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" DISPOSITIF DE COMMANDE POUR APPAREILS PROPULSEURS "
Dans la demande de brevet déposée en Belgique le 15
Mars 1035, sous le n 318.752, pour:"Système de commande des évolutions d'un mobile dans un fluide ", au nom de la Société d'Inventions Aéronautiques et Mécaniques S.I.A.M.,- on a dé- crit, notamment, un système pour la commande du réglage des pales d'une hélice à pas variable, dans lequel l'effort,aéro- dynamique résistant qui s'exerce sur les pales est équilibré constamment et automatiquement par une contre-pression fournie
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par un dispositif fonctionnant,, par exemple, par voie cléo-pneumatique et dans lequel le pilote peut, à tout moment, faire varier la pression.
La présente invention, due à Monsieur René Lucien LEVY, repose sur un principe d'équilibrage analogue, mais, dans le but d'éliminer les flexions secondaires dues aux efforts centrifuge et de multiplier l'effort utile, le moment de la résistance aérodynamique R - qui s'exerce au centre de poussée C d'une pale P - est pris ( figure 1 du dessin annexé), non plus par rapport à l'axe X - Y autour duquel peut s'in cliner le pied de pale, mais par rapport à l'axe de rotation de l'ensemble de l'hélice, c'est-à-dire l'axe Z T du vilebrequin.
A cet effet, l'invention consiste essentiellement :
1 ) à entrainer l'hélice par l'arbre moteur, non pas directement, mais au moyen d'une liaison élastique, de sorte que si l'on considère, sur l'hélice et sur l'arbre moteur, deux plans passant par l'axe et coïncidant au. repos, il s'établisse entre eux, à chaque instant, pendant la rotation , un angle de décalage dont la valeur est fonction de la vitesse de l'arbre moteur, de la vitesse de l' appareil et de l'état( densité, viscosité, etc...) du milieu ambiant;
2 ) à faire cor-respondre, automatiquement, à chaque valeur de cet angle de décalage, une valeur déterminée de l'inclinaison des pales d'hélice sur leur axe longitudinal.
Un montage dthélice à, pas variable, répondant à ces caractéristiques, est représenté sur les figures 2 et 3 du dessin annexé, lesquelles sont données simplement à titre d'exemple de réalisation.
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Les pales d'hélice P sont toutes deux emmanchées dans un potte-pales commun A, dans lequel elles peuvent touril- lonner autour d'un axe X- Y passant par exècre par les centres de poussée aérodynamiques C (fig.3) de ces pales.
Le porte-pale est porté lui-même par un taux moyeu B sur lequel il peut tourillonner autour de l'axe Z - T de l'arbre 'moteur M, dans l'espèce le nez du vilebrequin sur lequel est claveté le faux moyeu B. Dans cet exemple, la liaison élastique entre le faux moyeu solidaire de l'arbre moteur et le porte. pales est réalisée au moyen d'un équipage H, constitué par des capacités aléo .. pneumatiques, solidaires du faux-moyeu B. Dans deux cylindres diamétralement'.opposés par rapport à l'axe moteur, sont montés des pistons 1 dont les tiges sont articulées en K sur le porte-pales. Les capacités H sont remplies de liquide en réservant toutefois un espace dans lequel de l'air comprimé se trouve introduit initialement.
On conçoit que, dans ces conditions, les cylindres oléo-pheumatiques stopposent élastiquement au couple aéro- dynamique demoment 2 x R x D ( figure 3).
Lorsque le moteur tourne dans le sens! (figures 3 et 3), le faux-moyeu B entraine le porte-pales A, par l'intermé- diaire des cylindres aléow pneumatiques, Sous l'action réais- tante du couple aérodynamique 2R x D, le porte-pales A s'in- cline d'un angle [alpha] (position décalée, X1- Y1, de l'axe X-Y) dans le sens rétrograde f1, jusqu'à ce que la pression de.l'air dans les cylindres équilibre le couple aérodynamique qui s'exerce aux centres de poussée C.
En prenant un " angle de retard " autour de l'axe moteur Z T, le porte.-pales A provoque la rotation des pales P autour de leur axe longitudinal X -Y. Date ce
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but, dans l'exemple représenté, le pied de chacune des pales porte un doigt ± qui, traversant une lumière 1 du porte-pales s'engage dans une fourchette t portée par le faux-moyeu B.
Dans le cas considéré, l'action de cette fourchet- te sur le doigt ± a pour effet de faire varier l'inclinaison des pales sur leur axe longitudinal X - Y, dans un sens qui correspoond à la diminution du pas de l'hélice. Par suite, l'effort aérodynamique B et le moment(2R x D) de cet- effort par rapport à l'axe moteur* diminuent. La vitesse du moteur aug mente donc jusqu'à ce que le couple aérodynamique reprenne la valeur pour laquelle il est équilibré par la pression de l'é. quipage oléo- pneumatique.
. Le système ainsi constitué est donc tel qu'à toute valeur du couple moteur correspond à une position d'équili- bre de l'ensemble des pales et du porte-pales,d'une part, et des cylindres oléo-pneumatiques, d'autre part, cette position pouvant être définie par l'angle de retarda du porte-pales.
