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Hélice aérienne à pales à pas automatiquement variable.
Les hélices aériennes dont le pas des pales se règle automatiquement suivant une condition de marche variable, telle que la vitesse du vol, la vitesse de l'hélice, la pression des remous ou la pression de l'air comportent un dispositif de réglage dans lequel une force de réglage dépendant de la gran- deur variable correspondante fait équilibre à une force de rappel variable. Lorsque la grandeur variable est la vitesse de l'hélice, la force de réglage est produite par exemple par un poids solidaire des pales, monté excentriquement et mobile dans la direction de la force centrifuge, tandis que
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la force de rappel est fournie par exemple par un ressort. I ressort opposé à la force centrifuge est réglé de façon que le système occupe différentes positions d'équilibre suivant la grandeur de la vitesse ou d'une autre variable.
Ce dispo- sitif à réglage continuel est simple en principe, mais en pratique il a des inconvénients considérables. En effet, l'ensemble du système se trouve toujours en équilibre indif- férent, parce que la force de rappel équilibre la force de réglage dans toutes positions du système. Des forces infinin petites suffisent théoriquement pour faire sortir le système de la position d'équilibre. En conséquence, une petite force perturbatrice suffit pour faire sortir le système de,la po- sition correcte, Or, pendant le fonctionnement, des forces perturbatrices se produisent dans une grande mesure.
En plus du frottement, le moment variable des forces aériennes sur les pales, en outre des déformations élastiques des pales, des variations intempestives de la tension du ressort, par exemple par suite de fatigue, etc.. jouent aussi le rôle de forces perturbatrices. Les forces perturbatrices ont pour effet que le système régulateur ne se trouve pratiquement presque jamais dans la position voulue. Toutefois, l'incon- vénient essentiel, c'est que la pale non seulement est écar- tée dans une certaine mesure de sa position correcte, mais il arrive, au contraire, suivant la répartition des forces, qu'il s'établit un état de réglage instable qui fait qu'une petite force perturbatrice suffit déjà pour faire passer l'ensemble du système à la position extrême, c'est-à-dire po lui donner une position de réglage entièrement fausse.
Si la force de réglage suffit, après ce changement de position, pour ramener le système à la position voulue, l'opération se répète et tout le système oscille, l'amplitude de l'oscilla-
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tion couvrant presque toute la zone de réglage dans le cas le plus défavorable. Ceci a non seulement pour effet de supprimer l'avantage du réglage automatique, mais on peut aussi se trouver en présence d'autres difficultés très gra- ves. On a proposé de supprimer ces défauts par exemple en montant des amortisseurs, mais ceci n'a pas donné de bons résultats jusqu'ici.
Conformément à l'invention on cherche à supprimer cet inconvénient en utilisant un système de réglage dont le principe est tout différent. Au lieu du réglage continuel connu,on utilise, conformément à l'invention, un réglage par échelons. L'invention consiste donc, en particulier, à donner au régulateur une forme telle que les pales soient maintenues en équilibre stable dans plusieurs positions se succédant dans le sens du réglage. Le passage des pales de l'une de ces positions à la position voisine n'a donc lieu que lorsque la grandeur de régime variable, par exemple la vitesse, a dé- passé une valeur déterminée ou est tombée au-dessous d'une valeur déterminée, ces deux valeurs différant l'une de l'autre d'une quantité déterminée.
Comme le régulateur conforme à l'invention est toujours en équilibre stable indépendamment de la position des pales (abstraction faite des moments où le changement de position a lieu), l'influence des forces perturbatrices est ainsi supprimée. En effet, on peut donner aux forces de stabilisation une valeur telle qu'elles dépas- sent de beaucoup les forces perturbatrices.
Le remplacement du réglage continuel par un réglage à échelons n'a pratiquement aucun inconvénient, comme on pourrait le croire au premier abord. En effet, d'une part, on peut augmenter le nombre des échelons, si l'on tient à se rapprocher du réglage continuel. D'autre part, toutefois, le
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fait que le pas de l'hélice ne varie pas continuellement avec la vitesse de rotation ou avec la vitesse de vol ré- pond justement aux conditions exigées par le fonctionnement pratique. En effet, il arrive fréquemment que l'on veuille voler continuellement avec le plus grand pas possible de l'hélice dans une gamme de vitesses déterminée, par exemple pendant le vol courant avec le moteur étranglé, pour obtenir ainsi une grande vitesse avec une faible puissance du moteur.
En service pratique, il n'y a essentiellement que deux posi- tions différentes qui soient nécessaires pour les hélices aériennes en ce qui concerne le pas: l'une pour le vol ascen- dant, l'autre pour le vol de vitesse. Il suffit donc que le régulateur conforme à l'invention permette aux pales de pren- dre deux positions. Pour des cas particuliers, notamment pour le vol d'altitude, on peut établir un troisième échelon.
On peut obtenir le réglage en échelons en provoquant, en moine temps que le changement du pas des pales, une varia- tion de force de rappel qui agit de manière qu'à l'instant du changement de pas la force de rappel croisse ou décroisse dans une mesure moindre que la force de réglage. Mais, en particulier, on peut aussi faire varier l'action de la force de rappel, en même temps que le changement de position des pales, dans un sens opposé à celui de la force de réglage.
Si l'angle du pas de la pale passe par exemple d'une petite valeur à une grande, la force de réglage augmentant, l'ac- tion de la force de rappel est diminuée au même instant par des moyens particuliers. En conséquence, la pale passe immé- diatement à la position correspondant à l'échelon suivant sans occuper une position centrale. Inversement, lorsque la force de réglage diminue de nouveau, un changement de posi- tion n'a lieu que lorsque la force de rappel dont l'action
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est diminuée est capable de vaincre la force de réglage.
Lorsqu'il s'agit d'une hélice aérienne à pas varia- ble, la force de rappel et la force de réglage jouent le rôle de couples agissant sur les pales. C'est pourquoi l'on peut provoquer la diminution ou l'augmentation de la force de rap- pel au moment du changement de position en allongeant et en raccourcissant les bras de levier lorsque le changement de position a lieu, par exemple au moyen d'une transmission à levier roulant. On peut aussi obtenir ce résultat de façon simple en insérant une biellette entre la force de rappel et un bras porté par la pale tournante, les dimensions étant telles que la biellette change de position angulaire ou flé- chisse dans une certaine mesure au moment du changement de position et allonge ou raccourcisse ainsi le bras de levier efficace.
Si l'on veut établir un autre échelon de réglage, on peut créer une deuxième force de rappel n'entrant en ac- tion que lorsque le mouvement de réglage est en partie effec- tué. La pale est alors retenue dans une position centrale, mais cette position est également stable, parce que les bras de levier ont déjà changé pendant le parcours de l'angle au moment du réglage.
On peut d'ailleurs aussi, au moyen d'un poids dis- tinct soumis à l'action de la force centrifuge et changeant subitement de position lorsqu'une force centrifuge déterminée est dépassée, changer la position de l'une des butées extrê- mes du système régulateur et obtenir ainsi un autre échelon de réglage.
La force de rappel et le cas échéant la force de rappel supplémentaire sont produites de préférence au moyen de ressorts ou d'autres organes élastiques. Le ressort qui produit la force de rappel supplémentaire peut être disposé
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de façon à rencontrer une butée pendant le mouvement de ré- glage et de façon à netre comprimé qu'à l'instant de la ren- contre. Les deux ressorts possèdent une tension initiale.
Les positions extrêmes des pales sont déterminées par des butées dont on peut faire varier la position avanta- geusement à la main et de préférence à partir du siège du pilo- te. En faisant varier la position des butées on peut alors supprimer complètement le réglage automatique, agir à volon- té sur ce réglage ou le remplacer par un réglage non automa- tique actionné à la main.
Les valeurs des grandeurs de régime variables, par exemple de la vitesse de rotation, auxquelles le changement de position a lieu, dépendant de la force de rappel et de. la force de réglage. On peut donc agir sur le réglage en fai- sant varier ces forces. On obtient ce résultat de façon appro- chée par exemple en augmentant ou en diminuant les poids cen- trifuges servant à produire la force de réglage. En outre on peut faire varier la force des ressorts. On peut notamment, par réglage automatique ou à la main, déplacer la butée con- tre laquelle vient porter pour devenir efficace le ressort produisant la force de rappel supplémentaire. En outre on peut agir sur la force de rappel supplémentaire en faisant varier la tension du ressort.
Les butées extrêmes du régulateur ou les butées centrales qui déterminent l'instant où une force de rappel supplémentaire devient efficace, ainsi que les tensions de ressorts ou d'autres organes qui influent sur le fonctionne- ment du régulateur, peuvent subir un réglage à la main ou un réglage automatique produit par exemple par la pression d'air extérieureou par d'autres grandeurs dépendant par exemple de l'altitude. On peut aussi, par exemple, rendre ces dispo-
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sitifs dépendants de la pression d'un compresseur servant à augmenter la charge du moteur. Enfin on peut aussi les commander en fonction du couple agissant sur l'arbre du pro- pulseur ou en fonction de la force de propulsion axiale du propulseur.
L'invention vise en outre à procurer un propulseur à pales à pas automatiquement réglable, dont le pas des pa- les change de manière continue ou par échelons avec l'altitu- de de l'avion. A cet effet on a déjà opéré automatiquement le réglage en fonction de la pression de l'air. Toutefois on obtenait ainsi des dispositifs compliqués, car on n'arrivait à rendre efficaces les différences de pression relativement faibles qu'en employant des cylindres moteurs ou des boî- tiers à membrane de grandes dimensions. Malgré les poids élevés requis pour ces dispositifs on obtient néanmoins des régulateurs qui sont peu sensibles et qui en outre produi- sent des forces de réglage relativement petites. Suivant l'invention, on règle le pas de pales du propulseur en fonc- tion de la température.
Comme on le sait, la température varie suivant une loi plus ou moins déterminée en fonction de l'altitude. Certains écarts de la loi théorique n'empêchent pas d'utiliser ce phénomène à la fin indiquée, car ils res- tent en-deçà des limites de précision exigées pour un régu- lateur agissant sur le pas des pales. Par contre, on obtient des avantages considérables au point de vue de la sûreté de fonctionnement et de la simplicité de construction.
