FR2903657A1 - Helice semi-carenee a orientation variable. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la sustentation et la propulsion de la plupart des types d'aéronefs. Le dispositif met en oeuvre des pales qui travaillent simultanément dans des plans différents. Cette architecture d'hélice, intégrant des pales aux fonctions dissociées, présente un certain nombre d'avantages. Premièrement, en établissant une séparation entre les éléments sustentateurs et les éléments propulsifs la voilure porteuse, dépourvue d'articulation, est ainsi moins fragile et en cas de défaillance des gouvernes l'aéronef continue à voler. Deuxièmement, les déplacements sont plus linéaires et plus stables car ils ne dépendent plus comme sur l'hélicoptère d'une inclinaison de la voilure principale engendrant un basculement de toute la structure.Le dispositif selon l'invention permet de répondre à ces besoins, il comporte en effet selon une première caractéristique des hélices travaillant dans des plans horizontaux et assurant la portance.Selon une deuxième caractéristique le dispositif possède des ailerons inclinés vers l'extérieur, associés aux hélices porteuses et destinés à assurer la propulsion.Selon une troisième caractéristique le dispositif met en oeuvre un carénage semi-circulaire qui vient recouvrir la moitié de la surface de balayage des ailerons.Selon une dernière caractéristique, le dispositif possède une structure porteuse en forme de raquette sur laquelle viennent jouer et s'orienter les organes sustentateurs et propulsifs du dispositif.

Description

La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la

sustentation et la propulsion de la plupart des types d'aéronefs. Le dispositif met en oeuvre des pales d'hélices qui travaillent simultanément dans des plans différents. Cette architecture d'hélice, intégrant des pales aux fonctions dissociées, présente un certain nombre d'avantages. Premièrement, en établissant une séparation entre les éléments sustentateurs et les éléments propulsifs la voilure porteuse, dépourvue d'articulation, est ainsi moins fragile et en cas de défaillance des gouvernes l'aéronef continue à voler. Deuxièmement, les déplacements sont plus linéaires et plus stables car ils ne dépendent plus comme sur l'hélicoptère d'une inclinaison de la voilure principale engendrant un basculement de toute la structure. Le dispositif selon l'invention permet de répondre à ces besoins, il comporte en effet selon une première caractéristique des hélices travaillant dans des plans horizontaux et assurant la portance. Selon une deuxième caractéristique le dispositif possède des ailerons inclinés vers l'extérieur, associés aux hélices porteuses et destinés à assurer la propulsion. Selon une troisième caractéristique le dispositif met en oeuvre un carénage semi- circulaire qui vient recouvrir la moitié de la surface de balayage des ailerons. Selon une dernière caractéristique, le dispositif possède une structure porteuse en forme de raquette sur laquelle viennent jouer et s'orienter les organes sustentateurs et propulsifs du dispositif. Selon des modes particuliers de réalisation : L'angle d'inclinaison des ailerons de propulsion reste à déterminer selon des critères de rendement ou de performance en vol.

Le nombre d'hélices, de pales ou d'ailerons ainsi que leurs profils et leurs dimensions peuvent varier en fonction des caractéristiques de l'aéronef concerné (drone, appareil de tourisme, appareil de combat ou de transport de troupe...).

Les dessins annexés, illustrent l'invention : La figure 1 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue isométrique. La figure 2 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue de dessus. La figure 3 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue de dessous. La figure 4 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue de côté.

2903657 2 La figure 5 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue de face. La figure 6 représente la partie mobile et propulsive du dispositif, en vue arrière. La figure 7 représente la partie statique du dispositif, en vue isométrique. La figure 8 représente l'assemblage des parties mobile et statique du dispositif, en vue 5 isométrique. La figure 9 représente l'assemblage vu de dessus avec l'indication d'une coupe centrale longitudinale. La figure 10 représente la vue en coupe proprement dite selon l'indication de la figure 9, elle met à jour les principaux organes du dispositif.

