liaison articulée 16 est un bras rectiligne, muni à ses extrémités d'embouts 48 et 49 à rotule 50 ou 51 retenue respectivement par un axe 52 dans la chape 47 du bras triangulaire 17, pour définir le point d'articulation 19, et par un axe 53 dans une chape 54 d'extrémité du levier de pas 5, pour définir le point d'articulation 21.

Pour faciliter le réglage du dispositif, le bras 18 et la bielle de pas 6 sont chacun réglable en longueur, par le fait que chaque embout à rotule de leurs extrémités, tels que 46, 48 et 49, se prolonge d'une tige axiale telle que 55, 56 et 57, ayant un filetage de sens opposé à celui de la tige de l'embout opposé, les deux tiges étant vissées dans des écrous tels que 58 aux extrémités d'un manchon de raccordement tel que 59 ou 60, formant corps de levier ou de bielle, et dont la rotation dans un sens ou dans l'autre permet d'écarter ou de rapprocher les tiges des embouts pour augmenter ou diminuer respectivement la longueur du levier 18 ou de la bielle 6.

Le dispositif de commande de pas de l'invention, qui introduit dans la cinématique de commande de pas de chaque pale une liaison articulée 16, permet d'écrêter le pas de la ou des pales reculantes et d'éviter ainsi le décrochage de celle(s)-ci. I1 permet d'obtenir également un pas sensiblement constant sur tout le secteur défini par les pales reculantes, en adoptant des longueurs appropriées pour les leviers 17 et 18 de la liaison articulée 16 et pour le levier de pas 5 intervenant dans la liaison cinématique entre la bielle de pas 6 et la pale correspondante. En conséquence, le dispositif de commande de pas de l'invention permet d'augmenter le rendement du rotor en vol de translation, puisqu'à cet effet il est nécessaire d'augmenter le pas des pales avant et arrière sans l'augmenter sur la ou les pales reculantes, pour éviter son ou leur décrochage.

Le dispositif de l'invention a donc pour avantage qu'il permet d'optimiser la commande de pas à partir du mécanisme conventionnel à plateaux cycliques et des trois actionneurs de servo-commande qui sollicitent ce dernier, sans avoir à commander ces actionneurs à des fréquences plus élevées que normalement. Ce dispositif peut de plus se monter sur tous les types de rotor, et non seulement les rotors articulés, comme décrit ci-dessus, mais également les rotors rigides ou à balancier. Il peut également être monté en rattrapage, sans difficulté majeure, sur les rotors d'hélicoptère existants.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande de pas des pales (4) d'un rotor de giravion, en particulier d'un rotor principal d'hélicoptère, sur lequel chaque pale (4) est, d'une part, entraînée en rotation autour d'un axe de rotation (A-A) d'un mât rotor (2) par l'intermédiaire d'un moyeu (3), et, d'autre part, solidaire en rotation, autour d'un axe longitudinal de changement de pas (X-X), d'un levier de pas (5) commandé par une bielle de pas (6) articulée sur un plateau (8) tournant avec le mât rotor (2) et appartenant à un mécanisme à plateaux cycliques (7) dans lequel le plateau tournant (8) est monté en rotation sur un plateau nontournant (11) pouvant coulisser axialement (13) le long du mât rotor (2) et s'incliner (12) dans toute direction par rapport au mât rotor (2), sous l'action d'actionneurs de commande de vol (15), caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque pale (4), une liaison articulée (16) à deux leviers (17, 18) et trois points d'articulation (19, 20, 21), telle que ses deux leviers (17, 18) s'articulent l'un sur l'autre en un premier point d'articulation (19), qu'un premier levier (17) s'articule par ailleurs en un second point d'articulation (20) sur un point fixe en repère tournant avec le moyeu (3) et le mât rotor (2), et que le second levier (18) s'articule par ailleurs par le troisième point d'articulation (21) en un point solidaire en rotation de la pale (4) autour de son axe de pas (X-X), et la liaison articulée (16) de chaque pale (4) est de plus articulée par l'un au moins de ses leviers (17, 18) sur la bielle de pas (6) correspondante, en un point distinct de l'articulation de cette dernière sur le plateau tournant (8), de sorte que les déplacements des plateaux cycliques (8, 11) par les actionneurs (15) induisent par les bielles de pas (6) des manoeuvres angulaires des leviers (17, 18) de chaque liaison articulée (16) commandant le pas de la pale (4) correspondante.