Comme on le sait la dilatation ou la contraction thermique des corps se produit avec une très grande force.
Un élément de réglage actionné par les variations de tempé- rature peut donc être de très faibles dimensions et cepen- dant avoir un fonctionnement sur.
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L'exécution pratique peut être obtenue de diverses manières. Par exemple on peut employer directement pour le réglage la variation linéaire d'un organe de réglage métalli- que qui a par exemple la forme d'une biellette attaquant les pales pivotantes et dont l'autre extrémité est articulée en un point de pivotement fixe. Eventuellement on peut interca- ler des transmissions quand la variation linéaire est trop faible pour être utilisée directement. Mais on peut aussi, notamment,faire agir sur un piston la variation de volume d'un liquide, car il est possible d'obtenir au moyen d'une transmission hydraulique des courses de réglage relativement longues.
Au lieu de faire fonctionner le régulateur thermi- que en fonction de la température de l'air extérieur, ori peut aussi employer des sources de chaleur spéciales pour action- ner le régulateur, en produisant à l'aide d'une pareille source de chaleur le degré d'échauffement ou de refroidisse- ment voulu soit à la main, c'est-à-dire au gré du pilote, soit encore automatiquement. Le réglage à l'aide d'une source de chaleur à effet variable fournit le moyen d'exercer une influence sur un dispositif rotatif, c'est-à-dire sur les pales du propulseur. En effet, il est possible, d'une manié- re simple, de soumettre continuellement un organe rotatif à l'action variable d'une source de chaleur.
Par suite, on peut omettre le mécanisme, généralement compliqué, à organes glissant ou roulant les uns sur les autres, requis jusqu'à présent pour influer sur le dispositif tournant avec le pro- pulseur, et on fait ainsi disparaître les dérangements dus au calage ou à l'usure de ces organes mécaniques.
On peut par exemple exposer l'organe de réglage dé- pendant de la température, en particulier un récipient dont
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le remplissage liquide se dilate et se contracte lors de variations de température et provoque un changement du pas des pales, à la température des gaz d'échappement du moteur, de l'air préchauffé par le moteur, de l'eau de refroidisse- ment ou de l'huile, en rendant variable le degré d'influence de ces sources de chaleur sur l'organe de réglage sensible à la température. Mais on peut aussi faire agir sur l'organe de réglage sensible à la température une chaleur produite électriquement, ce qui procure un moyen de réglage simple mais par contre exige l'emploi de bagues de frottement.
Quand on attache beaucoup d'importance à un réglage rapide lors d'une variation de température de l'air exté- rieur ou d'une source de chaleur spéciale, on peut prévoir suivant l'invention des moyens qui diminuent la durée du ré- glage lors d'une variation du degré de chauffage, c'est-à- dire réduisent la constante de temps thermique de l'organe de réglage dépendant de la température. Ceci peut être obte- nu simplement, par exemple, en faisant subir à l'organe de réglage, outre l'effet de chauffage, l'effet d'un refroidis- sement énergique.- En effet on sait que la constante de temps d'un corps auquel on fournit de la chaleur, c'est-à-dire la durée après laquelle il atteint pratiquement la température définitive,est réduite quand on prend soin d'évacuer la chaleur le plus rapidement possible.
Il est vrai qu'on aug- mente ainsi la quantité de chaleur d'apport requise pour obtenir une température déterminée, mais en l'occurrence il n'en résulte aucun inconvénient, car on dispose d'une quanti- té de chaleur suffisante, notamment quand on emploie pour le chauffage les gaz d'échappement.
On peut donc exécuter pratiquement le dispositif en envoyant en même temps de l'air de refroidissement à l'organe
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de réglage soumis par exemple à l'action des gaz de chauffa- ge ou chauffé autrement, le courant d'air de refroidissement se maintenant même quand le chauffage est interrompu. On donne avantageusement à l'organe de réglage une grande sur- face en le munissant par exemple d'ailettes de refroidisse- ment.
On peut encore diminuer la constante de temps en interrompant le refroidissement quand on met en action le chauffage. Par exemple, on monte dans la conduite amenant l'air froid une soupape d'étranglement reliée positivement à l'organe réglant le chauffage.
Dans les formes d'exécution précédentes le disposi- tif de réglage thermique peut agir directement sur les pales de manière que, par exemple dans le cas d'une commande dé- pendant de la température de l'air extérieur., on obtienne un réglage continu lors d'une variation de température. Toute- fois on peut aussi combiner avantageusement ce dispositif au dispositif de réglage décrit au commencement de la descrip- tion, dans lequel le changement de pas des pales est opéré par échelons, en commandant au moyen de l'organe de réglage thermique l'une ou l'autre des parties du dispositif qui influent sur le réglage par échelons. On peut notamment ré- gler thermiquement la position d'une butée extrême ou en- core la butée provoquant l'action d'une force de rappel supplémentaire.
Il est notamment possible de modifier par des moyens thermiques la tension du ressort, car précisément le réglage thermique fournit des forces qui suffisent à cet te fin. On peut ne faire dépendre le réglage thermique que de la température de l'air extérieur ou encore l'influencer par une source de chaleur supplémentaire. On peut en particulier agir sur la force de rappel supplémentaire en faisant variez
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la tension du ressort. On peut aussi faire en sorte que ces variations aient lieu automatiquement, pour les avions d'al- titude par exemple au moyen d'un dispositif dépendant de la pression extérieure de l'air, de la pression d'un compresseur assurant la charge du moteur, ou de variations du couple sur l'arbre ou de l'effort de poussée axiale.
Quelques exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins annexés :
Fig. 1 en est une vue schématique,
Fig. 2 est un diagramme,
Fig. 3 est une coupe longitudinale passant par le moyeu d'une hélice réglable, la deuxième moitié, qui est sy- métrique, étant supprimée.
Fig. 4 est une vue de profil du moyeu de Fig. 3, partie en coupe,
Fig. 5 est une vue d'un dispositif destiné à être combiné avec celui de Figs. 3, 4 et 5 et servant à faire va- rier la position des butées,
Fig. 6 est une vue d'ensemble,
Fig. 7 est une vue semblable à Fig. 3, mais repré- sentant une variante,
Fig. 8 est une vue d'un dispositif de mesure,
Fig. 9 est une coupe par la ligne 9-9 de Fig. 1.
Fig. 10 est une vue schématique montrant le principe d'un réglage thermique,
Fig. 11 est une coupe longitudinale d'une forme d'exécution d'un organe de réglage thermique, choisie comme exemple,
Fig. 12 montre une forme d'exécution dans laquelle l'organe de réglage thermique influe sur une des butées ex- trêmes d'un propulseur ou hélice à pas réglable en substance comme sur la Fig. 1.
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Fig. 13 montre une variante d'exécution dans la- quelle les deux butées extrêmes sont influencées par un or- gane de réglage thermique.
Fig. 14 montre une forme d'exécution où le chauffa- ge de l'organe de réglage thermique est opéré au moyen d'une source de chaleur spéciale, et
Fig. 15 représente une forme d'exécution d'un dispo sitif pour diminuer la constante de temps thermique de l'or- gane de réglage.
Fig. 1 est une coupe transversale schématique d'une pale 1 d'une hélice aérienne tournant autour de l'axe 2,2 (axe du moteur). Pour que le pas puisse varier, la pale 1 peut tourner autour de l'axe 3, qui est figuré par un'point en Fig. 1. Fig. 1 montre les deux positions que peut prendre la pale 1. La position indiquée en traits pleins correspond à un pas plus petit que celui de la position indiquée en traits interrompus. La pale est solidaire d'un bras 4 qui porte à son extrémité extérieure un poids 5 soumis à l'ac- tion dé la force centrifuge, qui est indiquée par une flé- che C dans le dessin.
A l'extrémité extérieure du bras 4 est articulée sur un axe 6 une biellette 7 sur laquelle est arti culé, d'autre part, au moyen d'un axe 8, un poinçon 9 portant des collets de butée 10 et 11 et soumis à l'action d'ur ressort hélicoïdal 12. Dans la position représentée le colle 11 s'appuie sur le corps fixe du moyeu, tandis que le collet 10 peut venir buter sur un anneau 13 que l'on considérera provisoirement comme étant fixe.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Au repos la force centrifuge C est nulle. L'effort exerce par le ressort fait prendre à la pale la position re- présentée en traits pleins etjdans laquelle le pas est petit,
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jusqu'à ce que le collet 11 vienne buter sur le corps 13 du moyeu. Lorsque l'hélice commence à tourner, la force C agit sur le poids 5 et tend à s'opposer à la force F du ressort.
Lorsque la force C a atteint une valeur qui annulle celle du ressort, le poids 5 et par suite aussi la pale 1 sont amenés en tournant autour de l'axe 3, à la position indiquée en traits interrompus et dans laquelle le pas est plus grand, ce mouvement continuant jusqu'à ce que le collet 10 du poin- çon 9 vienne buter sur l'anneau 13. En même temps la force du ressort augmente, parce que ce ressort se trouve comprimé.
Toutefois, ceci n'a aucune influence sur le réglage, parce qu'en même temps le bras de levier par lequel la force du ressort attaque la pale diminue dans une plus forte mesure.
En effet, dans la position primitive, la force du ressort dispose d'un bras de levier de longueur 1 mais dans la deuxiè- me position elle ne dispose plus que d'un bras de levier de la longueur l', parce qu'en même temps que le bras 4 pivote, la biellette 7 change sa position angulaire par rapport à l'axe 2, 2. D'ailleurs la force centrifuge C augmente en même temps que le poids 5 change de position, à cause de l'augmen- tation du rayon.
Les conditions sont représentées en détail dans le diagramme Fig. 2, les moments Mf exercés par la force F du ressort et les momentsMz exercés par la force centrifuge C étant portés en ordonnées au-dessus de la vitesse n de l'hé- lice.
On supposera que les pales de l'hélice se trouvent d'abord dans la position dans laquelle le pas est petit. La force centrifuge augmente alors avec la vitesse n suivant la courbe I. Le moment produit par le ressort dans cette posi- Ation a la valeur Mf1' qui ne dépend pas de la vitesse. Lors-
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que les moments exercés par le ressort et la force centrifuge deviennent égaux entre eux au point A, le changement de position des pales a lieu.
