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"Berfectionnements apportés aux "systèmes sus- tentateurs" pour engins' de navigation aérienne." Le brevet diorigine a été dépose en France le 27 avril
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Le problème du vol purement mécanique a reçu, par l'aé- roplane, une première solution, idéale au point de vue de la translation horizontale, mais dont le développement pratique se trouve entravé par un vice fondamental: l'envol et l'atter- rissage à grande vitesse, causes de la plupart des accidents d'aviation. Une autre solution, l'hélicoptère, offre l'avantage d'un envol et d'un atterrissage sans vitesse et permet l'immo- bilité dans l'espace. Malheureusement, l'étude du fonctionne- ment de cet appareil démontre qu'il se prête mal aux grandes vitesses de translation par suite de sa résistance à l'avance- ment et des efforts auxquels les pales des hélices sustenta- trices sont périodiquement soumises.
L'engin de navigation aérienne parfait serait donc un intermédiaire entre l'hélicoptère et l'aéroplane, c'est à dire un appareil volant, dont le vol est obtenu au moyen d'un sys- tème sustentateur unique gui joue le rôle d'une hélice susten- tatrice pendant l'envol, la montée, l'immobilité, la descente (avec ou sans moteur) et l'atterrissage, et qui, durant la
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translation horizontale se transforme en surface portante ana- logue à celle des aéroplanes, et permet ainsi la réalisation des fonctions techniques suivantes :
1 Monter verticalement ou obliquement;
2 S'immobiliser dans 1 '-espace;
3 Prendre une vitesse de translation rapide à haut ren- dement mécanique;
4 Descendre verticalement ou obliquement avec ou sans l'aide des moteurs;
5 Atterrir sans choc.
L'invention a pour objet un système sustentateur desti- né à remplir les fonctions quiviennent d'être énumérées et le système est principalement caractérisé par la combinaison des moyens suivants:
1 Deux surfaces sustentatrices superposées, chacune d'elles étant, sans solution de continuité, susceptible de tour- ner autour de son centre et en sens inverse de l'autre et pré- sentant à l'arrêt l'aspect d'une aile d'aéroplane à profil sy- métrique;
2 Un moyen de blocage et de déblocage desdites surfaces, qui assure leur immobilité dans la position convenable ou per- met leur rotation à la volonté du pilote;
3 Un différentiel accouplant les deux surfaces durant leurs rotations en sens inverses et dont les satellites ont leurs axes géométriques solidaires du bâti de l'appareil muni du système sustentateur;
4 Un embrayage quipermet l'union ou la séparation du moteur et du différentiel;
5 Un dispositif permettant de changer l'incidence des surfaces sustentatrices à. tout moment de leur fonctionnement ;
6 Un ou plusieurs dispositifs permettant d'assurer à tous les régimes la stabilité de l'appareil auquel est appliqué le système.
Les dessins ci-annexés montrent, à. titre d'exemple, un
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système sustentateur établi conformément à l'invention.
La figure i est une coupe verticale par l'axe de rota- tion des surfaces sustentatrices du système sustentateur, cet- te coupe étant effectuée de telle manière qu'une des surfaces présente sa plus grande dimension dans le sens perpendiculaire à la figure, tandis que l'autre (celle du bas) est montrée en coupe longitudinale sur le dessin.
La figure 2 montre en coupe horizontale suivant A, A, fi- gure 1, le même système. Cette figure est destinée à faire com- prendre le fonctionnement du système de bloguage et de déblo- quage.
La figure 3 montre en vue en plan et à plus petite échel- le l'extrémité de la surface sustentatrice inférieure.
1 Surfaôes sustentatrices.- La surface supérieure 10 est représentée en coupe transversale, celle inférieure il en coupe longitudinale avec parties arrachées. Ces deux surfaces offrant la même disposition, sont donc ainsi parfaitement dé- terminées. Elles sont construites selon les principes ordinai- res adoptés pour la construction des ailes d'aéroplanes mono- plans, du type à aile épaisse, construction bien connue sur laquelle il n'y a pas lieu d'insister. Charme surface est cons- tituée par deux pales et chacune de ces pales comporte un fort longeron métallique 12 sur lequel sont fixés rigidement diffé- rentes nervures recouvertes de toile.
Ce longeron s'emboîte dans une armature spéciale 13 - 14.
Il peut tourner librement sur lui-même en entraînant l'ensem- ble de la surface qui lui est fixée. On voit donc en résumé que chaque surface sustentatrice est divisée en deux parties de telle manière que la partie droite et la partie gauche puis- sent tourner autour de leur axe longitudinal commun en sens inverse .
Dans la partie centrale, les deux surfaces sont toujours en contact latéralement et quand la surface entière présente l'aspect d'un plan unique, il n'y a aucune solution de conti-
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nuité de l'extrémité à l'autre bout de l'aile.
