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Perfectionnements aux enveloppes de carénage pour moteurs d'aéronefs
Cette invention a trait à l'aéronautique et a principalement pour objet une construction perfectionnée d'enveloppe annulaire destinée aux moteurs des aéronefs , et en particulier aux moteurs du type radial statique actuellement en usage courant sur les avions.
En ce qui concerne le problème général qui consiste à réduire le plus possible les résistances parasites offertes à l'avancement des avions, problème dont l'importance est depuis longtemps reconnue, il va sans dire que, dans les tentatives effectuées à l'effet d'envelopper ou caréner les pièces autres que les ailes, on s'est attaohé à munir le moteur lui-même d'un écran ou enveloppe de protection.
On sait aussi qu'on supprime ou au moins réduit au minimum la turbulence del'air en donnant aux écrans, enveloppes ou éléments de carénage le profil des lignes de courant ou, en d'autres termes, en construisant les
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pièces de ce genre conformément au résultat bien connu. des recherches et études effectuées sur les organes ayant la forme d'une aile ou "aérofeuilles".
C'est pourquoi,dans la construction d'un dispositif de carénage annulaire pour moteurs que comportait un avion dénommé "Alert", construit et utilisé il y a plus de dix ans, on avait déjà appliqué le principe général d'une enveloppe ayant le profil d'une aile ou des lignes de courant.
plus récemment, les enveloppes destinées aux moteurs d'avions du type refroidi par l'air, statique et radial ont été étudiées d'une façon approfondie par le
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"National Advlbsory Committeé for Aefonautics" et les résultats de ces études ont été publiés, de sorte que, à l'heureactuelle, les enveloppes annulaires de ce genre sont habituellement désignées aux Etats-Unis sous l'appellation d'anneaux N.A.C.A. Les essais effectués à l'aide de ces enveloppes ont démontré qu'on peut obtenir une diminution de la résistance à l'avancement atteignant jusqu'à 40 % en munissant le moteur d'une enveloppe de carénage annulaire convenablement établie.
La présente invention ne concerne donc pas essentiellement le fait de munir un moteur d'avion d'une enveloppe annulaire ayant en section la forme d'une aile.
Elle a pour objets des détails de construction perfectionnés permettant de réaliser plus facilement le montage et l'enlèvement de l'enveloppe annulaire ou d'une partie de cette enveloppe en vue de faciliter la visite, l'entretien et les réparations du moteur.
Les buts ci-dessus et d'autres buts de l'invention seront mi s en évidence au coursde la description détaillée donnée ci-après en se référant aux dessins annexés, qui représentent à titre d'exemple un mode de réalisation
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satisfaisant d'une enveloppe annulaire pour moteurs suivant l'invention.
La figure 1 est une vue de face avec coupe verticale partielle de cette enveloppe, les lignes pointillées représentant les cylindres d'un moteur d'avion du type statique radial et refroidi par l'air; la figure 2 est une vus de profil avec coupeverticale partielle; les figures 3 et 4 sont des vues de profil représen- tant respectivement la section avant et la section arrière de l'enveloppe; la figure 5 est un détail à plusgrande échelle avec coupe partielle de l'assemblage entre les lèvres de la partie fendue d'une dessections d'enveloppe; la figure 6 est une coupe de l'enveloppe suivant 6-6 (figure 2); la figure 7 est un détail en perspective d'un an- neau servant à supporter l'enveloppe et représente une des paires de bras servant à fixer cet anneau au moteur;
la figure 8 est une vue en perspective d'une autre paire de bras servant à supporter ledit anneau; la figure 9 est un détail en coupe à plus grande échelle suivant 9-9 (figure 1); la figure 10 est un détail en coupe suivant 10-10 (figure 1); la figure 11 est une coupe à grande échelle du bord d'attaque et d'une partie de la section de l'enveloppe annulaire; la figure 12 est un détail à grande échelle du dispositif servant à fixer la paire de bras de la figure 8 à la section d'enveloppe arrière; la figure 13 est un détail des tampons amortisseurs intercalés entre le moteur et l'enveloppe;
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la figure 14 montre comment on monte les sections de l'enveloppe sur le moteur ou enlève lesdites sections dudit moteur.
