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"Avion à ailes tournantes".
L'objet de la présente invention est un avion à ailes tournantes dans lequel les différentes ailes sont réunies entre elles par un système de leviers, articule lui-même sur l'axe de rotation. Ce système de leviers peut être construit de différentes manières. Il peut âtre constitue,par exemple,par un simple fléau de balance,mais il peut aussi être constitue par une pièce basculante,afin de permettre les mouvements dais toutes les directions. Dans l'exécution qui comprend un fléau' de balança,les points d'attaque des ailes ne peuvent exécuter qu'un mouvement de basculement par rapport à l'axe de rotation.
L'utilisation d'un simple flëau de balance est recommandée peur les avions dans lesquels on prévoit,par exemple: doux-* ailes, tnadis que dans les avions à plusieurs ailes, :il faut préférer la pièce basculante qui peut se placer dans toute s
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les directions,ce qui offre en même temps l'avantage que les forces partantes de plus de deux ailes ou leurs forces cantri- fuges se compensent mutuellement . L'articulation de la pièce basculante sur l'axe de rotation du système rotatif des ailes s'effectue par exemple par cardan,par un joint sphérique ou par un dispositif analogue.
Les ailes peuvent être articulées directement sur le fléau de balance ou sur la pièce basculante,mais ellas peuvent aussi être articulées sur l'axe de rotation du système et être réunies à la pièce basculante articulée sur l'axe de rotation, avec in- teroalation d'un système de barres.
Cette disposition nouvelle de l'articulation des ailes rotativesne suffit pas encore pour déterminer un plan de rotation normal des ailes; il faut pour cela,d'après la présente invention, un dispositif qui empêche les ailes d'effectuer autour de leur axe longitudinal et, en particulier, les pièces d'articulation entre les ailes et la pièce basculante, un mouvement de torsion autour de l'axe de rotation du système quand la pièce basculante effectue des mouvements basculants , Ce défaut peut être supprimé en montait les ailes ou leurs pièces d'articulation, de façon qu'elles puissent tourner à l'intérieur de la piècedu milieu et qu'elles soient réunies à l'axe de rotation du système rotatif des ailes à l'aide de :
pièces intermédiaires, par exemple des piècesd'articulation, des arbres télescopiques, des articulations à cardan,etc., de sorte que les ailepeuvent bien tourner par rapport à la pièce basculante et autour de leur axe longitudinal,mais pas autour de l'arbre.
Si l'on réunit ces pièces intermédiaires, non pas avec l'axe de rotation, ou avec un indicateur de direction solidaire da cet axe,mais avec un indicateur de direction basculant autour d'une articulation à cardan, on peut modifier la position du plan de rotation en déplaçant cet indicateur de direction et l'on peut diriger ainsi l'avion autour de l'axe vertical,de l'axe
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longitudinal. et de l'axe transversal.
Les moyens décritspour agir sur la position du plan de rotation du système ne suffisant pas encore pour ajouter à la modification de l'angle d'attaque destinée à conserver un plan de rotation donné ou déplacer ce plan de rotation,la modifica- tion supplémentaire transformant l'hélice partante en une hélice soulevant l'avion et inversement.
Cette transformation exige, en effet, également une modifiaation de l'angle d'attaque de l'aile. Oette modification peut se faire avantageusement en utilisant la force centrifuge, ce qu'on peut obtenir en dispo.. sant les ailesde façon qu'ellespuissent glisser le long de leur axe longitudinal. On peut disposer, à cet effet, un filet de guidage pour une tige ou un autre guidage avec plan incliné, qui modifie l'angle d'attaque de l'aile quand elle glisse lon, gitudinalement. Il est indiqué que ce mouvement de l'aile se fasse de telle' façon qu'il faille vaincre une résistance éta-. lonnée (par exemple un ressort ou un poids) .
Ce dispositif permet d'obtenir que la modification de l'angle d'attaque se fasse automatiquement en fonction du nombre de tours . On mmtre plus bas également un dispositif dans lequel le déplacement auto- matique se fait sous l'action de la variation du couple. Le dé- placement automatique à l'aide de la force centrifuge! où égale- ment de l'action du couple offre l'avantage que l'appareil de commande ne devient pas trop compliqué.
Si,par exemple, on dispose plusieurs commandes par tiges filetées avec des inclinai s ans différentes et placées en diffé- rents points de l'aile, on obtient un décalage inégal des dif- férentes parties de l'aile et, par conséquent, une torsion de l'aile.
Dans ce qui suit, on fait ressortir à titre d'exenple troispossibilités d'application pour ledéplacement automatique ou la torsion.
1 ) Au repos , c'est-à-dire quand elles ne tournent pas
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les ailes qui,par exemple, ne sent pas tordues, ont la forme d'ailes portantes, (permettant par exemple l'autorotation).