Le moment du ressort est d'abord réduit à la valeur Mf2 par suite du raccourcissement du bras de levier qui passe de 1 à 1', tandis que la force centrifu- ge augmente en même temps par suite de l'augmentation du rayon, qui passe de r à r' (Fig. 1) ce qui fait que c'est maintenant la courbe II qui est valable pour les variations du moment centrifuge. Si la vitesse augmente au-dessus de la valeur qui correspond au point A, la pale reste naturellement dans la position correspondant au pas le plus grand. Il en est de même lorsque la vitesse diminue.
Le changement dé po- sition n'a pas lieu déjà lorsque la vitesse atteint de hou- veau la valeur correspondant au point A, elle n'a lieu que lorsque le moment centrifuge Mz2 est descendu jusqu'à la va- leur du moment réduit Mf2 du ressort. En Fig. 2 le point B correspond au rappel de la pale à la position dans laquelle le pas est le plus petit. Si la vitesse augmente maintenant de nouveau, en partant du point B sur la courbe I, le chan- gement de position a lieu au point A, de la façon décrite.
Dans les deux positions la pale est toujours en équilibre stable, parce qu'il faut des forces de grandeur finie pour la faire sortir de sa position. Ceci constitue l'une des différences essentielles entre l'hélice aérienne conforme à l'invention et les hélices aériennes connues à pas variable, qui fonctionnent avec un réglage continuel, c'est-à-dire dont la pale se trouve aussi toujours en équi- libre indifférent, des forces infiniment petites suffisant pour la faire sortir de sà position.
Le cours proprement dit des opérations de réglage en fonction de la vitesse, tel qu'il résulte de Fig. 2, cor-
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respond entièrement aux exigences de la pratique, partielle- ment plus que le réglage continuel connu, ainsi que cela ré- sulte des considérations suivantes.
Pendant le vol ascendant,qui suit le départ, l'hé- lice tourne à une vitesse relativement petite, inférieure à la valeur qui correspond au point A. L'hélice se trouve donc dans la position dans laquelle le pas est petit, position qui correspond au vol ascendant. Lorsque l'avion passe au vol horizontal après avoir atteint l'altitude voulue, la vitesse augmente au-delà du point A par suite de la diminution des résistances. Lorsque le point A est dépassé, la position des pales change, ce qui correspond aux exigences du valide vi- tesse. Au moment où il passe au vol courant, le pilote peut maintenant étrangler le moteur, ce qui fait que la vitesse baisse encore une fois un peu, sans que la position des pa- les correspondant au vol de vitesse soit modifiée.
En effet, le changement de position n'aurait lieu qu'au point B, et le pilote dispose par conséquent, pour le vol à étranglement, de toute la gamme de vitesses comprise entre les points A et
B. Ce n'est que lorsque la vitesse tombe au-dessous de la va- leur correspondant au point B, par exemple lorsque le pilote se dispose à atterrir et qu'il étrangle presque complètement le moteur, que les pales reprennent la position initiale dans laquelle le pas est petit, c'est-à-dire la position dans la- quelle elles sont prêtes pour un nouveau départ ou pour un nouveau passage au vol ascendant si l'atterrissage est manqué.
En pratique les deux pales, qui pivotent dans des sens opposés autour de l'axe 3, 3, sont fixées d'une façon appropriée quelconque, par exemple à peu près comme le mon- trent Figs. 3 et 4, dans un coussinet divisé 14 tournant sur des :roulements à billes 15 dans le corps 13 du moyeu. Cha-
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que coussinet 14 comporte un anneau 16 qui en fait le tour et qui est relié à un bras 17 saillant latéralement, bras à l'extrémité extérieure duquel le poids 5 est monté et la biel- lette 7 articulée. Un poids particulier est souvent inutile, parce que la masse excentrique du bras 17 produit un moment centrifuge assez grand. D'autre part, on peut fixer au bras 15 ou au poids 5 des poids supplémentaires 18 pour donner une autre caractéristique au régulateur.
Un coussinet 20, que les deux biellettes 7 attaquent symétriquement dans les oeilletons 21, coulisse longitudinalement dans une perfora- tion 19 qui traverse le corps 13 du moyeu. A l'intérieur du coussinet 20 se trouve un ressort hélicoïdal 22 qui s'appuie d'une part sur un appendice 23 du coussinet, et d'autre part., sur un rebord 24 dirigé vers l'intérieur et se trouvant à l'extrémité de la perforation 19. Ce ressort tend à déplacer le coussinet 20 vers la gauche en Fig. 3. Il correspond en principe au ressort 10 de Fig. 1 de telle sorte qu'il tend à amener les pales 1 à la position indiquée en traits pleins et dans laquelle le pas est petit.
Si la force centrifuge dépasse une valeur déterminée, les deux contrepoids 5 chan- gent de position et amènent ainsi les pales, en surmontant la force du ressort 22, à la position correspondant au pas le plus grand, position qui est indiquée en traits mixtes en Fig. 3.
A l'intérieur d'une perforation 25 latérale à la perforation 19 coulisse un piston 26, qu'une tige 27 rend solidaire de l'un, 81, des oeilletons du coussinet 20. Le mou- vement du piston est limité par les coussinets 28, 29.. qui sont montés dans la perforation 25. Les chambres latérales au piston 26 peuvent être remplies d'huile. Le piston 26 com- porte une perforation longitudinale 30 à travers laquelle
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l'huile passe pendant le déplacement du piston. Le dispositif joue le rôle d'amortisseur. Les coussinets 28, 29 peuvent être réglables, ce qui permet de faire varier la course du piston et par conséquent l'angle de réglage.
L'appendice 23 peut être solidaire du coussinet 20.
Toutefois, si l'on veut faire varier la tension du ressort d'une façon simple, on peut donner à l'appendice 23, comme l'indique Fig. 3, la forme d'un anneau qui, en raison d'une glissière à rainure 31, peut coulisser mais non tourner dans le coussinet 20. L'anneau 23 est monté sur un coussinet 33 portant un pas de vis 32, ce coussinet 33 sortant du coussi- net 20 et pouvant tourner, mais non coulisser. On peut dé- placer le coussinet 33 à la main en enfonçant une clef dans des trous 34. L'anneau 23 change alors de position en faisant varier la tension du ressort dans le sens de l'axe.
A l'intérieur du coussinet 20 se trouve une tige creuse 35 qu'un roulement à billes 36 relie au coussinet 20 de telle sorte que cette tige participe au mouvement axial du coussinet, sans participer toutefois à la rotation autour de l'axe 2-2 du moteur. La tige 35 est reliées de façon ap- propriée à un dispositif qui, comme l'indique Fig. 6, est monté au poste du pilote et sert à régler la course et les positions des pales. Ce dispositif peut avoir la forme indi- quée en fig. 5. La tige 35 ou un arbre 35' qui en est soli- daire traverse un coussinet 37 dans lequel deux douilles 39 et 40 peuvent tourner sur le pas de vis 38. La douille 39 est reliée à l'arbre 35' par une rainure et une languette 41 de façon à participer à la rotation de cet arbre, sans pouvoir coulisser sur lui.
A l'une de ses extrémités, celle qui fait face à l'extrémité libre de l'arbre 35', sa perforation est un peu agrandie en 42 de façon qu'un collet 43 porté par
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l'arbre 35' puisse entrer en partie dans le coussinet 39. Le mouvement axial du coussinet 39 pendant sa rotation dans le pas de vis du coussinet¯38 est limité par une butée 44 d'une part, et par la tranche du coussinet 40, d'autre part. A l'extrémité libre de l'arbre 35' se trouve une manivelle 45 qui peut tourner librement et qui porte, de chaque côté de son noyeu 46, des griffes 47 et 48 engagées dans des griffes correspondantes 49 portées par l'extrémité de l'arbre 35' et par l'extrémité de la douille 40, qui sort en partie du coussinet 37.
Cette douille ou ce coussinet 40 comporte, com- me le coussinet 39, une perforation agrandie dans laquelle peut s'engager le collet 43. Les tranches intérieures 50 et
51 des coussinets 39, 40 servent de butées pour le mouve- ment axial de l'arbre 35' qui, étant solidaire de la douille
20, correspond au mouvement pivotant des pales. La manivelle
45 permet de déplacer à volonté les coussinets 39 et 40, c'est-à-dire de faire varier à volonté la position des butée extrêmes limitant le mouvement pivotant des pales. En effet, si l'on fait tourner la manivelle 45 lorsqu'elle se trouve dans la position indiquée, position dans laquelle les grif- fes 48 et 49 engrènent entre elles, la douille 40 se visse dans le coussinet 37 ou se dévisse hors de ce coussinet.
Si l'on déplace la manivelle 45 sur le bout 52 de l'arbre 35', de façon que les griffes 47 et 49 engrènent entre elles, et si l'on fait tourner ensuite cette manivelle, l'arbre 35' est entraîné et avec lui la douille 39, ce qui fait que cell ci se déplace axialement.
Le dispositif représenté en Fig. 5 permet non seu- lement de faire varier à volonté les positions extrêmes des pales, mais aussi de supprimer complètement le réglage auto- matique en vissant les deux douilles 39 -et 40 l'une vers
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l'autre, de façon qu'elles s'appliquent toutes les deux en même temps sur le collet 45. On peut choisir à volonté la position qui est ainsi fixée,c'est-à-dire donner un pas quelconque aux pales, à la main.
Alors que le dispositif représenté en Fig. 5 permet de faire varier à volonté l'angle du pas dans les deux posi- tions extrêmes, on peut, en faisant varier la tension du ressort, déterminer librement pour la vitesse les valeurs aux- quelles le changement de position devra avoir lieu dans cha- que cas.
Enfin,on peut aussi établir le dispositif de telle sorte que les pales puissent occuper, non seulement deux, mais aussi trois ou plus de trois positions, tout en étant en équi- libre stable dans chacune d'elles. A cet effet, on utilise par exemple un ressort supplémentaire qui entre en action lorsque les pales se trouvent dans une position centrale au moment du changement de position, et qui augmente la force du premier ressort dans une mesure déterminée. En Fig. 7, on voit, à l'intérieur du ressort 22 un deuxième ressort hélicoïdal 53 qui s'appuie sur une butée 54 d'une part et sur un disque 55 d'autre part. On supposera d'abord que la butée 54 est soli- daire du coussinet 20. Le disque 55 peut coulisser sur une tige 67 portant une butée d'extrémité 56 solidaire d'un cous- sinet 58 qui porte la butée 54.