Comme représenté dans les figures 2 à 4 inclus, une enveloppe annulaire établie suivant l'invention est composée d'une section avant 20 et d'une section arrière 21 assemblées l'une à l'autre comme représenté dans la figure 2 pour constituer un ensemble annulaire rigide qui fait légèrement saillie à l'avant aussi bien qu'à l'arrière par rapport aux cylindres 22 du moteur. Comme représenté dans la figure 1, l'ensemble rigide des deux sections enveloppe complètement les cylindres du moteur.
Cet ensemble possède en section transversale le profil d'une section d'aile comme représenté dans la figure 2, et les propriétés d'une section de ce genre. La section avant 20 va en se recourbant vers l'intérieur à son bord d'attaque et est de préférence recourbée ou roulée autour d'un tube ou tringle de renforcement 23 (voir figure 11).
L'enveloppe est supportée par un anneau 24 qui est de préférence fait d'une matière tubulaire et dont les dimensions sont telles que l'extrémité avant de la section d'enveloppe arrière 21 s'ajuste exactement autour de lui. A certains intervalles de sa périphérie, l'anneau 24 porte plusieurs paires de bras de support constitués par des tubes 25 (figures 1, 7 et 9) dont les extrémités externes sont de préférence soudées à l'anneau 24, les bras de chaque paire convergeant vers leurs extrémités internes qui sont soudées ou fixées de quelque autre manière convenable à une petite cornière d'attaohe 26. Les tubes 25 et l'anneau de support 24 sont de préférence disposés dans un même plan et de façon que chaque cornière d'attache 26 repose contre la face d'un'bossage on
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bride 28 d'un des cylindres 22.
La cornière 26 est percée d'un trou 27 à l'aide duquel on peut la fixer au moteur par l'un des boulons 29 servant à fixer à ce moteur l'extrémité à bride d'un tuyau d'échappement ou d'un tuyau d'admission, suivant le cas. Dans l'exemple partioulier représenté, on a prévu troispaires de bras de support 25 , 26 distribués à desintervalles égaux à l'intérieur de l'anneau. Cesorganes sont disposés de façon qu'ils alternent avec les éléments d'un second groupe de trois organes de support également disposés à des intervalles égaux à l'intérieur de l'anneau.
Ces derniersorganes sont composésde tubes 30 (figure 1) convenablement fixés par leurs extrémitésexternes à l'anneau 24 et divergeant vers l'intérieur, leurs extrémités in- ternes étant munies chacune d'une ferrure d'attache 31 percée pour permettre à un boulon de fixation de passer à travers ladite ferrure. Lesorganes de support 30 sont disposés de façon que les ferrures 31 s'appliquent contre lesfaces des bossages à tuyau d'échappement 28 de deux cylindres adjacents 22 et ,comme les ferrures 26, sont fixées au moteur par un desboulons 29 servant à fixer un tuyau au moteur.
Tour faciliter l'accès au moteur en vue de la visite et de l'entretien, la section d'enveloppe avant est fixée, comme il sera décrit ci-après plus en détail, à l'aide d'organes de fixation rapidement dêtachables,tandis que la section d'enveloppe arrière est fixée par un plus grand nombre d'organes d'attache que la section avant et, conjointement avec l'anneau de support 24 et les organes de support 25, 26, constitue le support principal de l'enveloppe entière. A titre de dispositif de contreventement supplémentaire servant à empêcher les vibrations ou trépidations de l'enveloppe, on a prévu une
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série d'organes de support 32 (figures 8, 8 et 12) qui vont du bord arrière de la section arrière 21 au moteur.
Les organes 32 sont de préférence constitués à l'aide d'un tube de métal plié en V comme représenté dans la figure 8. A l'extrémité fermée du V, le tube est découpé et estampé de façon à présenter une portée plane 33 percée d'un trou 34. A l'extrémité externe de chacune desbranches du V est soudée ou fixée de quelque autre manière convenable une petite ferrure en forme de trièdre droit 35 percée d'une ouverture 36 (figure 1).
