Dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, notamment de modèle réduit d'hélicoptère La présente invention concerne les dispositifs permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, notamment d'un hélicoptère. L'invention s'adresse plus particulièrement mais non exclusivement au domaine de l'aéromodélisme et aux hélicoptères radiocommandés de petite taille dont le rotor principal est entraîné en rotation par un moteur électrique. Le rotor de ces hélicoptères comporte deux pales reliées par un moyeu pouvant librement pivoter autour d'un axe de rotation perpendiculaire à celui de l'arbre d'entraînement. Pour exercer un couple sur cet ensemble afin d'agir sur l'incidence des pales en fonction des pas cycliques latéraux et longitudinaux souhaités, le rotor est muni d'une barre de Bell, laquelle comporte à ses extrémités des palettes. L'incidence de ces dernières est commandée par des biellettes solidaires, par l'intermédiaire de liaisons à rotules, d'un plateau cyclique supérieur. Celui-ci repose sur un roulement porté par un plateau cyclique inférieur dont l'orientation, relativement à l'axe de l'arbre d'entraînement, peut être modifiée au moyen de deux servomoteurs. Un tel dispositif de commande est relativement complexe et rend les hélicoptères radiocommandés fragiles, coûteux, et complexes à construire. The present invention relates to devices making it possible to modify the orientation of the thrust of an aircraft rotor, in particular of a model of a helicopter. 'a helicopter. The invention is directed more particularly but not exclusively to the field of aeromodelling and to radio-controlled small helicopters whose main rotor is driven in rotation by an electric motor. The rotor of these helicopters has two blades connected by a hub which can freely pivot around an axis of rotation perpendicular to that of the drive shaft. To exert a torque on this assembly in order to act on the incidence of the blades as a function of the desired lateral and longitudinal cyclic pitches, the rotor is provided with a Bell bar, which has paddles at its ends. The incidence of the latter is controlled by connecting rods secured, by means of ball joints, to an upper swash plate. This rests on a bearing carried by a lower swashplate, the orientation of which, relative to the axis of the drive shaft, can be modified by means of two servomotors. Such a control device is relatively complex and makes radio controlled helicopters fragile, expensive, and complex to build.
Il est connu par ailleurs à titre expérimental de modifier l'orientation des pales d'un rotor au moyen d' actuateurs piézoélectriques disposés entre les pales et le moyeu. Ces actuateurs nécessitent une alimentation en courant électrique par des contacts tournants, ce qui peut poser des problèmes de fiabilité.It is also known on an experimental basis to modify the orientation of the blades of a rotor by means of piezoelectric actuators arranged between the blades and the hub. These actuators require an electrical current supply by rotary contacts, which can pose reliability problems.
La demande internationale WO 03/080433 publiée postérieurement à la date de priorité dont bénéficie la présente invention décrit un dispositif comportant un micromoteur tournant avec le rotor. Un tel dispositif nécessite des contacts tournants qui nuisent à la fiabilité et compliquent la fabrication.International application WO 03/080433 published after the priority date from which the present invention benefits describes a device comprising a micromotor rotating with the rotor. Such a device requires rotating contacts which affect reliability and complicate manufacturing.
La demande internationale WO 02/070094 décrit un dispositif comportant une bobine agencée pour exercer une force dirigée axialement sur un aimant. Un tel dispositif nécessite d'utiliser un mécanisme pour transformer le mouvement axial de l'aimant en un pivotement des pales. Cette demande décrit aussi une variante de réalisation dans laquelle le rotor porte une bobine. Cette variante nécessite des contacts tournants, ce qui n'est pas souhaitable.
Il existe de longue date un besoin pour simplifier les dispositifs permettant de modifier l'orientation de la poussée du rotor, afin notamment de permettre une commercialisation à grande échelle et à moindre coût d'hélicoptères radiocommandés.International application WO 02/070094 describes a device comprising a coil arranged to exert a force directed axially on a magnet. Such a device requires the use of a mechanism to transform the axial movement of the magnet into a pivoting of the blades. This application also describes an alternative embodiment in which the rotor carries a coil. This variant requires rotating contacts, which is not desirable. There has long been a need to simplify the devices making it possible to modify the orientation of the thrust of the rotor, in particular to allow large-scale commercialization at low cost of radio-controlled helicopters.
L'invention a ainsi pour objet, selon un premier de ses aspects, un dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, ce rotor comportant :The object of the invention is therefore, according to a first of its aspects, a device making it possible to modify the orientation of the thrust of an aircraft rotor, this rotor comprising:
- un ensemble rotatif comportant au moins une pale reliée à un moyeu, notamment au moins deux pales reliées par un moyeu,a rotary assembly comprising at least one blade connected to a hub, in particular at least two blades connected by a hub,
- un support rotatif sur lequel peut être monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement de manière à modifier l'angle d'incidence des pales,- a rotary support on which the hub can be mounted with a possibility of orientation around a pivot axis so as to modify the angle of incidence of the blades,
- un arbre d'entraînement en rotation dudit support rotatif, ce dispositif comportant en outre :a rotation drive shaft of said rotary support, this device further comprising:
- au moins un aimant permanent solidaire de l' ensemble rotatif, - au moins une bobine disposée de manière à créer, lorsque alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant, de façon à créer un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement et de modifier l'angle d'incidence des pales.- at least one permanent magnet secured to the rotary assembly, - at least one coil arranged so as to create, when powered by an electric current, a magnetic field interacting with the magnet, so as to create a torque making it possible to rotate the rotary assembly around the pivot axis and to modify the angle of incidence of the blades.
La bobine est fixe relativement à un châssis de l'aéronef. La bobine crée sur le ou les aimant(s) le couple permettant de modifier l'angle d'incidence des pales.The coil is fixed relative to a chassis of the aircraft. The coil creates on the magnet (s) the torque allowing the angle of incidence of the blades to be modified.
L'invention permet de fabriquer un rotor ayant une structure particulièrement simple et de contrôler l'incidence des pales sans utiliser de servomoteur ; la fiabilité du rotor s'en trouve considérablement augmentée et son prix diminué. En outre, l'invention permet de fabriquer un hélicoptère radiocommandé plus léger, donc avec davantage d'autonomie ou moins dangereux à utiliser.The invention makes it possible to manufacture a rotor having a particularly simple structure and to control the incidence of the blades without using a servomotor; the reliability of the rotor is thereby considerably increased and its price reduced. In addition, the invention makes it possible to manufacture a lighter radio-controlled helicopter, therefore with more autonomy or less dangerous to use.
L'invention permet notamment d'éviter l'utilisation de contacts tournants, ce qui accroît la fiabilité.The invention makes it possible in particular to avoid the use of rotary contacts, which increases reliability.
Le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs bobines et la ou les bobines utilisées peuvent comporter un noyau en matériau magnétique, le cas échéant, afin de canaliser les lignes de champ. Cette ou ces bobines peuvent être fixes relativement à un châssis supportant le moteur utilisé pour entraîner l'arbre d'entraînement en rotation.
Dans le cas de l'utilisation d'une bobine unique, celle-ci présente de préférence un axe sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement.The device according to the invention may comprise one or more coils and the coil or coils used may comprise a core of magnetic material, if necessary, in order to channel the field lines. This or these coils can be fixed relative to a chassis supporting the motor used to drive the drive shaft in rotation. In the case of the use of a single coil, this preferably has an axis substantially parallel to that of the drive shaft.
