WO1998056656A1 - Rotor de giravion a moyeu bi-plateau et commande de pas partiellement externe - Google Patents
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- WO1998056656A1 WO1998056656A1 PCT/FR1998/001207 FR9801207W WO9856656A1 WO 1998056656 A1 WO1998056656 A1 WO 1998056656A1 FR 9801207 W FR9801207 W FR 9801207W WO 9856656 A1 WO9856656 A1 WO 9856656A1
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/322—Blade travel limiting devices, e.g. droop stops
Definitions
- the invention relates to rotorcraft rotors, in particular helicopter rotors, which comprise a hub with two plates, or bi-plate, associated with a tubular mast and with a blade pitch control device comprising a pitch rod actuating a pitch lever for each rotor blade. More particularly, the invention relates to a rotorcraft rotor of the so-called "articulated" type, as described in FR 2 456 034, FR 2 516 891 and FR 2 671 049.
- a rotorcraft rotor such as a main or rear rotor of a helicopter, and which comprises:
- a hub integral with the mast by a flared base, and comprising two annular plates substantially radial with respect to the axis of the rotor, and spaced from one another along the axis of the rotor, so that one is an internal axial plate and the other an external axial plate with respect to the mast, - at least two blades, each of which has its foot connected to the hub by means of retaining and articulation retained between said plates of the hub and authorizing angular deflections of the blade at least in pitch, around a longitudinal axis of pitch change of the blade, and controlled by displacement of a pitch lever secured to the blade root under the action of a pitch link.
- articulated rotors with a single-plate hub as described in FR 2 427 251, or with an integrated tubular mast-hub as described in FR 2 584 996
- articulated rotors with a bi-plate hub of the type presented above have for advantage of offering better resistance centrifugal forces and shear forces and static and dynamic bending moments of beat and drag, for bulk, mass, and substantially equal aerodynamic drag.
- the articulated rotors with double-plate hub as described in FR 2 456 034, FR 2 516 891 and FR 2 671 049 can be fitted with pitch control devices which are entirely external to the mast-hub assembly, generally in the case of main rotors, or entirely internal to the tubular mast and to the hub connection base, in general in the case of rear rotors, or even partially internal to the tubular mast and external to the hub, with a collective pitch control plate generally called a spider plate, located axially outside the hub, in the specific cases of rotors back.
- the pitch lever of each blade is articulated at one end of a pitch link external to the base connecting the tubular mast to the hub, and of which 1 other end is articulated on a pitch control plate, which surrounds the rotor mast, with which this plate is rotated and around which this plate is mounted movable at least axially.
- this pitch control plate is generally the rotary plate of a set of cyclic plates in which the rotary plate is mounted in rotation on a non-rotating plate which can be axially translated and tilted in any direction around the rotor axis by pilot commands.
- pitch control devices internal to the mast-hub assembly, and comprising a pitch control plate rotatable with the rotor and mounted to slide axially inside the base connecting the mast to the hub, being articulated, for each blade, to a pitch link also internal to this assembly and itself articulated to a pitch lever formed on an internal radial frame of the retaining means and articulation of each blade on the hub, so that this pitch lever is also internal to the mast-hub assembly.
- the problem underlying the invention is to overcome the aforementioned drawbacks and to propose an articulated rotor, of the type presented above, equipped with a pitch control device which is better suited to the various requirements of practice than the devices known, in particular for the rear rotors.
- the object of the invention is therefore to propose a rotor of the type presented above, the means for retaining and articulating the blades on the hub can be dimensioned according to the needs in terms of service life without causing a excessive increase in the eccentricity of the rotor, and which are combined with a pitch control device allowing easy maintenance, in particular at the level of the articulations of the pitch links, while allowing a reduction in mass, and in drag aerodynamics compared to known embodiments.
- the rotorcraft rotor of the type presented above, and known in particular from FR 2 671 049, is characterized, according to the invention, in that the base has lateral openings crossed by arms of a pitch control plate, integral in rotation with the hub and mounted movable at least axially in the base, the end of each arm, outside the base, being articulated at one end of a pitch link articulated by its other end to the pitch lever of a respective blade of the rotor.
- the installation of the pitch rods outside the mast and the hub connection base ensures easy maintenance, since the control of the play in the ball joint articulations is greatly simplified as well as the replacement of these ball joints.
- the internal radial reinforcement of the spherical laminated stops does not have to support the pitch lever, which can conventionally be projecting laterally on the leading edge or the trailing edge of the blade root, radially outside the hub. , and it also results from the external position of the pitch links a significant reduction in the eccentricity of the rotor.
- the external pitch rods of the rotor of the invention are less loaded by centrifugal forces and control forces than the internal pitch rods of the known achievements.
- the implantation of the pitch rods outside the mast, on the rotor of the invention presents significant gains in terms of mass, aerodynamic drag and direct maintenance cost compared to rotors of the same type.
- general architecture but which are fitted either with internal pitch rods or with a spider plate, disposed axially outside the hub and moved axially by means arranged in the tubular mast, the pitch rod being then replaced by a connecting rod partially housed in the mast-hub and comprising, outside of the latter, a small connecting rod between the pitch lever of each blade and an arm of the spider plate.
- the lateral openings of the base In order to maintain good rigidity and good resistance at the level of the base connecting the tubular mast to the hub, it is advantageous for the lateral openings of the base to be equal in number to the blades and each crossed by an arm of the plate of pitch control, the openings being regularly distributed in circumferential direction on the base and each of the openings being offset, in circumferential direction, relative to the retaining means and articulation of the corresponding blade, on the same side of the foot blade corresponding to the pitch lever articulated to the pitch link itself articulated to the arm passing through said opening, which allows advantageously favorable alignment of the joints at the ends of each pitch link in the same radial plane passing through the axis rotor.
- the pitch control plate and the means which drive it in rotation and in translation in the base and the tubular mast are means with small radial dimensions, participating in the reduction of the aerodynamic drag, the mass and the costs of the device, the pitch control plate is guided in axial translation in the base and driven in rotation by a sliding sleeve itself guided in axial translation and driven in rotation in and by the mast, the axial movements of the sliding sleeve being controlled by a central pitch control rod, extending axially in the sliding sleeve to which said control rod transmits its movements axial by at least one thrust ball bearing, in a known manner.
- the pitch control plate can be made in different ways.
- each arm is removably attached by its internal radial end to the one-piece annular plate, and arranged at its external radial end in a hinge yoke to the corresponding pitch link.
- each arm arranged at its external radial end in a clevis hinge with the corresponding pitch link, is arranged, at its internal radial end, in an annular plate sector, detachably attached against the at least one external radial flange of the sliding sleeve, so that all of the annular plate sectors attached to the sliding sleeve reconstitute, around said sliding sleeve, a substantially complete annular plate forming a pitch control plate.
- the pitch control plate comprises at least two monobloc annular plates, axially superimposed and removably attached against at least one external radial flange of the sliding sleeve, each of the monobloc annular plates having at least two arms in substantially radial external projection, offset in the circumferential direction relative to the arms of each other one-piece annular plate, and arranged at their external radial end in clevis hinge to the corresponding pitch rod.
- the pitch control plate advantageously comprises two identical monobloc annular plates, each comprising a number of arms equal to half the number of blades, and axially superimposed by being mounted inverted one against the other, so that the centers of the articulations in the end yokes of all the arms are located in the same radial plane with respect to the axis of the rotor.
- each of the two identical monobloc annular plates comprises two radial arms, diametrically opposite, and oriented in cross with respect to the two arms of one other monobloc annular plate.
- the components of the pitch control plate are easily mountable and dismountable, to facilitate maintenance operations.
- this pitch control plate is advantageously fixed between two annular flanges projecting externally radially one on the sliding sleeve and the other on a tubular end fitting fitted in one external axial end of the sliding sleeve.
- the retaining and articulation means of each blade on the hub advantageously comprise two rigid reinforcements, one of which, in an external radial position relative to the the rotor axis is fixed between the two hub plates, while the other, in the internal radial position, is linked in movement to the corresponding blade root.
- This architecture in fact provides great robustness to the hub, good compactness, and therefore reduced drag, obtained thanks to a simple structure.
- the foot of each blade is linked in movement to the corresponding internal radial frame by a rigid loop integral with the blade foot and continuously surrounding the retaining and articulation by being secured to their internal radial reinforcement, as known from FR 2,516,891 and FR 2,671,049.
