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Engin de locomotion aérienne. Convention Internationale: Demande de brevet de Grands Brta-
La présente invention se rapporta à un engin de locomo- tion aérienne du genre dans lequel la soulèvement est dérivé totalement ou partiellement d'un système d'ailes rotatives supérieur appelé habituellement rotor qui tourna autour dl un axe plus ou moins vertical et plus particulièrement à un engin de ce type dans lequel les angles d'incidence des pales du ro- tor avec le courant d'air, c'est à dire les angles suivant lesquels elles sont disposées par rapport au plan general de rotation du rotor sont variables de manière à permettre à l'action de soulèvement d'être modifiée pour s'adapter aux conditions du moment.
L'invention S'applique, particulièrement @
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aux engins da locomotion aérienne du typa mentionné dans le¯
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quel la rotor est auto-rotatif en vol, c'est aire a:ail est actionné sous l'action du vent de vol.
Lorsqu'on s'envole avec une machine du typa décrit possédant des peles d'incidence varioles, celles-ci sont placées dans une position neutre ou dans des angles négatifs initialement et sont misas en rotation mécaniquement, par exemple, en las accouplant temporairement à l'unité motrice de la machi- ne. lies que les pales tournant à uns vitesse suffisamment élevée pour être en état de donner l'action de soulèvement voulue lorsqu'allas sont désaccouplées da l'unité motrice, le pilote les règle jusqu'à ce qu'elles soient dans des angles positifs d'incidence et augmente la vitesse da l'hélice da la machine, et la machine s'élève ensuite.
L'un des buts de l'invention est de procurer une disposition perfectionnée et très simplifiée ainsi qu'une construction d'éléments permettant de faire variera les angles d'incidence des pales des rotors da l'engin de locomotion aérienne du type mentionné.
Conformément à l'invention, dans un engin du type décrit, on prévoit un mécanisme pour faire varier les angles d'incidence des pales de rotor et des moyens pour actionner ce mé- canisme, ces moyens comprenant un organe de commande disposé dans le mât de support du rotor, ou son équivalent et relié., dans un rapport de fonctionnement, au mécanisme de variation de l'incidence, cet organe, dans l'éventualité ou le mât ou son équivalent est adapté à un déplacement de soulèvement et/ou un déplacement en bloc étant construit et disposé de manière à pouvoir suivre le déplacement de soulèvement et/ou en bloc du mat du rotor, ou de son ensuivaient.
Il convient de rendre l'organe de commande susceptible d'un mouvement de va et vient dans les deux sens à l'intérieur du mât de support du rotor, ou de son équivalent, cet organe dans le cas où le mât ou son
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déplacement en bloc comportant des joints télescopiques et flexibles. Par exemple, dans une construction, l'organe de commande possède une liaison à vis avec le mât de support de rotor, ou son équivalent et est articulé à son extrémité supérieure à ce mécanisme afin que la mouvement combiné de rotation et axial de l'organe de commande donne lieu au mouvement du mécanisme vers des positions correspondant aux différents angles voulus d'incidence des pales de rotor.
Le mécanisme pour faire varier las angles d'incidence des pales de rotor peut recevoir différentes formas. Il est toute¯ fois préférable d'utiliser celui qui a été décrit et revendi- que dans le brevet N 399.551 et dans ce cas ce mécanisme comprendrait un certain nombre d'arbres ou de tiges montes de ma- nière à pouvoir tourner sur le moyeu du rotor et portant chacun un organe ou fourreau constituant bouton de manivelle, possédant son axe incliné par rapport à l'axe de l'arbre ou de la tige, la pale de rotor ou une tringle qui y est reliée étant disposée à pivot sur cet organe ou fourreau.
La partie supérieure de cet organe de commande est articulée à chacun des arbres ou tiges formant bouton de manivel- le de manière être à même de les faire tourner tous simultanément afin de faire varier les angles d'incidence de toutes les pales de rotor, Les détails complémentaires de cette cons.. truction seront donnés ci-après.