Les deux ferrures 35 de chaque organe de support en V 32 sont agencées pour s'appliquer contre les faces des bossages deslumières d'admission et d'échappement de deux cylindres adjacents 22 et pour être fixées au moteur par des boulons de fixation des tuyaux. Le coude aplati 33 des organes de support en V 32 est fixé à la section d'enveloppe 21 près du bord arrière de cette section à l'aide d'un boulon 37, ladite section portant près de ce bord arrière une plaque de renforcement annulaire 38 (figure 12). Près de son extrémité avant, la section arrière 21 est supportée par l'anneau 24 ainsi que par une séried'organes de support 39 qui s'étendent latéra- lement à partir de l'anneau 24 et vers l'arrière dudit anneau.
Comme représenté clairement dans les figures 9 et 10, les organes 39 sont percés pour laisser passer un boulon 40 qui traverse une ouverture convenable pratiquée dans la paroi de la section d'enveloppe 21.
A son extrémité avant, le métal de la section d'enveloppe 21 est replié intérieurement sur lui-même cornue indiqué en 41 dans la figure 9 et, juste à l'arrière de cette partie repliée 41, la section 21 est restreinte ou déportée intérieurement, comme indiqué en 42, pour constituer à l'extrémité avant de ladite section une partie
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de fixation de diamètre moindre. A des intervalles convenables de la périphérie de la section 21 sont fixées à cette section, à l'aide de rivets 44, une série de plaques 43 qui s'étendent vers l'avant et s'ajustent exactement contre la face externe de la partie repliée et renforcée de la section 21.
Une fente à extrémité ouverte 45 prévue dans chacune des plaques 43 et dans les deux épaisseurs de la partie repliée de la section 21, laquelle partie est située à l'intérieur desdites plaques, s'étend vers l'intérieur à partir du bord avant de la zone avant rétrécie de ladite section.
Le bord arrière de la section avant 20 est aussi replié sur lui-même dans un but de renforcement et à cette section sont fixées, à certains intervalles, une série de plaques 46 prévues à raison d'une plaque pour chacune des plaques 43 de la section arrière. Sur la face interne et à l'arrière de la section avant 20 est fixée, juste au-dessous de chacune des plaques d'attache 46, une ferrure 47 (figure 9) munie de deux joues latérales et d'une paroi arrière 48 d'une seule pièce avec ces joues. A son extrémité inférieure, la paroi arrière 48 présente une fente 49 à travers laquelle peut passer un boulon 50.
Le boulon 50 est fileté à l'une de ses extrémités pour recevoir un écrou à oreilles 51 et pivote par son autre extrémité autour d'un axe 52 supporté par lesbranches d'une fourche 53 prévue à l'extrémité inférieure d'un goujon de blocage à tête 54. Les goujons 54 sont supportés dans des trous convenables pratiqués à certains intervallesdans l'anneau de support 24.
La disposition des pièces qui viennent d'être décrites est telle que chacun des goujons 54 est normalement maintenu dans le trou correspondant de l'anne'au 24 de façon qu'il soit disposé radialement par rapport audit anneau et que
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sa tête ou élargissement fasse saillie vers l'extérieur sur ledit anneau d'une distance suffisante pour permettre aux plaques 43 et 46 des sections d'enveloppe 20 et 21 d'être placées, à recouvrement l'une par rapport à l'autre, au-dessous de la tête dudit goujon, lesfentes 45 et 49 permettant aux sections d'enveloppe et aux plaques 43, 46 d'être insérées par un mouvement de glissement latéral au-dessous des têtes des goujons, ainsi qu'il est facile de le comprendre,
pour monter ou démonter l'envelopper Lorsque lessections de l'enveloppe ont été assemblées, on les fixe solidement dans leur position d'assemblage à l'aide du boulon 50 et de l' éorou 51, le serrage dudit écrou contre la paroi 48 de la ferrure 47 ayant pour effet de presser fortement le bord arrière de la section avant 20 contre le rebord 42 de la section arrière 21. Une rondelle de compensation 56 est de préférence intercalée entre la paroi 48 de la ferrure 47 et l'écrou à oreilles 51.