Dans le cas de l'utilisation de plusieurs bobines, celles-ci comportent de préférence des axes sensiblement parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement. Ces bobines peuvent notamment avoir des axes, de préférence sensiblement sécants, faisant entre eux des angles de 90° dans le cas de l'utilisation de deux ou de quatre bobines ou de 120° dans le cas de l'utilisation de trois bobines. Un plus grand nombre de bobines peut être utilisé, le cas échéant.In the case of the use of several coils, these preferably have axes substantially parallel to a plane perpendicular to the axis of the drive shaft. These coils can in particular have axes, preferably substantially intersecting, forming between them angles of 90 ° in the case of the use of two or four coils or of 120 ° in the case of the use of three coils. More coils can be used if necessary.
Dans une réalisation particulière, le dispositif comporte ainsi quatre bobines associées par paires, deux bobines d'une même paire ayant sensiblement le même axe, l'angle entre les axes des deux paires étant sensiblement de 90°. Deux bobines d'une même paire définissent entre elles un espace dans lequel ledit au moins un aimant permanent peut être disposé, de façon à être exposé au champ magnétique créé par les bobines. Deux bobines d'une même paire sont avantageusement reliées électriquement entre elles en série de manière à ce que les champs magnétiques s'ajoutent.In a particular embodiment, the device thus comprises four coils associated in pairs, two coils of the same pair having substantially the same axis, the angle between the axes of the two pairs being substantially 90 °. Two coils of the same pair define between them a space in which said at least one permanent magnet can be arranged, so as to be exposed to the magnetic field created by the coils. Two coils of the same pair are advantageously electrically connected together in series so that the magnetic fields are added.
La ou les bobines peuvent être fixées sur un support traversé par l'arbre d'entraînement, ce support comportant par exemple un tronçon de tube, lequel peut servir de logement le cas échéant à au moins un roulement, par exemple à billes, à l'intérieur duquel est monté l'arbre d'entraînement. Ce support peut être solidaire d'un châssis sur lequel est fixé au moins un moteur électrique d'entraînement du rotor.The reel (s) can be fixed on a support crossed by the drive shaft, this support comprising for example a section of tube, which can serve as accommodation if necessary for at least one bearing, for example ball, to the inside which the drive shaft is mounted. This support can be secured to a chassis on which is fixed at least one electric motor for driving the rotor.
Lorsque plusieurs bobines sont utilisées, celles-ci peuvent être supportées par une même pièce, laquelle peut être réalisée par exemple par moulage de matière plastique ou dans tout autre matériau amagnétique. Cette pièce peut comporter, dans un exemple de réalisation, une partie annulaire centrale traversée par l'arbre d'entraînement et à sa périphérie des dents servant chacune de noyau à une bobine. Les dents peuvent être, le cas échéant, terminées à l'extrémité opposée à la partie centrale annulaire par une tête de retenue des bobines. Ces bobines peuvent être bobinées directement sur les dents. En variante, les dents peuvent recevoir des bobines préfabriquées. Les bobines peuvent être fixées sur les dents par tout moyen connu, par exemple par collage ou, dans le cas d'une pièce en matière plastique, par bouteroUage de l'extrémité des dents. Les bobines peuvent encore être fixées sur les dents par encliquetage, par exemple.
La ou les bobines peuvent comporter par exemple entre 50 et 1000 spires, étant réalisées avec du fil émaillé dont le diamètre peut être par exemple compris entre 0,03 et 0,2 mm.When several coils are used, these can be supported by the same part, which can be produced for example by molding of plastic material or any other non-magnetic material. This part can comprise, in an exemplary embodiment, a central annular part traversed by the drive shaft and at its periphery teeth each serving as a core for a coil. The teeth may be, if necessary, terminated at the end opposite to the annular central part by a coil retaining head. These coils can be wound directly on the teeth. As a variant, the teeth can receive prefabricated coils. The coils can be fixed to the teeth by any known means, for example by gluing or, in the case of a plastic part, by bouteroUage the end of the teeth. The coils can also be fixed on the teeth by snap-fastening, for example. The coil (s) can comprise, for example, between 50 and 1000 turns, being produced with enameled wire whose diameter can for example be between 0.03 and 0.2 mm.
Le moyeu peut être agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de celui-ci orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'arbre d'entraînement lorsque les pales sont au neutre, c'est-à-dire lorsque le rotor génère une poussée dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement. Une telle disposition dudit au moins un aimant peut être préférée lorsque l'on utilise une bobine dont l'axe est sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement, étant de préférence confondu avec celui-ci. Ledit au moins un aimant peut alors se loger à l'intérieur de la bobine. En variante, deux aimants disposés à l'extérieur de la bobine, par exemple sensiblement à mi-longueur de celle-ci, peuvent être utilisés.The hub can be arranged so as to allow the attachment of at least one magnet with the polar axis thereof oriented substantially perpendicular to the axis of the drive shaft when the blades are neutral, this is ie when the rotor generates a thrust in a direction substantially parallel to the axis of the drive shaft. Such an arrangement of said at least one magnet may be preferred when using a coil whose axis is substantially parallel to that of the drive shaft, preferably being coincident with the latter. Said at least one magnet can then be housed inside the coil. As a variant, two magnets arranged outside the coil, for example substantially at the mid-length thereof, may be used.
Dans une autre réalisation particulière, le moyeu peut être agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de cet aimant sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement. Une telle disposition peut être utilisée notamment lorsque le dispositif comporte une bobine dont l'axe est sensiblement coaxial avec l'arbre d'entraînement et que le ou les aimants sont extérieurs à la bobine, et notamment que l'on utilise deux aimants disposés au-dessus de celle-ci de façon excentrée.In another particular embodiment, the hub can be arranged so as to allow the fixing of at least one magnet with the polar axis of this magnet substantially parallel to that of the drive shaft. Such an arrangement can be used in particular when the device comprises a coil whose axis is substantially coaxial with the drive shaft and that the magnet or magnets are external to the coil, and in particular that two magnets are used placed at the above it eccentrically.
Lorsque le dispositif comporte plusieurs bobines dont les axes sont non parallèles à celui de l'arbre d'entraînement, le moyeu peut être agencé de manière à permettre la fixation dudit au moins un aimant avec l'axe polaire de celui-ci sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement lorsque les pales sont au neutre. Une telle disposition dudit au moins un aimant convient tout particulièrement à l'utilisation d'au moins deux bobines ayant leurs axes sensiblement perpendiculaires à celui de l'arbre d'entraînement ou à l'utilisation de deux paires de bobines, comme indiqué ci-dessus.When the device comprises several coils whose axes are not parallel to that of the drive shaft, the hub may be arranged so as to allow the fixing of said at least one magnet with the polar axis of the latter substantially parallel to the axis of the drive shaft when the blades are neutral. Such an arrangement of said at least one magnet is particularly suitable for the use of at least two coils having their axes substantially perpendicular to that of the drive shaft or for the use of two pairs of coils, as indicated below. above.
Le support sur lequel est monté le moyeu peut comporter une chape à l'intérieur de laquelle est engagé au moins partiellement le moyeu.The support on which the hub is mounted may include a yoke inside which the hub is at least partially engaged.