Quand on atteint une vitesse de rotation déterminée,les ailes passent par exemple d'une inclinaison de - 2 degrés, à + 8 de- grés et sont utilisées comme des ailes sans torsion destinées à soulever l'avion. Si la vitesse de rotation descend en dessous d'une valeur déterminée, les ailes sont de nouveau placées de façon à avoir un angle d'attaque de - 2 degrés.
2 ) Au repos, c'est-à-dire quand elles ne tournent pas, les ailes sans torsion et construites pour servir à soulever l'avion ,sont placées de telle façon que les différents profils de la moitié extérieure de l'aile aient un angle d'attaque qui, en allant de l'extérieur vers l'intérieur, soit par exemple de - 2 , -3 , -2 , -1 et 0 , de sorte que les ailes peuvent agir comme ailes portantes à autorotaticn si on atteint alors une vitesse de rotation déterminée, on décale les ailes comme un ensemble par exemple de 8 , de sorte que les différents profils de la moitié extérieure de l'aile aient, en partant de l'extérieur vers l'intérieur, un angle d'attaque qui s oit par exemple de +4 , +5 , +6 ,+7 et +8 .
Si la vitesse de rotation tombe en dessous d'une certaine valeur, on remet les ailes dans la position qu'elles occupaient au repos .
3 ) Les ailes, au repos, occupent la position dans laquelle elles agissent comme ailes portantes et ne sont pas tordues au début (l'autorotation est possible). Quand on atteint une vites, se de rotation déterminée, on augmente l'angle d'attaque et les ailes sont en même temps tordues,de sorte qu'elles peuvent, à partir de ce moment, fonctionner comme de bonnes ailes pour soulever l'avion. Si la vitesse de rotation tanbe en dessous d'une certaine valeur,les ailesreviennent dansla position où elles fonctionnent en ailes portantes (par exemple en prenant la forme d'ailes non tordues).
Ces formes d'exécution qui décrivent la modification auto,
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matique de l'inclinaison desailes ou leur torsion, n'excluent pas cependant que l'invention s'étende également à des formes d'exécution dans lesquelles la modification de l'angle d'atta- que et, en particulier, la torsion des ailes sont actionnées par le pilota de l'avion et à l'aide de pièces de transmission appropriées.
La disposition déorite permet à un avion de monter canna un avion qu'une hélice! soulevé et de continuer son vol comme un avion qu'une hélice maintient en l'air et qui possède une hélice tractive spéciale. La disposition permet également d'obtenir que dans le cas,par exemple , d'une panne de moteur, l'hélice qui soulève l'avion se transforme ou soit transformée en une hélice qui maintient l'avion,de sorte que cette hélice, tourne d'elle-même et qu'on, peut procéder à.
un atterrissage de secours. 0 'est pourquoi il est indiqué de prévoir un dispositif de roue libre entre le moteur et l'axe de rotation du système des ailes rotatives,
L'avion peut également monter d'abord verticalement comme un avion qu'une hélice soûler,pour continuer son vol ,quand on a atteint la hauteur désirée, à l'aide de l'axe de rotation qu'on place obliquement,l'hélice qui soulevait l'avion servait en même temps à l'avancement.
Dans les avions connus dans lesquels on a dispose d'un seul côté une hélice de compensation ou des plans compensateurs, il reste une force latérale libre qui écarte l'avion de la di- rection dans laquelle il doit s'élever. Il est possible, grâce à la disposition décrite pour les organes de commande,de produire une force contraire par l'inclinaison du plan de rotation qui agit en sons contraire de la force latérale libre et perturbatriae de l'hélice compensatrice. Il est avantageux que l'hélice compensatrice soit disposée de telle façon que son centre se trouve à peu près à la hauteur du centre de l'aile portante, mais en tout cas au-dessus de l'axe longitudinal du fuselage.
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On évite de cette façon des forces latérales désagréables.
Il est avantageux de monter directement l'axe de rotatioo. du système tournant de façon qu'il soit incliné vers l'avant par rapport à l'axe longitudinal du fuselage. Dans les dessins, l'objet de l'invention est représenté sous la forme de plusieurs exemplesd'exécution.
La figure 1 représente la vue avant d'un avion à ailes rotatives,dans lequel ces ailes sont articulées sur un fléau de balance et la figure 2 est la vue en plan correspondante.
Sur le fuselage 1 de l' avion,les ailes rotatives 2 sont articulées aux extrémités d'un levier 4 à deux bras, supporté par l'axe de rotation 3,de façon à pouvoir basculer autour de cet axe, le levier 4 étant construit comme un fléau de balance.
La figure 3 représente la vue en plan d'une disposition dans laquelleles ailes 2 sont disposées de faç on à pouvoir tourner sur une piècebasculante 5 articulée sur l'axe de rotation 3 à l'aide d'un cardan.