Le rebord 24 sur lequel s'ap- puie le ressort 22 se prolonge à l'intérieur assez loin pour que le disque 55 puisse venir buter sur ce rebord.
On supposera que l'hélice se trouve dans la position correspondant au pas le plus petit. Si la vitesse augmente jusqu'à ce que la force centrifuge soit égale à la force du ressort 22, le coussinet 20 se déplace dans la perforation 19, . de la façon décrite, en comprimant le ressort 22. Toutefois,
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avant que le coussinet 20 n'ait parcouru toute sa course, le disque 55 vient buter contre le rebord 24, ce qui fait que la force du ressort, force qui est opposés à la force cen- trifuge, se trouve subitement sensiblement augmentée, du fait que le ressort 53 vient s'ajouter au ressort 22. Ce n'est que lorsque la force centrifuge a encore augmenté d'une quantité déterminée, de façon qu'elle puisse vaincre la force des deux ressorts, qu'il se produit un nouveau déplacement jusqu'à la butée d'extrémité.
L'hélice est encore en équilibre stable dans la po- sition intermédiaire, dans laquelle le ressort 53 ne s'oppose à la force centrifuge, avec le ressort 22, que par sa ten- sion initiale. En effet, une augmentation de la force centri- fuge ne produit un déplacement que lorsqu'une limite détermi- née a été dépassée, et inversement une diminution de la for- ce centrifuge à partir de la valeur à laquelle le changement de position et le passage à la position centrale ont eu lieu, ne provoquerait un retour à la position initiale que lorsque le raccourcissement du bras de levier, raccourcissement qui accompagne le déplacement, aurait été annulé.
On peut régler à volonté l'efficacité du ressort 53 en faisant varier sa tension. Ce réglage peut aussi avoir liet automatiquement, par exemple en fonction de la pression de l'air.
A cet effet, un piston 60 (Fig. 7) se meut concen- triquement au coussinet 20 dans un appendice 59 en forme de cylindre creux. Une tige 62 reliée à ce piston et s'engageant dans une perforation 61 du coussinet 20 empêche le piston de tourner, ce dernier portant en outre une tige 63 à pas de vis allongé 64. Le piston entoure une chambre 65 hermétiquement
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close de toutes parts et remplie d'air à la pression at- mosphérique normale. Si l'avion atteint de grandes altitu- des, la pression atmosphérique extérieure baisse, ce qui fait que le piston 60 est repoussé vers l'extérieur par l'air em- prisonné dans la chambre 65. Le piston occupe donc toujours une position correspondant à la pression de l'air extérieur.
La tige filetée 63 est montée dans un coussinet 58 qui, primitivement, a été supposé solidaire du coussinet 20, mais qui, en réalité, peut tourner par rapport à ce dernier coussinet dans un pas de vis 66 de telle sorte que, lorsque le coussinet 58 tourne, le ressort 53 tourne également avec sa butée 55 et l'axe 57 et se déplace axialement suivant le pas de vis 66. Ceci a donc pour effet de faire varier la dis- tance entre la butée 55 et la butée 24 en forme de rebord.
Lorsque le piston 60 se déplace de la façon décrite suivant la pression de l'air extérieur, la tige filetée à pas allongé 63 qui en est solidaire fait tourner le coussinet 58 et par conséquent varier la distance entre les pièces 24 et
55. Les sens des deux pas de vis 64 et 66 sont tels que, lorsque la pression de l'air extérieur baisse et par consé- quent lorsque le piston 60 se déplace vers l'extérieur, la distance diminue entre la butée 55 et la butée 24. Or, plus cette distance est petite, plus est petite la vitesse à la- quelle le passage de la pale à la position correspondant au pas le plus grand a lieu. Ceci correspond aux exigences de la pratique pour le vol d'altitude.
Le piston coulissant 60 peut être remplacé par une membrane. En outre, au lieu d'un ressort supplémentaire, il peut y en avoir plusieurs, ce qui augmente encore le nombre des échelons.
On peut aussi obtenir d'autre façon la division de toute la gamme de réglage en plusieurs échelons. C'est ce
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que montrent schématiquement les Figs. 1 et 9. Ainsi qu'on l'a dit plus haut, l'anneau 13 sert de butée au collet 10 lorsque la force centrifuge déplace le poinçon 9 vers le bas en comprimant le ressort. On a supposé plus haut que l'annea 13 était fixe. En réalité il est mobile axialement et il com porte extérieurement un pas de vis allongé 80 par lequel il est monté à rotation dans le corps du moyeu. Il est solidair d'un bras 81 portant un poids 82 soumis à l'action de la for ce centrifuge. La force centrifuge qui agit sur ce poids est désignée par C' en Fig. 9.
Un ressort 84 fixé à un point fix 83 et au levier 81 tend à faire tourner l'anneau 13 dans le sens des aiguilles d'une montre en Fig. 9. Lorsque la force centrifuge C' atteint une valeur supérieure à la force du ressort, le poids 82 vient occuper la position indiquée en traits interrompus en Fig. 9.
Le ressort est un peu tendu, mais en même temps le bras de levier sur lequel ce ressort attaque diminue sensi- blement en passant de !!: à b. En conséquence le poids 82 rest dans la nouvelle position avec l'anneau 13 jusqu'à ce que la force centrifuge atteigne une valeur assez basse pour que le moment qu'elle exerce ne soit plus suffisant pour vaincre la force du ressort. L'anneau 13 retourne alors à la position primitive représentée en traits pleins, lorsque la vitesse d@ l'hélice est inférieure, d'une quantité déterminée, à celle @ laquelle le premier changement de position a eu lieu. Des butées 81' limitent le mouvement de l'anneau.
La rotation de l'anneau 13 est accompagnée d'un dé- placement axial tel que la butée du collet 10 change de po- sition. Les dimensions des différentes pièces sont telles, e1 ces pièces sont disposées de façon telle que le poids 82 ne change de position, lorsque la vitesse augmente, que lorsque
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le déplacement du poids 5 avec la biellette 7 et le poinçon
9 a déjà eu lieu, c'est-à-dire lorsque le collet 10 repose sur l'anneau 13. Pendant le déplacement de l'anneau 13 la butée du collet 10 vient occuper une position plus basse et la force centrifuge qui attaque au point 6 fait prendre à la pale une troisième position dans laquelle le pas est encore plus grand que dans la position représentée en traits interrompus en
Fig. 1.
Au lieu de faire en sorte que le régulateur agisse directement sur les pales tournantes, autrement dit au lieu d'utiliser directement la force de réglage, c'est-à-dire la force centrifuge, pour provoquer le réglage des pales, on peut aussi intercaler une force auxiliaire (servo-mécanisme) tel que la source de force auxiliaire soit commandée par le régulateur. On peut donner au régulateur la forme qui a été décrite plus haut, c'est-à-dire qu'il peut contenir des poids centrifuges et des ressorts reliés cinématiquement entre eux de façon à assurer la stabilité du réglage des divers éche- lons.
Lorsque la source de force auxiliaire est une pres- sion d'huile produite par exemple par le moteur, le régula- , teur sert à commander une ou plusieurs soupapes par lesquelles la pression de l'huile est utilisée pour faire varier la posi- tion des pales. On peut par exemple, en utilisant la construc- tion représentée en Fig. 1, relier directement le poids cen- trifuge mobile 5 au corps d'une soupape à pression d'huile.
On obtient ainsi une possibilité simple d'augmenter le nombre des échelons à volonté. En effet on peut monter plusieurs soupapes en combinaison avec des dispositifs d'étran- glement correspondants et munir chaque soupape d'un régula- teur, chacun de ces régulateurs entrant en action à une vitesee
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différente de celle des autres. Les régulateurs peuvent être relativement petits et simples, car il ne faut que de petites forces pour actionner les soupapes. Le dispositif n'est pas représenté en détail dans les dessins, les servo-mécanismes étant connus en soi et leur liaison avec les régulateurs étant évidente.
Si l'on veut utiliser la force de réglage directe- ment,de la façon décrite dans le préambule, pour faire va- rier la position des pales, on peut, au lieu de transmettre la force par des moyens mécaniques, utiliser une transmission hydraulique en accouplant les pales par exemple impérative- ment avec des pistons soumis à une pression d'huile. Ces pistons peuvent être agencés de façon à être soumis à l'ac- tion de la force centrifuge.
Pour obtenir un réglage par échelons on peut alors monter, dans le réservoir d'huile, des soupapes et des soupapes de retenue commandées de façon à ne permettre à l'huile de sortir du cylindre sous l'action des pistons sur lesquels agit la force centrifuge, que lorsque la vitesse monte au-dessus de valeurs déterminées, tandis que d'autres soupapes, par exemple des soupapes de retenue, ne permettent la rentrée de l'huile que lorsque la vitesse atteint une valeur inférieure à celle qui vient d'être men- tionnée.
Le dispositif représenté en Fig. 8 sert à permettre un contrôle précis de la force des ressorts. Ce dispositif est constitué par un tambour 67 rempli d'huile et comportant une membrane 68 et un manomètre 69 monté 'sur la face anté- rieure 70 du coussinet 20. En face de ce tambour se trouve une pièce en U 72 munie d'une vis de pression 71 et fixée de façon appropriée, par exemple aux oeilletons 73 du corps du moyeu. En serrant la vis 71 on peut lire sur le manomètre 69 la valeur de la tension du ressort.
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Les Figs. 10 à 15 montrent des formes d'exécution d'hélices aériennes dont le pas des pales est réglable au moyen de forces thermiques. Dans la vue schématique de la Fig. 10, la pale d'hélice 91 est montée à pivot dans le moyeu 90 et à son pivot est fixé un bras 92. Entre un oeilleton 93 du bras 92 et une saillie 94 du moyeu qui n'intervient pas dans le réglage est monté un organe de réglage thermique 97 à articulations 95 et 96, qui est exécuté de telle sorte que l'écartement entre les articulations 95 et 96 change avec les variations de température. Quand la température décroît l'écartement diminue, de sorte que les pales ont un plus grand pas, tandis que lorsque la température crott l'écarte- ment et, partant, le pas diminuent.
