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HELICOPTERE
Nioolas FLORINE à.Forest-lez-Bruxelles.
Pour contrebalancer le couple des réactions de l'air sur l'en- semble de 1engin,.la plupart des hélicoptères construits jusqu'à présent comporte un nombre pair d'hélices dont la moitié tourne à droite et la moitié à gauche. Or cette disposition annule du 'mime coup l'action gyroscopique et une aotion aérodynamique ana- ,logue qui rendent stable une hélice isolée.
La présente invention concerne un hélicoptère conçu de façon à contrebalancer le couple des réactions sans recours aux hélices tournant en sens inverses et de profiter,par conséquent,de l'action stabilisatrice d'un ensemble d'hélices tournant dans le même sens.
Cet hélicoptère comporte deux ou un plus grand nombre d'hélices tournant toutes dans le même sens.Les axes de ces hélices ne ,se coupent pas et ne sont pas parallèles,l'ensemble des tractions ,de toutes les hélices se réduit à une force égale et opposée,au ; poids de l'hélicoptère et à un couple égal et opposé à la somme ,des couples de réaction de toutes les hélices.Ces conditions peu- 'vent être réalisées d'un nombre infini de manières.La présente 'invention concerne plus spécialement leur réalisation dans le cas !de deux ou plusieurs hélices à peu près identiques disposées sy- métriquement autour. du centre de gravité.
La fig.l présente en plan,la fig. 3 vu de côté,et la fig.4 vu :de face,un hélicoptère à deux hélices H1 et Eg Elles tournent ,dans le sens indiqué par les flèches f et communiquent au fuselage F les tractions T1 et T2 et les couples M et M2. Les axes des
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hélices se trouvent dans des plans verticaux perpendiculaires au plan de symétrie du fuselage et sont inclinés à la verticale sous les angles #1 et #2.
Dans le cas de symétrie, nous aurons :
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77;= T .N1. - '' ', - efz = <: G, - et les équations d'équilibre donneront @ égal au poids
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et 2TGsa,.., = 2M cas d'où on déduit l'angle d'inclinaison des axes
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De la même manière,on trouve l'angle . pour le cas des trois hélices représentées par la fig. 2 et pour n'importe quel autre nombre d'hélices.
Nous décrirons ci-après la façon dont pourra être réalisé cons- tructivement l'hélicoptère,basé sur le principe exposé ci-dessus et représenté sur les figures 1, 3 et 4.
Dans le fuselage F se trouve le moteur M,dont la rotation est transmise par l'intermédiaire de l'embrayage E à l'engrenage co- nique Ci,de l'arbre vertical v à l'engrenage conique C2 et aux deux-arbres horizontaux h,qui transmettent dans les noeuds N la ro- tation aux cloches porte-hélices.
En outre,le fuselage est muni d'un train d'atterrissage A, de surfaces auxiliaires mobiles,horizontale S1 et verticale S2, con- tribuant à maintenir la stabilité pendant la translation et de
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tous les accessoires nécessaires,aoonme les commandes, l'installation du moteur, siège du pilote P,. etc...
Pendant le mouvement de translation qui se fait dans la direc- tion V les hélices tournent dans le sens f (fig.l et 3),la pale gauche est soumise à une vitesse plus grande que la droite et une hélice à pas non variable serait soumise à un couple de renverse- ment tendant à soulever la partie gauche et à abaisser la droite.
De plus pour vaincre les résistances passives,il faudrait incliner
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'l'hélicoptère vers l'avant pour obtenir une composante horizontale de la traotion dirigée dans le sens de la vitesse.Pour oontreba- lancer le couple de renversement et pouvoir produire des couples de commande dans le'sens voulu,l'hélicoptère est muni d'un dispo- sitif spécial permettant de modifier les angles d'attaque des pales soit en les augmentant ou diminuant de la même grandeur pour tou- tes les pales, soit en augmentant l'angle d'attaque au moment où la pale se trouve à droite et en le diminuant quand elle se trouve à gauche ou inversement.
Par conséquent,lesmanoeuvres suivantes pourront être exécutées
1 )Couple de roulis - en donnant aux pales de gauche un angle dif- férent de celles de droite.
2 )Couple de tangage - en donnant à toutes les pales de l'hélice avant un angle supérieur ou inférieur à l'angle des pales de l'hélice arrière.
3 )Montée ou descente.- en modifiant de la même quantité à hombre de tours constant,l'angle d'attaque de toutes les pal es.
De plus,en tournant dans les sens inverses autour de l'axe des arbres h les cloches porte-hélices,on peut modifier l'angle 5- et amorcer ou supprimer un mouvement de rotation autour d'au axe ver- tical. Les dispositifs permettant de réaliser les manoeuvres ci- dessus se trouvent dans les noeuds N(fig.3) et sont représentés en détail, sur les fig. 5 et 6.