10 La figure 11 représente une mise en situation du dispositif dans une configuration double. La figure 12 représente une mise en situation du dispositif dans une configuration triple. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un assemblage de deux hélices 15 coaxiales et contrarotatives dont les pales, aux fonctions dissociées, travaillent de manière concomitante à la fois dans des plans horizontaux et des plans tronconiques sécants à ces plans horizontaux, dans le but d'assurer la portance et la propulsion du dispositif. On distingue l'hélice supérieure (1), (fig. 1) et l'hélice inférieure (2), (fig. 1) qui assurent la portance en travaillant dans des plans horizontaux. Chacune de ces hélices est inscrite dans 20 un cerclage (3), (fig. 1) et solidarisée à celui-ci par l'extrémité de leurs pales. Contrairement à l'hélice supérieure (1) l'hélice inférieure (2) présente des pales à pas variables destinés à agir sur la position verticale de l'aéronef Les hélices supérieures (1) et inférieures (2) sont solidarisées au reste du dispositif par le biais du carénage périphérique (4), (fig. 1) qui est une structure creuse en matériaux composites encerclant complètement 25 ces hélices. Ce carénage périphérique (4) possède une large et profonde saignée (5), (fig. 1) qui se développe sur tout son périmètre extérieur. Le fond de cette saignée (5) se caractérise par la présence d'un relief continu ou crantage (6), (fig. 1) qui est une succession de creux de formes rectangulaires imprimant la totalité de son pourtour. Les cerclages (3) possèdent des ailerons (7), (fig. 1) inclinés vers l'extérieur selon un angle 30 indéterminé, ils sont situés au droit de chaque pâle au niveau de leur jonction avec les cerclages (3). Les ailerons (7) au profil en aile d'avion qui assurent la propulsion du dispositif, travaillent dans des plans tronconiques symétriques et sécants aux plans de balayage horizontaux des hélices supérieure (1) et inférieure (2). Ces ailerons (7) 2903657 3 propulseurs sont des voilures à pas variable, ce qui permet de moduler la vitesse de l'aéronef en fonction de leur angle d'incidence. Pour que sa propulsion soit effective, le dispositif conjugue deux aménagements particuliers. Le premier est un carénage semi-circulaire ou bouclier (8) (fig. 1) qui se 5 développe à partir du carénage périphérique (4) et enveloppe complètement la moitié de la surface de balayage des ailerons (7) des hélices supérieure (1) et inférieure (2). Le rôle de cet aménagement est de neutraliser la force de portance sur une moitié de cette surface de balayage ce qui permet d'obtenir une force propulsive dans une direction donnée. Le deuxième aménagement permet d'orienter l'ensemble de la structure précédemment décrite 10 et donc la force directionnelle en question dans la direction voulue. Pour ce faire, le dispositif met en oeuvre une structure circulaire en forme de raquette l'affût (9) (fig. 7), dont le rôle est de supporter le carénage périphérique (4) enveloppant les organes sustentateurs et propulsifs. L'affût (9) vient ceindre le carénage périphérique (4) et se solidariser à lui en s'emboîtant dans sa saignée (5), de telle sorte que ce carénage 15 périphérique (4) et ses attributs restent libres de tourner et de s'orienter sans aucune difficulté dans un plan horizontal. La rotation du carénage périphérique (4) peut être améliorer par la lubrification de son support ou l'ajout d'un système quelconque (roulements ou autres) destinés à palier aux éventuels problèmes de frottements. Une roue crantée (10), (fig. 7 & 10) mue par un servomoteur (11), (fig. 10) et logée 20 dans le bras porteur (12), (fig. 7 & 10) de l'affût (9) assure la rotation du carénage périphérique (4) en venant s'engrener dans le crantage (6) de la saignée (5) de ce carénage. Des contacteurs (13), (fig. 7 & 10) logés sur les surface horizontales circulaires de l'affût (9) et au droit du bras porteur (12) assurent une alimentation électrique continue des moteurs en conservant un contact permanent avec des bagues métalliques (14), (fig. 1 & 25 10) qui affleurent sur les faces horizontales intérieures de la saignée (5). Selon sa configuration de base et pour fonctionner le dispositif doit au moins être utilisé par paire. L'action conjuguée de deux dispositifs assure en effet l'orientation et la propulsion du dispositif dans toutes les directions de l'espace. Ainsi, soit les forces de propulsion des dispositifs s'additionnent et l'aéronef avance, recule, se déplace 30 latéralement ou pivote sur lui-même, soit ces forces se neutralisent en se positionnant de manière antagoniste et l'aéronef observe un vol stationnaire jusqu'à nouvel ordre.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1) Dispositif destiné à assurer la sustentation et la propulsion de la plupart des types d'aéronefs caractérisé en ce qu'il comporte un assemblage de deux hélices coaxiales et contrarotatives dont les pales, aux fonctions dissociées, travaillent de manière concomitante à la fois dans des plans horizontaux et des plans tronconiques sécants à ces plans horizontaux.