Comme caractéristiques indépendantes, des moyens peuvent être prévus qui tendent constamment à empêcher la diminution des angles d'incidence des pales du rotor en dessous de valeurs déterminées d'avance et ces moyens peuvent comprendre des ressorts tendant à maintenir les pales dans des angles positifs d'incidence pouvant être réglables
Il est préférable de relier cet organe de commande à une commande 'située dans la carlingue de l'engin, cette commande étant reliée dans un rapport de.
fonctionnement à un embrayage disposé entre l'unité motrice et un arbre d'envol qui actionne
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un pignon de mise en marche pouvant faire tourner le moyeu du rotor, cette disposition étant telle qu'après que la commande a été déplacée vers une position déterminée d'avance, cet embrayage et le pignon de mise en marcha sont désaccouplés automatiquement.
Dans la forme constructive décrite ci-après, cette com. mande est également reliée, dans un rapport de fonetionnement, à l'organe de commande d'un embrayage disposé dans le méca¯ nisme réunissant une unité motrice au moyeu du rotor, la disposition étant telle que l'embrayage est dégagé automatique. ment lorsque la commande a été déplacée dans une position dé- terminée d'avance. Pour la facilité du pilote, il est préférable de relier la commande à des moyens indiquant d'une manière visuelle les angles d'incidence des pales du rotor.
La rotation de l'organe de commande de l'incidence peut âtre effectuée de toutes manières convenables à partir d'une commande actionnée par le pilote. Par exemple, le mouvement de rotation peut âtre transmis par une commande actionnée par un volant ou un équivalent situé dans la carlingue. De préference toutefois, l'extrémité de l'organe de commande fait saillie vers le bas en-dessous du montage du mât du rotor et est muni d'une poulie à gorge sur laquelle s'enroule un câbla flexible dont las deux extrémités sont attachées una commande située dans la carlingue de l'enfin.
La présente invention est utilisée d'une maniera avantageuse en combinaison avec les inventions décrites dans les demandes en dépendance avec celle-ci et relatives au soulèvement longitudinal et latéral du rotor et à son montage.
Conformément à ces inventions, la soulèvement de l'axa du rotor est effectué par des moyens comprenant un organa ou un fourreau constituant bouton de manivelle monté sur un arbre pouvant tourner dans paliers d'extremité coaxiaux, cat organe ou fourreau ayant son axe incliné par rapport à l'axe
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sation, étant monté sur cet organe ou fourreau constituant bouton de manivelle par l'intermédiaire d'organes ou de bras s'étendant vers le bas.
En utilisant la présente invention en combinaison avec la disposition qui a été décrite, le montage du bouton de manivelle du rotor est déplacé de l'axe de rotation du rotor de façon à laisser un espace libre pour le passage de l'organe de commande du mécanisme de variation da l'incidence.
On représentera aux dessins ci-après une forma de rea¯ lisation de l'invention appliquée à un rotor à quatre pales dans lequel les angles d'incidence des pales sont commandes par des moyens décrits et revendiqués dans le brevet 399551.
La figure 1 est une vue an élévation partiellement en coupe du moyeu du rotor et du mât de support de rotor de la machine.
La figure 2 est une vue en plan partiellement en coupe du moyeu du rotor.
La figure 3 est une vue en élévation partiellement en coupe montrant la liaison entre un bras agissant comme manivelle en Z et le mécanisme de commande de l'incidence.
La figure 4 est une vue schématique des commandes de l'incidence.
La figure 5 est une vue en élévation du levier de commande de l'incidence et de l'indicateur d'incidence.
La figure 6 est une vue en élévation prise par la ligne B-B dans la figure 5.