Dans une réalisation particulière, le rotor comporte deux aimants disposés avec un écartement entre eux pour permettre le passage d'un axe par lequel le moyeu est articulé sur la chape.In a particular embodiment, the rotor comprises two magnets arranged with a spacing between them to allow the passage of an axis by which the hub is articulated on the yoke.
Dans une autre réalisation particulière, le support comporte un tube dans lequel est engagé un axe par lequel le moyeu est articulé sur le support. Le moyeu peut alors
comporter, par exemple, deux aimants sur une face, ces aimants étant excentrés par rapport à l'arbre d'entraînement et situés au-dessus d'une bobine coaxiale à l'arbre d'entraînement.In another particular embodiment, the support comprises a tube in which is engaged an axis by which the hub is articulated on the support. The hub can then include, for example, two magnets on one side, these magnets being eccentric relative to the drive shaft and located above a coil coaxial with the drive shaft.
Dans une autre réalisation encore, le support est agencé pour permettre une fixation par encliquetage du moyeu dessus. Le support peut notamment comporter au moins deux pattes élastiquement deformables et un logement pour un axe du moyeu, lesdites pattes étant agencées pour retenir l'axe dans le logement. Ce dernier peut être réalisé de manière à permettre une rotation de l'axe relativement au support. En variante, le moyeu peut comporter un tube traversé intérieurement par un axe, et c'est le tube qui est agencé pour s'encliqueter dans le logement du support, ce tube étant alors fixe par rapport au support.In yet another embodiment, the support is arranged to allow snap-fastening of the hub above. The support may in particular comprise at least two elastically deformable lugs and a housing for an axis of the hub, said lugs being arranged to retain the axis in the housing. The latter can be made so as to allow rotation of the axis relative to the support. Alternatively, the hub may include a tube internally traversed by an axis, and it is the tube which is arranged to snap into the housing of the support, this tube then being fixed relative to the support.
Une fixation par encliquetage du moyeu sur son support est avantageuse car elle simplifie la fabrication du rotor et peut permettre en outre, le cas échéant, une désolidarisation plus facile du moyeu en cas de crash de l'aéronef, réduisant ainsi les risques d'endommagement du rotor. Dans une réalisation particulière, on utilise au moins un aimant permanent percé, qui peut être aimanté diamétralement. Un tel aimant peut permettre d'accroître encore la compacité du dispositif.A snap-fastening of the hub on its support is advantageous because it simplifies the manufacture of the rotor and may also allow, if necessary, easier separation of the hub in the event of an aircraft crash, thereby reducing the risk of damage. rotor. In a particular embodiment, at least one pierced permanent magnet is used, which can be magnetized diametrically. Such a magnet can further increase the compactness of the device.
Le rotor peut comporter, le cas échéant, un mécanisme de réglage du pas collectif, par exemple un mécanisme comportant des biellettes reliées d'une part aux pales et, d'autre part, directement ou indirectement, à un organe de réglage du pas collectif, mobile par rapport à l'axe de l'arbre d'entraînement, cet organe de réglage pouvant être actionné par un servomoteur.The rotor may comprise, if necessary, a collective pitch adjustment mechanism, for example a mechanism comprising links connected on the one hand to the blades and, on the other hand, directly or indirectly, to a collective pitch adjustment member , movable relative to the axis of the drive shaft, this adjusting member being able to be actuated by a servomotor.
Le rotor peut comporter un système de stabilisation gyroscopique qui peut être de tout type connu en soi, comportant par exemple une barre de Bell ou des masselottes en avant du centre de gravité des pales, eu égard au sens de rotation du rotor. Ces masselottes peuvent par exemple être présentes sensiblement au niveau du bord d'attaque des pales, étant intégrées à celles-ci.The rotor can comprise a gyroscopic stabilization system which can be of any type known per se, comprising for example a Bell bar or weights in front of the center of gravity of the blades, having regard to the direction of rotation of the rotor. These weights can for example be present substantially at the leading edge of the blades, being integrated therein.
Le dispositif de commande peut comporter un dispositif de contrôle permettant de contrôler le courant électrique dans la ou les bobines de façon à obtenir les commandes du pas cyclique latéral et du pas cyclique longitudinal souhaitées.The control device may include a control device making it possible to control the electric current in the coil (s) so as to obtain the commands of the lateral cyclic step and of the longitudinal cyclic step desired.
Le dispositif de contrôle peut comporter au moins un capteur apte à délivrer une information relative à la position angulaire de l'ensemble rotatif autour de l'axe de
l'arbre d'entraînement. Ce capteur peut être par exemple un capteur optique, capacitif ou magnétique. L'information concernant la position qu'il délivre peut être utile dans le cas où le dispositif de commande ne comporte qu'une seule bobine coaxiale à l'arbre d'entraînement. Dans le cas où le dispositif de commande comporte plusieurs bobines, le capteur de position peut ne pas exister.The control device may include at least one sensor capable of delivering information relating to the angular position of the rotary assembly around the axis of the drive shaft. This sensor can be for example an optical, capacitive or magnetic sensor. The information concerning the position which it delivers can be useful in the case where the control device has only one coil coaxial with the drive shaft. In the case where the control device comprises several coils, the position sensor may not exist.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif de contrôle destiné à être relié à une ou plusieurs bobines permettant d'exercer un champ magnétique sur au moins un aimant tournant avec un rotor comportant au moins deux pales reliées par un moyeu, ce dispositif de contrôle étant agencé pour délivrer à la ou aux bobines un courant déterminé de manière à ce que l'interaction entre le champ magnétique produit par la ou les bobines et le ou les aimants génère un couple permettant de modifier l'orientation de la poussée du rotor de façon sélective.Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a control device intended to be connected to one or more coils making it possible to exert a magnetic field on at least one rotating magnet with a rotor comprising at least two blades connected by a hub, this control device being arranged to deliver to the coil or coils a determined current so that the interaction between the magnetic field produced by the coil (s) and the magnet (s) generates a torque enabling the l orientation of the rotor thrust selectively.
Ce dispositif de contrôle peut éventuellement comporter un capteur de position apte à délivrer un signal prédéfini lorsque le rotor passe par une position angulaire prédéterminée. Dans ce cas, le dispositif de contrôle peut être agencé pour mesurer la durée d'une révolution du rotor et déterminer au moins un intervalle de temps pendant lequel un courant doit être envoyé dans au moins une bobine en fonction d'une consigne.This control device can optionally include a position sensor capable of delivering a predefined signal when the rotor passes through a predetermined angular position. In this case, the control device can be arranged to measure the duration of a revolution of the rotor and determine at least one time interval during which a current must be sent in at least one coil according to a setpoint.
Le dispositif de contrôle peut encore être agencé pour alimenter au moins deux bobines non coaxiales, notamment deux bobines ayant leurs axes disposés à 90° l'un de l'autre, et être dépourvu de capteur de position.The control device can also be arranged to supply at least two non-coaxial coils, in particular two coils having their axes arranged at 90 ° from one another, and be devoid of position sensor.