Le bâti (1) attaché rigidement au fuselage porte deux paliers (2) sur lesquels pivote un carter en forme de T renversé (3) lié en plus au bâti par un tendeur à filets opposés (4) qui permet de modifier l'inclinaison du carter (l'angle ). Le carter porte les paliers (5) dans lesquels tourne l'arbre h (voir aussi fig.3) por- tant le pignon conique (6). Le pignon (6) s'engrène avec une cou- ronne faisant corps avec la cloche (7) qui porte quatre bras (8) et qui tourne autour du carter (3) au moyen des paliers et butées(9)
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Les bras (8) supportent les pales d'hélice (10) au moyen des paliers et butées (11).A l'origine des pales (10) sont rigidement liés,les guignols (12) qui permettent de modifier l'incidence des pales.
Les guignols (12) font partie des parallélogrammes articu- lés auxquels par les doigts (13) sont attachés les galets (14).
Les galets (14) sont appuyés par les ressorts(15)et l'action aé- rodynamique assurée par un choix convenable de la position de l'axe de pivotement de la pale par rapport au centre de poussée sur les pales,contre le chemin de roulement(16).Le chemin de roulement (16) est lié en (I7)par une articulation à deux pattes de la douille (18) qui peut glisser sans tourner sur le carter(3) .De cette façon le chemin de roulement peut monter et descendre ou basculer en modi- fiant les incidences des pales.
La tendance du chemin de roulement à descendre sous l'action des ressorts (15) est équilibrée par le ressort (15a)comprimé entre le carter (3) et la douille (18).
Pour permettre la commande de la position du chemin de roulement il porte deux oreilles (19) qui suivent au moyen des tiges articu- lées (20)le mouvement des extrémités des leviers(21)pivotant autour des points (22) sur le carter(3).Aux autres extrémités des levie (2I)sont articulées les tiges(23) qui agissent à leur tour sur les guignols (2,4)fixés sur les axes (25) supportés par les consoles (26) solidaires du bâti (1).
La fig.(7) présente en perspective,schématiquement,la manière dont les mouvements de commande sont transmises du siège du pilote vers les axes (25) (fig.5,6 et 7).La seconde extrémité des tubes (25) porte les guignols (26) agissant par les tiges (27) sur les pièces coudées (28) articulées sur une paire de bras de la croix(29) dont l'autre paire de vras pivote dans les paliers (30) fixés au fu- selage. Les deux pièces (28) sont liées par un tendeur à filets op- posés (31) permettant de faire varier de la même grandeur et dans le
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même sens les incidences de toutes les pales des deux hélices.Le manche d'une des pièces (28) porte la poignée (32)sur laquelle agit la main du pilote.En l'avançant on diminue les angles d'at- taque de l'hélice arrière et on augmente delles de l'hélioe avant.
En l'inclinant on produit un couple qui incline l'hélicoptère dans le sens de l'inclinaison du manche.
La rotation des douilles-des tendeurs (4)modifiant l'angle se fait par un câble enroulé sur les douilles(4) passant par les poulies(34) et attaché au palonnier(35). Ce palonnier, comme dans le cas d'un avion pivote autour d'un axe vertical(36) et il est actionné par les pieds du pilote.
En résumé,l'invention revendique les caractéristiques nouvel- les ci-après:
1 Stabilité de l'hélicoptère par l'effet,gyroscopique et aérody- namique,d'hélices tournant dans le même sens en contrebalaçant le couple de réaction par une inclinaison convenable des axes de traction.
2 Application du principe énoncé au p.l pour le cas de deux ou plusieurs hélices à peu près identiques disposés à peu près d'une façon symétrique autour du centre de gravité.
3 Réalisation du vol horizontal d'un hélicoptère avec hélices tournant dans le même sens en inclinant l'ensemble vers l'avant et en supprimant le couple de renversement latéral pat augmenta- tion de l'incidence des pales allant avec le vent et diminuant de celle alant oontre le vent.
4 Disposition:,générale des transmissions,des surfaces stabili- satrices et des autres organes d'un hélicoptère à deux hélices, telle que décrite ci-dessus.
5 Mécanisme de transmission de la rotation de l'arbre horizontal aux hélices permettant de modifier les incidences des pales par déplacement d'un chemin de roulement sur lequel roulent les galets
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liés aux pales d'hélices, comme dévrit ci-dessus.
6 Commande de position du chemin de roulement correspondant au roulis et tangage à partir du siège du pilote par manche unique avec faculté de montée et desoente par action sur un tendeur lié au même manche.
7 Commande du tendeur modifiant le couple autour de l'axe ver- tical par un palonnier .