- connection of the foot of each blade to the corresponding internal radial reinforcement is ensured by a forked piece or a hollow screed, which is integral with the blade foot and the two branches of which end in internal radial ends between which the corresponding internal radial armature is mounted as a spacer, as known from FR 2 456 034.
- the rigid loop of the blade root may belong to the resistant framework of the blade or be the loop of an intermediate sleeve linked to the foot of the corresponding blade by an external yoke, as described in FR 2 671 049 .
- the rigid loop belongs to a blade root sleeve
- a drag damper also called frequency adapter or elastic return strut with damping incorporated in drag
- the rotor advantageously comprises also, for each blade, a device with thrust stops with direct abutments of stops internal, on the side of the mast, and external, on the side opposite to the mast, which are mounted on the foot of the blade, and advantageously fixed or mobile mounted (retractable in flight under the effect of centrifugal force) on a blade root sleeve against respective internal stops and mounted externally, also fixed or retractable in flight, on the hub, respectively to limit the negative and positive beats • the blade, the internal and external thrust stops of the hub being disposed on the external radial edges, with respect to the axis of the rotor, of the internal and external plates of the hub respectively, in the parts of said plates between which said retaining means are housed and articulation of the blades to the hub.
- FIGS. 1 and 2 are schematic perspective views , respectively from the outside and on the side for FIG. 1, and from the inside and on the side for FIG. 2, of a head of a helicopter quadruple tail rotor
- FIG. 3 is a view partial schematic in section along the axis of the rotor of FIGS. 1 and 2
- FIG 3a is a schematic perspective view of an arm of the pitch control plate of the rotor of Figures 1 to 3
- - Figure 4 is a partial schematic view, partly in cross section and partly in side elevation, of the rotor of FIGS. 1 to 3, with a first example of a pitch control plate,
- FIGS. 5 and 6 are partial views in axial and radial section respectively of a variant with a second example of pitch control plate
- FIG. 7 is a partial axial section of another variant, with a third example of pitch control plate
- FIG. 8 is a view along arrow F in FIG. 7.
- the head of the helicopter quadruple rear rotor which is represented in FIGS. 1 to 4 is produced according to a general architecture in accordance with the teachings of FR-A-2 671 049, to which reference will be made for further details on the production of the various components of the rotor head, and the description of which is incorporated by reference in the present specification, except as regards the technical characteristics specific to the rotors of the invention, and therefore different from elements or organs corresponding in the rotors according to the aforementioned patent.
- the rotor of FIGS. 1 to 4 comprises a tubular mast 1, mounted and driven in rotation, around its longitudinal axis ZZ, which is the axis of rotation of the rotor, by its base 2 having external axial splines 3 engaged with internal splines of the output pinion 4 of a bevel gear with bevel gear 5, the input pinion 6 of which is itself rotated by a drive shaft (not shown) connected to the main gearbox of the helicopter, in a well-known manner.
- the mast 1 is integral in rotation with a hub 7.
- This hub 7 is of the type comprising two hub plates 8 and 9 which are parallel to one another, substantially perpendicular to the axis of the rotor ZZ, spaced axially from each other by an axial annular wall 10 (see FIG. 4), and which have in plan the same shape of a polygon with rounded vertices comprising as many vertices as the rotor comprises of blades.
- each of the hub plates 8 and 9 is a square ring with four rounded tops and a circular central opening ( Figure 4).
- the plate 8, axially on the side of the mast 1, is called the internal plate, because it is located on the side of the structure of the rear part of the helicopter on which the rear rotor is mounted in rotation, and the other plate 9 is the plate external.
- Each of the blades 11 of the rotor is connected by its foot 12 to the hub 7 by means of a single retaining and articulation member which is a laminated spherical stop 13, of a well known structure.
- Each of these laminated spherical stops 13 comprises a central part 14 constituted by an alternating stack of layers of elastomer and rigid cups, generally metallic, in the form of spherical caps, this central part 14 being bonded between two rigid reinforcements 15 and 16 in respectively internal and external radial position relative to the axis of the rotor ZZ.
- the central part 14 is adhered, on the one hand, by its convex internal radial face to the concave external radial face, of corresponding shape, of the internal frame 15, and, on the other hand, by its face concave external radial on the convex internal radial face, of corresponding shape, of the external reinforcement 16.
- the latter is fixed in a spacer between two rounded vertices 8a and 9a facing each other on the two hub plates 8 and 9, using a bolted connecting pin 17, which passes through aligned bores of the external frame 16 and rounded apices 8a and 9a, and which is a tubular pin traversed by an elastic safety pin 18 for retaining a nut 19 screwed onto the threaded end of the pin 17 projecting outside the external plate 9.
- a fastener consisting of a rigid loop 20 secured to the blade root 12 and which surrounds the laminated spherical stop 13 while being embedded in a housing in the internal radial face (relative to the axis ZZ) of the internal frame 15 and retained in the embedding position by a plate 21 fixed by screwing against the internal frame 15.
- the loop 20 and the laminated spherical stop 13 are housed in an opening 10a in the wall 10 connecting the two hub plates 8 and 9, this opening 10a being formed between the rounded vertices 8a and 9a between which the stop 13 and the loop 20 are also housed.
- each of the four openings 10a of the wall 10 are sufficient to allow the angular struggles of the internal frame 15 and of the attachment loop 20 with the foot 12 of the blade 11 in pitch, flap and drag, respectively around a pitch axis, a beat axis and a drag axis which are perpendicular two by two and concurrent with the center of articulation of the laminated spherical stop 13, this center of articulation being geometrically located on the side of the external frame 16, for example on the axis of the spindle 17.
- the pitch axis XX is a longitudinal axis of the blade 11 which is substantially radial with respect to the axis ZZ, while the beat axis YY is perpendicular to the axes ZZ and XX, and the drag axis TT is substantially parallel to the axis of the rotor ZZ.
- the rigid blade attachment loop 20 which continuously bypasses the laminated spherical stop 13 whose internal frame 15 is embedded inside the loop 20, can be of composite structure, consisting of rovings of mineral or organic reinforcing fibers agglomerated by a synthetic stiffening resin, and being integral with the frame of the blade 11 by extending one or more bundles of rovings constituting the beam (s) of the blade 11 .
- each blade 11 is controlled using a fitting arranged in a sleeve 22 surrounding the blade root 12 and fixed to the latter by two bolted connections 23 passing through the blade root 12 and the internal plates 22a and external 22b of the sleeve 22.
- This sleeve 22 has, projecting laterally towards the front of the leading edge of the blade root 12, a yoke 24 constituting a pitch lever radially outside the plates 8 and 9, and in which is retained a ball joint 25 at the external axial end of a pitch link 26, whose internal axial end is also retained by a ball joint 27 in a yoke 28 at the external radial end, relative to the axis of the rotor ZZ, an arm 29 of a plate 30 for collective control of the pitch of the blades 11 of the rear rotor.
- the four windows 31 are regularly distributed in the periphery of the frustoconical base 32, and, as shown in FIG.
- the control plate 30 and its arms 29 are simultaneously rotated with the mast 1 and movable along the axis of the rotor ZZ over an axial stroke corresponding to the maximum pitch range, which the axial dimensions of the windows 31 of the base 32 are adapted.
- the axial displacements of the plate 30 in the base 32 are controlled by a rod 33 for controlling collective pitch, itself moved by actuation means (not shown) such as a mechanical transmission with bevel gear or a yaw servo actuator.
- This control rod 33 extends axially inside a sliding sleeve or grooved slide 34 connected to the plate 30 and to which the rod 33 transmits its axial movements by a double ball bearing 35, mounted between the control rod central 33 and the sliding sleeve 34, driven in rotation by the mast 1 and in the latter by external axial splines 36 engaged with internal axial splines of the mast 1, allowing the axial displacements of the sliding sleeve 34 relative to the mast 1, according to a well-known arrangement.
- control plate 30 and its connection to the sliding sleeve 34 are described below with reference to FIGS. 3 to 8.
- the rotor comprises, for each blade 11, a device for thrust stops with direct supports of internal and external fixed stops, integral with the blade foot 12, respectively against internal and external stops fixed on the hub 7.
- the flap stop device For each blade 11, the flap stop device comprises an internal stop 37 and an external stop 38 which are each an attached pad and fixed by screws 39 projecting radially inwards , relative to the axis of the rotor ZZ, on the inner radial edge respectively of the inner plate 22a and the outer plate 22b of the sleeve 22.
