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Pefectionnements relatifs aux surfaces de contrôle ou plans auxiliaires d'orientation des aéroplanes".
La présente invention a pour objectif de réaliser un ap- pareil permettant d'exercer sur les aéroplanes le contrôle de leur orientation à de nombreuses amplitudes d'angles d'envolée, y compris les plus grands angles d'incidence auxquels, dans les conditions ordinaires, l'avion serait livré à l'inertie et n'obéirait plus à aucune commande
L'invention comporte l'emploi de surfaces régulatrices ou de contrôle (que, pour plus de simplicité nous dénommerons "contrôleuses" dans le texte qui va suivre) dont la position angulaire peut être réglée par rapport à des axes latéraux et qui sont placées à l'air libre de façon à ne pas être solidai- res des surfaces d'ailes.
Les axes de ces contrôleuses se trou- vent en arrière du centre de poussée de la surface sustentatrice totale des ailes, et ces contrôleuses sont équipées de moyens permettant non seulement le réglage mutuel de leur position angulaire , mais en outre une mise au point différentielle de leurs inclinaisons relatives.
Grâce à l'adaptation libre de ces contrôleuses, qui n'ont donc à suivre aucune surface fi- @ xée, ainsi qu'à la possibilité de régler leurs inclinaisons
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soit collectivement pour les deux sont différentiellement pour l'une et l'autre ces contrôleuses peuvent maintenir les angles du vol à une amplitude effective, et elles se prêtent au ré- glage soit par rapport aux ailes principales, soit par rapport l'une à l'autre , afin que l'équilibrage et le contrôle de 1' avion prissent toujours avoir lieu quelque soit l'angle d'at- taque dans l'air qui pourra exister, à n'importe quel moment, pour les plans principaux ou grandes ailes de l' aéroplane.
Cette invention est particulièrement susceptible d'appli- cation aux types d'aéroplanes dont les ailes principales sont ramenées en arrière et de préférence à force décroissante avec incidence atténuée vers les bouts d'ailes. Ce type d'avion ne comporte aucun plan de queue ou élévateur derrière le corps, qui de préférence a peu de longueur. En adoptant cette atténu- ation d'incidence vers les bouts d'ailes et en ramenantcelles -ci en arrière, on a pour but de réduire autant que possible le déplacement du centre de poussée de la ou des ailes princi- pales.
La section d'aile peut, elle aussi , être variée dans le sens de la portée , et l'on vise à réduire le déplacement du centre de poussée afin que les angles de vol que doivent avoir les contrôleuses pour réaliser l'équilibrage, soient aussi petits que possible en laissant ainsi la plus grande latitude possible au mouvement des dites contrôleuses pour opérer leur fonction, qui consiste à commander l'avion. Toutefois, plutôt que d'adapter des plats ou ailerons devant suivre les extrémi- tés extérieures des ailes principales dans le but de permettre un tel contrôle, on préfère employer des contrôleuses s'éten- dant latéralement au-delà des dites ailes.
Par suite de ce que les plans principaux ont été ramenés en arrière , ces contrôleuses se trouvent derrière le centre de gravité de l'avion, et toute variation quelconque dans la somme des levées respectivement exercées sur les deux contrô- leuses donnera lieu à un couple de forces agissant autour d'un
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axe transversal passant par le centre de gravité, d'où résul- tera un tangage de l'avion. D'autre part toute différence en- tre les efforts de levée aux deux contrôleuses donnera lieu à un couple de forces agissant autour d'un axe longitudinal dans le sens de la trajectoire du vol, ce qui provoquera plutôt un roulis de l'aéroplane .
Les changements de levée nécessaires pour opérer le con- trôle du piquage ou tangage s'obtiennent en faisant tourner les deux contrôleuses simultanément, tandis que les différen- ces de levée nécessaires pour opérer le contrôle du roulis peuvent être obtenues, soit en faisant tourner les deux contrô- leuses simultanément et en sens inverses l'un de l'autre,soit en faisant tourner en sens mutuellement inverses des pans de rallonge adaptés à charnière au dos de ces contrôleuses.
Comme ces contrôleuses se trouvent au-delà des ailes prin -cipales de l'avion, elles peuvent fonctionner dans une ambi- ance d'air relativement libre , et ne subir que très peu d'in- fluence de l'air passant sur ces ailes; par conséquent, du fait que les contrôleuses ne sont jamais réduites à l'inertie , on peut les faire servir pour commander le vol de l'avion même lorsque les grandes ailes de celui-ci sont réduites à cette inaction et lorsque des ailerons rattachés aux champs arrière des dites ailes y sont eux-mêmes réduits .