L'invention s'applique tout particulièrement à la réalisation d'un hélicoptère radiocommandé, notamment un hélicoptère dont le rotor principal est entraîné par un moteur électrique. Le rotor de queue peut être entraîné par ce moteur électrique grâce à une transmission mécanique ou par un moteur électrique indépendant. L'hélicoptère peut encore être, par exemple, à double rotor principal, les deux rotors étant contrarotatifs.The invention applies particularly to the production of a radio controlled helicopter, in particular a helicopter whose main rotor is driven by an electric motor. The tail rotor can be driven by this electric motor through a mechanical transmission or by an independent electric motor. The helicopter may also be, for example, with a double main rotor, the two rotors being counter-rotating.
L'invention s'applique encore, selon un autre de ses aspects, à la réalisation d'un avion radiocommandé, le rotor étant par exemple disposé à l'avant de l'appareil ou sur une aile ou utilisé en mode propulsif à l'arrière de l'appareil. La modification de l'orientation de la poussée peut permettre de réaliser l'avion sans gouverne de direction ou de profondeur, par exemple.The invention also applies, according to another of its aspects, to the production of a radio-controlled aircraft, the rotor being for example placed at the front of the aircraft or on a wing or used in propulsion mode. back of the unit. The modification of the orientation of the thrust can make it possible to produce the aircraft without rudder or depth, for example.
L'invention s'applique encore à un avion convertible ou à un dirigeable.
L'avion convertible peut comporter par exemple un actuateur permettant de modifier l'orientation de l'arbre d'entraînement relativement à l'axe longitudinal de l'aéronef, de façon à permettre un décollage et un atterrissage vertical.The invention also applies to a convertible aircraft or an airship. The convertible aircraft may for example comprise an actuator making it possible to modify the orientation of the drive shaft relative to the longitudinal axis of the aircraft, so as to allow takeoff and vertical landing.
L'aéronef peut être équipé, le cas échéant, d'au moins une caméra. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, ce dispositif comportant : un ensemble rotatif comportant au moins une pale reliée à un moyeu, un support rotatif sur lequel peut être monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement de manière à modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale, un arbre d'entraînement en rotation dudit support rotatif, au moins un aimant permanent solidaire de l'ensemble rotatif, au moins une bobine fixe relativement à un châssis de l'aéronef et disposée de manière à créer, lorsqu' alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant de façon à générer sur ledit au moins un aimant permanent un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement et de modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale.The aircraft can be equipped, if necessary, with at least one camera. Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a device making it possible to modify the orientation of the thrust of an aircraft rotor, this device comprising: a rotary assembly comprising at least one blade connected to a hub , a rotary support on which the hub can be mounted with a possibility of orientation around a pivot axis so as to modify the angle of incidence of said at least one blade, a rotation drive shaft of said support rotary, at least one permanent magnet secured to the rotary assembly, at least one fixed coil relative to an aircraft chassis and arranged so as to create, when powered by an electric current, a magnetic field interacting with the magnet so as to generate on said at least one permanent magnet a torque making it possible to rotate the rotary assembly around the pivot axis and to modify the angle of incidence of said at least one blade.
Le rotor peut être le rotor principal ou un rotor de queue. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :The rotor can be the main rotor or a tail rotor. The invention will be better understood on reading the detailed description which follows, of non-limiting examples of implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
- la figure 1 représente de manière schématique et partielle, en perspective, un exemple de rotor et de dispositif de commande, - la figure 2 représente isolément, de manière schématique, l'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement de la figure 1 et la bobine, la figure 3 est une vue de dessous, schématique, du moyeu de la figure 1,- Figure 1 shows schematically and partially, in perspective, an example of rotor and control device, - Figure 2 shows in isolation, schematically, the upper end of the drive shaft of Figure 1 and the coil, FIG. 3 is a schematic bottom view of the hub of FIG. 1,
- la figure 4 représente de manière schématique, en perspective, une variante de réalisation du moyeu, - la figure 5 est une vue de côté, avec arrachement, d'une autre variante de réalisation,FIG. 4 schematically represents, in perspective, an alternative embodiment of the hub, - FIG. 5 is a side view, with cutaway, of another alternative embodiment,
- la figure 6 est une coupe schématique et partielle selon VI- VI de la figure 5,
- la figure 7 représente isolément l'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement de la figure 5,FIG. 6 is a schematic and partial section on VI-VI of FIG. 5, FIG. 7 represents in isolation the upper end of the drive shaft of FIG. 5,
- la figure 8 représente de manière schématique l'installation électronique, la figure 9 représente de manière schématique le dispositif de contrôle, - les figures 10 à 12 sont des schémas temporels illustrant différentes possibilités de commander le rotor, parmi d'autres,FIG. 8 schematically represents the electronic installation, FIG. 9 diagrammatically represents the control device, FIGS. 10 to 12 are time diagrams illustrating different possibilities of controlling the rotor, among others,
- les figures 13 à 15 sont des vues schématiques illustrant d'autres agencements de bobines et d'aimants,FIGS. 13 to 15 are schematic views illustrating other arrangements of coils and magnets,
- la figure 16 est une variante du dispositif de contrôle dans le cas de l'utilisation de plusieurs bobines comme sur les figures 13 à 15,FIG. 16 is a variant of the control device in the case of the use of several coils as in FIGS. 13 to 15,
- la figure 17 est une vue éclatée schématique représentant notamment une pièce de support des bobines,FIG. 17 is a schematic exploded view showing in particular a part for supporting the coils,
- les figures 18 et 19 illustrent des modes de fixation, parmi d'autres, des bobines sur la pièce de support de la figure 17, - les figures 20 et 21 représentent de manière schématique une extrémité d'arbre d'entraînement permettant une fixation par encliquetage du moyeu, la figure 21 étant une vue selon la flèche XXI de la figure 20,- Figures 18 and 19 illustrate methods of fixing, among others, coils on the support piece of Figure 17, - Figures 20 and 21 schematically show a drive shaft end for attachment by snap-fastening of the hub, FIG. 21 being a view along arrow XXI of FIG. 20,
- la figure 20A est une vue analogue à la figure 20, représentant une variante de réalisation, - la figure 22 représente de manière partielle et schématique une variante de réalisation du moyeu,FIG. 20A is a view similar to FIG. 20, showing an alternative embodiment, - FIG. 22 partially and schematically represents an alternative embodiment of the hub,
- la figure 23 illustre de manière schématique et partielle un exemple de réalisation d'un mécanisme de commande du pas collectif,FIG. 23 schematically and partially illustrates an exemplary embodiment of a collective pitch control mechanism,
- la figure 24 représente de manière schématique une pale comportant une masselotte,FIG. 24 schematically represents a blade comprising a counterweight,
- la figure 25 représente de manière schématique une variante de réalisation d'un système de stabilisation gyroscopique, comportant une barre de Bell,FIG. 25 schematically represents an alternative embodiment of a gyroscopic stabilization system, comprising a Bell bar,
- la figure 26 représente de manière schématique un hélicoptère équipé d'un dispositif de commande selon l'invention, - la figure 27 représente de manière schématique un avion équipé d'un dispositif de commande selon l'invention,FIG. 26 diagrammatically represents a helicopter equipped with a control device according to the invention, FIG. 27 diagrammatically represents an aircraft equipped with a control device according to the invention,
- la ligure 28 représente de manière schématique un aimant percé,
- la figure 29 représente de manière schématique un ensemble rotatif à une pale, et- Ligure 28 schematically represents a pierced magnet, FIG. 29 schematically represents a rotary assembly with one blade, and
- la figure 30 représente de manière schématique une variante de réalisation d'ensemble rotatif à une pale. On a représenté à la figure 1 un rotor 10 d'aéronef comportant d'une part un arbre d'entraînement 11 entraîné en rotation par un moteur électrique 12 autour d'un axe R par l'intermédiaire d'un réducteur 13 et d'autre part un ensemble rotatif produisant la poussée, comportant deux pales 20 reliées par un moyeu 30, ce dernier pouvant pivoter autour d'un axe P perpendiculaire à l'axe R, de façon à modifier l'angle d'incidence des pales. L'augmentation de l'angle d'incidence d'une pale 20 se traduit par une diminution de la même valeur de l'angle d'incidence de l'autre pale 20, et vice versa. En position neutre des pales 20, l'orientation du vecteur poussée est sensiblement coaxiale à l'axe R.- Figure 30 shows schematically an alternative embodiment of a rotary assembly with a blade. FIG. 1 shows an aircraft rotor 10 comprising on the one hand a drive shaft 11 rotated by an electric motor 12 about an axis R by means of a reduction gear 13 and on the other hand a rotary assembly producing the thrust, comprising two blades 20 connected by a hub 30, the latter being able to pivot about an axis P perpendicular to the axis R, so as to modify the angle of incidence of the blades. The increase in the angle of incidence of one blade 20 results in a decrease of the same value in the angle of incidence of the other blade 20, and vice versa. In the neutral position of the blades 20, the orientation of the thrust vector is substantially coaxial with the axis R.