- the two abutment pads 37 and 38 thus occupy fixed positions relative to the blade 11.
- each of the abutment pads 37 and 38 has a bearing surface 40 or 41 which is substantially transverse with respect to the corresponding pitch axis XX, and inclined on this axis and on the axis ZZ of the rotor so as to substantially face the radial edge external (relative to the axis of the rotor ZZ) of the rounded top 8a or 9a of the hub plate 8 or 9 opposite.
- an external beat stop 42 and an internal beat stop 43 are fixedly mounted on the hub 7, each being embedded in the external radial edge (relative to the axis ZZ) of the corresponding rounded top 9a or 8a, and retained in position by screws 44.
- Each of the thrust stops 42 and 43 of the hub is a shoe having substantially the shape of a segment quarter-toroid, having a bearing surface 45 which is a portion of toroidal surface with convexity turned towards the internal or external beat stopper pad 38 facing the sleeve 22 of the corresponding blade 11, and this toric surface is also curved in an arc with a convexity turned radially outward relative to the axis ZZ of the rotor, while being precisely centered on the axis of drag TT of the corresponding blade 11.
- the thrust stops can be mounted mobile and retractable in flight by centrifugal force, on their support, namely the sleeve 22 and / or the plates 8 and 9 of the hub 7.
- each sleeve 22 comprises, projecting laterally from the side opposite to the pitch lever 24, another clevis 50 in which a ball joint 51 is retained at one end of a shock absorber.
- drag 52 the other end of which is retained by another ball joint 53 on a support 54 fixed laterally projecting outwards on a wall portion 10, between two adjacent openings 10a provided in this wall 10 for accommodating stops laminated spherical 13 and corresponding loops 20 of two adjacent blades of the rotor.
- the pitch control plate 30 comprises as many identical arms 29 as the rotor comprises blades 11, and each arm 29 is arranged in its external radial end part (relative to the axis ZZ) in clevis 28 of articulation on the pitch link 26, and, in its radial end part internal, in a sector 55 of annular plate, extending over an angle at the center of approximately 360 ° / n, where n is the number of blades 11.
- sector 55 of annular plate is substantially 1/4 circular ring (see Figure 3a).
- the arms 29 are removably attached and fixed, each by three axial bolts 56, between an annular flange 57, projecting radially outwards on the external axial end of the sliding sleeve 34, and another annular flange 58, also radially projecting outwards, on a tubular end piece 59.
- This end piece 59 is fitted coaxially in the part of the external axial end of the sliding sleeve 34 and is integral with this sleeve 34 and the arms 29 in rotation about the axis ZZ by means of bolts 56, while being guided in rotation around the external axial end part of the central pitch control rod 33 by two rolling bearings 60.
- the arms 29 are mounted side by side (see FIG. 4 ) so that their sectors 55 of annular plate bolted between the flanges 57 and 58 reconstitute a practically complete annular plate, forming the plate 30 for controlling the pitch around the sliding sleeve 34.
- this plate 30 ′ comprises an annular plate 61 in one piece, projecting radially outwards around the sliding sleeve 34 and in one piece with this sleeve 34, the plate 61 of which constitutes the external axial end part.
- the plate 61 comprises as many external radial appendages 62, regularly distributed in circumferential direction around the axis ZZ, as the rotor comprises blades 11, and therefore arms 29 ′, and each appendage 62 has a radial recess 63, s Opening radially outwards, in which is fitted a radial end piece 64, constituting the internal radial end part of a corresponding arm 29 ′, the external radial end part of which is, as in the previous example, arranged in clevis 28 of articulation with the corresponding pitch link 26.
- the identical arms 29 ′ are each removably fixed to the plate 61 by a radial bolt 65, passing through the bottom of the yoke 28 and the end piece 64 of the arm 29 ′, as well as the corresponding appendage 62 of the plate 61 in the bottom of the corresponding recess 63, the head 66 of the bolt screw 65 being housed in a recess of the yoke bottom 28, while the nut 67 braked of the bolt 65 is radially inside the annular plate 61 and around of the tubular end piece 59 which, in this example also, is fitted coaxially into the sliding sleeve 34 and guided in rotation by rolling bearings 60 around an external axial and tubular end 33 ′ of the central rod 33 for controlling not.
- this plate 30 “comprises two monoblock annular plates 68 and 69 which are identical 1 ' one to the other, and each in one piece with two identical radial arms 29 "and diametrically opposite with respect to the center of the annular plate 68 or 69 considered, the external radial end part of each arm 29" being arranged in clevis 28 for articulation with the corresponding pitch link 26.
- the two plates 68 and 69 are axially superimposed by their annular parts, the two arms 29 "of one being oriented in a direction perpendicular to the two arms 29" of the other, so that the four arms 29 "substantially form a cross.
- the arms 29 "projecting externally radially on each of the plates 68 and 69 are therefore offset in the circumferential direction relative to the arms 29 "of the other monobloc annular plate 69 or 68.
- the yokes 28 are slightly axially off-center with respect to the median radial plane of each annular plate 68 or 69 and of its arms 29 ", and the two plates 68 and 69 are superimposed axially while being inverted one against the other .
- the plates 68 and 69 are removably fixed by axial bolts 56 between the two external radial annular flanges 57 and 58 respectively of the sliding sleeve 34 and the tubular end piece 59, as described above for the example of FIGS. 1 to 4 (see FIG. 3).
- each of the two annular plates 68 and 69 may comprise three radial arms such as 29 "oriented 120 ° from one another and offset each by 60 ° in circumferential direction by compared to the arms 29 "of the other plate 69 or 68 when the two plates are attached side by side and inverted one against the other.
- the mast 1, the hub 7 with its plates 8 and 9 and its wall 10, and the base 32 form a one-piece tubular mast-hub, in a single metal piece, preferably made of titanium, releasing a volume internal usable for the passage of electrical conductors of a de-icing or anti-icing device for the blades 11 and the hub 7, and each rigid blade attachment loop 20 comes directly from the corresponding blade base 12.
- the mast 1 and the different parts of the hub 7 can be metallic or composite and assembled by bolting, and / or each laminated spherical retaining and articulation stop of a blade can be linked by its internal reinforcement to the foot of this blade either directly by a forked part of the blade pitch or by means of a sleeve provided with an outer yoke in which the blade root can be retained by two pins, in a well known manner.
- each blade and the corresponding laminated spherical stop can also be ensured by a sleeve with a connecting yoke at the foot of the blade and having the rigid loop 20 which surrounds the spherical laminated part.
- the drag dampers can also be mounted by inter-blade tie rods.
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Abstract
Le rotor comprend un moyeu (7) à deux plateaux radiaux (8, 9) reliés à un mât tubulaire (1) par une embase (32) présentant des ouvertures latérales (31) traversées par des bras (29) d'un plateau (30) de commande de pas tournant avec le moyeu (7) et mobile au moins axialement dans l'embase (32), l'extrémité de chaque bras (29) à l'extérieur de l'embase (32) étant articulée à une biellette de pas (26), externe à l'ensemble mât, (1)-moyeu (7) et articulée par ailleurs au levier de pas d'une pale (11) respective du rotor. Application en particulier aux rotors arrière d'hélicoptères.
Description
"ROTOR DE GIRAVION A MOYEU BI-PLATEAU ET COMMANDE DE PAS PARTIELLLEMENT EXTERNE"
L'invention concerne les rotors de giravion, notamment les rotors d'hélicoptères, qui comprennent un moyeu à deux plateaux, ou bi-plateau, associé à un mât tubulaire et à un dispositif de commande du pas des pales comprenant une biellette de pas actionnant un levier de pas pour chaque pale du rotor. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un rotor de giravion du type dit "articulé", tel que décrit dans FR 2 456 034, FR 2 516 891 et FR 2 671 049.
Par les brevets précités, on connait un rotor de giravion, tel qu'un rotor principal ou arrière d'hélicoptè- re, et qui comprend :
- un mât tubulaire, destiné à être entraîné par sa base en rotation autour de son axe, qui est l'axe de rotation du rotor,
- un moyeu, solidaire du mât par une embase évasée, et comprenant deux plateaux annulaires sensiblement radiaux par rapport à l'axe du rotor, et espacés l'un de l'autre selon l'axe du rotor, de sorte que l'un est un plateau axial interne et 1 ' autre un plateau axial externe par rapport au mât, - au moins deux pales, dont chacune a son pied relié au moyeu par des moyens de retenue et d ' articulation retenus entre lesdits plateaux du moyeu et autorisant des débattements angulaires de la pale au moins en pas, autour d'un axe longitudinal de changement de pas de la pale, et commandés par déplacement d'un levier de pas solidaire du pied de pale sous l'action d'une biellette de pas.
