FR2786405A1 - AUTOGIRE HELICOPTER KITE - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne la réalisation d'un cerf volant hélicoptère autogire. Plus précisément, l'invention est de la catégorie des cerfs-volants dirigeables, comportant deux fils. The invention relates to the production of a gyroplane helicopter gyroplane. More specifically, the invention belongs to the category of airship kites, comprising two wires.
On connaît et on apprécie les cerfs volant traditionnels en forme de losange attachés à un fil, volant au gré du vent. We know and appreciate the traditional diamond shaped kites attached to a wire, flying with the wind.
On connaît également les cerfs volant de la catégorie des ailes volantes de type delta, attachés par deux fits. Ces derniers sont des cerfs volant dirigeables, cela résulte d'un équilibre aérodynamique contrôlé par deux fils, ceux ci induisent une incidence de faite variable qui en modifie la trajectoire. We also know the kites of the delta type flying wings category, attached by two fits. These are directional kites, this results from an aerodynamic balance controlled by two wires, these induce a variable incidence which changes the trajectory.
On sait par ailleurs qu'un l'hélicoptère dispose d'une capacité à planer sans tomber comme une pierre, mme en l'absence de motorisation. Cela résulte de la capacité de portance de l'hélice maintenue en rotation à cycle élevé. We also know that a helicopter has a capacity to hover without falling like a stone, even in the absence of a motorization. This results from the lift capacity of the propeller kept in rotation at high cycle.
La rotation de l'hélice est maintenue grâce à un pas descendant, associé à une incidence négative de chaque pale, proche de son angle de finesse. The rotation of the propeller is maintained thanks to a descending pitch, associated with a negative incidence of each blade, close to its angle of fineness.
La descente de l'hélicoptère entretient la rotation de l'hélice, qui génère de la portance, qui réduit la vitesse de descente. The descent of the helicopter maintains the rotation of the propeller, which generates lift, which reduces the speed of descent.
Un hélicoptère disposant d'une capacité à planer est référencé sous le nom d'autogire. A helicopter with a gliding capacity is referred to as the gyroplane.
On connaît également la demande de brevet américain 5381988 du 17 janvier 95, qui décrit un cerf volant hélicoptère autogire à un fit non dirigeable, et son procédé de réalisation. Also known is American patent application 5381988 of January 17, 95, which describes a gyroplane helicopter gyroplane with a non-steerable fit, and its production method.
Cette invention est vendue sous le nom de Gyro Kite. This invention is sold under the name of Gyro Kite.
Ce produit montre cependant une grave défaillance qui n'est pas évoquée dans le texte du brevet qui en protège l'exploitation aux USA : il ne vote absolument pas. This product shows however a serious failure which is not mentioned in the text of the patent which protects its exploitation in the USA: it absolutely does not vote.
Nous considérons que le produit qui se réfère au brevet cité montre une réalisation développée par l'homme de l'art, conforme aux prescriptions de la description. We consider that the product which refers to the cited patent shows an embodiment developed by those skilled in the art, in accordance with the requirements of the description.
Cette réalisation ne vole pas, et les revendications ne font pas référence à un cerf volant qui vole. This achievement does not fly, and the claims do not refer to a flying kite.
Manifestement, ce brevet ne suffit pas à décrire le principe et la réalisation d'un cerf-volant autogire qui puisse donner lieu à une réalisation par l'homme de l'art qui vole. Obviously, this patent is not enough to describe the principle and the realization of a gyroplane kite which can give rise to an realization by the man of the art which flies.
It ne constitue donc pas une antériorité opposable pour un cerf-volant autogire mme non dirigeable. It therefore does not constitute an enforceable prior art for a gyroplane kite, even a non-steerable one.
Plusieurs caractéristiques non évoquées dans le texte cité s'avèrent indispensables pour qu'un tel cerf-volant puisse voler, ces caractéristiques sont intégrées à la description de l'invention. Several characteristics not mentioned in the cited text prove to be essential for such a kite to fly, these characteristics are integrated into the description of the invention.
L'invention concerne donc au premier abord le principe et la réalisation :
-d'un cerf volant hélicoptère autogire qui vole comme
un cerf-volant.The invention therefore relates at first sight to the principle and the embodiment:
- a gyroplane helicopter gyroplane which flies like
a kite.
-qui soit dirigeable et donc pilotable. -which is steerable and therefore steerable.
-qui s'envole et se pose sous commande du pilote. -who flies away and lands under the pilot's command.
La première condition de vol concerne la portance de ou des hélices. The first flight condition concerns the lift of one or more propellers.