L'arbre d'entraînement 11 peut être muni en extrémité, comme on peut le voir sur la figure 2, d'un tube 50 d'axe P, destiné à recevoir un axe 31 du moyeu 30, ce dernier étant représenté partiellement à une échelle agrandie sur la figure 3.The drive shaft 11 can be provided at the end, as can be seen in FIG. 2, with a tube 50 of axis P, intended to receive an axis 31 of the hub 30, the latter being shown partially at a enlarged scale in Figure 3.
Dans l'exemple considéré, une bobine 60 est portée par un support 70 solidaire du châssis 80 de l'aéronef, ce support 70 étant traversé par l'arbre d'entraînement 11. La bobine 60 est reliée à un dispositif de contrôle 90, lui-même relié à un récepteur 100 qui transmet au dispositif de contrôle 90 des informations reçues d'un émetteur non apparent sur la figure 1 mais représenté de manière schématique à la figure 8.In the example considered, a coil 60 is carried by a support 70 integral with the chassis 80 of the aircraft, this support 70 being traversed by the drive shaft 11. The coil 60 is connected to a control device 90, itself connected to a receiver 100 which transmits to the control device 90 information received from a transmitter not visible in FIG. 1 but shown schematically in FIG. 8.
On a représenté à la figure 3 la face du moyeu 30 disposée en regard de la bobine 60. Le moyeu 30 comporte sur cette face deux aimants permanents 110 et 111 constitués dans l'exemple considéré chacun par un disque dont les grandes faces définissent les pôles sud et nord de l'aimant. L'aimant 110 a par l'exemple son pôle nord apparent et l'aimant 111 son pôle sud apparent. Les aimants 110 et 111 sont excentrés relativement à l'axe R et à la bobine 60, et sont exposés au champ magnétique produit par celle-ci lorsqu'elle est alimentée en courant par le dispositif de contrôle 90. L'interaction entre les aimants 110 et 111 et ce champ magnétique produit un couple autour de l'axe P qui tend à modifier l'angle d'incidence des pales 20. En choisissant le moment où un courant électrique parcourt la bobine 60, on peut agir de manière sélective sur l'ensemble rotatif, comme cela sera expliqué plus loin.
On peut apporter diverses modifications au moyeu et à la disposition des aimants sans sortir du cadre de la présente invention.There is shown in Figure 3 the face of the hub 30 disposed opposite the coil 60. The hub 30 has on this face two permanent magnets 110 and 111 formed in the example considered each by a disc whose large faces define the poles south and north of the magnet. The magnet 110 has for example its apparent north pole and the magnet 111 its apparent south pole. The magnets 110 and 111 are offset relative to the axis R and the coil 60, and are exposed to the magnetic field produced by the latter when it is supplied with current by the control device 90. The interaction between the magnets 110 and 111 and this magnetic field produces a torque around the axis P which tends to modify the angle of incidence of the blades 20. By choosing the moment when an electric current flows through the coil 60, we can act selectively on the rotary assembly, as will be explained later. Various modifications can be made to the hub and to the arrangement of the magnets without departing from the scope of the present invention.
Dans l'exemple de la figure 3, les axes polaires de chacun des aimants 110 et 111 sont orientés sensiblement parallèlement à l'axe R lorsque les pales 20 sont au neutre. Dans la variante illustrée à la figure 4, les axes polaires M des aimants sont sensiblement perpendiculaires aux axes R et P. Les aimants 110 et 111 peuvent être fixés par exemple comme illustré sur des montants 33 du moyeu, ces montants 33 étant disposés de manière à ce que les aimants 110 et 111 se situent par exemple sensiblement à mi- longueur de la bobine 60 et de chaque côté de celle-ci, pour être exposés au flux magnétique qui sort d'une face de la bobine pour rejoindre l'autre face.In the example of FIG. 3, the polar axes of each of the magnets 110 and 111 are oriented substantially parallel to the axis R when the blades 20 are in neutral. In the variant illustrated in FIG. 4, the polar axes M of the magnets are substantially perpendicular to the axes R and P. The magnets 110 and 111 can be fixed for example as illustrated on the uprights 33 of the hub, these uprights 33 being arranged so so that the magnets 110 and 111 are located for example substantially half-length of the coil 60 and on each side thereof, to be exposed to the magnetic flux which leaves one side of the coil to join the other face.
On peut encore, comme illustré aux figures 5 à 7, disposer les aimants 110 et 111 de manière à ce que leur axe polaire M soit perpendiculaire aux axes R et P, à l'intérieur de la bobine 60.It is also possible, as illustrated in FIGS. 5 to 7, to arrange the magnets 110 and 111 so that their polar axis M is perpendicular to the axes R and P, inside the coil 60.
L'arbre 11 est muni dans l'exemple de ces figures à son extrémité d'une chape 120 qui comporte deux montants 121 et 122 pourvus chacun d'un perçage 123 pour le passage d'un axe 124 qui permet d'articuler le moyeu 30 sur la chape 120 autour de l'axe P.The shaft 11 is provided in the example of these figures at its end with a yoke 120 which comprises two uprights 121 and 122 each provided with a bore 123 for the passage of an axis 124 which makes it possible to articulate the hub 30 on yoke 120 around the P axis.