2. Dispositif de commande de pas selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque point fixe (20) en repère tournant, sur lequel s'articule le premier levier (17) de la liaison articulée (16) correspondante, est un point du moyeu (3) ou du mât rotor (2), tandis que le second levier (18) de ladite liaison articulée (16) s'articule par le troisième point d'articulation (21) sur le levier de pas (5) de la pale (4) correspondante.

3. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), l'articulation de la bielle de pas (6) correspondante sur l'un au moins des leviers (17, 18) de la liaison articulée (16) correspondante est assurée sur le premier point d'articulation (19) de cette liaison.

4. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour chaque liaison articulée (16), la bielle de pas (6) correspondante est sensiblement disposée entre le troisième point d'articulation (21) correspondant et le point fixe (20) correspondant en repère tournant.

5. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour chaque liaison articulée (16), le point fixe (20) correspondant en repère tournant est disposé sensiblement entre le troisième point d'articulation (21) correspondant et la bielle de pas (6) correspondante.

6. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour chaque liaison articulée (16), le troisième point d'articulation (21) correspondant est disposé sensiblement entre le point fixe (20) correspondant en repère tournant et la bielle de pas (6) correspondante.

7. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), le levier de pas (5) est disposé audessus de la pale correspondante.

8. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), le levier de pas (5) est disposé audessous de la pale correspondante.

9. Dispositif de commande de pas selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), le levier de pas (5) est disposé au voisinage du plan de rotation de la pale correspondante.

10. Dispositif de commande de pas selon la revendication 7 telle que rattachée à la revendication 4, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), le levier de pas (5) est fixé au-dessus d'un manchon (24) de raccordement de la pale (4) correspondante au moyeu (3), le point fixe (20) correspondant en repère tournant étant défini par un axe (34) d'articulation à rotule (35), articulant une extrémité du premier levier (17) correspondant sur un support (22) fixé sur le pourtour (29) du moyeu (3), le troisième point d'articulation (21) de la liaison articulée (16) correspondante étant défini par un axe (37) d'articulation à rotule (39) articulant une extrémité (38) du second levier (18) correspondant sur une extrémité du levier de pas (5) correspondant, tandis que le premier point d'articulation (19) correspondant est défini par un axe d'articulation (30) sur lequel viennent s'articuler une extrémité de la bielle de pas (6) correspondante, par une rotule, ainsi que l'autre extrémité (32, 33) des deux leviers (17, 18) correspondants.

11. Dispositif de commande de pas selon la revendication 9 telle que rattachée à la revendication 2, caractérisé en ce que, pour chaque pale (14), le levier de pas (5) est fixé latéralement sur un manchon (24) de raccordement de la pale au moyeu (3), le point fixe (20) correspondant en repère tournant étant sur un support (22) solidaire du pourtour du moyeu (3), et la bielle de pas (6) correspondante s'articule, par l'une de ses extrémités, en un point (41) du premier levier (17), raccordé au moyeu (3), de la liaison articulée (16) correspondante.

12. Dispositif de commande de pas selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour chaque pale (4), la liaison articulée (16) correspondante a son premier levier (17), raccordé au moyeu (3), qui est constitué par un bras triangulaire dont les sommets, aux extrémités de son plus grand côté, définissent l'un le premier point d'articulation (19) et l'autre le second point d'articulation (20) de la liaison articulée (16) correspondante, tandis que le troisième sommet du bras triangulaire (17) est le point d'articulation (41) de la bielle de pas (6) correspondante sur ladite liaison articulée (16).

13. Dispositif de commande de pas selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit support du moyeu (3) est constitué par une chape (22) recevant un axe d'articulation (42) définissant le second point d'articulation (20), le second levier (18) de la liaison articulée (16) correspondante étant un bras qui s'articule à l'extrémité du levier de pas (5) correspondant au moyen d'une rotule (51), et au premier point d'articulation (19) avec le premier levier (17) à l'aide d'une autre rotule (50), la bielle de pas (6) correspondante s'articulant, à chacune de ses extrémités, également par l'intermédiaire d'une rotule (45).

14. Dispositif de commande de pas selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit bras, constituant le second levier (18), et la bielle de pas (6) correspondante sont réglables en longueur.

15. Dispositif de commande de pas selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit bras (18) et la bielle de pas (6) correspondante sont chacun en deux parties (55, 56, 57) à extrémités filetées de sens opposé et raccordées par un manchon central (59, 60) de réglage.