La construction décrite comprend un mât creux 1 de support du rotor qui - comme décrit plus spécialement dans les demandes en dépendance avec celle-ci - est monté en vue de son soulèvement latéral ainsi que vers l'avant et vers l'arrière, sur l'organe ou fourreau constituant bouton de manivelle d'une manivelle en forme de Z indiquée, d'une maniè- re générale par la référence 2;
cet organe ou fourreau est disposé sur l'arbre 3 autour duquel a lieu le mouvement da
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soulèvement combiné latéral ainsi que vers l'avant et vers l'arrière du mât L Un moyeu de rotor 4 est dispose de manière à pouvoir tourner sur la partie extérieure du mât et concentriquement à celui-ci au moyen d'un palier à rouleaux 5 situé dans un creux 6 à l'intérieur du moyeu,, et d'un palier 7 combiné d'appui et de pression situé en-dessous d'un pa- lier à rouleaux 8; les deux paliers 7 et 8 sont logés dans un creux 9 formé à. la partie supérieure du moyeu, Les paliers 5 et 7 reposent respectivement sur des épaulements 10 et 11 formés à l'extérieur du mât.
Le moyeu 4 est muni de quatre paires de bras espacés 12 et 13 et la plan vertical qui se trouve d'une manière centrale entre les bras de chaque paire est disposé autrement que radialement sur le moyeu, comme montré à la fig. 2.
L'arbre 14 d'une construction de broche formant charniera ou d'une manivelle en Z s'étend transversalement entre chaque paire de bras 12 et 13 et peut tourner dans des paliers 15 et 16 prévus dans ces bras. Sur l'arbre 14 est fixé l'organe ou fourreau 17 constituant bouton de manivelle, dont l'axe A-A est incliné par rapport à l'axe de l'arbre 14 ; cet organe ou fourreau porte un certain nombre de paliers à aiguilles 18 disposés dans un alésage 19 formé dans un bloc articulé 20.
Les paliers 18 sont disposés en deux jeux et sont maintenus en place par une rondelle d'appui 21 contre laquelle un écrou 21 A de blocage est vissé sur une extremité du fourreau 17; les deux jeux de roulement à aiguilles 18 sont espacés au moyen d'un collier de mise à distance 22 s' ajus- tant sur la fourreau entre les deux jeux de paliers,
Ainsi qu'on le comprendra, les blocs articulés 20 sont libres de pivotar sur les fourraaux 17, mais chacun est empêché de descendre trop bas, lorsque les pales sont arrêtées ou tournant seulement faiblement,
grâce à un arrât 23 pouvant coopérer avec un épaulement 24 formé sur un disque 25 qui est
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de rotor est reliée à pivot au bloc articulé pour le mouvement latéral dans le plan général de rotation du rotors à savoir autour d' una brocha formant pivot, an substance verticale, pénétrant dans une douille 29 prévue dans le bloc articulé 20et passant à travers des ouvertures formées dans les mâchoires de l'extrémité en fourche 30 delà membrure; des dispositifs combinés d'amortissement et de repliage de l'aile (dont seulement les'douilles 30 A sont montrées sur les figures) sont prévus pour limiter le mouvement latéral de la pale dans ce plan de rotation.
L'angle d'incidence de chacune des quatre pales de ro- tor est modifié en faisant tourner l'arbre 14 de chacun des quatre organes constituant broche de charnière ou manivelle en Z. Dans cette réalisation particulièrement, les angles d'incidence des quatre pales sont modifiés simultanément et d'une manière égale par la construction ci-après.
Une tige de commande de l'incidence 31 est pourvue prés de son extrémité supérieure d'un pas de vis carré 32 qui est vissé dans un pas correspondant 33 découpé à l'intérieur dans la partie supérieure du mât de rotor 1. La partie supérieure de la broche 51 qui s'étend vers le haut au-delà de la partie supérieure du mât est réduite en diamètre et comprend une partie 34 filetée extérieurement.
Une partie de la tige 31 est enfermée dans un manchon cylindrique 35 auquel elle est fixée par un rivet 36. Des rivets 37 et 38 servent à fixer une plaque 39 transversalement dans une tige d'actionnement 40 et cette plaque peut prendre dans des rainures longitudinales de clavetage 41 formées à l'intérieur du manchon 35. La tige de commande 40 est alésée centralement à son extrémité inférieure et est reliée par un joint universel, indiqué d'une manière générale par la référence 42, à une tringle ou maillon 43 qui, à son tour, est fixé a l'extrémité supérieure d'une broche formant tambour 44. par un joint universel indiqué par la ré-
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férence 45.