La figure 4 représente une vue avant d'un avion à aile rotatives,dans lequel ces ailes sont réunies à une pièce bas- culante articulée sur l'axe de rotation, par l'intercalation d'un système de barres. Les ailes 2 sont réunies par une articulation à l'axe de rotation 3 par l'intermédiaire des pièces d'assemblage 6 articulées sur ces ailes,tandis que sur les pièces d'as- semblage 6 sont articulées des barres 7 articulées à leur tour sur une pièce basculante 8,qui tourne par rapport à l'axe de la rotation 3, avec lequel cette pièce basculante est assemblée par l'intermédiaire d'un cardan ou d'une articulation.
La figure 5 représente une vue avant d'une disposition dans laquelle les ailes sont articulées dans des leviers d'angle, dont le bras libre s'articule sur une pièce d'assemblage qui se déplacelibrement. Chacune des ailesrotatives 2 est articulée sur l'un des bras 9 d'un levier d'angle à deux bras,dont l'autre bras 10 attaque ,par son extrémité une pièce d'aesanblage
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11 qui se déplace librement. Les leviersd'angle 9,10 tournent autour d'un :point de rotation 12 situé sur une pièce -intermé- diaire 13 assemblée avec l'axe de rotation. Dans cette disposition,le mouvement de montée et de descente de l'aile est transmis réciproquement par l'action des leviers d'angle sur la pièce d'assemblage 11 qui se déplace librement.
Il est indifférent de placer la pièce d'assemblage 11 qui àe déplaça' librement au-dessus ou en dessous du point d'articula.tion des ailes.
La figure 6 montre une coupe longitudinale d'une disposi- tion dans laquelle les ailes Qu leurs pièces d'articulation tournent à l'intérieur de la :pièce basculante. Dans la pièce basculante 14 suspendue par un cardan à l'axe de rotation 3, on a disposé sur le pourtour de cette pièce, et de façon à pouvoir tourner dans cette pièce,les tourillons 15 articulés sur les ailes 2. L'assemblage de ces tourillons 15 avec l'axe de rotation 3 où avec l'indicateur de direction 3a solidaire de l'axe de rotation doit empêcher que les ailes 2 tournent autour de leur axe longitudinal par rapport à l'axe de rotation du système, et à cet effet on, a prévu des pièces intermédiaires 16 télescopiques assemblées par cardan.
La figure 7 maître une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de l'application représentée dans la figure 6,maisclans laquelle les pièces d'articulation 15 qui tournent par rapport à la pièce basculante 14 sont réunies chacune avec un levier 17,dont l'extrémité libre se termine en un point qui est décalé de 90 par rapport au point d'attaque du levier et est assemblée à ce point avec une barre d'articulation 19,qui est articulée,de préférence à l'aide d'un joint sphérique,sur un indicateur de direction 20 solidaire de l'axe de rotation 3.
La figure 8 est la vue en plan correspondante, coupée suivant la ligne A-B de la figure 7. On peut voir dans la vue en plan donnée par la figure 8 qu'il n'est pas nécessaire dans
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tous les cas d'empêcher l'aile 2 tout entière de modifier son angle de calage,mais d'empêcher seulement une partie 2a de modifier cet angle. Au lieu de choisir l'extrémité de l'aile 2a, on pourrait tout aussi bien choisir une autre partie de la surface de l'aile,par exemple le bord de fuite de l'aile. Dans un cas de ce genre,les parties citées de l'aile sont réunies au levier 17 par l'intermédiaire du tourillon 15a, de l'articulation à cardan et d'un arbre auxiliaire. La partie normale 2 de l'allé participe dans ce cas au décalage déterminé par le mouveinent de la pièce basculante 14.
La figure 9 représente une coupa longitudinale d'une forme d'exécution identique à celle qui est représentée dans la figure 8, mais dans laquelle les leviers sont articulés sur un indicateur de direction basculant autour d'une articu- lation à cardan. La forme d'exécution peut alors âtre disposée par exemple de telle façon que l'on prévoit un indicateur de direction 22 oscillant autour du cardan 21 sur le pourtour duquel est placéé un anneau 23 de palier à bille s, sur le quel attaque le levier de commande 24.
Le jeu de barres 19 dont les extrémités libress attaquent les leviers 17 qui tournent autour des tourillons 15, sont réunis à l'indicateur de direction basculant 22. Cette dispo- sition donne le moyen de diriger l'avion autour de l'axe vertical,de l'axe transversal et de l'axe longitudinal sans l'uti- lisation des plans de commande habituels (ailes,gouvernails).
La figure 10 donne une vue en plan de la disposition des ailes rotatives,dans laquelle on a placé entre les ailes 2 proprement dites,de petites ailes 25 de commande sur lesquelles attaquant les organesde commande.