L'axe de rotation de chacune des contrôleuses est légère- ment en avance par rapport au point occupé par le centre de poussée lorsque les dites contrôleuses traversent l'atmosphère à raison d'angles de vol ayant une amplitude effective .
Le moyen employé pour donner à ces contrôleuses la mise an point angulaire qui est indispensable , peut consister soit en l'emploi de deux agents de commande distincts, soit en la combinaison de l'un et l'autre, telle que la barre dite "manche à balai" (jpy-stick) que l'on peut par exemple mouvoir de façon à ce que , avancée ou reculée , elle provoque respec-
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tivement une inclinaison de haut en bas ou de bas en haut en même temps chez l'une et l'autre des contrôleuses , tandis que poussée du côté droit ou du côté gauche , donc mue latéralement elle donne à ces contrôleuses une mise au point différentielle en ce sens qu'elle change la position d'une des contrôleuses de bas en haut et change celle de l'autre de haut en bas, ou invers ement
Les gouvernails de l'avion,
pour lesquels on adoptera de préférence le type à simple effet, peuvent être montés plus bas que les ailes fixées, et le plus loin du centre de l'avion qu'il sera pratiquement possible ; si les moyens mécaniques disponibles le permettent, ils pourront être montés sur les contrôleuses mêmes afin d'augmenter encore leur éloignement du centre de l'avion- Les opérations de réglage des angles de gouvernails ont lieu dans le sens extérieur à leurs champs ex- trêmes; de préférence , ces gouvernails seront pourvus d'une charge plus ou moins équilibrante , en ce sens qu'on reportera leur point de pivotement suffisamment loin derrière le champ de tête.
Ces gouvernails peuvent être , ou bien actionnés un seul à la fois, dans le but de déterminer pour l'aéroplane un moment de rotation , ou bien l'être ensemble , de façon à faire office de freins dans l' air.
L'on peut d'ailleurs adjoindre des freins d'air ou des surfaces de résistance à chaque aile , en sus des gouvernails, ce qui aura pour effet de répartir entre ceux-ci et les freins la double fonction de freiner et diriger, au lieu d'avoir les deux actions combinées dans un agencement comme c'est le cas pour le système décrit ici en particulier.
L'on a proposé déjà dans le cas d'avions monoplans ayant des ailes étendues latéralement dans le sens perpendiculaire à l'axe longitudinal, d'adapter à pivotement soit des ailerons simples soit des ailerons bi-plans aux bouts des dites ailes, l'axe étant le même aux deux côtés; seulement, dans les dis-
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positifs que l'on a produises jusqu'ici, les axes des ailerons à pivotement n'ont pas été placés derrière le centre de poussée ou en tout cas ils ne l'ont pas été à une distance suffisante derrière ce centre de poussée pour aboutir à la production d' un couple de tangage par leur mise au point collective dans la même direction.
On a également recouru à des ailerons ou pans rabattables adaptés à charnières aux champs postérieurs des grandes ailes derrière le centre de poussée de la surface sustentatrice totale des dites ailes; bien qu'on les eût choisis de façon à être ré -glables ensemble et dans des directions opposées, tous ces systèmes d'ailerons ou pans étaient immédiatement solidaires des surfaces d'ailes fixées, ce qui les rendait inopérants au cas où les grandes ailes étaient réduites à l'inertie, en sorte de'ne pouvoir opérer un contrôle sur les mouvements de roulis ou de tangage.
La présente invention va être maintenant décrite en réfé- rence aux dessins annexés, qui représentent un mode de construc- tion d'un avion monoplan ou glisseur construit de conformité avec la dite invention. Il va sans dire que l'on peut adaptera cet avion un moteur et des hélices.
Dans ces dessins, la figure 1 donne la vue en élévation de face et la figure 2 une vue en plan de l'avion ; lafigure 3 est une vue d'extrémité de l'assemblage de la grande aile et de l'agencement de contrôle , tandis que la figure 4 est un schéma représentant un moyen applicable pour actionner les con -trôleuses. La figure 5 est une élévation latérale de l'avion; la figure 6 en est une vue en plan qui montre les gouvernails ainsi que les moyens dans le fout d'actionner ceux-ci; la fi- gure 7 montre un détail relatif aux moyens servant à régler la position de la barre de gouvernail.
La figure 8 est une vue en coupe et la figure 9 une vue en plan d'une de ces contrôleuses équipée d'un pan tournant qui peut être actionné indépendamment
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de toute autre partie, tandis que la figure 10 fait voir une contrôleuse dans deux positions qu'elle peut occuper, adjointe d'un système de relai pour son actionnement. La figure 11 est une vue en plan de la contrôleuse équipée de ce relai. Enfin, les figures 12 et 13 sont analogues aux figures 10 et 11, mais elles se rapportent au cas où le relai est rattaché directement à la contrôleuse , pour en former partie .