L'hélice de l'hélicoptère Fig 1 doit comporter les pales dont le profil comporte un intrados 1, face inférieure, et un extrados 2 face supérieure, dont les courbures sont celles d'une aile, inclinée vers le bas. The propeller of the helicopter Fig 1 must include the blades, the profile of which has a lower surface 1, lower face, and an upper surface 2, the curvature of which is that of a wing, inclined downwards.
Le vent relatif 3 entretient la rotation de l'hélice et celleci crée une portance proportionnelle à la vitesse de rotation donc à celle du vent relatif. The relative wind 3 maintains the rotation of the propeller and this creates a lift proportional to the speed of rotation therefore to that of the relative wind.
La première condition pour le vol est une ou plusieurs notices dont chaque pale en forme d'aile est inclinée en direction du vent relatif. The first condition for flight is one or more instructions, each wing-shaped blade of which is inclined in the direction of the relative wind.
L'invention peut comporter une hélice avec deux pales alignées, comme représenté figure 1, trois pales à 120 , 4 pales 90 , ou plus. The invention may include a propeller with two aligned blades, as shown in FIG. 1, three blades with 120, 4 blades 90, or more.
L'invention peut également comporter deux hélices superposées qui tournent en sens inverse, autour de leur axe commun, tel que représenté figure 2. The invention may also include two superimposed propellers which rotate in opposite directions around their common axis, as shown in FIG. 2.
Un tel assemblage d'hélice double la portance et supprime le couple gyroscopique que génère une hélice unique. Such a propeller assembly doubles the lift and eliminates the gyroscopic torque generated by a single propeller.
La deuxième condition nécessaire pour le vol est que l'hélice tourne librement autour de son axe, sans frottement notable, et donc que la seule force du vent relatif suffit à entretenir sa rotation. The second condition necessary for flight is that the propeller turns freely around its axis, without significant friction, and therefore that the only force of the relative wind is enough to maintain its rotation.
It convient donc de réaliser un palier sans frottement entre l'axe central et l'hélice, ce qui est usuellement réalisé par exemple par
-Un roulement à bille.It is therefore advisable to produce a bearing without friction between the central axis and the propeller, which is usually achieved for example by
-A ball bearing.
-Un palier en bronze fritté autolubrifié. -A self-lubricated sintered bronze bearing.
Cette dernière solution est d'un coût et d'un poids réduit, elle est préconisée.The latter solution is of low cost and weight, it is recommended.
La troisième condition nécessaire pour le vol est que la portance assurée par la ou les hélices dans un vent relatif moyen compense largement te poids de l'ensemble de l'invention et du fit. The third necessary condition for flight is that the lift provided by the propeller (s) in an average relative wind largely compensates for the weight of the assembly of the invention and of the fit.
Par exemple, pour un hélicoptère d'envergure de 30 cm, un poids de structure et d'hélice de 50 g ne doit pas tre dépassé. For example, for a helicopter with a wingspan of 30 cm, a structure and propeller weight of 50 g must not be exceeded.
En conséquence, t'hélice et la structure sont réalisés dans un matériau à faible densité et forte raideur. Consequently, the propeller and the structure are made of a material with low density and high stiffness.
Une ou des hélices réalisées en htre sont préconisées, une structure en balsa convient. One or more propellers made of beech are recommended, a balsa structure is suitable.
Des matières plastique expansées pour la structure sont envisageables, une matière raide comme du polystyrène choc pour l'hélice est envisageable. Expanded plastics for the structure are possible, a stiff material such as impact polystyrene for the propeller is possible.
Le palier est de préférence réalisé en bronze fritté lubrifié, I'axe en acier, l'un et l'autre de faible diamètre et donc de faible poids. The bearing is preferably made of lubricated sintered bronze, the steel shaft, both of small diameter and therefore of low weight.
L'axe est solidaire de la structure, le palier est solidaire de l'hélice. The axis is integral with the structure, the bearing is integral with the propeller.
Enfin, afin que l'invention figure 3 vole comme un cerf volant, le corps de l'hélicoptère 3 est attaché par un cordon léger 2, selon un point d'attache qui maintient face au vent 1 les faces intrados de ou des hélices. Finally, so that the invention in FIG. 3 flies like a kite, the body of the helicopter 3 is attached by a light cord 2, according to a point of attachment which keeps the underside of the propeller (s) facing the wind 1.
La dérive de queue contribue à stabiliser l'attitude de t'hélicoptère, et sera ajustée pour régler t'assiette. The tail fin helps stabilize the attitude of the helicopter, and will be adjusted to adjust the attitude.