L'axe 124 est engagé dans un tube 135 solidaire du moyeu 30. Ce dernier comporte deux branches 131 reliant les pales à une partie centrale 132 qui se prolonge vers le bas et supporte les aimants 110 et 111, le pôle nord N de l'un de ces aimants étant face au pôle sud S de l'autre aimant, de manière à ce que les champs magnétiques générés par ces aimants s'ajoutent. Un espace 137 est formé entre ces aimants pour le passage du tube 135, ce dernier étant plus court que l'intervalle existant entre les montants 121 et 122 de la chape. Dans l'exemple des figures 5 à 7, lorsqu'un courant électrique parcoure la bobine 60, les aimants 110 et 111 tendent à s'aligner avec les lignes de champ à l'intérieur de la bobine 60. Selon le sens du courant, on peut exercer un couple sur les aimants 110 et 111 qui tend à faire tourner le moyeu 130 autour de l'axe P.The axis 124 is engaged in a tube 135 integral with the hub 30. The latter has two branches 131 connecting the blades to a central part 132 which extends downwards and supports the magnets 110 and 111, the north pole N of the one of these magnets being facing the south pole S of the other magnet, so that the magnetic fields generated by these magnets are added. A space 137 is formed between these magnets for the passage of the tube 135, the latter being shorter than the interval existing between the uprights 121 and 122 of the yoke. In the example of FIGS. 5 to 7, when an electric current flows through the coil 60, the magnets 110 and 111 tend to align with the field lines inside the coil 60. Depending on the direction of the current, a torque can be exerted on the magnets 110 and 111 which tends to rotate the hub 130 around the axis P.
L'aéronef peut être équipé, comme on le voit sur la figure 8, outre le dispositif de contrôle 90 et le récepteur 100, d'un variateur 101 permettant de faire varier la vitesse de rotation du moteur 12 et, dans le cas d'un hélicoptère, d'un servomoteur 103 ou d'un
moteur auxiliaire relié au rotor d' anticouple. Ce servomoteur 103 peut être relié au récepteur 100 par l'intermédiaire d'un gyroscope 104, le cas échéant.The aircraft can be equipped, as seen in FIG. 8, in addition to the control device 90 and the receiver 100, with a variator 101 making it possible to vary the speed of rotation of the engine 12 and, in the case of a helicopter, a booster 103 or a auxiliary motor connected to the tail rotor. This servomotor 103 can be connected to the receiver 100 via a gyroscope 104, if necessary.
L'émetteur comporte par exemple deux manches 106 et 107 permettant de commander respectivement le pas cyclique longitudinal et le pas cyclique latéral. Le dispositif de contrôle 90 comporte, dans l'exemple considéré, deux microcontrôleurs et des transistors de puissance commandés par les microcontrôleurs pour envoyer des impulsions de courant à la bobine 60.The transmitter comprises for example two sleeves 106 and 107 making it possible to respectively control the longitudinal cyclic step and the lateral cyclic step. The control device 90 comprises, in the example considered, two microcontrollers and power transistors controlled by the microcontrollers to send current pulses to the coil 60.
L'un des microcontrôleurs est utilisé par exemple pour décoder les informations reçues du récepteur 100 afin de déterminer quelles sont les consignes concernant le pas cyclique longitudinal et le pas cyclique latéral.One of the microcontrollers is used for example to decode the information received from the receiver 100 in order to determine what are the instructions concerning the longitudinal cyclic step and the lateral cyclic step.
L'autre microcontrôleur peut être agencé pour envoyer des impulsions de courant dans la bobine 60 au bon moment, de façon à créer un couple sur le moyeu provoquant la modification souhaitée du vecteur poussée.The other microcontroller can be arranged to send current pulses into the coil 60 at the right time, so as to create a torque on the hub causing the desired modification of the thrust vector.
Le dispositif de contrôle 90 peut comporter un circuit à boucle de verrouillage de phase qui permet à tout instant de connaître la position angulaire du rotor. Un capteur de position 91 peut envoyer, comme illustré à la figure 9, un signal à chaque passage du rotor par une position de référence. Ce capteur de position 91 peut comporter par exemple un capteur magnétique et le rotor un aimant 92 fixé sur un disque 93 tournant avec l'arbre 11, comme représenté à la figure 1. Le dispositif de contrôle 90 peut comporter un oscillateur asservi en fréquence par les signaux du capteur de position 91, qui oscille à un multiple N de la fréquence de rotation de l'arbre, et permet de découper la durée de chaque tour en N intervalles de temps.The control device 90 may include a phase lock loop circuit which allows the angular position of the rotor to be known at any time. A position sensor 91 can send, as illustrated in FIG. 9, a signal each time the rotor passes through a reference position. This position sensor 91 can comprise for example a magnetic sensor and the rotor a magnet 92 fixed on a disc 93 rotating with the shaft 11, as shown in FIG. 1. The control device 90 can comprise an oscillator controlled in frequency by the signals from the position sensor 91, which oscillates at a multiple N of the frequency of rotation of the shaft, and makes it possible to split the duration of each revolution into N time intervals.
Lors de la rotation du rotor, chaque intervalle de temps définit un intervalle angulaire en ° égal à 360/N. Ainsi, au nleme intervalle de temps depuis le passage à la position de référence, la position angulaire du rotor est dans la nιeme tranche à partir de la tranche correspondant à la position de référence.During the rotation of the rotor, each time interval defines an angular interval in ° equal to 360 / N. Thus, at the n th time interval since the transition to the reference position, the angular position of the rotor is in the n th section from the section corresponding to the reference position.
La durée d'une révolution peut être partagée en quatre secteurs égaux, comme on peut le voir sur les figures 10 à 12. On suppose sur la figure 10 que la durée de chaque tour est partagée en quatre secteurs égaux si à s4. La durée du parcours de chaque secteur est le quart de la durée
d'une révolution. La commande est effectuée à partir de deux consignes Cx et Cy, l'axe X coupe les secteurs st et s3, tandis que l'axe Y coupe les secteurs s2 et s4.The duration of a revolution can be divided into four equal sectors, as can be seen in Figures 10 to 12. It is assumed in Figure 10 that the duration of each revolution is divided into four equal sectors if s 4 . The duration of the journey of each sector is a quarter of the duration of a revolution. The command is carried out from two setpoints C x and C y , the X axis cuts the sectors s t and s 3 , while the Y axis cuts the sectors s 2 and s 4 .
La position angulaire t0 correspond au passage du rotor par la position de référence, détectée au moyen du capteur 91. On suppose que l'orientation de l'axe polaire M du ou des aimants et le sens du courant dans la bobine 60 sont tels qu'une impulsion positive de courant dans la bobine à un intervalle de temps Δt centré sur l'axe X dans le premier secteur si provoque un couple qui tend, par effet gyroscopique, à modifier le vecteur poussée vers l'avant, ce qui permet par exemple de faire avancer l'hélicoptère. On suppose qu'une impulsion de courant positive dans un intervalle de temps centré sur l'axe Y dans le deuxième cadran permet de modifier l'orientation du vecteur poussée vers la droite. De manière similaire, une impulsion de courant positive dans la bobine 60 dans un intervalle de temps, centré dans l'axe X, dans le troisième secteur s3 permet d'incliner le vecteur poussée vers l'arrière et centré sur l'axe Y dans le quatrième secteur s4 vers la gauche. Afin d'exercer un couple plus ou moins important sur le moyeu 30 pour incliner plus ou moins le vecteur poussée dans la direction souhaitée, on peut faire varier par exemple la largeur Δt de l'impulsion de courant de manière symétrique par rapport à l'axe X ou Y concerné.The angular position t 0 corresponds to the passage of the rotor through the reference position, detected by means of the sensor 91. It is assumed that the orientation of the polar axis M of the magnet (s) and the direction of the current in the coil 60 are such that a positive current pulse in the coil at a time interval Δt centered on the X axis in the first sector if causes a torque which tends, by gyroscopic effect, to modify the vector pushed forward, which allows for example to advance the helicopter. It is assumed that a positive current pulse in a time interval centered on the Y axis in the second dial makes it possible to modify the orientation of the vector pushed to the right. Similarly, a positive current pulse in the coil 60 in a time interval, centered in the X axis, in the third sector s 3 makes it possible to tilt the vector pushed backwards and centered on the Y axis. in the fourth sector s 4 to the left. In order to exert a greater or lesser torque on the hub 30 in order to incline the vector pushed more or less in the desired direction, the width Δt of the current pulse can be varied for example symmetrically with respect to the X or Y axis concerned.