Par rapport à des rotors articulés à moyeu monoplateau, comme décrit dans FR 2 427 251, ou à mât-moyeu tubulaire intégré tel que décrit dans FR 2 584 996, les rotors articulés à moyeu bi-plateau du type présenté ci- dessus ont pour avantage d'offrir une meilleure résistance
aux forces centrifuges et aux efforts tranchants et moments de flexion statiques et dynamiques de battement et de traînée, pour un encombrement, une masse, et une traînée aérodynamique sensiblement égale. Comme les rotors à moyeu mono-plateau ou à mât-moyeu tubulaire intégré décrits dans FR 2 427 251 et FR 2 584 996 respectivement, les rotors articulés à moyeu bi-plateau tels que décrit dans FR 2 456 034, FR 2 516 891 et FR 2 671 049 peuvent être équipés de dispositifs de commande de pas qui sont entièrement externes à l'ensemble mât-moyeu, en général dans le cas de rotors principaux, ou entièrement internes au mât tubulaire et à l'embase de liaison au moyeu, en général dans le cas de rotors arrière, ou encore en partie internes au mât tubulaire et externes au moyeu, avec un plateau de commande de pas collectif généralement appelé plateau araignée, situé axialement à l'extérieur du moyeu, dans les cas particuliers de rotors arrière.
Dans les dispositifs de commande de pas entièrement externes à l'ensemble mât-moyeu, le levier de pas de chaque pale est articulé à une extrémité d'une biellette de pas extérieure à l'embase de liaison du mât tubulaire au moyeu, et dont 1 ' autre extrémité est articulée sur un plateau de commande de pas, qui entoure le mât rotor, avec lequel ce plateau est entraîné en rotation et autour duquel ce plateau est monté mobile au moins axialement.
Dans le cas d'un rotor principal, ce plateau de commande de pas est en général le plateau tournant d'un ensemble de plateaux cycliques dans lequel le plateau tournant est monté en rotation sur un plateau non-tournant pouvant être translaté axialement et incliné dans toute direction autour de l'axe du rotor par des commandes pilote.
Ces dispositifs de commande de pas sont trop complexes, d'un encombrement trop important autour du mât rotor et d ' une masse trop élevée pour être économiquement transposables à la commande du pas collectif des pales d'un rotor arrière, commande pour laquelle il suffit de déplacer
axialement le plateau rotatif de commande de pas.
Pour cette raison, sur les rotors arrière, il a été proposé des dispositifs de commande de pas internes à l'ensemble mât-moyeu, et comportant un plateau de commande de pas rotatif avec le rotor et monté coulissant axialement à l'intérieur de l'embase de liaison du mât au moyeu, en étant articulé, pour chaque pale, à une biellette de pas également interne à cet ensemble et elle-même articulée à un levier de pas ménagé sur une armature radiale interne des moyens de retenue et d'articulation de chaque pale sur le moyeu, pour que ce levier de pas soit également interne à 1 ' ensemble mât-moyeu .
Il en résulte une plus grande complexité de réalisation de cette armature radiale interne, et un accroissement de son encombrement et de sa masse, et donc aussi de son coût ainsi que de l'excentricité de battement du rotor et de sa traînée aérodynamique.
En outre, la disposition des biellettes de pas à l'intérieur de l'ensemble mât-moyeu complique la maintenance et la rend plus coûteuse, dans la mesure où le contrôle du jeu des rotules d'articulation des biellettes de pas s'en trouve compliqué, ainsi que toute intervention sur ces articulations pour procéder à leur remplacement.
De plus, les dimensions, donc la masse et la traînée d ' un tel rotor arrière à commande de pas interne sont encore augmentées si les dimensions de la butée lamifiée sphérique, que comprennent les moyens de retenue et d ' articulation de chaque pale sur le moyeu d'un tel rotor articulé, doivent être augmentées pour accroître la durée de vie de ces organes, ce qui amplifie les inconvénients liés à l'utilisation de commandes de pas internes.
Le problème à la base de 1 ' invention est de remédier aux inconvénients précités et de proposer un rotor articulé, du type présenté ci-dessus, équipé d'un dispositif de commande de pas qui convienne mieux aux diverses exigences de la pratique que les dispositifs connus, en particulier
pour les rotors arrière.
Le but de 1 ' invention est donc de proposer un rotor du type présenté ci-dessus, dont les moyens de retenue et d ' articulation des pales sur le moyeu peuvent être dimen- sionnés selon les besoins en terme de durée de vie sans entraîner une augmentation trop importante de 1 ' excentricité du rotor, et qui sont combinés à un dispositif de commande de pas permettant une maintenance aisée, en particulier au niveau des articulations des biellettes de pas, tout en permettant une réduction de la masse, et de la traînée aérodynamique par rapport aux réalisations connues.
A cet effet, le rotor de giravion, du type présenté ci-dessus, et connu en particulier par FR 2 671 049, se caractérise, selon l'invention, en ce que l'embase présente des ouvertures latérales traversées par des bras d'un plateau de commande de pas, solidaire en rotation du moyeu et monté mobile au moins axialement dans l'embase, l'extrémité de chaque bras, à l'extérieur de l'embase, étant articulée à une extrémité d'une biellette de pas articulée par son autre extrémité au levier de pas d'une pale respective du rotor.
Les avantages qui résultent de cette structure sont nombreux : l'installation des biellettes de pas à l'extérieur du mât et de l'embase de liaison au moyeu assure une maintenance aisée, car le contrôle du jeu dans les rotules d'articulation des biellettes est grandement simplifié ainsi que le remplacement de ces rotules. L'armature radiale interne des butées lamifiées sphériques n'a pas à supporter le levier de pas, qui peut être classiquement en saillie latérale sur le bord d'attaque ou le bord de fuite du pied de pale, radialement à l'extérieur du moyeu, et il résulte également de la position externe des biellettes de pas une réduction notable de l'excentricité du rotor. On note enfin que les biellettes de pas externes du rotor de 1 ' invention sont moins chargées par les efforts centrifuges et les efforts de commande que les biellettes de pas internes des
réalisations connues.
En résumé, l'implantation des biellettes de pas à l'extérieur du mât, sur le rotor de l'invention, présente des gains significatifs en termes de masse, de traînée aérodynamique et de coût direct de maintenance par rapport à des rotors de même architecture générale, mais qui sont équipés soit de biellettes de pas internes, soit d'un plateau araignée, disposé axialement à l'extérieur du moyeu et déplacé axialement par des moyens disposés dans le mât tubulaire, la biellette de pas étant alors remplacée par un embiellage partiellement logé dans le mât- moyeu et comprenant, à l'extérieur de ce dernier, une petite bielle de liaison entre le levier de pas de chaque pale et un bras du plateau araignée. Afin de conserver une bonne rigidité et une bonne résistance au niveau de l'embase de liaison du mât tubulaire au moyeu, il est avantageux que les ouvertures latérales de 1 ' embase soient en nombre égal aux pales et chacune traversée par un bras du plateau de commande de pas, les ouvertu- res étant régulièrement réparties en direction circon- férentielle sur 1 ' embase et chacune des ouvertures étant décalée, en direction circonférentielle, par rapport aux moyens de retenue et ' articulation de la pale correspondante, du même côté du pied de pale correspondant que le levier de pas articulé à la biellette de pas elle-même articulée au bras traversant ladite ouverture, ce qui permet un alignement avantageusement favorable des articulations aux extrémités de chaque biellette de pas dans un même plan radial passant par l'axe du rotor. Pour que le plateau de commande de pas et les moyens qui l'entraînent en rotation et en translation dans l'embase et le mât tubulaire soient des moyens à faible encombrement radial, participant à la réduction de la traînée aérodynamique, de la masse et des coûts du dispositif, le plateau de commande de pas est guidé en translation axiale dans l'embase et entraîné en rotation par un manchon coulissant
lui-même guidé en translation axiale et entraîné en rotation dans et par le mât, les déplacements axiaux du manchon coulissant étant commandés par une tige centrale de commande de pas, s 'étendant axialement dans le manchon coulissant auquel ladite tige de commande transmet ses déplacements axiaux par au moins une butée à billes, de manière connue. Le plateau de commande de pas peut être réalisé de différentes manières.