Dans le but de faciliter le montage et le démontage des sections d'enveloppe, chacune des sections 20, 21 est fendue de l'avant à l'arrière comme indiqué en 57 dans la figure 2. Les lèvres de la fente sont agencées pour être disposées à recouvrement, comme indiqué dans la figure 6, une des dites lèvres étant à cet effet déportée intérieurement, comme indiqué én 58. Ces lèvres désignées par 59, 60 dans la figure 6, présentent à des intervalles convenables des trous destinés à recevoir des boulons 61 munis d'écrous de serrage 62 servant à maintenir lesdites lèvres dans la position de recouvrement. A cet endroit le tube de renforcement prévu au bord avant à bourrelet de la section avant se termine un peu en deçà de la lèvre 59, comme indiqué clairement dans la figure 5, pour constituer un manohon 63.
Dans l'autre
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lèvre de la section est insérée une goupille 64 qui est fixée au bourrelet à l'aide de rivets 65 ou d'autres organes convenables. La lèvre 60 est découpée, comme in- diqué en 66, ce qui permet de disposer les lèvres 59, 60 à recouvrement sans que le bourrelet de la section avant fasse obstacle à ce mode d'assemblage.
Sur la face interne de la section d'enveloppe 20 sont fixés, à des intervalles convenable, une série de tampons amortisseurs 67 faits de toute manière molle ou élastique convenable. Ces tampons sont agencés poux s'appliquer contre les parties internes saillantes du moteur, qui entreraient autrement en contact avec l'enveloppe. On évite ainsi le contact métallique direct de l'enveloppe et du moteur et le bruit désagréable qui en résulterait.
Le montage des piècesest effectué de la façon suivante:
On fixe d'abord l'anneau de support 24 au moteur à l'aide desorganes 25, 26, 30 et 31, qui sont eux-mêmesfixés au moteur à l'aide desmêmes boulons que ceux servant à fixer les tuyaux d'échappement et d'admission aux brides ou bossages des cylindre 22, ainsi qu'on l'a dit précédemment. On fixe aussi les organes de support en V 32 de la section arrière 21 aux cylindres du moteur à l'aide des boulons qui fixent les tuyaux d'échap- pement et d'admission à ces cylindres. Lorsque l'anneau de support et les organes de support en V 32 ont été fixés solidement au moteur, on passe la section d'enveloppe fendue 21 autour de l'hélice de la manière indiquée dans la figure 14.
Lorsque ladite section est descendue à une position située sensiblement à l'alignement du moteur, on ouvre la section en écartant élastiquement la section dans une mesure suffisante pour permettre à la
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fente de passer d'un côté à l'autre de l'hélice.comme indiqué dans la figure 14. On fait alors glisser la section d'enveloppe 21 vers l'arrière au-dessus des cylindres du moteur et en regard des goujons 54, puis on la fait mouvoir vers l'avant de façon que les fentes 45 embrassent cesgoujons et que les plaques 43 s'engagent au-dessous des têtes ou élargissements desdits goujons.
Les pièces sont disposées de telle sorte que , lorsque la, section arrière de l'enveloppe est entrée en prise avec les goujons 54, cette section occupe sur les supports en V 32 une position telle que les trous prévus dans l'extrémité arrière de ladite section sont alignés avec les trous 34 des organes 32 et que les trous des organes de support 39 sont aussi alignés avec les trous ménagés dans l'extrémité avant de la section 21 pour recevoir les boulons 40. On insère alors les boulons 40 et 37 et on !ces fixe en position par lesécrous correspondants.