L'amplitude de déplacement du manche 106 commandant le pas cyclique longitudinal sur l'émetteur de la radiocommandé peut ainsi se traduire par une impulsion de courant plus ou moins longue dans le premier secteur si ou dans le troisième secteur s3, selon que le manche est poussé vers l'avant ou vers l'arrière. L'amplitude de déplacement du manche 107 commandant le pas cyclique latéral peut se traduire par une impulsion de courant plus ou moins longue dans les deuxième s2 ou quatrième s4 secteurs. On peut également, en variante, faire varier l'amplitude du courant qui est injecté dans la bobine, avec une durée constante pour l'impulsion de courant.The amplitude of displacement of the handle 106 controlling the longitudinal cyclical step on the transmitter of the radio-controlled can thus be translated by a more or less long current pulse in the first sector if or in the third sector s 3 , depending on whether the handle is pushed forward or backward. The amplitude of movement of the handle 107 controlling the lateral cyclic step can be expressed by a more or less long current pulse in the second s 2 or fourth s 4 sectors. Alternatively, it is also possible to vary the amplitude of the current which is injected into the coil, with a constant duration for the current pulse.
On peut encore faire varier à la fois la durée de l'impulsion et son amplitude ou la découper avec un rapport cyclique variable.It is also possible to vary both the duration of the pulse and its amplitude or to cut it with a variable duty cycle.
Pour provoquer une inclinaison vers l'avant du vecteur poussée, on peut soit envoyer une impulsion de courant positive dans la bobine dans le premier secteur si, soit envoyer une impulsion de courant négative dans le secteur opposé s3, comme illustré à la figure 11.
De préférence, à chaque révolution, on associe à une impulsion de polarité donnée dans l'un des secteurs, une impulsion de polarité opposée dans le secteur diamétralement opposé, comme illustré à la figure 12.To cause the thrust vector to tilt forward, you can either send a positive current pulse in the coil in the first sector if, or send a negative current pulse in the opposite sector s 3 , as illustrated in Figure 11 . Preferably, with each revolution, a pulse of polarity given in one of the sectors is associated with a pulse of opposite polarity in the diametrically opposite sector, as illustrated in FIG. 12.
De nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples qui viennent d'être décrits sans que l'on sorte du cadre de la présente invention.Numerous modifications can be made to the examples which have just been described without departing from the scope of the present invention.
On peut par exemple utiliser au moins deux bobines 160 et 161 dont les axes A et B sont contenus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe R et au moins un aimant dont l'axe polaire est sensiblement parallèle à l'axe R, comme illustré à la figure 13. On peut encore utiliser trois bobines 160, 161 et 162 d'axes respectifs A, B, C, comme représenté respectivement sur la figure 14. Les axes A, B et C sont disposés à 120° les uns des autres.One can for example use at least two coils 160 and 161 whose axes A and B are contained in a plane substantially perpendicular to the axis R and at least one magnet whose polar axis is substantially parallel to the axis R, as illustrated in FIG. 13. It is also possible to use three coils 160, 161 and 162 of respective axes A, B, C, as shown respectively in FIG. 14. The axes A, B and C are arranged at 120 ° from each other other.
Sur la figure 15, on a représenté quatre bobines 160, 161, 162 et 163 dont les axes respectifs A, B, C, D sont disposés à angle droit les uns des autres. Dans cette disposition, il est avantageux d'associer les bobines par paires, de manière à ce que leurs champs magnétiques s'ajoutent, le ou les aimants tournant dans l'espace 165 ménagé entre les paires de bobines.In Figure 15, there are shown four coils 160, 161, 162 and 163 whose respective axes A, B, C, D are arranged at right angles to each other. In this arrangement, it is advantageous to associate the coils in pairs, so that their magnetic fields are added, the magnet or magnets rotating in the space 165 formed between the pairs of coils.
Dans le cas où l'on utilise au moins deux bobines, comme illustré sur les figures 13 à 15, le dispositif de contrôle peut ne plus comporter de capteur de position. En fonction des consignes Cx et Cy, le dispositif de contrôle envoie dans les bobines un courant qui peut être constant tout au long d'une révolution pour une consigne fixe. Afin de diminuer la consommation d'énergie, on peut également synchroniser l'envoi d'une impulsion de courant dans une bobine avec le passage de l'ensemble rotatif dans une position prédéfinie. Lorsque l'on utilise au moins deux bobines dont les axes sont contenus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement, les bobines sont avantageusement disposées sur une pièce de support 170, qui peut avoir par exemple la forme illustrée à la figure 17 dans le cas de quatre bobines associées par paires.In the case where at least two coils are used, as illustrated in FIGS. 13 to 15, the control device may no longer include a position sensor. Depending on the setpoints C x and C y , the control device sends a current in the coils which can be constant throughout a revolution for a fixed setpoint. In order to reduce energy consumption, it is also possible to synchronize the sending of a current pulse in a coil with the passage of the rotary assembly in a predefined position. When using at least two coils whose axes are contained in a plane substantially perpendicular to the axis of the drive shaft, the coils are advantageously arranged on a support piece 170, which may for example have the shape illustrated in FIG. 17 in the case of four coils associated in pairs.
Ce support comporte une partie centrale annulaire 171 sur laquelle se raccordent quatre dents 172 et pourvues de têtes 173 de retenue des bobines.
Ces têtes 173 peuvent être formées par exemple d'un seul tenant avec le reste de la pièce par moulage ou par injection, auquel cas les conducteurs électriques des bobines peuvent être enroulés directement sur les dents 172.This support comprises an annular central portion 171 on which four teeth 172 are connected and provided with heads 173 for retaining the coils. These heads 173 can be formed for example in a single piece with the rest of the part by molding or by injection, in which case the electrical conductors of the coils can be wound directly on the teeth 172.
En variante, les dents avec leurs têtes peuvent être fixées sur la partie annulaire centrale 171 après mise en place des bobines sur les dents ou bobinage de celles-ci sur les dents, les dents 172 pouvant être fixées sur la partie annulaire centrale 171 par collage, soudage, encliquetage ou tout autre moyen de fixation.As a variant, the teeth with their heads can be fixed on the central annular part 171 after placing the coils on the teeth or winding of these on the teeth, the teeth 172 being able to be fixed on the central annular part 171 by gluing , welding, snap-fastening or any other means of fixing.
Les dents peuvent encore être réalisées sans têtes, puis les bobines être retenues sur les dents 172 par bouteroUage de leur extrémité 174, comme illustré à la figure 18. En variante, comme représenté à la figure 19, les dents peuvent comporter une extrémité 175 agencée pour permettre la fixation par encliquetage des bobines.The teeth can also be produced without heads, then the coils can be retained on the teeth 172 by bouteroUage their end 174, as illustrated in Figure 18. Alternatively, as shown in Figure 19, the teeth may have an end 175 arranged to allow snap fastening of the coils.