Dans un premier mode de réalisation, il comprend un plateau annulaire monobloc, solidaire du manchon coulissant, et chaque bras est rapporté de façon amovible par son extrémité radiale interne sur le plateau annulaire monobloc, et agencé à son extrémité radiale externe en chape d ' articulation à la biellette de pas correspondante. Selon un second mode de réalisation, chaque bras, agencé à son extrémité radiale externe en chape d'articulation à la biellette de pas correspondante, est agencé, à son extrémité radiale interne, en un secteur de plateau annulaire, rapporté de façon amovible contre au moins une bride radiale externe du manchon coulissant, de sorte que tous les secteurs de plateau annulaire rapportés sur le manchon coulissant reconstituent, autour dudit manchon coulissant, un plateau annulaire sensiblement complet formant plateau de commande de pas . Selon un troisième mode de réalisation, le plateau de commande de pas comprend au moins deux plateaux annulaires monoblocs, axialement superposés et rapportés de façon amovible contre au moins une bride radiale externe du manchon coulissant, chacun des plateaux annulaires monoblocs présentant au moins deux bras en saillie sensiblement radiale externe, décalés en direction circonférentielle par rapport aux bras de chaque autre plateau annulaire monobloc, et aménagés à leur extrémité radiale externe en chape d'articulation à la biellette de pas correspondante. Ce mode de réalisation convient particulièrement aux rotors comportant un nombre pair de pales, car alors le
plateau de commande de pas comprend avantageusement deux plateaux annulaires monoblocs identiques, comportant chacun un nombre de bras égal à la moitié du nombre de pales, et axialement superposés en étant montés inversés 1 ' un contre l'autre, de sorte que les centres des articulations dans les chapes d'extrémité de tous les bras sont situés dans un même plan radial par rapport à l'axe du rotor.
En particulier, dans le cas d'un rotor quadripale, chacun des deux plateaux annulaires monoblocs identiques comprend deux bras radiaux, diamétralement opposés, et orientés en croix par rapport aux deux bras de 1 ' autre plateau annulaire monobloc.
Dans ces différents modes de réalisation, les composants du plateau de commande de pas sont aisément montables et démontables, pour faciliter les opérations de maintenance. Dans les deuxième et troisième modes de réalisation, comme les composants formant le plateau de commande de pas ne sont pas monoblocs avec le manchon coulissant, ce plateau de commande de pas est avantageuse- ment fixé entre deux brides annulaires en saillie radiale externe l'une sur le manchon coulissant et l'autre sur un embout tubulaire emmanché dans 1 ' extrémité axiale externe du manchon coulissant.
De préférence, et comme connu dans les brevets précités décrivant des moyeux bi-plateaux, les moyens de retenue et d ' articulation de chaque pale sur le moyeu comprennent avantageusement deux armatures rigides, dont l'une, en position radiale externe par rapport à l'axe du rotor, est fixée entre les deux plateaux du moyeu, tandis que l'autre, en position radiale interne, est liée en mouvement au pied de pale correspondant. Cette architecture assure en effet une grande robustesse au moyeu, une bonne compacité, et donc une traînée réduite, obtenues grâce à une structure simple. Avantageusement dans ce cas, pour assurer des gains de masse et réduire encore la surface frontale du rotor, en
plus des avantages procurés par la position externe des biellettes de pas, le pied de chaque pale est lié en mouvement à 1 ' armature radiale interne correspondante par une boucle rigide solidaire du pied de pale et entourant de façon continue les moyens de retenue et d ' articulation en étant solidarisée à leur armature radiale interne, comme connu par FR 2 516 891 et FR 2 671 049.
Mais, bien entendu, il est également possible que la liaison du pied de chaque pale à l'armature radiale interne correspondante soit assurée par une pièce fourchue ou une chape évidée, qui est solidaire du pied de pale et dont les deux branches se terminent par des extrémités radiales internes entre lesquelles l'armature radiale interne correspondante est montée en entretoise, comme connu par FR 2 456 034.
Dans le premier cas, la boucle rigide du pied de pale peut appartenir à l'ossature résistante de la pale ou être la boucle d'un manchon intermédiaire lié au pied de la pale correspondante par une chape externe, comme décrit dans FR 2 671 049.
Que la boucle rigide appartienne ou non à un manchon de pied de pale, il est avantageux qu'un tel manchon entoure le pied de chaque pale et soit solidaire de ce dernier, de sorte que le levier de pas puisse être, sur chaque pale, en saillie latérale sur ce manchon, d'un côté de l'axe de pas, tandis qu'une ferrure de reprise d'un amortisseur de traînée, appelé encore adaptateur de fréquence ou contrefi- che de rappel élastique avec amortissement incorporé en traînée, est en saillie latérale sur ce manchon, de l'autre côté de l'axe de pas de la pale correspondante, pour une liaison interpale des amortisseurs de traînée, en particulier dans le cas d'un rotor principal, ou pour une liaison conventionnelle de chaque amortisseur de traînée entre le pied d'une pale et le moyeu, en particulier sur un rotor arrière.
Dans les deux cas, le rotor comprend avantageusement
également, pour chaque pale, un dispositif à butées de battement à appuis directs de butées interne, du côté du mât, et externe, du côté opposé au mât, qui sont montées sur le pied de pale, et avantageusement fixées ou montées mobiles (escamotables en vol sous l'effet de la force centrifuge) sur un manchon de pied de pale, contre respectivement des butées interne et externe montées, également fixes ou escamotables en vol, sur le moyeu, pour limiter respectivement les battements négatifs • et positifs de la pale, les butées de battement interne et externe du moyeu étant disposées sur les bords radiaux externes, par rapport à l'axe du rotor, des plateaux respectivement interne et externe du moyeu, dans les parties desdits plateaux entre lesquelles sont logés lesdits moyens de retenue et d'articu- lation des pales au moyeu.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d' exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective, respectivement de l'extérieur et sur le côté pour la figure 1, et de l'intérieur et sur le côté pour la figure 2, d'une tête d'un rotor arrière quadripale d'hélicoptère, - la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe selon l'axe du rotor des figures 1 et 2,
- la figure 3a est une vue schématique en perspective d ' un bras du plateau de comande de pas du rotor des figures 1 à 3, - la figure 4 est une vue partielle schématique, en partie en coupe transversale et en partie en élévation latérale, du rotor des figures 1 à 3, avec un premier exemple de plateau de commande de pas,
- les figures 5 et 6 sont des vues partielles en coupe respectivement axiale et radiale d ' une variante avec un second exemple de plateau de commande de pas,
- la figure 7 est une coupe axiale partielle d'une autre variante, avec un troisième exemple de plateau de commande de pas, et
- la figure 8 est une vue selon la flèche F de la figure 7.
La tête du rotor arrière quadripale d'hélicoptère qui est représentée sur les figures 1 à 4 est réalisée selon une architecture générale conforme aux enseignements de FR-A-2 671 049, auquel on se reportera pour davantage de précisions sur la réalisation des différents composants de la tête de rotor, et dont la descrition est incorporée par voie de référence dans le présent mémoire descriptif, sauf pour ce qui concerne les caractéristiques techniques propres aux rotors de l'invention, et de ce fait différents d'élé- ments ou organes correspondants dans les rotors selon le brevet précité.
Le rotor des figures 1 à 4 comprend un mât 1 tubulaire, monté et entraîné en rotation, autour de son axe longitudinal Z-Z, qui est l'axe de rotation du rotor, par sa base 2 présentant des cannelures axiales externes 3 en prise avec des cannelures internes du pignon de sortie 4 d ' un renvoi d'angle à couple conique 5, dont le pignon d'entrée 6 est lui-même entraîné en rotation par un arbre de transmission (non représenté) relié à la boîte de transmission principale de l'hélicoptère, d'une manière bien connue.
Du côté opposé à sa base 2, le mât 1 est solidaire en rotation d'un moyeu 7. Ce moyeu 7 est du type comprenant deux plateaux de moyeu 8 et 9 qui sont parallèles 1 ' un à l'autre, sensiblement perpendiculaires à l'axe du rotor Z-Z, espacés axialement l'un de l'autre par une paroi annulaire axiale 10 (voir figure 4), et qui ont en plan la même forme d'un polygone à sommets arrondis comportant autant de sommets que le rotor comporte de pales. Dans cet exemple, le rotor arrière étant quadripale, chacun des plateaux de moyeu 8 et 9 est un anneau carré avec quatre sommets arrondis et une ouverture centrale circulaire ( figure 4 ) .