On glisse alors la section d'anneau avant 20 par- dassus l'hélice d'une manière analogue à celle qui vient d'ptre décrite pour la section arrière. Lorsque l'extrémité a l'ente de cette section 20 a été engagée vers l'arrière d'un côté à l'autre de l'hélice, on déplace cette section vers l'arrière au-dessus du moteur et on glisse l'extrémité arrière renforcée de ladite section sur l'extrémité avant renforcée et rétrécie de la section 21 en assemblant les fentes 55 prévues dans les plaques 46 et dans l'extrémité arrière de la section avec les extrémités externes des goujons 54.
Avant d'assembler les deux sections 20, 21 on dispose les lèvres de la section 20 à recouvrement l'une par rapport à l'autre, insère les boulons 61 dans les trou destinés à lerecevoir et visse les.écrous.62 à fond sur ces boulons. Lorsque les deux sections d'enveloppe 20, 21 ont été assemblées, on
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fait pivoter les boulons 50 vers le haut de façon à les engager dans les fentes 49 des ferrures 47 et l'on serre les écrous à oreilles 51 pour fixer rigidement la section avant 20 dans la position d'assemblage et de verrouillage aveo la section arrière 21.
Si l'on désire enlever la section avant 21 pour la visite ou l'entretien du moteur, on peut le faire aisément en desserrant les écrous à oreilles 51 et en faisant pivoter les boulons 50 vers le bas autour de leurs axes 52 de façon à les dégager des ferrures 47.
On enlève alors les boulons 61 qui mai tiennent assemblées les lèvres de la section d'enveloppe et l'on peut alors enlever les sections avant et arrière en inversant les manoeuvres exécutées pour poser ces sections sur le moteur. Il ne sera usuellement pas nécessaire, en vue des opérations usuelles effectuées pour les réparations peu importantes et l'entretien, d'enlever la section arrière 21.
Il ressort de ce qui précède que l'enveloppe annulaire entière est fixée très solidement et très rigi- dement au moteur par l'anneau de support 24, qui est lui-même fixé rigidement à ce moteur par un nombre relativement grand de bras de support diamétralement opposés.
La section avant est fixée solidement à la section arrière et à l'année de support sensiblement rigide 24 en une série de points espacés par desorganes de fixation facilement accessibles et rapidement détachables.
La disposition des supports en V 32, fixés directement au moteur par leurs extrémités internes et boulonnés au bord de renforcement arrière de la section arrière 21, contribue, conjointement avec la fixation de l'extrémité avant de la section arrière par les organes39 et les boulons 40, ainsi que par les goujons de blocage 54, à
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supporter l'enveloppe annulaire entière par un dispositif de contreventement à membrures triangulaires propre à résister efficacement aux forces auxquelles l'enveloppe est soumise pendant le vol d'un avion.
Comme représenté clairement dans la figure 2, la section transversale de l'enveloppe complètement assemblée, composée des sections 20 et 21, possède le profil d'une aile qui, pendant le vol, est disposée suivant un angle d'incidence positif. Ce profil est tel que le oourant d'air se mouvant vers le corps de la nacelle ou du fuselage se trouvera déporté vers l'arrière du moteur,ce qui supprime ou diminue dans une mesure marquée les effets de turbulence nuisibles auxquels ce courant d'air serait autrement soumis par les cylindres saillants du moteur.
On a représenté l'application de l'enveloppe annulaire à un moteur monté sur l'extrémité avant ou nez d'un fuselage, mais il est bien entendu que cetté enveloppe peut être appliquée aux moteurs extérieurs supportés par les ailes de l'avion ou à un moteur placé à tout autre endroit de l'avion.
Il est bien entendu que la forme, le nombre et l'emplacement particulier des bras de support appliqué en combinaison avec l'anneau de support 24 dans le mode de réalisation décrit et représenté n'ont été indiqués qu'à tire d'exemple et que l'invention n'est pas limitée à ces détails. Il est en outre bien entendu que l'invention n'est pas limitée au boulonnage desdits bras sur les tuyaux d'échappement et d'admission. De même, les détails de construction sont susceptibles de recevoir un grand nombre de modifications sans s'écarter de l'esprit de l'invention.