On supposera que l'organe de réglage thermique 97 est soumis à l'action de la tempéra- ture extérieure. Par suite, quand l'altitude augmente le pas des pales du propulseur s'accroît, ce qui correspond aux con- ditions requises pour les propulseurs d'avions pour vols d'altitude.
La Fig. 11 est une coupe d'une forme d'exécution d'un organe de réglage tel qu'on peut l'employer sur la Fig.10.
Dans le cylindre 99 rempli d'un liquide 98, par exemple d'hui- le, est disposée une sorte de tige de piston 100 qui coulisse dans les guides 101. Le cylindre est fermé à une extrémité par un bouchon de caoutchouc 102 qui lors d'un échauffement est à même de céder à la dilatation de l'huile sans glisser, donc en se déformant. La position de dilatation est dessinée sur la Fig. 11 en traits mixtes. La tige 100 et le bouchon de caoutchouc 102 sont rappelés dans la position initiale par un ressort 105 disposé entre un appendice 103 entourant le bouchon et un plateau 105 fixé à la tige 100. Pendant la di- latation l'huile entre par les lumières 106 à l'intérieur du
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guide droit 101..
Le rappel peut aussi être aidé par un poids centri- fuge 108 (Fig. 10) pour éviter qu'une dépression se produise à l'intérieur du cylindre 99.
La Fig. 12 montre un exemple d'exécution dans lequel non pas les pales elles-mêmes changent de pas sous l'action de forces thermiques, mais le mouvement de réglage est in- fluencé par le réglage thermique de la position d'une butée extrême. La pale 91 montée à pivot dans le moyeu 90 est solli- citée par un ressort 107 et un poids centrifuge 108, c'est-à- dire qu'en principe elle est actionnée de la manière indi- quée sur la Fig. 1. L'amplitude du mouvement de la pale est limitée par deux butées 109 et 110. L'organe de réglage ther- mique 97 est monté dans ce cas de manière à régler la posi- tion d'une seule butée extrême, par exemple de la butée su- périeure 110.
Par suite, alors que le mécanisme de réglage proprement dit, constitué par le poids centrifuge 108 et le ressort 107., opère le réglage de la manière décrite ci-dessus en fonction de la vitesse de rotation, le réglage de la posi- tion de la butée opéré par l'organe de réglage thermique 97 fournit une correction supplémentaire qui dépend de la tem- pérature extérieure, c'est-à-dire directement de l'altitude de vol.
Au lieu de régler la position d'une seule butée on peut aussi régler la position des deux butées,. chacune indi- viduellement ou les deux ensemble. Ce dernier moyen est représenté sur la Fig. 13. Les deux butées 111 et 112 sont montées toutes deux sur une pièce de liaison 115 qui à son tour est actionnée par l'organe de réglage 97, de sorte que la course du régulateur reste la même et seule la position angulaire des pales dans les deux positions extrêmes change
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dans la même mesure avec les variations de température.
Pour permettre au pilote d'intervenir dans le fonc- tionnement du régulateur, on peut, comme le montre la Fig. 14, prévoir une source de chaleur spéciale dont l'influence est réglable. Dans l'exemple représenté on utilise la chaleur des gaz d'échappement. A l'extrémité avant du collecteur d'échap- pement 114 du moteur 130 est disposée une tuyère 115 munie d'un clapet d'étranglement 116. En ouvrant le clapet 116 on peut envoyer vers l'avant un jet de gaz d'échappement chauds qui est capté près du propulseur par un anneau collecteur 117 et est amené par un tuyau 119 à l'organe de réglage 97 qui peut être muni d'ailettes de chauffage 120 en vue d'une meil- leure absorption de chaleur.
De cette façon on arrive à régler le pas des pales du propulseur par simple rotation du clapet d'étranglement 116, en faisant varier de différentes quanti- tés l'ouverture de l'étranglement.
Dans la forme d'exécution de la Fig. 15, dont la construction correspond à celle de la Fig. 14, l'organe de réglage 97 est non seulement influencé par un courant de gaz chauds mais on lui envoie encore en même temps de l'air de refroidissement. A cet effet sert par exemple un tuyau 121, débouchant par exemple en regard du tuyau 119, qui d'une ma- nière analogue au tuyau 119 est raccordé à un anneau collec- teur 122 dans lequel débouche une tuyère 124, montée en-des- sous du carénage 123 du moteur, qui est raccordée par un cla- pet d'étranglement 125 à une prise d'air 126 passant à l'ex- térieur et orientée vers l'avant, de sorte que lorsque le cla- pet d'étranglement 125 est ouvert un courant d'air froid pro- duit par le vent de la course est dirigé dans le tuyau 121 et sur l'organe de réglage 97.
Du fait que la chaleur est continuellement soustrai-
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te à l'organe de réglage par le courant d'air de refroidisse- ment, le temps requis pour atteindre l'état définitif se trou ve notablement réduit. Il en est déjà ainsi quand on main- tient continuellement le courant d'air de refroidissement, mente durant que le chauffage est en action, c'est-à-dire quand on omet le clapet d'étranglement 125. On obtient une amélioration encore plus considérable lorsque, en même temps qu'on met en action le courant de chauffage en ouvrant le clapet d'étranglement 116, on interrompt le courant d'air de refroidissement en fermant le clapet d'étranglement 125.
Dans la forme d'exécution représentée cette opération est exécutée au moyen d'un système de leviers 127., 128 qui assure une liai son positive entre les clapets d'étranglement 116, 125. Quand on se dispense du clapet d'étranglement 125 on peut évidem- ment omettre l'anneau collecteur 122 et la tuyère 124 et dérj ver directement le courant d'air de refroidissement d'un alé- sage ménagé dans le carénage 123.
Bien entendu on peut aussi monter l'organe de ré- glage directement dans le courant d'air, c'est-à-dire sans dispositifs d'amenée d'air spéciaux. Par exemple on peut y arriver pratiquement soit en omettant le carénage recouvrant le moyeu soit en le perçant à un endroit approprié pour li- vrer passage à l'air extérieur.
Sur les Figs. 14 et 15 l'organe de réglage peut agi@ sur le pas des pales directement,comme c'est représenté, au moyen d'un système de tringles 129 indiqué schématiquement, ou il peut régler seulement la position des butées extrêmes ou d'un autre organe, par exemple comme sur la Fig. 12 ou 13
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Air propeller with blades with automatically variable pitch.
Overhead propellers whose blade pitch is automatically adjusted according to a variable operating condition, such as flight speed, propeller speed, backwash pressure or air pressure have an adjustment device in which an adjusting force depending on the corresponding variable magnitude balances at a variable return force. When the variable quantity is the speed of the propeller, the adjustment force is produced for example by a weight integral with the blades, mounted eccentrically and movable in the direction of the centrifugal force, while
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the restoring force is provided for example by a spring. The spring opposed to the centrifugal force is adjusted so that the system occupies different equilibrium positions depending on the magnitude of the speed or some other variable.
This continuously adjustable device is simple in principle, but in practice it has considerable drawbacks. Indeed, the whole system is always in indifferent equilibrium, because the restoring force balances the adjustment force in all positions of the system. Infinitely small forces are theoretically sufficient to bring the system out of the equilibrium position. Consequently, a small disturbing force is sufficient to bring the system out of the correct position. However, during operation, disturbing forces occur to a great extent.
In addition to friction, the variable moment of the air forces on the blades, in addition to the elastic deformations of the blades, untimely variations in the tension of the spring, for example due to fatigue, etc. also play the role of disturbing forces. The disturbing forces mean that the regulating system is almost never in the desired position. However, the essential disadvantage is that the blade is not only moved to a certain extent from its correct position, but it happens, on the contrary, according to the distribution of the forces, that a unstable tuning state which means that a small disturbing force is already enough to move the whole system to the extreme position, i.e. to give it an entirely false setting position.
If the adjustment force is sufficient, after this change of position, to bring the system back to the desired position, the operation is repeated and the whole system oscillates, the amplitude of the oscillation.
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tion covering almost the entire adjustment area in the worst case. This not only eliminates the advantage of automatic tuning, but other very serious difficulties may also be encountered. It has been proposed to eliminate these defects, for example by fitting shock absorbers, but this has not given good results so far.
In accordance with the invention, it is sought to eliminate this drawback by using an adjustment system, the principle of which is quite different. Instead of the known continuous adjustment, according to the invention, stepped adjustment is used. The invention therefore consists, in particular, in giving the regulator a shape such that the blades are kept in stable equilibrium in several successive positions in the direction of adjustment. The passage of the blades from one of these positions to the neighboring position therefore only takes place when the variable speed quantity, for example speed, has exceeded a determined value or has fallen below a value. determined, these two values differing from each other by a determined quantity.
As the regulator according to the invention is always in stable equilibrium regardless of the position of the blades (apart from the times when the change of position takes place), the influence of the disturbing forces is thus eliminated. In fact, the stabilizing forces can be given a value such that they greatly exceed the disturbing forces.
Replacing continuous adjustment with stepped adjustment has virtually no downside, as one might think at first glance. Indeed, on the one hand, we can increase the number of steps, if we want to get closer to continuous adjustment. On the other hand, however, the
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the fact that the pitch of the propeller does not vary continuously with the speed of rotation or with the speed of flight precisely meets the conditions demanded by practical operation. Indeed, it frequently happens that one wishes to fly continuously with the greatest possible pitch of the propeller in a determined range of speeds, for example during current flight with the engine choked, to thus obtain a high speed with a low engine power.
In practical service, there are essentially only two different positions which are required for the aerial propellers with respect to pitch: one for ascending flight, the other for speed flight. It is therefore sufficient for the regulator in accordance with the invention to allow the blades to take two positions. For special cases, in particular for altitude flight, a third step can be established.
The adjustment in steps can be obtained by causing, at the same time as the change of the pitch of the blades, a variation of the restoring force which acts so that at the instant of the change of pitch the restoring force increases or decreases. to a lesser extent than the adjusting force. But, in particular, it is also possible to vary the action of the return force, at the same time as the change in position of the blades, in a direction opposite to that of the adjustment force.