Le mécanisme qui permet de transformer la surface en hé- lice et réciproquement se compose d'un levier 15, mobile autour de l'axe fixe 16 et articulé en 17 à une tringle 18. Le levier d'équerre 20 est mobile autour de l'axe fixe 21; il s'articule en 19 avec la tringle 18 et il porte en 22 une articulation coulissante solidaire du tube vertical 23. Celui-ci fait partie du parallélogramme articulé formé par les leviers à fourches 25, 26, les axes fixes 27 et 28, les genouillères 24 et 31 et les articulations coulissantes 29 dont l"une n'est pas repré- sentée sur le dessin.
Ces deux dernières articulations sont fixées à l'anneau extérieur de roulements à billes 30 et 32 qui peuvent coulisser librement le long de tubes 33 et 34. L'anneau intérieur des roulements 30 et 32 supporte deux tiges telles que 35,36 cou- lissant dans des oreilles 39, 40 venues de fonte avec le sup- port général 13 des surfaces sustentatrices.
Les étriers 41 et 42 sont solidaires des tiges 35 et 36 respectivement, ils portent à leurs extrémités des articulations coulissantes 45,46 qui sont fixées rigidement aux longerons généraux 12, 13 des surfaces.
En ce qui concerne la disposition de montage permettant de mettre en rotation les surfaces sustentatrices, ces surfaces sont montées sur deux manchons métalliques 33,34 fixés eux- mêmes à des moyeux également métalliques 47, 48. Cet ensemble est donc susceptible de tourner autour d'un axe vertical et le mouvement de rotation est guidé par différents roulements et butées à billes tels que 49, 50, 51, 52,53, 54 qui s'appuient sur un carter spécial 55.
Grâce au dispositif précédemment décrit, les surfaces sustentatrices peuvent, à volonté du pilote, agir comme hélices ou cornue surfaces portantes. Pour plus de simplicité il sera uniquement fait référence à la surface sustentatrice supérieu- re, la surface intérieure étant absolument symétrique.
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Dans la position représentée sur la figure 1, la surfa- ce sustentatrice supérieure agit comme surface portante, c'est à dire que les deux parties de cette surface situées de part et d'autre de l'axe sont en parfaite coincidence sans aucune so- lution de continuité entre elles et présentent l'aspect bien connu d'une aile épaisse de monoplan.
Si/le pilote à ce moment actionne le levier 15 en le ti- rant vers la droite, le roulement à billes 30 montera le long du tube 33. Il en sera de même des étriers 41, 42 et des arti- culations 45 et 46. La partie de la surface qui se trouve der- rière le plan est encastrée sur l'appui 13 mais libre de se mouvoir autour de son axe longitudinal, elle tournera donc sous l'impulsion de l'articulation 46.dans le sens indiqué par la flèche 56. Au contraire, la partie de la surface qui se trouve en avant du plan de la figure tournera dans le sens de la flè- che 57. La surface sustentatrice aura alors l'a-spect d'une hé- lice à deux pales dont l'angle d'inclinaison est naturellement variable et réversible. Ces deux pales pourront alors tourner autour de l'axe des moyeux 47 et 48.
La transformation du monoplan en hélice effectuée à deux la fois dans deux les surfaces sustentatrices nécessite naturelle- ment des organes accessoires qui sont décrits ci-après.
2 Organes de bloquage et de débloquage.- Les moyeux 48 et 47 (de dernier représenté en coupe sur la figure 2) por- tent différentes dents 58, 59 gui peuvent s'engager dans les rainures correspondantes de manchons à griffes 60, 61. L'en- clenchement ou le déclenchement de ce manchon est commandé par le levier 62 et le mécanisme composé des pièces 63, 64, 65,66, 67 dont le fonctionnement n'a pas besoin d'explications. Si on se borne au fonctionnement du mécanisme représenté sur la coupe A A, on voit que le manchon 60 porte une oreille 68 à laquelle s'articule le pied d'une bielle 69 dont la tête est attachée à un piston 70. Le manchon 60 porte également une dent d'encli- quetage 71 correspondant au cliquet 72, articulé à un piston 73 mobile dans un cylindre horizontal 74 venu de fonte avec
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le carter 55.
Un fort ressort 75, retenu par un bouchon 76 pous- se vers l'extérieur le piston 73 qui est retenu par une butée réglable 77. Un petit ressort 78 oblige le cliquet 72 à frotter contre le manchon 60.
Le piston 70 coulisse dans un cylindre 79, rempli d'hui- le et communiquant par sa partie supérieure par des lumières avec un autre cylindre 80 étanche et plein d'air à une pression convenable. Vers le fond du cylindre 79 se trouve une saillie annulaire interne 81 sur laquelle une cloison non étanche 82 se trouve appliquée grâce à un fort ressort 83. Enfin le pis- ton 70 porte un avant-bec 84 qui peut s'engager dans le passa- ge de plus faible diamètre formé par la saillie 81.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante:
Sur le dessin le manchon 60 ne bloque pas le mouvement des moyeux 47 des hélices. Si à un moment donné on désire pro- duire ce bloquage, il suffit de faire descendre le manchon 60 de manière que ses griffes viennent en prise avec la dent 58.