2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on distingue l'hélice supérieure to (1), (fig. 1) et l'hélice inférieure (2), (fig. 1), ces hélices qui travaillent dans des plans horizontaux sont inscrites dans un cerclage (3), (fig. 1) et solidarisées à celui-ci par l'extrémité de leurs pales.

3) Dispositif selon les revendications 1 & 2, caractérisé en ce que les hélices supérieures 15 (1) et inférieures (2) sont solidarisées au reste du dispositif par le biais du carénage périphérique (4), (fig. 1) qui est une structure creuse en matériaux composites encerclant complètement ces hélices.

4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce carénage périphérique (4) 20 possède une large et profonde saignée (5), (fig. 1) qui se développe sur tout son périmètre extérieur.

5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond de cette saignée (5) se caractérise par la présence d'un relief continu ou crantage (6), (fig. 1) qui est une 25 succession de creux identiques de formes rectangulaires imprimant la totalité de son pourtour.

6) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cerclages (3) possèdent des ailerons (7), (fig. 1) inclinés vers l'extérieur selon un angle indéterminé, ils sont situés 30 au droit de chaque pâle au niveau de leur jonction avec les cerclages (3).

7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ailerons (7) au profil en aile d'avion qui assurent la propulsion du dispositif, travaillent dans des plans 2903657 5 tronconiques symétriques et sécants aux plans de balayage horizontaux des hélices supérieure (1) et inférieure (2).

8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 5 qu'un carénage semi-circulaire ou bouclier (8), (fig. 1) se développe à partir du carénage périphérique (4) et enveloppe complètement la moitié de la surface de balayage des ailerons (7) des hélices supérieure (1) et inférieure (2).

9) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'affût (9), (fig. 7) est une Io structure circulaire en forme de raquette qui vient ceindre le carénage périphérique (4) et se solidariser à lui en s'emboîtant dans sa saignée (5), de telle sorte que ce carénage périphérique (4) et ses attributs restent libres de tourner et de s'orienter sans aucune contrainte dans un plan horizontal. 15

10) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une roue crantée (10), (fig. 7 & 10) mue par un servomoteur (11), (fig. 10) et logée dans le bras porteur (12), (fig. 7 & 10) de l'affût (9) assure la rotation du carénage périphérique (4) en venant s'engrener dans le crantage (6) de la saignée (5) de ce carénage. 20

11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que des contacteurs (13), (fig. 7 & 10) logés sur les surfaces horizontales circulaires de l'affût (9) et au droit du bras porteur (12) assurent une alimentation électrique continue des moteurs en conservant un contact permanent avec des bagues métalliques (14), (fig. 1 & 10) qui affleurent sur les surfaces intérieures de la saignée (5). 25 30