La fixation du moyeu sur le reste du rotor peut être effectuée de diverses manières et il peut être avantageux de fixer le moyeu par encliquetage sur son support de façon à faciliter la fabrication du rotor et également, le cas échéant, permettre une désolidarisation des pales et du moyeu du reste du rotor en cas de crash, ce qui peut diminuer le risque d'endommager l'aéronef.The fixing of the hub on the rest of the rotor can be carried out in various ways and it can be advantageous to fix the hub by snap-fastening on its support so as to facilitate the manufacture of the rotor and also, if necessary, to allow a separation of the blades and from the hub of the rest of the rotor in the event of a crash, which can reduce the risk of damaging the aircraft.
On a illustré aux figures 20 et 21 un exemple de support 180 permettant une fixation du moyeu par encliquetage.FIGS. 20 and 21 have illustrated an example of support 180 allowing the hub to be fixed by snap-fastening.
Ce support comporte par exemple deux montants 181 et 182 pourvus chacun d'un logement 183 dans lequel peut se fixer par encliquetage une extrémité d'un axe servant de pivot au moyeu ou d'un tube logeant un tel axe.This support comprises for example two uprights 181 and 182 each provided with a housing 183 in which can be snap-fastened one end of an axis serving as a pivot to the hub or of a tube housing such an axis.
Chaque montant comporte également au moins une patte élastique 184 qui permet de retenir cet axe ou ce tube dans le logement 183.Each upright also comprises at least one elastic tab 184 which makes it possible to retain this axis or this tube in the housing 183.
La figure 20A représente une variante dans laquelle le moyeu comporte des pattes élastiques 184 et l'arbre 11 un axe 195 correspondant.FIG. 20A represents a variant in which the hub has elastic tabs 184 and the shaft 11 a corresponding axis 195.
L'axe qui permet l'articulation du moyeu sur son support peut être, le cas échéant, réalisé d'un seul tenant avec le moyeu 30, comme illustré sur la figure 22. Sur cette dernière, l'axe comporte deux portions 190 qui sont par exemple destinées à se fixer par encliquetage dans les logements 183 précités. Dans la variante illustrée à la figure 28, on utilise un aimant 110 troué, aimanté diamétralement. Cet aimant 110 peut être traversé par l'axe 190 et être rendu solidaire d'une structure de support des pales.
L'aimant 110 peut par exemple être rendu solidaire de la barre de Bell et les pales être portées par une pièce (non représentée) articulée sur la barre de Bell, l'axe longitudinal des pales étant perpendiculaire à celui de la barre de Bell. Un tel montage peut améliorer la stabilité. L'utilisation d'un aimant troué peut contribuer à améliorer la compacité et le rendement.The axis which allows the articulation of the hub on its support can be, if necessary, made integrally with the hub 30, as illustrated in FIG. 22. On the latter, the axis comprises two portions 190 which are for example intended to be fixed by snap-fastening in the aforementioned housings 183. In the variant illustrated in FIG. 28, a perforated magnet 110, diametrically magnetized, is used. This magnet 110 can be crossed by the axis 190 and be made integral with a support structure for the blades. The magnet 110 can for example be made integral with the Bell bar and the blades can be carried by a part (not shown) articulated on the Bell bar, the longitudinal axis of the blades being perpendicular to that of the Bell bar. Such an arrangement can improve stability. Using a holey magnet can help improve compactness and performance.
Le cas échéant, le rotor peut comporter une commande du pas collectif, comme illustré à la figure 23.If necessary, the rotor can include a collective pitch control, as illustrated in FIG. 23.
La commande de pas collectif peut être réalisée de multiples manières et par exemple au moyen d'une tige de commande 201 et d'un ensemble de biellettes 200.The collective pitch control can be carried out in multiple ways and for example by means of a control rod 201 and a set of links 200.
Dans l'exemple de la figure 1, l'ensemble rotatif est équipé d'un système de stabilisation gyroscopique comportant deux masselottes 40 en avant du centre de gravité des pales et de leur bord d'attaque 21.In the example of FIG. 1, the rotary assembly is equipped with a gyroscopic stabilization system comprising two weights 40 in front of the center of gravity of the blades and their leading edge 21.
En variante, les masselottes 41 peuvent être intégrées dans les pales, notamment dans leur bord d'attaque, comme illustré à la figure 24.As a variant, the weights 41 can be integrated in the blades, in particular in their leading edge, as illustrated in FIG. 24.
Dans une variante encore, comme illustré à la figure 25, le système de stabilisation gyroscopique peut comporter une barre de Bell 42, laquelle peut être munie en extrémité de palettes 43.In another variant, as illustrated in FIG. 25, the gyroscopic stabilization system can comprise a Bell bar 42, which can be provided at the end with pallets 43.
L'invention convient tout particulièrement à la commande de l'orientation du vecteur poussée d'un hélicoptère radiocommandé tel que par exemple celui représenté schématiquement à la figure 26.The invention is particularly suitable for controlling the orientation of the thrust vector of a radio-controlled helicopter such as, for example, that shown diagrammatically in FIG. 26.
Un tel hélicoptère comporte outre le rotor principal un rotor de queue 220, lequel peut être entraîné en rotation par le même moteur que le rotor principal ou par un moteur différent. L'invention s'applique également à la commande de l'orientation du vecteur poussée de l'hélice d'un avion, tel que par exemple celui représenté de façon schématique à la figure 27.Such a helicopter comprises, in addition to the main rotor, a tail rotor 220, which can be rotated by the same motor as the main rotor or by a different motor. The invention also applies to the control of the orientation of the thrust vector of the propeller of an aircraft, such as for example that shown schematically in FIG. 27.
L'invention trouve avantageusement à s'appliquer à un rotor à pale unique, tel qu'illustré sur les figures 29 ou 30. Le rotor comporte alors un ou plusieurs contrepoids 300 et le cas échéant l'équivalent d'une barre de Bell, dans l'exemple de la figure 29.
Un tel rotor permet de superposer à un signal de commande de variation d'incidence de la pale en fonction de l'angle de rotation un signal de commande de pas collectif.The invention advantageously finds application in a rotor with a single blade, as illustrated in FIGS. 29 or 30. The rotor then comprises one or more counterweights 300 and if necessary the equivalent of a Bell bar, in the example in Figure 29. Such a rotor allows a collective pitch control signal to be superimposed on a control signal for varying the incidence of the blade as a function of the angle of rotation.
Le rotor peut alors être utilisé aussi bien en tant que rotor principal qu'en tant que rotor de queue.The rotor can then be used both as a main rotor and as a tail rotor.
Ce rotor de queue peut être relié par une transmission par arbre, courroie ou flexible au moteur d'entraînement du rotor principal.This tail rotor can be connected by a shaft, belt or flexible transmission to the main rotor drive motor.
On peut apporter de nombreuses modifications aux divers exemples de mise en oeuvre de l'invention qui viennent d'être décrits et notamment combiner entre elles les caractéristiques de ceux-ci.Many modifications can be made to the various examples of implementation of the invention which have just been described, and in particular to combine the characteristics of these.
Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.
Throughout the description, including the claims, the expression “comprising a” should be understood as being synonymous with “comprising at least one”, unless otherwise specified.