La tige formant tanbour est disposée de manière @ à pouvoir tourner dans un palier à rouleaux 46 prévu à l'intérieur d'un logement 47 qui est fixé à la base d'une structure 48 de support du rotor et qui s'étend en partie à l'intérieur et en partie à l'extérieur de cette structure. cette structure est montée sur une structure en forma de py- lône s'étendant vers le haut . partir du fuselage. L'extré,- mité inférieure de la tige 44 comprend une partie carrée 43 et une partie filetée 50 de diamètre réduite la partie 49 s'a- juste dans une ouverture conformée d'une manière corraspondan-. te dans un tambour d'actionnement 51 qui est fixe 1:
1, la tige 44 au moyen d'un écrou 2 vissé sur la partie 50. Le tambour 51 comprend une fente 53 pouvant recevoir un câble d'actionnement.
On se rendra compte de ce que, grâce à la coopération de la plaque 39 et des rainures de clavetage 41, la broche de com- mande 40 ainsi que le manchon 35 peuvent avoir un mouvement axial l'un par rapport à l'autre et que le joint télescopique ainsi formé en combinaison avec les joints universels 42 et 45 permet à la partie filetée 32 de la broche 31 de se visser sur les pas de vis 33 du mât 1 et d'en être dévissée en gai- sant tourner le tambour 51 sans se préoccuper da l'inclinai- son et/ou du déplacement en bloc du mât 1 de rotor dans les limites permises par le mécanisme.
A l'extrémité supérieure du rotor, les papiers 7 et 8 sont maintenus en place dans celui-ci au moyen d'un écrou 54 qui est vissé sur l'extrémité supérieure du mât de rotor :1 et qui s'appuie contre une rondelle 55 et à l'aide d'un anneau d'étranglement '56 s'ajustant dans un creux formé dans le rebord inférieur d'un prolongement 57 an forme de moyeu creux boulonné sur le rebord supérieur du moyeu. Le prolongement en forme de moyeu comprend quatre paires de saillies 58 et 59 s'étendant radialement et espacées et est fermé à son extré- mité supérieure par un couvercle à poussière 60.
Un collier d'actionnement 61 à quatre paires de saillies
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pouvoir tourner à l'extrémité supérieure da la brocha 31 antre des roulements à billes 64 et 65 logés respectivement dans des creux 66 et 67 formés dans la collier 61; la palier 65 est retenu par un cône 68 et le palier 64 par un cône 69 qui sa visse sur l'extrémité supérieure de la broche 51 et est maintenu en place sur celle-ci par un écrou 70 également visse sur la broche.
Entre chacune des saillies 58 et 59 du prolongeront 57 en forme de moyeu pivote une broche transversale 71 servant d'articulation à un bras de commande de l'incidence 72 dont l'extrémité intérieure est munie d'un creux carré 73 dans lequel prend la partie centrale carrée d'une broche 74 e' ajustant dans la paire contigüe de saillies 62 at 63 formées sur le collier 61..Une fourcha 75 est reliée par une tige 76 à l'extrémité extérieure de chacun desquatre bras 72 de commande de l'incidence et est raccordée à un manchon 77 à l'aida d'une tige de réglage 'la possédant des pss inverses ses extrémités opposées qui sont vissées respectivement dans la fourche 75 et dans le manchon 77, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer, selon les nécessités,
la longueur effective des organes 75,78 et 77. L'extrémité en forme de sphère d'une broche 79 est logée dans un creux hémisphérique formé dans l'extrémité de chacun des manchons 77 et y est retenue, au moyen d'un bouchon 80, vissé dans le manchon et comprenant un creux en substance hémisphérique à son extrémité interieure dans laquelle la périphérie adjacente de la tête sphérique repose. Chacune, des broches 79 est reliée à l'extrémité exterieure d'un levier 81 qui est fixé à une extrémité de l'arbre 14 formant broche de charnière ou de manivelle en Z et est maintenu sur celui..ci au moyen d'un écrou 82 qui se visse sur l'extrémité de l'arbre et qui sert également à fixer un lavier 83 sur cet arbre.