Le plateau 8, axialement du côté du mât 1, est appelé plateau interne, car situé du côté de la structure de la partie arrière de l'hélicoptère sur laquelle le rotor arrière est monté en rotation, et l'autre plateau 9 est le plateau externe.
Chacune des pales 11 du rotor est reliée par son pied 12 au moyeu 7 à l'aide d'un unique organe de retenue et d'articulation qui est une butée lamifiée sphérique 13, d'une structure bien connue. Chacune de ces butées lamifiées sphériques 13 comporte une partie centrale 14 constituée par un empilement alterné de couches d ' élastomère et de coupelles rigides, généralement métalliques, en forme de calottes sphériques, cette partie centrale 14 étant adhérisée entre deux armatu- res rigides 15 et 16 en position radiale respectivement interne et externe par rapport à l'axe du rotor Z-Z. De manière connue, la partie centrale 14 est adhérisée, d'une part, par sa face radiale interne convexe sur la face radiale externe concave, de forme correspondante, de l'armature interne 15, et, d'autre part, par sa face radiale externe concave sur la face radiale interne convexe, de forme correspondante, de l'armature externe 16. Cette dernière est fixée en entretoise entre deux sommets arrondis 8a et 9a en regard l'un de l'autre sur les deux plateaux de moyeu 8 et 9 , à l'aide d'une broche de liaison boulonnée 17, qui traverse des alésages alignés de l'armature externe 16 et des sommets arrondis 8a et 9a, et qui est une broche tubulaire traversée d'une épingle élastique de sécurité 18 pour la retenue d'un écrou 19 vissé sur l'extrémité filetée de la broche 17 saillant à l'extérieur du plateau externe 9.
La butée lamifiée sphérique 13, ainsi retenue entre les deux plateaux 8 et 9 du moyeu 7 par son armature externe
16, est reliée au pied de pale 12 par une attache constituée d'une boucle rigide 20 solidaire du pied de pale 12 et qui entoure la butée lamifiée sphérique 13 en étant encastrée dans un logement dans la face radiale interne ( par rapport
à l'axe Z-Z) de l'armature interne 15 et retenue en position d'encastrement par une plaque 21 fixée par vissage contre l'armature interne 15. La boucle 20 et la butée sphérique lamifiée 13 sont logées dans une ouverture 10a dans la paroi 10 reliant les deux plateaux du moyeu 8 et 9 , cette ouverture 10a étant ménagée entre les sommets arrondis 8a et 9a entre lesquels la butée 13 et la boucle 20 sont également logées. Les dimensions de chacune des quatre ouvertures 10a de la paroi 10 sont suffisantes pour permettre les débatte- ments angulaires de l'armature interne 15 et de la boucle d'attache 20 avec le pied 12 de la pale 11 en pas, battement et traînée, respectivement autour d'un axe de pas, d'un axe de battement et d'un axe de traînée qui sont perpendiculaires deux à deux et concourants au centre d ' articulation de la butée lamifiée sphérique 13, ce centre d'articulation étant géométriquement situé du côté de 1 ' armature externe 16, par exemple sur l'axe de la broche 17. L'axe de pas X-X est un axe longitudinal de la pale 11 qui est sensiblement radial par rapport à l'axe Z-Z, tandis que l'axe de batte- ment Y-Y est perpendiculaire aux axes Z-Z et X-X, et que l'axe de traînée T-T est sensiblement parallèle à l'axe du rotor Z-Z.
Comme décrit dans FR-A-2 671 049, la boucle rigide 20 d'attache de pale, qui contourne de façon continue la butée sphérique lamifiée 13 dont l'armature interne 15 est encastrée à l'intérieur de la boucle 20, peut être de structure composite, constituée de stratifils de fibres minérales ou organiques de renfort agglomérées par une résine synthétique de rigidification, et être solidaire de l'ossature de la pale 11 en prolongeant un ou plusieurs faisceaux de stratifils constitutifs du ou des longerons de la pale 11.
Le pas de chaque pale 11 est commandé à l'aide d'une ferrure aménagée en manchon 22 entourant le pied de pale 12 et fixée à ce dernier par deux liaisons boulonnées 23 traversant le pied de pale 12 et les plaques interne 22a et
externe 22b du manchon 22. Ce manchon 22 présente, en saillie latéralement vers 1 ' avant du bord d ' attaque du pied de pale 12, une chape 24 constituant un levier de pas radialement à 1 ' extérieur des plateaux 8 et 9 , et dans laquelle est retenue une articulation à rotule 25 à l'extrémité axiale externe d'une biellette de pas 26, dont l'extrémité axiale interne est également retenue par une articulation à rotule 27 dans une chape 28 à l'extrémité radiale externe, par rapport à l'axe du rotor Z-Z, d'un bras 29 d'un plateau 30 de commande collective du pas des pales 11 du rotor arrière.
Chacun des bras 29, en nombre égal aux pales du rotor, traverse radialement l'une respectivement d'un même nombre de fenêtres 31 aménagées dans une embase tronconique 32 qui converge vers le mât 1 et relie ce dernier aux deux plateaux 8 et 9 et à la cloison 10 du moyeu 7. Les quatre fenêtres 31 sont régulièrement réparties dans la périphérie de l'embase tronconique 32, et, comme représenté sur la figure 4, sont légèrement décalées en direction circonféren- tielle par rapport aux butées lamifiées sphériques 13 pour que les bras radiaux 29 puissent être reliés aux leviers de pas 24, à l'extérieur de l'embase tronconique 32, par les biellettes de pas 26, dont les rotules 25 et 27 de chacune sont centrées sensiblement dans un même plan radial passant par l'axe Z-Z, et sont aisément accessibles pour toute inspection visuelle ou intervention de maintenance, puisque situées à l'extérieur de l'ensemble mât 1-embase 32- moyeu 7.
A l'intérieur de l'embase 32, le plateau de commande 30 et ses bras 29 sont simultanément entraînés en rotation avec le mât 1 et déplaçables selon l'axe du rotor Z-Z sur une course axiale correspondant à la plage de pas maximum, à laquelle les dimensions axiales des fenêtres 31 de l'embase 32 sont adaptées. De manière connue, les déplace- ments axiaux du plateau 30 dans l'embase 32 sont commandés par une tige 33 de commande de pas collectif, elle-même
déplacée par des moyens d ' actionnement ( non représentés ) telle qu'une transmission mécanique avec renvoi d'angle ou un vérin de servo-commande en lacet. Cette tige de commande 33 s'étend axialement à l'intérieur d'un manchon coulissant ou glissière à cannelures 34 reliée au plateau 30 et auquel la tige 33 transmet ses déplacements axiaux par une butée à billes double 35, montée entre la tige de commande centrale 33 et le manchon coulissant 34, entraîné en rotation par le mât 1 et dans ce dernier par des cannelures axiales externes 36 en prise avec des cannelures axiales internes du mât 1, permettant les déplacements axiaux du manchon coulissant 34 par rapport au mât 1, selon un montage bien connu.
Différents exemples de réalisation du plateau de commande 30 et de sa liaison au manchon coulissant 34 sont décrits ci-dessous en référence aux figures 3 à 8.
Pour limiter les battements négatifs (vers l'intérieur ou vers le mât 1) de chaque pale 11 autour de son axe de battement Y-Y, à l'arrêt et aux faibles vitesses de rotation du rotor, et pour limiter les battements positifs (vers l'extérieur ou du côté opposé au mât 1) de chaque pale 11, le rotor comprend, pour chaque pale 11, un dispositif de butées de battement à appuis directs de butées fixes interne et externe, solidaires du pied de pale 12, contre respectivement des butées interne et externe fixées sur le moyeu 7. Pour chaque pale 11, le dispositif de butées de battement comprend une butée interne 37 et une butée externe 38 qui sont chacune un patin rapporté et fixé par des vis 39 en saillie radialement vers l'intérieur, par rapport à l'axe du rotor Z-Z, sur le bord radial interne respectivement de la plaque interne 22a et de la plaque externe 22b du manchon 22. Les deux patins de butées 37 et 38 occupent ainsi des positions fixes par rapport à la pale 11. Chacun des patins de butées 37 et 38 présente une surface d'appui 40 ou 41 sensiblement transversale par rapport à 1 ' axe de pas X-X correspondant, et inclinée sur cet axe et sur l'axe Z-Z du rotor de sorte à faire sensiblement face au bord radial
externe (par rapport à l'axe du rotor Z-Z) du sommet arrondi 8a ou 9a du plateau de moyeu 8 ou 9 en regard.