If the pitch angle of the blade changes, for example, from a small value to a large one, the adjustment force increasing, the action of the restoring force is reduced at the same instant by special means. Consequently, the blade passes immediately to the position corresponding to the next step without occupying a central position. Conversely, when the adjustment force decreases again, a change of position only takes place when the return force whose action
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is diminished is able to overcome the adjusting force.
In the case of a variable-pitch aerial propeller, the return force and the adjustment force act as torques acting on the blades. This is why one can cause a decrease or an increase in the return force at the time of the change of position by lengthening and shortening the lever arms when the change of position takes place, for example by means of 'a rolling lever transmission. This result can also be obtained in a simple manner by inserting a link between the return force and an arm carried by the rotating blade, the dimensions being such that the link changes angular position or bends to a certain extent when changing. position and thus lengthens or shortens the effective lever arm.
If you want to establish another adjustment step, you can create a second restoring force which only comes into action when the adjustment movement is partially completed. The blade is then retained in a central position, but this position is also stable, because the lever arms have already changed during the travel of the angle at the time of the adjustment.
It is also possible, moreover, by means of a separate weight subjected to the action of centrifugal force and suddenly changing position when a determined centrifugal force is exceeded, change the position of one of the extreme stops. of the regulating system and thus obtain another adjustment step.
The restoring force and, where appropriate, the additional restoring force are produced preferably by means of springs or other elastic members. The spring which produces the additional restoring force can be arranged
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so as to meet a stop during the adjustment movement and in such a way that it is not compressed until the instant of the meeting. Both springs have an initial tension.
The extreme positions of the blades are determined by stops, the position of which can be varied advantageously by hand and preferably from the seat of the pilot. By varying the position of the stops, the automatic adjustment can then be completely suppressed, acted as desired on this adjustment or replaced by a non-automatic adjustment operated by hand.
The values of the variable speed variables, for example the speed of rotation, at which the change of position takes place, depending on the restoring force and. the adjustment force. It is therefore possible to act on the adjustment by varying these forces. This is achieved roughly, for example, by increasing or decreasing the centrifugal weights used to produce the adjustment force. In addition, the force of the springs can be varied. It is in particular possible, by automatic adjustment or by hand, to move the stop against which the spring producing the additional return force bears to become effective. In addition, the additional restoring force can be acted upon by varying the spring tension.
The regulator's end stops or the center stops which determine when an additional return force becomes effective, as well as the tensions of springs or other components which influence the function of the regulator, can be adjusted to the limit. hand or an automatic adjustment produced for example by the external air pressure or by other quantities depending for example on the altitude. We can also, for example, make these available
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Compressor pressure dependent devices used to increase engine load. Finally, they can also be controlled as a function of the torque acting on the thruster shaft or as a function of the axial propulsive force of the thruster.
The invention further aims to provide an automatically adjustable pitch propellant, the pitch of which changes continuously or in stages with the altitude of the airplane. For this purpose, the adjustment has already been made automatically as a function of the air pressure. However, complicated devices were obtained in this way, since the relatively small pressure differences could only be made effective by employing large engine cylinders or diaphragm housings. Despite the high weights required for these devices, regulators are nevertheless obtained which are insensitive and which furthermore produce relatively small adjustment forces. According to the invention, the pitch of the propellant blades is adjusted as a function of the temperature.
As we know, the temperature varies according to a law more or less determined according to the altitude. Certain deviations from the theoretical law do not prevent this phenomenon from being used for the end indicated, since they remain within the precision limits required for a regulator acting on the pitch of the blades. On the other hand, considerable advantages are obtained from the point of view of operational safety and simplicity of construction.
As we know the thermal expansion or contraction of bodies occurs with great force.
An adjustment element actuated by temperature variations can therefore be very small in size and yet operate safely.
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Practical execution can be achieved in various ways. For example, the linear variation of a metal adjusting member can be used directly for the adjustment, for example in the form of a rod attacking the pivoting blades and the other end of which is articulated at a fixed pivot point. Optionally, transmissions can be inserted when the linear variation is too small to be used directly. However, it is also possible, in particular, to cause the variation in volume of a liquid to act on a piston, since it is possible to obtain relatively long adjustment strokes by means of a hydraulic transmission.
Instead of operating the thermal regulator according to the temperature of the outside air, ori can also use special heat sources to operate the regulator, producing by means of such a heat source the desired degree of heating or cooling either manually, that is to say at the discretion of the pilot, or even automatically. Adjustment using a variable-effect heat source provides the means to exert influence on a rotating device, i.e. the propeller blades. In fact, it is possible, in a simple manner, to continuously subject a rotary member to the variable action of a heat source.
As a result, we can omit the mechanism, generally complicated, with members sliding or rolling over each other, required until now to influence the device rotating with the propellant, and thus eliminate the disturbances due to the setting. or to the wear and tear of these mechanical parts.
For example, the temperature-dependent control member can be exposed, in particular a container whose
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the liquid filling expands and contracts during temperature variations and causes a change in the pitch of the blades, at the temperature of the engine exhaust gases, of the air preheated by the engine, of the cooling water or oil, by varying the degree of influence of these heat sources on the temperature sensitive control member. However, it is also possible to cause electrically produced heat to act on the temperature-sensitive adjustment member, which provides a simple adjustment means but on the other hand requires the use of friction rings.
When great importance is attached to rapid adjustment in the event of a variation in the temperature of the outside air or of a special heat source, means can be provided according to the invention which reduce the duration of the heating. slippage during a variation of the degree of heating, that is to say reduce the thermal time constant of the temperature-dependent control member. This can be achieved simply, for example, by subjecting the regulating member, in addition to the heating effect, the effect of energetic cooling. In fact, it is known that the time constant d 'a body to which heat is supplied, that is to say the time after which it reaches practically the final temperature, is reduced when care is taken to dissipate the heat as quickly as possible.
It is true that this increases the quantity of input heat required to obtain a determined temperature, but in this case this does not result in any inconvenience, since there is a sufficient quantity of heat available, especially when the exhaust gases are used for heating.
The device can therefore be carried out in practice while at the same time sending cooling air to the organ
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control, for example subjected to the action of heating gases or otherwise heated, the flow of cooling air is maintained even when the heating is interrupted. The adjustment member is advantageously given a large surface area, for example by providing it with cooling fins.
The time constant can be further reduced by interrupting the cooling when the heating is activated. For example, a throttle valve connected positively to the device regulating the heating is fitted in the pipe supplying cold air.
In the previous embodiments, the thermal adjustment device can act directly on the blades so that, for example in the case of a control dependent on the temperature of the outside air, an adjustment is obtained. continuous during a temperature variation. However, this device can also advantageously be combined with the adjustment device described at the beginning of the description, in which the change of pitch of the blades is effected in steps, by controlling by means of the thermal adjustment member one or the other of the parts of the device which influence the step adjustment. In particular, it is possible to thermally adjust the position of an end stop or even the stop causing the action of an additional restoring force.
It is in particular possible to modify by thermal means the tension of the spring, because precisely the thermal adjustment provides forces which are sufficient for this purpose. The thermal regulation can only be made dependent on the outside air temperature or it can be influenced by an additional heat source. One can in particular act on the additional restoring force by varying
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spring tension. It is also possible to ensure that these variations take place automatically, for high altitude airplanes for example by means of a device depending on the external pressure of the air, on the pressure of a compressor ensuring the load of the air. engine, or variations in torque on the shaft or axial thrust force.
Some examples of embodiment of the invention are shown in the accompanying drawings:
Fig. 1 is a schematic view,
Fig. 2 is a diagram,
Fig. 3 is a longitudinal section passing through the hub of an adjustable propeller, the second half, which is symmetrical, being omitted.
Fig. 4 is a side view of the hub of FIG. 3, sectional part,
Fig. 5 is a view of a device intended to be combined with that of Figs. 3, 4 and 5 and used to vary the position of the stops,
Fig. 6 is an overview,
Fig. 7 is a view similar to FIG. 3, but representing a variant,
Fig. 8 is a view of a measuring device,
Fig. 9 is a section taken along line 9-9 of FIG. 1.
Fig. 10 is a schematic view showing the principle of thermal adjustment,
Fig. 11 is a longitudinal section of an embodiment of a thermal adjustment member, chosen as an example,
Fig. 12 shows an embodiment in which the thermal adjustment member influences one of the extreme stops of a thruster or propeller with an adjustable pitch substantially as in FIG. 1.
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Fig. 13 shows an alternative embodiment in which the two end stops are influenced by a thermal adjustment member.
Fig. 14 shows an embodiment in which the heating of the thermal regulator is effected by means of a special heat source, and
Fig. 15 shows an embodiment of a device for reducing the thermal time constant of the regulating member.
Fig. 1 is a schematic cross section of a blade 1 of an aerial propeller rotating about the axis 2,2 (engine axis). So that the pitch can vary, the blade 1 can rotate around the axis 3, which is represented by a point in FIG. 1. Fig. 1 shows the two positions that the blade 1 can take. The position indicated in solid lines corresponds to a smaller pitch than that of the position indicated in broken lines. The blade is integral with an arm 4 which carries at its outer end a weight 5 subjected to the action of centrifugal force, which is indicated by an arrow C in the drawing.
At the outer end of the arm 4 is articulated on a pin 6 a link 7 on which is articulated, on the other hand, by means of a pin 8, a punch 9 carrying stop collars 10 and 11 and subjected to the action of ur helical spring 12. In the position shown, the glue 11 rests on the fixed body of the hub, while the collar 10 can abut on a ring 13 which will be considered temporarily as being fixed.
The operation of the device is as follows:
At rest, the centrifugal force C is zero. The force exerted by the spring causes the blade to assume the position shown in solid lines and in which the pitch is small,
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until the collar 11 abuts on the body 13 of the hub. When the propeller begins to rotate, the force C acts on the weight 5 and tends to oppose the force F of the spring.
When the force C has reached a value which cancels that of the spring, the weight 5 and consequently also the blade 1 are brought by rotating around the axis 3, to the position indicated in dotted lines and in which the pitch is greater , this movement continuing until the collar 10 of the punch 9 abuts on the ring 13. At the same time the force of the spring increases, because this spring is compressed.
However, this has no influence on the setting, because at the same time the lever arm by which the force of the spring attacks the blade decreases to a greater extent.