Il est préconisé d'assembler deux hélices tel que présenté sur la figure 3 afin de supprimer les défauts inhérents à l'usage d'une hélice :
-Couple gyroscopique
-Excès de portance de l'hélice unique coté face au vent
-Dissymétrie des vibrations.It is recommended to assemble two propellers as shown in Figure 3 in order to eliminate the defects inherent in the use of a propeller:
- Gyroscopic couple
-Excess of lift of the single propeller facing the wind
- Vibration asymmetry.
Les trois conditions de vol étant caractérisées, une version de réalisation de l'invention est un cerf-volant dirigeable, dont la trajectoire est commandée par deux fils à l'instar des cerfs volant de type aile delta. The three flight conditions being characterized, an embodiment of the invention is an airship kite, the trajectory of which is controlled by two wires like kites of the delta wing type.
L'hélice en rotation crée une portance de résultante vectorielle proche de son axe. The rotating propeller creates a vector result lift close to its axis.
Deux hélices contrarotatives créent une portance dont la résultante coïncide parfaitement avec leur axe. Two counter-rotating propellers create lift, the result of which coincides perfectly with their axis.
L'attache de la structure de l'hélicoptère par deux fils permet de transmettre un couple d'inclinaison latéral de la structure et donc de ou des hélices, dés lors qu'un fil tire plus que l'autre. The attachment of the helicopter structure by two wires makes it possible to transmit a lateral tilt torque of the structure and therefore of the propeller or propellers, as soon as one wire pulls more than the other.
Dés tors que le fil 1 figure 4 tire plus que le fil 2, la résultante des efforts aérodynamiques passant par t'axe de ou des hélices bascule dans la direction indiquée par 3, ce qui entraîne une dérive de l'hélicoptère (vue de face) dans la direction 4. As soon as the wire 1 in figure 4 pulls more than the wire 2, the result of the aerodynamic forces passing through the axis of the propeller (s) tips in the direction indicated by 3, which causes the helicopter to drift (front view ) in direction 4.
On note encore qu'une hélice unique présente une inertie gyroscopique et que le basculement latéral induit par le fil provoque un basculement longitudinal de l'appareil, ce qui en complique le pilotage. We also note that a single propeller has a gyroscopic inertia and that the lateral tilting induced by the wire causes a longitudinal tilting of the device, which complicates the piloting.
L'objet de la double hélice à pas inversé est notamment de supprimer cet effet. The purpose of the double pitched double helix is to remove this effect.
La dernière caractéristique optionnelle de cette invention concerne la possibilité de poser et faire décoller l'hélicoptère sous la seule action du'pilote'qui en contrôle les fils. The last optional feature of this invention relates to the possibility of landing and taking off the helicopter under the sole action of the pilot who controls the wires.
II apparaît que la portance n'est fonction que de la composante axiale du vent relatif. La composante axiale est celle qui est parallèle à 1'axe de ou des hélices. It appears that the lift is only a function of the axial component of the relative wind. The axial component is that which is parallel to the axis of the propeller (s).
La portance est nulle dés lors que le vent relatif est perpendiculaire à l'axe. The lift is zero when the relative wind is perpendicular to the axis.
La condition de décollage de l'hélicoptère est donc une inclinaison face au vent de ou des hélices, la face inférieure des hélices étant exposée au vent. The take-off condition of the helicopter is therefore an inclination facing the wind of one or more propellers, the underside of the propellers being exposed to the wind.
La condition d'atterrissage est une orientation de l'axe perpendiculaire au vent. The landing condition is an orientation of the axis perpendicular to the wind.
Une condition de réalisation est que la ou les hélices soient inclinées vers l'arrière quand l'hélicoptère est au sol. One condition for achieving this is that the propeller or propellers are tilted backwards when the helicopter is on the ground.
Dés lors que l'hélicoptère est orienté face au vent, en tirant les ficelles de façon adéquate, le décollage a lieu dés que la vitesse de rotation de ou des hélices est suffisante pour assurer la portance. As soon as the helicopter is facing the wind, pulling the strings adequately, takeoff takes place as soon as the rotation speed of the propeller (s) is sufficient to ensure lift.
Pour poser l'hélicoptère, il suffit de le faire dériver latéralement jusqu'à atteindre sa limite de portance, il se pose alors avec l'axe perpendiculaire au vent. To land the helicopter, simply drift it sideways until it reaches its lift limit, it then lands with the axis perpendicular to the wind.
Claims (7)
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1999
- 1999-11-30 WO PCT/FR1999/002967 patent/WO2000032289A1/en active Application Filing
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TQ | Partial transmission of property |