En regard des surfaces d'appui 40 et 41 des patins de butées externe 38 et interne 37 de chaque pale 11, une butée de battement externe 42 et une butée de battement interne 43 sont montées fixes sur le moyeu 7 en étant chacune encastrée dans le bord radial externe (par rapport à l'axe Z-Z) du sommet arrondi 9a ou 8a correspondant, et retenues en position par des vis 44. Chacune des butées 42 et 43 de battement du moyeu est un patin ayant sensiblement la forme d'un segment de quart de tore, présentant une surface d'appui 45 qui est une portion de surface torique à convexité tournée vers le patin de butée de battement interne 37 ou externe 38 en regard sur le manchon 22 de la pale 11 correspondante, et cette surface torique est également cintrée en arc-de-cercle à convexité tournée radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe Z-Z du rotor, en étant précisément centrée sur l'axe de traînée T-T de la pale 11 correspondante. En variante, les butées de battement peuvent être montées mobiles et escamotables en vol par la force centrifuge, sur leur support, à savoir le manchon 22 et/ou les plateaux 8 et 9 du moyeu 7.
Comme connu également par FR-A-2 671 049, chaque manchon 22 comporte, en saillie latéralement du côté opposé au levier de pas 24, une autre chape 50 dans laquelle est retenue une articulation à rotule 51 à une extrémité d'un amortisseur de traînée 52, dont l'autre extrémité est retenue par une autre articulation à rotule 53 sur un support 54 fixé latéralement en saillie vers l'extérieur sur une portion de paroi 10, entre deux ouvertures voisines 10a prévues dans cette paroi 10 pour loger des butées lamifiées sphériques 13 et des boucles 20 correspondantes de deux pales voisines du rotor. Sur les figures 1 à 4, le plateau 30 de commande de pas comprend autant de bras 29 identiques que le rotor
comporte de pales 11, et chaque bras 29 est agencé dans sa partie d'extrémité radiale externe (par rapport à l'axe Z-Z) en chape 28 d'articulation sur la biellette de pas 26, et, dans sa partie d'extrémité radiale interne, en un secteur 55 de plateau annulaire, s 'étendant sur un angle au centre d'environ 360 °/n, où n est le nombre des pales 11. Dans cet exemple, comme n = 4, le secteur 55 de plateau annulaire est sensiblement 1/4 d'anneau circulaire (voir figure 3a). Les bras 29 sont rapportés de façon amovible et fixés, chacun par trois boulons axiaux 56, entre une bride annulaire 57, en saillie radiale vers l'extérieur sur l'extrémité axiale externe du manchon coulissant 34, et une autre bride annulaire 58, également en saillie radiale vers l'extérieur, sur un embout tubulaire 59. Cet embout 59 est emmanché coaxialement dans la partie d ' extrémité axiale externe du manchon coulissant 34 et est solidaire de ce manchon 34 et des bras 29 en rotation autour de l'axe Z-Z grâce aux boulons 56, en étant guidé en rotation autour de la partie d ' extrémité axiale externe de la tige centrale de commande de pas 33 par deux paliers à roulement 60. Les bras 29 sont montés côte-à-côte (voir figure 4) de sorte que leurs secteurs 55 de plateau annulaire boulonnés entre les brides 57 et 58 reconstituent un plateau annulaire pratiquement complet, formant le plateau 30 de commande de pas autour du manchon coulissant 34.
Dans l'exemple des figures 5 et 6, qui ne se distingue du rotor des figures 1 à 4 que par la réalisation du plateau de commande de pas, ce plateau 30' comprend un plateau annulaire 61 monobloc, en saillie radiale vers l'extérieur autour du manchon coulissant 34 et d'une seule pièce avec ce manchon 34, dont le plateau 61 constitue la partie d'extrémité axiale externe. Le plateau 61 comprend autant d'appendices 62 radiaux externes, régulièrement répartis en direction circonférentielle autour de l'axe Z-Z, que le rotor comprend de pales 11, et donc de bras 29', et chaque appendice 62 présente un évidement radial 63,
s Ouvrant radialement vers l'extérieur, dans lequel est emmanché un embout 64 radial, constituant la partie d'extrémité radiale interne d'un bras 29' correspondant, dont la partie d'extrémité radiale externe est, comme dans l'exemple précédent, agencée en chape 28 d'articulation à la biellette de pas 26 correspondante.
Les bras 29 ' identiques sont fixés chacun de manière amovible sur le plateau 61 par un boulon radial 65, traversant le fond de la chape 28 et l'embout 64 du bras 29', ainsi que l'appendice 62 correspondant du plateau 61 dans le fond de l' évidement 63 correspondant, la tête 66 de la vis du boulon 65 étant logée dans un évidement du fond de chape 28, tandis que l'écrou 67 freiné du boulon 65 est radialement à l'intérieur du plateau annulaire 61 et autour de l'embout tubulaire 59 qui, dans cet exemple également, est emmanché coaxialement dans le manchon coulissant 34 et guidé en rotation par des paliers à roulement 60 autour d'une extrémité axiale externe et tubulaire 33 ' de la tige centrale 33 de commande de pas. Dans l'exemple des figures 7 et 8, qui ne se distingue également du rotor des figures 1 à 4 que par la réalisation du plateau de commande de pas, ce plateau 30" comprend deux plateaux annulaires monoblocs 68 et 69 qui sont identiques 1 ' un à l'autre, et chacun d'une seule pièce avec deux bras radiaux 29" identiques et diamétralement opposés par rapport au centre du plateau annulaire 68 ou 69 considéré, la partie d'extrémité radiale externe de chaque bras 29" étant agencée en chape 28 d'articulation à la biellette de pas 26 correspondante. Les deux plateaux 68 et 69 sont axialement superposés par leurs parties annulaires, les deux bras 29" de l'un étant orientés dans une direction perpendiculaire aux deux bras 29" de l'autre, de sorte que les quatre bras 29" forment sensiblement une croix. Les bras 29" en saillie radiale externe sur chacun des plateaux 68 et 69 sont donc décalés en direction circonférentielle par rapport aux bras
29" de l'autre plateau annulaire monobloc 69 ou 68.
Afin que les centres des rotules 27 retenues dans les chapes 28 de tous les bras 29" des deux plateaux 68 et 69 soient situés dans un même plan radial, qui est le plan de contact des deux plateaux 68 et 69 l'un contre l'autre, les chapes 28 sont légèrement décentrées axialement par rapport au plan radial médian de chaque plateau annulaire 68 ou 69 et de ses bras 29", et les deux plateaux 68 et 69 sont superposés axialement en étant montés inversés 1 ' un contre l'autre. Les plateaux 68 et 69, dont chacun présente un nombre de bras 29" égal à la moitié du nombre pair de pales 11, sont fixés de manière amovible par des boulons axiaux 56 entre les deux brides annulaires radiales externes 57 et 58 respectivement du manchon coulissant 34 et de l'embout tubulaire 59, comme décrit ci-dessus pour l'exemple des figures 1 à 4 (voir figure 3).
Dans le cas où le rotor des figures 7 et 8 comporte six pales, chacun des deux plateaux annulaires 68 et 69 peut comporter trois bras radiaux tels que 29" orientés à 120° les uns des autres et décalés chacun de 60° en direction circonférentielle par rapport aux bras 29" de l'autre plateau 69 ou 68 lorsque les deux plateaux sont fixés accolés et inversés l'un contre l'autre.
Il est possible d'empiler axialement trois plateaux annulaires portant chacun deux bras tels que 29" diamétralement opposés. Mais seuls les deux plateaux extérieurs de l'empilement sont identiques l'un à l'autre, le plateau central étant différent car les chapes 28 aux extrémités de ses bras 29" sont centrées dans le plan radial médian de ce plateau annulaire, tandis que les chapes des deux autres plateaux annulaires sont décentrées axialement d'une valeur telle que leur centre soit ramené dans le plan radial médian du plateau annulaire central. Une telle réalisation à trois plateaux annulaires superposés, bien que possible, n'est pas souhaitable car sa masse et son encombrement sont importants, et sa structure est dissymétrique et mal équilibrée.