In fact, in the original position, the force of the spring has a lever arm of length 1, but in the second position it has only one lever arm of length l ', because in at the same time as the arm 4 rotates, the rod 7 changes its angular position with respect to the axis 2, 2. Moreover, the centrifugal force C increases at the same time as the weight 5 changes position, because of the increase - tation of the radius.
The conditions are shown in detail in the diagram Fig. 2, the moments Mf exerted by the force F of the spring and the moments Mz exerted by the centrifugal force C being plotted on the ordinate above the speed n of the propeller.
It will be assumed that the propeller blades are first in the position in which the pitch is small. The centrifugal force then increases with the speed n following curve I. The moment produced by the spring in this position has the value Mf1 'which does not depend on the speed. When
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as the moments exerted by the spring and the centrifugal force become equal to each other at point A, the change of position of the blades takes place.
The spring moment is first reduced to the value Mf2 due to the shortening of the lever arm from 1 to 1 ', while the centrifugal force increases at the same time due to the increase in radius, which changes from r to r '(Fig. 1) so that it is now curve II which is valid for the variations of the centrifugal moment. If the speed increases above the value which corresponds to point A, the blade naturally remains in the position corresponding to the largest pitch. It is the same when the speed decreases.
The change of position does not already take place when the speed again reaches the value corresponding to point A, it only takes place when the centrifugal moment Mz2 has fallen to the value of the reduced moment. Mf2 of the spring. In Fig. 2 point B corresponds to the return of the blade to the position in which the pitch is the smallest. If the speed now increases again, starting from point B on curve I, the change of position takes place at point A, as described.
In both positions the blade is always in stable equilibrium, because it takes forces of finite magnitude to get it out of its position. This constitutes one of the essential differences between the aerial propeller according to the invention and the known variable-pitch aerial propellers, which operate with continuous adjustment, that is to say whose blade is also always in equilibrium. - free indifferent, infinitely small forces sufficient to get her out of her position.
The actual course of speed-dependent adjustment operations, as shown in FIG. 2, cor-
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fully meets the requirements of practice, partially more than the known continuous adjustment, as follows from the following considerations.
During the upward flight, which follows the start, the propeller turns at a relatively low speed, lower than the value corresponding to point A. The propeller is therefore in the position in which the pitch is small, a position which corresponds to ascending flight. When the airplane changes to horizontal flight after reaching the desired altitude, the speed increases beyond point A due to the decrease in resistance. When point A is passed, the position of the blades changes, which corresponds to the requirements for valid speed. As he switches to current flight, the pilot can now throttle the motor, causing the speed to drop again a little, without the position of the blades corresponding to the speed flight being changed.
Indeed, the change of position would only take place at point B, and the pilot therefore has, for choke flight, the entire range of speeds between points A and
B. It is only when the speed drops below the value corresponding to point B, for example when the pilot is about to land and almost completely throttles the engine, that the blades return to the initial position. in which the pitch is small, that is to say the position in which they are ready for a new departure or for a new passage to ascending flight if the landing is missed.
In practice the two blades, which pivot in opposite directions about the axis 3, 3, are fixed in any suitable way, for example roughly as shown in Figs. 3 and 4, in a split bearing 14 rotating on: ball bearings 15 in the body 13 of the hub. Cha-
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that bearing 14 comprises a ring 16 which goes around it and which is connected to an arm 17 projecting laterally, arm at the outer end of which the weight 5 is mounted and the link 7 articulated. A particular weight is often unnecessary, because the eccentric mass of the arm 17 produces a fairly large centrifugal moment. On the other hand, additional weights 18 can be attached to the arm 15 or weight 5 to give the regulator a further feature.
A bearing 20, which the two rods 7 attack symmetrically in the eyelets 21, slides longitudinally in a perforation 19 which passes through the body 13 of the hub. Inside the pad 20 is a coil spring 22 which rests on the one hand on an appendage 23 of the pad, and on the other hand, on a flange 24 directed inwardly and located at the back. end of the perforation 19. This spring tends to move the pad 20 to the left in FIG. 3. It corresponds in principle to the spring 10 of FIG. 1 so that it tends to bring the blades 1 to the position indicated in solid lines and in which the pitch is small.
If the centrifugal force exceeds a determined value, the two counterweights 5 change their position and thus bring the blades, overcoming the force of the spring 22, to the position corresponding to the largest pitch, a position which is indicated in phantom lines in Fig. 3.
Inside a perforation 25 lateral to the perforation 19 slides a piston 26, which a rod 27 makes integral with one, 81, of the eyelets of the bearing 20. The movement of the piston is limited by the bearings. 28, 29 .. which are mounted in the perforation 25. The side chambers of the piston 26 can be filled with oil. The piston 26 has a longitudinal perforation 30 through which
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the oil passes during the displacement of the piston. The device acts as a shock absorber. The bearings 28, 29 can be adjustable, which makes it possible to vary the stroke of the piston and therefore the angle of adjustment.
The appendix 23 may be integral with the bearing 20.
However, if we want to vary the spring tension in a simple way, we can give the appendix 23, as shown in Fig. 3, the shape of a ring which, due to a grooved slide 31, can slide but not rotate in the bearing 20. The ring 23 is mounted on a bearing 33 carrying a thread 32, this bearing 33 coming out of the pad 20 and being able to turn, but not to slide. The bearing 33 can be moved by hand by inserting a key in holes 34. The ring 23 then changes position by varying the spring tension in the direction of the axis.
Inside the bearing 20 is a hollow rod 35 that a ball bearing 36 connects to the bearing 20 such that this rod participates in the axial movement of the bearing, without however participating in the rotation around the axis 2- 2 of the engine. The rod 35 is suitably connected to a device which, as shown in FIG. 6, is mounted at the pilot's station and is used to adjust the stroke and the positions of the blades. This device may have the form shown in FIG. 5. The rod 35 or a shaft 35 'which is integral with it passes through a bush 37 in which two bushes 39 and 40 can turn on the thread 38. The bush 39 is connected to the shaft 35' by a groove. and a tongue 41 so as to participate in the rotation of this shaft, without being able to slide on it.
At one of its ends, that which faces the free end of the shaft 35 ', its perforation is slightly enlarged at 42 so that a collar 43 carried by
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the shaft 35 'can partially enter the bearing 39. The axial movement of the bearing 39 during its rotation in the thread of the bearing ¯38 is limited by a stop 44 on the one hand, and by the edge of the bearing 40 , on the other hand. At the free end of the shaft 35 'is a crank 45 which can turn freely and which carries, on each side of its core 46, claws 47 and 48 engaged in corresponding claws 49 carried by the end of the shaft. 'shaft 35' and by the end of the bush 40, which partly protrudes from the bearing 37.
This bush or this pad 40 comprises, like the pad 39, an enlarged perforation in which the collar 43 can engage. The inner edges 50 and
51 of the bearings 39, 40 serve as stops for the axial movement of the shaft 35 'which, being integral with the sleeve
20, corresponds to the pivoting movement of the blades. The crank
45 makes it possible to move the bearings 39 and 40 at will, that is to say to vary the position of the end stops at will, limiting the pivoting movement of the blades. In fact, if the crank 45 is rotated when it is in the position indicated, the position in which the clips 48 and 49 mesh with each other, the sleeve 40 is screwed into the bearing 37 or unscrewed out of the way. this pad.
If the crank 45 is moved on the end 52 of the shaft 35 ', so that the claws 47 and 49 mesh with each other, and if this crank is then rotated, the shaft 35' is driven and with it the sleeve 39, which causes the cell to move axially.
The device shown in FIG. 5 not only allows the extreme positions of the blades to be varied at will, but also completely eliminates the automatic adjustment by screwing the two bushings 39 and 40 towards one another.
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the other, so that they both apply at the same time to the collar 45. The position which is thus fixed can be chosen at will, that is to say give any pitch to the blades, to the hand.
While the device shown in FIG. 5 allows the pitch angle to be varied at will in the two extreme positions, it is possible, by varying the spring tension, to freely determine for the speed the values at which the change of position must take place in each - that case.
Finally, the device can also be set up so that the blades can occupy not only two, but also three or more positions, while being in stable equilibrium in each of them. For this purpose, for example, an additional spring is used which comes into action when the blades are in a central position at the time of the change of position, and which increases the force of the first spring to a determined extent. In Fig. 7, we see, inside the spring 22 a second helical spring 53 which rests on a stop 54 on the one hand and on a disc 55 on the other hand. It will first be assumed that the stop 54 is integral with the bearing 20. The disc 55 can slide on a rod 67 carrying an end stop 56 secured to a cushion 58 which carries the stop 54.
The rim 24 on which the spring 22 rests extends inside far enough for the disc 55 to come up against this rim.
It will be assumed that the propeller is in the position corresponding to the smallest pitch. If the speed increases until the centrifugal force is equal to the force of the spring 22, the bearing 20 moves in the perforation 19,. as described, compressing the spring 22. However,
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before the bearing 20 has gone through its entire stroke, the disc 55 abuts against the flange 24, so that the force of the spring, a force which is opposed to the centrifugal force, is suddenly appreciably increased. causes that the spring 53 is added to the spring 22. It is only when the centrifugal force has increased further by a determined amount, so that it can overcome the force of the two springs, that a new movement to the end stop.
The propeller is still in stable equilibrium in the intermediate position, in which the spring 53 opposes the centrifugal force, with the spring 22, only by its initial tension. In fact, an increase in the centrifugal force only produces a displacement when a given limit has been exceeded, and conversely a decrease in the centrifugal force from the value at which the change of position and the shifting to the central position have taken place, would only cause a return to the initial position when the shortening of the lever arm, the shortening which accompanies the displacement, would have been canceled.
The efficiency of the spring 53 can be adjusted at will by varying its tension. This adjustment can also be made automatically, for example according to the air pressure.
For this purpose, a piston 60 (Fig. 7) moves concentrically to the bearing 20 in an appendage 59 in the form of a hollow cylinder. A rod 62 connected to this piston and engaging in a perforation 61 of the bearing 20 prevents the piston from rotating, the latter further carrying a rod 63 with an elongated screw thread 64. The piston surrounds a chamber 65 hermetically.
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closed on all sides and filled with air at normal atmospheric pressure. If the airplane reaches great altitudes, the external atmospheric pressure drops, which causes the piston 60 to be pushed outwards by the air trapped in the chamber 65. The piston therefore always occupies a corresponding position. to the pressure of the outside air.