La figure 11 représente en coupe longitudinale la disposition des ailes,dans laquelle on utilise la force centrifuge.
Sur la pièce basculante 14 suspendue à la cardan sur l'axe de
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rotation 3 s'articule l'aile 2 avec son arbre longitudinal 26,, L'aile 2 peut glisser le long de cet arbre longitudinal et est maintenu dans sa position normale par un ressort 27 ou par un autre moyen. On a disposé sur 1 'axe arbre longitudinal 26 des filets de guidage 28 pour cet arbre dont la partie fixe 29 est solidaire de l'aile 2.
Si par suite de la forae centrifuge qui prend naissance la résistance du ressort 27 intercalé est vain- cue, l'aile 2 effectue une rotation en glissant et en s'éloignant de l'axe de rotation :5 par suite des filets de guidage disposés sur l'axe longitudinal,cette rotation ayant des amplitudes différentes dans les différentes parties de l'aile par suite de l'inclinaison différente desfilets de guidage,ce qui produit une torsion de l'aile.
La figure 12 donne une coupe longitudinale d'une disposition qui permet de donner à l'aile 2 non. pas une torsion ,mais une simple modification de l'angle de calage, En outre, on montre dans cette figure comment la pointe 2a de l'aile peut être déplacée, ou commandée individuellement. On a prévu une articulation à cardan 30 sur le levier 17 qui peut tourner autour de son point de fixation situé sur la pièce basculante 14, Un arbre auxiliaire 31 part de cette articulation 30,traverse le tube creux 32 et passe dans un filet de guidage 33 placé lui.. même à l'intérieur d'un deuxième arbre auxiliaire 34 logé dans: le tube creux 32 et se termine dans la pointe de l'aile 2a .
Sous l' action de la force centrifuge,la partie principale 2 de l'aile est lancée vers l'extérieur,tandis que le filetage 35 modifie son angle d'attaque après qu'elle a vaincu la résistança d'un ressort 36 (voir figure 13). Ce ressort 36 est plaoé entre les bras de leviers 37 et 38%'Par suite du rapport des leviers, le ressort interposé peut être petit. Lorsque l'aile 2 modifie son angle d'attaque automatiquement,la pointe 2a de l'aile modifie par suite de l'action du filet de guidage 33 son angle d'attaque d'une quantité égale,supérieure ou in-
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férieure, suivant l'inclinaison choisie pour le filetage 33, et sans que quoique ce soit se modifie dans la position de l'arbre auxiliaire 31.
La figure 14 maître encore une fois la possibilité de tordre l'aile en utilisant plusieurs filets,comme dans la figure 11. On a représenté, en même tempe,clans cette figure, l'action particulière exercée sur la pointe 2a de l'aile telle qu'elle est caractérisée par la figure 12.
La figure 15 donne une coupe longitudinale par l'axe de rotation avec le dispositif pour l'utilisation du couple qui prend naissance sur l'axe de rotation. Cette disposition est telle que la :pièce basculante 14 n'est pas articulée directement sur l'axe de rotation 3,mais qu'elle s'articule sur un tourillon 39 avec lequel elle est assemblée par un cardan et qui se déplace par rapport a l'axe de rotation en se dévissant ou en se vissant sur cet axe, de sorte qu'on peut obtenir par ce dispositif une modification complémentaire- de l'angle d'attaque de l'aile à l'aide de l'indicateur 22 de direction qui est relié au tou- rillon 39.
La figure 16 donne une vue avant d'un avion dans lequel le couple de l'hélice qui soulève l'avion est compensé par une hélice 40 disposée par exemple à l'extrémité arrière du fuselage 1. L'action de cette hélice de compensation fait naître une force libre perturbatrice qui écarte l'avion de la direction voulue, en particulier lors de la montée, D'après l'invention, on combat cette force latérale perturbatrice de l'hélice de compensation en plaçant le plan de rotation de l'aile 2 obliquement,cette obliquité étant obtenue à l'aide du levier de ccmman- de 24, de l'indicateur de direction 22 et du jeu de barres 19.
Dans cette disposition, on a disposé une hélice spéciale 41, par exemple pour l'avancement de l'avion.
Cette position oblique du plan de rotation peut également être utilisée pour compenser la force latérale libre perturba-
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trioe qui se produit quand on dispose des plans compensateurs à l'arriéra,par exemple, et d'un seul Gâté pour compenser le coupla de l'hélice qui soulève l'avion et qui sont dans le sillage de l'hélice qui soulève l'avion.
La figure 17 donne une vue latérale d'un avion dans lequel l'axe de rotation 3 est monté immédiatement avec une inclinaison en avant par rapport au fuselage. L'hélice de compensation 40 a son axe situé plus haut que l'axe du fuselage et dans le cas présent son axe est,par exemple en position de marche, à la même hauteur que la pièce du milieu de l'hélice qui soulève l'avion.