Dans l'exemple de construction ici représenté , les gran- des ailes A et B sont disposées de façon à s'étendre respecti- vement à bâbord et à tribord relativement à un fuselage' ou corps central C, le tout formant une aile d'une venue les par- ties A et B sont ramenées en arrière et vont quelque peu en diminuant. Aux bouts des ailes A et B, on adapte à pivotement des contrôleuses de bâbord et de tribord D et E, tournant autour des axes D' et E', autour desquels elles peuvent être tournées ensemble dans la même direction de réglage angulaire ou bien dans des directions opposées, selon la nécessité qui se pré- sente . les contrôleuses D et E peuvent, selon les figures , être prolongées par des extensions D' et D2 à charge équilibran- te , en sorte de coopérer à l'équilibrage des dites contrôleuses D et E.
L'inclinaison de celles-ci est régla.ble au moyen d'une barre F dite "manche à balai" (joy stick) montée sur un joint universel F' et portant au bas un joint à charnière F2 où se rattache le bout avant d'une bielle F3. Le bout arrière de celle ci est assemblé à charnière avec un levier coudé ou sonnette G pourvu d'une tête entretoisée G' à son bout arrière, et pivo- tant lui-même sur un joint universel G2. Ce mécanisme provoque les mouvements en avant et en arrière du manche à balai F ainsi que l'abaissement de la tête entretoisée G', tandis que, aux mouvements de balancement de cette barre F dans le sens de bâ- bord et de tribord, la tête entretoisêe est elle-même basculée en sorte que ses bouts sont déplacés verticalement dans des sens
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inverses.
L'extrémité de cette tête G' qui est tournée à bâbord est reliée par une bielle H à un levier coudé ou sonnetteH' dont l'autre bras se rattache par une bielle H2 à un levier coudé eu sonnette H3 dont l'autre bras se rattache par une bielle H4 avec un 'bras H5 qui est, solidaire de la contrôleuse D à laquelle il se rattache .
Il existe la même succession de pièces articulées pour l'extrémité de la tête G' qui est tournée à tribord, c'est à dire , la série d'organes J, J', J2, J3, J4 et J5 reliant cete extrémité de tribord avec la contrôleuse de tribord EW
C'est par le jeu des liaisons sus-exposées que les mouve- ments en arrière et en 'avant de la barre de manoeuvre F forceront les contrôleuses D et E à tourner simultanément dans le même sens pour aboutir à la levée ou à l'abaissement de leurs champs ar- rière, tandis que , si cette barre F est bougée par un mouvement latéral basculant soit à bâbord, soit à tribord, les contrôleuses devront tourner simultanément dans des sens opposés :
autrement dit, quand l'un des champs arrière de l'une des contrôleuses sera relevé , le champ arrière de l'autre contrôleuse sera abaissé
Il est nécessaire pour aboutir à un fonctionnement efficace de ces contrôleuses D et E. que celles-ci aient une surface plus grande que ce n'est généralement le cas pour les ailerons adjoints aux aéroplanes ordinaires.. Naturellement, l'efficacité du con- trôle latéral est d'autant plus grande qu'il y a plus d'écarte- ment entre le mécanisme et l'axe longitudinal de l'avion et, pour autant que les expérimentations l'aient démontré jusqu'ici, ces contrôleuses devront avoir une surface non inférieure à un di- xième de la superficie des grandes ailes fixées.
En outre , on donnera de préférence à ces contrôleuses une surface et une por- tée qui les rendront capables de neutraliser absolument ou pres- qu'absolument l'effet du maximum de couple auto rotatoire insta- ble venant de la ou des grandes ailes, toujours possible au- delà du point auquel elles sont livrées à l'inertie. Ce couple
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et par conséquent la dimension nécessaire pour les contrôleuses dépendra des caractéristiques des sections qu'auront les ailes adaptées le long de leur portée.
Si l'on considère plus particulièrement les figures 5,6 et 7, on y verra que les gouvernails K K sont montés sur des axes k' K" en dessous des parties A B des ailes se trouvant res -pectivement à bâbord et à tribord, et qu'ils sont espacés le plus possible du centre de l'aéroplane. Les axes K' K' se trou- vent à quelque distance derrière les champs directeurs des gou- vernails K K et contribuent au balancement des dits gouvernails dans une certaine mesure .