Dans ces exemples, le mât 1, le moyeu 7 avec ses plateaux 8 et 9 et sa paroi 10, et l'embase 32 forment un mât-moyeu tubulaire monobloc, d'une seule pièce métallique, de préférence en titane, libérant un volume interne utilisa- ble pour le passage de conducteurs électriques d'un dispositif de dégivrage ou d ' antigivrage des pales 11 et du moyeu 7, et chaque boucle rigide 20 d'attache de pale est directement issue du pied de pale 12 correspondant.
Mais l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation, et, comme décrit dans FR-A-2 671 049, le mât 1 et les différentes parties du moyeu 7 peuvent être métalliques ou composites et assemblés par boulonnage, et/ou chaque butée lamifiée sphérique de retenue et d'articulation d'une pale peut être liée par son armature interne au pied de cette pale soit directement par une partie fourchue d ' em- planture de la pale ou par 1 ' intermédiaire d ' un manchon muni d'une chape externe dans laquelle le pied de pale peut être retenu par deux broches, de manière bien connue.
La liaison entre chaque pale et la butée sphérique lamifiée correspondante peut également être assurée par un manchon à chape de liaison au pied de pale et présentant la boucle rigide 20 qui entoure la partie lamifiée sphérique. En outre, les amortisseurs de traînée peuvent aussi être montés en tirants inter-pales.
Claims
REVENDICATIONS 1. Rotor de giravion, notamment d'hélicoptère, du type comprenant :
- un mât (1) tubulaire, destiné à être entraîné par sa base (2) en rotation autour de son axe (Z-Z), qui est l'axe de rotation du rotor,
- un moyeu (7), solidaire du mât (1) par une embase (32) évasée, et comprenant deux plateaux annulaires (8, 9) sensiblement radiaux par rapport à l'axe (Z-Z) du rotor, et espacés l'un de l'autre selon l'axe (Z-Z) du rotor, de sorte que l'un est un plateau axial interne (8) et l'autre un plateau axial externe ( 9 ) par rapport au mât ( 1 ) ,
- au moins deux pales (11), dont chacune a son pied (12) relié au moyeu (7) par des moyens (13) de retenue et d'articulation retenus entre lesdits plateaux (8, 9) du moyeu (7) et autorisant des débattements angulaires de la pale (11) au moins en pas, autour d'un axe (X-X) longitudinal de changement de pas de la pale (11), et commandés par déplacement d'un levier de pas (24) solidaire du pied de pale (12) sous l'action d'une biellette de pas (26), caractérisé en ce que l'embase (32) présente des ouvertures latérales (31) traversées par des bras (29, 29', 29") d'un plateau (30, 30', 30") de commande de pas, solidaire en rotation du moyeu (7) et monté mobile au moins axialement (Z-Z) dans l'embase (32), l'extrémité de chaque bras (29, 29', 29"), à l'extérieur de l'embase (32), étant articulée (27) à une extrémité d'une biellette (26) de pas articulée (25) par son autre extrémité au levier de pas (24) d'une pale (11) respective du rotor.
2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures latérales (31) de l'embase (32) sont en nombre égal aux pales (11) et chacune traversée par un bras (29, 29', 29") du plateau (30, 30', 30") de commande de pas, les ouvertures (31) étant régulièrement réparties en direction circonférentielle sur l'embase (32) et chacune des ouvertures (31) étant décalée, en direction circonférentiel-
le, par rapport aux moyens (13) de retenue et d'articulation de la pale (11) correspondante, du même côté du pied de pale (12) correspondant que le levier de pas (24) articulé à la biellette de pas (26) elle-même articulée au bras (29, 29', 29") traversant ladite ouverture (31).
3. Rotor selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le plateau (30, 30', 30") de commande de pas est guidé en translation axiale dans l'embase (32) et entraîné en rotation par un manchon coulissant (34), lui- même guidé en translation axiale et entraîné en rotation dans et par le mât ( 1 ) , les déplacements axiaux du manchon coulissant (34) étant commandés par une tige (33) centrale de commande de pas, s ' étendant axialement dans le manchon coulissant (34) auquel ladite tige (33) transmet ses déplacements axiaux par au moins une butée à billes (35).
4. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau (30' ) de commande de pas comprend un plateau annulaire monobloc (61), solidaire du manchon coulissant (34), et chaque bras (29') est rapporté (65) de façon amovible par son extrémité radiale interne (64) sur le plateau (61) annulaire monobloc, et agencé à son extrémité radiale externe en chape (28) d'articulation à la biellette de pas (26) correspondante.
5. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bras (29), agencé à son extrémité radiale externe en chape (28) d'articulation à la biellette de pas (26) correspondante, est agencé, à son extrémité radiale interne, en un secteur (55) de plateau annulaire, rapporté (56) de façon amovible contre au moins une bride ( 57 ) radiale externe du manchon coulissant (34), de sorte que tous les secteurs (55) de plateau annulaire rapportés sur le manchon coulissant (34) reconstituent, autour dudit manchon coulissant ( 34 ) , un plateau annulaire sensiblement complet formant plateau (30) de commande de pas.
6. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que le plateau (30") de commande de pas comprend au moins
deux plateaux annulaires monoblocs (68, 69), axialement superposés et rapportés (56) de façon amovible contre au moins une bride (57) radiale externe du manchon coulissant (34), chacun des plateaux annulaires monoblocs (68, 69) présentant au moins deux bras (29") en saillie sensiblement radiale externe, décalés en direction circonférentielle par rapport aux bras (29") de chaque autre plateau annulaire monobloc (69, 68), et aménagés à leur extrémité radiale externe en chape (28) d'articulation à la biellette de pas (26) correspondante.
7. Rotor selon la revendication 6, comportant un nombre pair de pales (11), caractérisé en ce que le plateau (30") de commande de pas comprend deux plateaux (68, 69) annulaires monoblocs identiques, comportant chacun un nombre de bras (29") égal à la moitié du nombre de pales (11), et axialement superposés en étant montés inversés 1 ' un contre l'autre, de sorte que les centres des articulations (27) dans les chapes (28) d'extrémité de tous les bras (29") sont situés dans un même plan radial par rapport à l'axe (Z-Z) du rotor.
8. Rotor selon la revendication 7, du type quadripale, caractérisé en ce que chacun des deux plateaux (68, 69) annulaires monoblocs identiques comprend deux bras (29") radiaux, diamétralement opposés, et orientés en croix par rapport aux deux bras (29") de l'autre plateau annulaire monobloc (69, 68).
9. Rotor selon 1 ' une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le plateau (30, 30") de commande de pas est fixé entre deux brides annulaires (57, 58) en saillie radiale externe l'une sur le manchon coulissant (34) et l'autre sur un embout tubulaire (59) emmanché dans l'extrémité axiale externe du manchon coulissant (34).
10. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'embase (32) est sensiblement tronconique et converge vers le mât (1), que l'embase (32) relie au plateau interne (8) du moyeu (7).
11. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens (13) de retenue et d'articulation de chaque pale (11) sur le moyeu (7) comprennent deux armatures rigides, dont l'une (16), en position radiale externe par rapport à l'axe (Z-Z) du rotor, est fixée entre les deux plateaux (8, 9) du moyeu (7), tandis que l'autre (15), en position radiale interne, est liée en mouvement au pied de pale (12) correspondant.
12. Rotor selon la revendication 11, caractérisé en ce que le pied (12) de chaque pale (11) est lié en mouvement à l'armature radiale interne (15) correspondante par une boucle rigide (20) solidaire du pied de pale (12) et entourant de façon continue lesdits moyens ( 13 ) de retenue et d'articulation en étant solidarisée à leur armature radiale interne (15).
13. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque pale
(11),
- un dispositif à butées de battement à appuis directs de butées interne (37), du côté du mât (1), et externe (38), du côté opposé au mât (1), qui sont montées sur le pied de pale (12) contre respectivement des butées interne ( 43 ) et externe ( 42 ) montées sur le moyeu ( 7 ) , pour limiter respectivement les battements négatifs et positifs de la pale (11), les butées de battement interne (43) et externe (42) du moyeu (7) étant disposées sur les bords radiaux externes, par rapport à l'axe (Z-Z) du rotor, des plateaux respectivement interne ( 8 ) et externe ( 9 ) du moyeu (7), dans les parties (8a, 9a) desdits plateaux (8, 9) entre lesquelles sont logés lesdits moyens (13) de retenue et d ' articulation.
14. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que, sur chaque pale (11), le levier de pas (24) est en saillie latérale sur un manchon (22) entourant le pied de pale (12) et solidaire de ce dernier.
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