The threaded rod 63 is mounted in a bearing 58 which, originally, was assumed to be integral with the bearing 20, but which, in reality, can rotate relative to the latter bearing in a thread 66 so that, when the bearing 58 rotates, the spring 53 also rotates with its stop 55 and the shaft 57 and moves axially along the thread 66. This therefore has the effect of varying the distance between the stop 55 and the stop 24 in the form ledge.
When the piston 60 moves in the manner described according to the pressure of the outside air, the threaded rod with elongated pitch 63 which is integral with it rotates the bearing 58 and consequently varies the distance between the parts 24 and
55. The directions of the two threads 64 and 66 are such that, when the pressure of the outside air decreases and consequently when the piston 60 moves outwards, the distance between the stop 55 and the stop decreases. stop 24. Now, the smaller this distance, the lower the speed at which the passage of the blade to the position corresponding to the largest pitch takes place. This corresponds to the practical requirements for altitude flight.
The sliding piston 60 can be replaced by a membrane. In addition, instead of an additional spring, there may be several, which further increases the number of rungs.
It is also possible to obtain in another way the division of the entire adjustment range into several steps. It's that
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shown schematically in Figs. 1 and 9. As mentioned above, the ring 13 serves as a stop for the collar 10 when the centrifugal force moves the punch 9 downwards, compressing the spring. We assumed above that ring 13 was fixed. In reality, it is axially movable and on the outside it has an elongated screw thread 80 by which it is rotatably mounted in the body of the hub. It is secured to an arm 81 carrying a weight 82 subjected to the action of the centrifugal force. The centrifugal force acting on this weight is denoted by C 'in FIG. 9.
A spring 84 attached to a fixed point 83 and to the lever 81 tends to rotate the ring 13 clockwise in FIG. 9. When the centrifugal force C 'reaches a value greater than the force of the spring, the weight 82 comes to occupy the position indicated in dashed lines in FIG. 9.
The spring is a little tight, but at the same time the lever arm on which this spring engages decreases appreciably when going from !!: to b. Consequently, the weight 82 remains in the new position with the ring 13 until the centrifugal force reaches a value low enough that the moment it exerts is no longer sufficient to overcome the force of the spring. The ring 13 then returns to the original position shown in solid lines, when the speed of the propeller is lower, by a determined quantity, than that at which the first change of position took place. Stops 81 'limit the movement of the ring.
The rotation of the ring 13 is accompanied by an axial displacement such that the stop of the collar 10 changes position. The dimensions of the different parts are such, e1 these parts are arranged in such a way that the weight 82 does not change position, when the speed increases, until when
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the displacement of the weight 5 with the rod 7 and the punch
9 has already taken place, that is to say when the collar 10 rests on the ring 13. During the movement of the ring 13 the stop of the collar 10 comes to occupy a lower position and the centrifugal force which attacks the point 6 causes the blade to take a third position in which the pitch is even greater than in the position shown in dotted lines in
Fig. 1.
Instead of having the regulator act directly on the rotating blades, in other words instead of directly using the adjustment force, that is to say the centrifugal force, to cause the adjustment of the blades, we can also interpose an auxiliary force (servo-mechanism) such that the source of auxiliary force is controlled by the regulator. The regulator can be given the form which has been described above, that is to say it can contain centrifugal weights and springs kinematically connected to each other so as to ensure the stability of the adjustment of the various stages.
When the source of auxiliary force is an oil pressure produced for example by the engine, the regulator serves to control one or more valves through which the oil pressure is used to vary the position. blades. It is possible, for example, by using the construction shown in FIG. 1, directly connect the movable centrifugal weight 5 to the body of an oil pressure valve.
We thus obtain a simple possibility of increasing the number of steps at will. In fact, several valves can be fitted in combination with corresponding throttling devices and each valve can be fitted with a regulator, each of these regulators coming into action at one speed.
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different from that of others. Regulators can be relatively small and simple, as it only takes small forces to actuate the valves. The device is not shown in detail in the drawings, the servo-mechanisms being known per se and their connection with the regulators being obvious.
If one wishes to use the adjusting force directly, as described in the preamble, to vary the position of the blades, one can, instead of transmitting the force by mechanical means, use a hydraulic transmission. by coupling the blades, for example, imperatively with pistons subjected to oil pressure. These pistons can be arranged so as to be subjected to the action of centrifugal force.
To obtain a stepped adjustment, it is then possible to fit, in the oil tank, valves and check valves controlled so as not to allow the oil to exit the cylinder under the action of the pistons on which the force acts. centrifugal, only when the speed rises above determined values, while other valves, for example check valves, only allow the entry of oil when the speed reaches a value lower than that which comes from be mentioned.
The device shown in FIG. 8 is used to allow precise control of the spring force. This device consists of a drum 67 filled with oil and comprising a membrane 68 and a pressure gauge 69 mounted on the front face 70 of the bearing 20. Opposite this drum is a U-shaped part 72 provided with a set screw 71 and suitably attached, for example to eyecups 73 of the hub body. By tightening the screw 71, the value of the spring tension can be read on the pressure gauge 69.
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Figs. 10 to 15 show embodiments of aerial propellers the pitch of the blades of which is adjustable by means of thermal forces. In the schematic view of FIG. 10, the propeller blade 91 is pivotally mounted in the hub 90 and to its pivot is fixed an arm 92. Between an eyelet 93 of the arm 92 and a projection 94 of the hub which is not involved in the adjustment is mounted a thermal adjuster 97 with joints 95 and 96, which is executed so that the spacing between joints 95 and 96 changes with temperature variations. As the temperature decreases the gap decreases, so that the blades have a larger pitch, while when the temperature crots the gap and hence the pitch decreases.
It will be assumed that the thermal regulator 97 is subjected to the action of the outside temperature. As a result, as the altitude increases the pitch of the propeller blades increases, which corresponds to the conditions required for aircraft propellers for altitude flights.
Fig. 11 is a sectional view of an embodiment of an adjustment member such as can be used in FIG.
In the cylinder 99 filled with a liquid 98, for example with oil, is arranged a kind of piston rod 100 which slides in the guides 101. The cylinder is closed at one end by a rubber stopper 102 which during overheating is able to yield to the expansion of the oil without slipping, therefore by deforming. The expansion position is drawn in Fig. 11 in phantom. The rod 100 and the rubber stopper 102 are returned to the initial position by a spring 105 disposed between an appendage 103 surrounding the stopper and a plate 105 fixed to the rod 100. During expansion the oil enters through the ports 106. inside of
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right guide 101 ..
The return can also be aided by a centrifugal weight 108 (Fig. 10) to prevent a vacuum from occurring inside the cylinder 99.
Fig. 12 shows an exemplary embodiment in which not the blades themselves change pitch under the action of thermal forces, but the adjusting movement is influenced by the thermal adjustment of the position of an end stop. The blade 91 pivotally mounted in the hub 90 is biased by a spring 107 and a centrifugal weight 108, that is to say in principle it is actuated in the manner shown in FIG. 1. The amplitude of the movement of the blade is limited by two stops 109 and 110. The thermal adjuster 97 is mounted in this case so as to adjust the position of a single end stop, for example. of the upper stop 110.
As a result, while the actual adjustment mechanism, consisting of the centrifugal weight 108 and the spring 107., operates the adjustment in the manner described above as a function of the rotational speed, the adjustment of the position of the stop operated by the thermal adjustment member 97 provides an additional correction which depends on the outside temperature, that is to say directly on the flight altitude.
Instead of adjusting the position of a single stop, it is also possible to adjust the position of the two stops ,. each individually or both together. The latter means is shown in FIG. 13. The two stops 111 and 112 are both mounted on a connecting piece 115 which in turn is actuated by the adjusting member 97, so that the stroke of the regulator remains the same and only the angular position of the blades in the two extreme positions change
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to the same extent with temperature variations.
To allow the pilot to intervene in the operation of the regulator, it is possible, as shown in FIG. 14, provide a special heat source whose influence is adjustable. In the example shown, the heat of the exhaust gases is used. At the front end of the exhaust manifold 114 of the engine 130 is disposed a nozzle 115 provided with a throttle valve 116. By opening the valve 116 it is possible to send a jet of exhaust gas forward. heat which is captured near the propellant by a collector ring 117 and is fed through a pipe 119 to the regulator 97 which may be provided with heating fins 120 for better heat absorption.
In this way, the pitch of the propellant blades can be adjusted by simply rotating the throttle valve 116, varying the opening of the throttle by different amounts.
In the embodiment of FIG. 15, the construction of which corresponds to that of FIG. 14, the regulator 97 is not only influenced by a stream of hot gases but at the same time it is also supplied with cooling air. For this purpose, for example, a pipe 121 is used, opening for example opposite pipe 119, which in a manner analogous to pipe 119 is connected to a collector ring 122 into which opens a nozzle 124, mounted below. - under the fairing 123 of the engine, which is connected by a throttle valve 125 to an air intake 126 passing to the outside and facing forward, so that when the valve d When the throttle 125 is open, a stream of cold air produced by the racing wind is directed through the pipe 121 and onto the adjuster 97.
Because heat is continuously subtracted
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As a result of the cooling air current to the regulating member, the time required to reach the final state is considerably reduced. This is already the case when the flow of cooling air is continuously maintained, while the heating is in operation, that is to say when the throttle valve 125 is omitted. A further improvement is obtained. more considerable when, at the same time that the heating current is activated by opening the throttle valve 116, the cooling air flow is interrupted by closing the throttle valve 125.
In the embodiment shown this operation is carried out by means of a system of levers 127., 128 which ensures a positive connection between the throttle valves 116, 125. When the throttle valve 125 is dispensed with can of course omit the collector ring 122 and the nozzle 124 and directly divert the cooling air stream from a bore in the fairing 123.
Of course, the regulator can also be mounted directly in the air stream, that is to say without special air supply devices. For example, this can be achieved in practice either by omitting the fairing covering the hub or by drilling it at an appropriate place to allow passage to the outside air.
In Figs. 14 and 15 the adjusting member can act on the pitch of the blades directly, as shown, by means of a rod system 129 shown schematically, or it can adjust only the position of the end stops or of a another organ, for example as in FIG. 12 or 13