Les gouvernails K K sont actionnés et contrôlés par la barre timonière L reliée par les bielles L' à des bras saillants L2 fixés aux dits gouvernails, cette barre timonière L étant supportée sur un pivot central G susceptible d'être avancé lors- que c'est nécessaire.
Le pivot M de la barre timonière peut, selon la figure 7, être supporté par un levier à deux bras M'ayant son pivotement en M2 sur la charpente ou ossature de l'avion, et reliépar une bielle M3 avec un levier à main M4,
Lorsqu'il s'agit d'actionner les gouvernails K K, soit pour diriger l'avion soit pour le faire virer, on fait prendre à la barre timonière un mouvement angulaire autour de son pivot M; mais lorsqu'on veut plutôt faire agir les gouvernails comme des freins d'air, on manoeuvre le levier à main M4 qui, par 1' intermédiaire de la bielle M4 et du levier M32 provoque l'avan- cement de la barre timonière; alors par l'action des raccords L'et L2 les deux gouvernails sont tournés en même temps vers l'extérieur, ainsi qu'on l'a indiqué en traits pointillés à la figure 6 ;
et, quand les pièces occupent cette position, l'on peut opérer le contrôle en imprimant à la barre timonière des mouvements angulaires comme précédemment, l'angle d'inclinaison
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d'un des gouvernails étant diminué à mesure que celui de l'au- tre gouvernail est augmenté. Quand les gouvernails faisant of- fice de freins d'air sont tournés tous deux complètement à l' extérieur, ce contrôle ne peut plus demeurer exerçable sur eux, qu'à condition de diminuer l'angle pour l'un d'eux.
Si l'on consulte à présent plus particulièrement les fi- gures 7 et 8, on y verra que N désigne un pan rabattable as- semblé à charnière avec la partie de la contrôleuse la plus en arrière, et actionné par un levier séparé. Cette séparation des pans rabattables, en indépendance de fonctionnement des contrôleuses, permet un réglage du mouvement de roulis sans que l'on doive nécessairement régler les contrôleuses elles- mêmes. le pan N est actionné par un bras N' relié avec une bielle N2, pour effectuer le réglage de contrôleuses d'aussi grandes dimensions, il peut être avantageux d'interposer un relai, tel, ,par exemple, qu'un champ entraîné auxiliaire pour chaque con- trôleuse, ce qui offre l'avantage de soulager le pilote d'un travail superflu dans cette opération.
les figures 10 et Il donnent des exemples de relais de ce genre. Dans ces dispositions, les contrôleuses sont montées de façon à tourner librement Sur leurs axes, et elles ont leur position angulaire réglée au moyen de relais 0, dont chacun, dans l'exemple représenté aux figures 10 et 11, est supporté à l'extrémité d'un boute-hors O', ces relais ayant leur incli- naison contrôlée à l'aide de bras 02 et de bielles 03. les deux positions représentées dans la figure 10 font voir comment, en imprimant un mouvement angulaire au relai 0 par la manoeuvre de son bras 02 et de la bielle 03, la contrôleuse est amenée à tourner sur son axe et à changer Son orientation, le tout ayant lieu sans nécessité de recourir à des leviers de contrôle
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séparée.
Bien entendu, les relais pourraient aussi s'employer purement et simplement pour parfaire l'actionnement direct des contrôleuses.
Les figures 12 et 13 représentent des relais analogues, qui, toutefois, sont rattachés directement aux contrôleuses.
Bien que la présente invention ait été décrite en tant qu'appliquée à un avion du type non équipé d'une queue, il est évident quelle est tout aussi susceptible d'application à des aéroplanes avec plan de queues, pourvu que l'entièreté de la surface horizontale de queue puisse être tournée suivant des angles plus grande que ceux généralement pratiqués, afin de 1' empêcher de succomber à l'inertie et de devenir par conséquent inefficace comme organe de contrôle.
Grâce au fonctionnement des machines construites selon la présente invention, comme il est possible d'effectuer à pe- tite vitesse une descente en pente raide sans perdre le con- trôle sur les organes, il devient également possible d'effec- tuer les atterrissages dans des espaces très restreints; et, comme l'angle de descente ne peut pas être sensiblement modifié immédiatement avant l'atterrissage, il pourra être nécessaire dans certaines circonstances, de recourir à des trains de roues porteurs capables d'absorber la oomposante verticale de la vitesse de 1'.avion quel que puisse être l'angle de descente.
Bien que l'on ait représenté ici les axes des contrôleu- ses comme suivant l'inclinaison d'ailes ramenées en arrière, ces contrôleuses peuvent être coaxiales, ou bien inclinées suivant n'importe quel angle intermédiaire ou avoir n'importe quelle obliquité par rapport à l'axe longitudinal de l'avion.