Si, le couple motaur. étant élevé, la vitesse de l'avion est nulle, 1'angle [alpha] est maximum et, par suite, le pas de l'hélice est minimum. Si, le couple moteur demeurant élevé, la vitesse de l'avion augmente* l'angle [alpha] diminue, et, par suite le pas augmente.
Si, le couple moteur demeurant constant, la densité de l'air diminue, l'angle [alpha] diminue et le pas augmente?
Si,enfin, le couple moteur,la vitesse de l'avion, et la densité de l'air varient simultanément, l'angle [alpha] , et par suite l'inclinaison des pales sur leur axe X - Y , varient en même temps jusqu'à prendre la position d'équilibre qui assurera au pas de.l'hélice la meilleure valeur compati- ble avec les nouvelles conditions de fonctionnement.
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Une hélice à pas variable, possédant les deux caractéristiques fondamentales définies ci-dessus, permet donc une adaptation automatique du pas dans les meilleures conditions, quels que soient les régimes, les vitesses ou les altitudes auxquelles s'exécutent les vols de l'avion.
Son emploi sur les moteurs à compresseurs paratt particulièrement indiqué.
Il est à remarquer que, sana sortir du cadre de l'in- vention, les cylindres oléo-pneumatiques peuvent être rempla- cés par d'autres dispositifs élastiques, tels que ressorts, sandows, etc...
Toutefois, les cylindres oléo-pneumatiques présentent plusieurs avantages importants ;
En premier lieu, ils donnent la possibilité d'agir sur deux variables, à savoir la pression initiale de l'air et l'espace nuisible (par adjonction d'huile).
L'hélice étant réglée au pas maximum, on règle ini- tialement la'pression d'air dans l'équipage H, pour que l'hé- lice prenne, au point fixe, le pas minimum désiré.
Si, au cours d'un vol, le moteur emballe, le pilote introduira de l'huile dans l'équipage H, afin de réduire l'espace nuisi- ble, tout en conservant la même pression initiale de gonflage.
En second lieu, les cylindres oléo-pneumatiques per- mettent.d'assurer un freinage hydraulique des vibrations et des chocs qui pourraient être occasionnés à l'hélice, par suite des changements de régime. A cet effet, on a représenté sur le dessin (figure 2), deux diaphragmes J, percés d'orifices de section étroite ,qui, selon un mode connu, assurent le freinage des déplacements des pistons 1.
Enfin, ces dispositifs oléo-pneumatiques rendent
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possible une adaptation automatique du. pas de l'hélice à l'altitude, étant donné qu'au fur et à mesure que l'avion s'élève l'air comprimé dans l'équipage H conserve sa pression initiale, tandis que la réaction aérodynamique sur les pales diminue, avec, comme conséquence finale, l'augmentation du pas de l'hélice.
Afin d'éviter les chocs, en cas de baisse plus ou moins brusque du régime du moteur, l'espace!., en arrière des pistons.' 1, pourra être utilisé comme dash-pot (fig.5); la tige de piston, traversant alors une garniture 1 . s'articule sur l'axe K au moyen d'une boutonnière n ou de toute autre liaison réservant une pareille liberté de mouvement. '
Il est à remarquer également que la liaison entre le pied des pales et le faux-moyen peut être réalisée par divers moyens autres que le dispositif par doigt et fourchette décrit-ci-dessus, par exemple par l'intermédiaire de deux engrenages coniques, solidaires, l'un du pied de la pâle, l'autre du faux-moyeu.
Bien entendu, le système à réglage auto matique qui vient d'être décrit peut être appliqué à tout dispositif propulaeur pour avions ou autres, comportant une hélice à pas variable.
L'invention comprend également un dispositif simple pour assurer constamment le graissage des surfaces en contact dans les pieds de pales d'hélices à pas variable, que celles-ci appartiennent au système 'décrit ou à tous autres.
Il existe divers dispositifs tels que butées-lisses, butées à billes, rampe hélicoïdale, etc... permettant aux pa. les d'hélice de prendre une inclinaison variable par rap- port à leur axe longitudinal x- Y passant par le moyeu de libellée.
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Quel que soit le système utiliser il est indispensa- ble d'assurer un bon graissage des surfaces en contact,afin que l'hélice puisse, sous l'action des efforts qui la solli- oitent, prendre le pas correspondant au meilleur rendement du système propulseur.
Un procédé de graissage particulièrement avantageux consiste, conformément à l'invention , à utiliser l'action de la force centrifuge pour créer une pression de graissage suffisante pour assurer la lubrification des rampes ou patins.
Dansune forme d'exécution représentée sur la figure 6, dans le cas d'un pivotement des pales sur rampe hélicoïda- le, un cylindre 1, logé dans le pied de pale ± et dont l'axe est, de préférence , confondu avec l'axe de pivotement X-Y de la pale, renferme un piston 2 pourvu d'une .garniture 3, et constamment sous l'action d'un ressort'4 qui tend à le re- pousser vexa le moyeu. Ce piston est constitué par un métal dense. par .exemple sous la forme d'une masselotte en plomb.
Le compartiment supérieur 5 du cylindre 1 communiqua par l'intermédiaire de canaux 6, avec divers points de la rampe hélicoïdale 7, et peut également communiquer avec les divers organes du moyeu qu'il est intéressant dé graisser, en particulier les doigts de commande de mouvement des pales.
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