Le manchon est alors solidaire du moyeu et le mouvement de ro- tation de ce dernier, qui est solidaire des surfaces sustenta- trices, a dès lors son mouvement de rotation progressivement freiné, grâce à la résistance croissante que rencontre le pis- ton 70 pour refouler l'huile dans le cylindre supérieur 80.
Quand l'avant-bec 84 vient au contact de la cloison 82, le cli- quet 71 s'engage dans son logement, derrière la dent 71. Si la force vive des masses en rotation a été complètement absor- bée par le travail de refoulement de l'huile et de compression de l'air, les surfaces sont alors arrêtées dans la position gui convient à leur nouveau fonctionnement comme surface por- tante. Si au contraire, il reste un excès de force vive, l'a- vant bec bute contre la cloison et comprime légèrement le fort ressort 83, puis revient en arrière sous l'effet de cette pres- sion.
Alors la dent 71 heurte le cliquet 72 et comprime le fort ressort 75. il s'ensuit une série de petites oscillations jus- qu'à établissement de l'équilibre qui a lieu sans que le pis-
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ton soit soumis à aucun effort de la part du ressort 83 et sans que le ressort 75 agisse sur la dent 72. Tout écart d'équili- bre est donc élastiguement mais énergiquement corrigé et les surfaces se maintiennent immobiles et parallèles car bien en- tendu la position des dents 58 et 59 est calculée pour que la situation relative des surfaces soit correcte.
Le débloguage s'effectue par la manoeuvre du levier 62 qui, en faisant monter le manchon 60, libère la dent 58 et par suite le moyeu de l'hélice.
Différentiel et embrayage.- il est constitué par l'en- semble des couronnes dentées coniques 85, 86, respectivement solidaires des moyeux 47 et 48, et du pignon conique 87 gui peut être réuni à un moteur par une transmission et un embraya- ge convenables mais non représentés.
Variation d'incidence.- un a déjà décrit le dispositif qui permet de varier l'incidence des surfaces fonctionnant comme pales d'hélices, lorsqu'on a décrit le mécanisme qui permet de transformer les surfaces pour qu'elles jouent, soit le rôle d'hélices, soit le rôle de surfaces portantes. Ce mé- canisme permet évidemment de varier à volontél'incidence des hélices ainsi obtenues et même de l'inverser.
Dispositif de stabilité. - La stabilité est obtenue par gauchissement différentiel périodique de l'extrémité des sur- faces sustentatrices quand celles-ci fonctionnent en hélice et par gauchissement ordinaire, quand elles jouent le rôle de surfaces portantes.
Bette stabilité se commande au moyen du manche à balai 90 relié au parallélogramme articulé 91, 92 qui permet d'in- cliner la tige 93 dans tous les sens autour de la rotule 94.
En face de chaque surface sustentatrice cette tige 93 porte des roulements à billes à rotule 95, 96 à l'anneau extérieur desquels sont fixées des douilles 97, 98 (voir la surface in- férieure). A l'intérieur de ces douilles sont montés des tubes 89 qui sont disposés à l'intérieur des surfaces sustentatrices
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et qui, quoique retenu? par les bouchons filetés 99, 100, peu- vent néamoins tourner librement à l'intérieur des douilles 97, 98 .
Vers l'extrémité de la surface sustentatrice ces tubes portent des vis 101, 102 dont les écrous 108, iL,4 sont munis de bras 105, 106 reliés à un petit longeron secondaire 107 qui réunit les nervures de l'extrémité de la surface. Les bras 105, 106 passent à travers des ouvertures ménagées dans ce lon- geron, grâce à quoi ils peuvent s'élever ou s'abaisser par rota- tion autour du tube 89, mais ils ne peuvent se déplacer latéra- lement. Enfin, une clavette 108, solidaire du longeron passe dans une rainure du tube 89 de manière à empêcher toute rota- tion de ce tube par rapport au longeron principal.
Quand le pilote agit sur le manche à balai, le roule- ment à billes 96 se trouve excentré par rapport à l'axe de ro- tation géométrique des surfaces qu'on supposera d'abord en ro- tation. il s'ensuit qne translation des vis ICI, 102 qui obli- gent les écrous 103, 104 à tourner. Le bord arrière de la sur- face sustentatrice se trouve ainsi relevé ou abaissé par rapport au bord d'attaque dans la région de la surface où agit le longeron secondaire il,17. far élasticité, cette déformation peut être réalisée sans nuire au rendement aérodynamique des surfaces.
Un comprend dès lors que les surfaces sustentatrices subiront ainsi une déformation différentielle périodique de nature à décentrer la poussée qu'elles produisent et à permet- tre par conséquent l'obtention de couples stabilisateurs.
Qaund les surfaces sont immobiles, fonctionnant comme surfaces portantes, le dispositif précédemment décrit assure la stabilité latérale comme dans un aéroplane ordinaire.
Il y a lieu de remarquer que le mécanisme d'incidence variable se combine avec celui du gauchissement sans que ces mécanismes se gênent l'un l'autre, grâce à la disposition des douilles 97, 98 qui permet aux tubes 89 de tourner librement sur eux-mêmes sous l'action des clavettes 108.