Chacun des leviers 83 comprend une saillie 84 à laquel-
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le est accrochée une extrémité d'un ressort de tension 85 tandis que l'extrémité opposée du ressort s'accroche à une plaque d'ancrage 86 fixée du c8té inférieur du rebord supérieur du moyeu 4. Chacun des leviers 83 comprend également un arrêt 87 qui normalement est maintenu en prise avec la saillie contigue 12 formée sur le moyeu de rotor par la poussée du ressort 85.
Les ressorts ont une triple fonction. Tout d'abord, ils aident à obtenir un mouvement rapide des pales de rotor à partir des angles négatifs vers les angles positifs d'incidence. En second lieu, ils maintiennent les leviers 81 dans des positions (qui peuvent être réglables) dans lesquelles les pales de rotor sont dans une incidence positive en diminuant ainsi tout jeu qui pourrait se présenter dans le mécanisme de commande de l'incidence et, en troisième lieu, ils agissent comme dispositifsde sécurité, en ce sens que, dans le cas où le mécanisme de commande manquerait de remplir sa fonction, ils tendraient à maintenir les pales dans les positions d'incidence positive en permettant ainsi à l'engin de locomo- tion aérienne de flotter de la manière normale.
Des joints en feutre 88 et 89 sont disposés dans l'espace entre 'chaque paire de saillies 58 et 59 sur le prolongement 57 en forme de moyeu .au-dessus et en-dessous du levier 72,,et ils'sont maintenus en place par des plateaux de retenue 90,91 et 92.
Des câbles d'actionnement 93 et 94 sont enroulés autour des fentes 53 du tambour 51, comme montré aux fig. 4 et 5, et les extrémités du câble sont conduites vers le bas, le long des pieds 95 et 96 de la structure en forme de pylône qui supporte la structure 48 dans la carlingue de l'engin où ils s'attachent à un cadran rainu-
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ré 97 fixé à une broche 98 pouvant tourner dans un palier 99 porté par des organes de structure du fuselage ; ce cadran peut être mien rotation sous l'action d'un levier de commande 100. Deux fentes 101 et 102 sont formées dans la périphérie du cadran et les deux extrémités du câble sont conduites dans les fentes dans des directions opposées et sont reliées respectivement au cadran par des arrêts 103 et 104.
Le levier de commande agit dans une fente 105 formée dans le rebord 106 tourné vers l'extérieur d'un bras fixe de cadran 107 et porte un loquet de ûreté pivotant 108 qui est sollicité vers le bas au moyen de ressorts 109. Comme montré aux fig. 5 et 6, le levier de commande 100 peut être fixé dans des positions correspondant à différents angles d'incidence sur chacune des pales du rotor, par une pièce de mise en place 110 fixée à un levier 111 muni d'un 'bouton 112 qui se trouve dans une poignée 113 fixée au levier de commande 100.
La pièce de mise en place peut pénétrer dans un certain nombre de creux 110 A du rebord 106' du bras de cadran 107 par l'action d'un ressort 114; pour déplacer le levier 100 d'une position d'incidence à une autre, il est nécessaire de tout d'abord faire descendre le bouton 112. Le levier 100 est situé dans la position de montée (ou de non ascension) du rotor par l'engagement du loquet 108 dans un trou 115 formé dans un organe 116, fixé au rebord 106 et le levier est maintenu dans la position normale de vol par la pénétration du loquet dans une cavité 117 formée dans un organe 118 également fixé au rebord 106.
Un levier 119, est fixé à la broche 98 et est relié par une tige articulée 120, à un levier 121 fixé à une broche 122 portant un pointeau 123 dont l'extrémité extérieure peut se déplacer à proximité d'une échelle 124 portant les angles d'incidence des pales du rotor. Le poin-
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teau est fixé à une plaque 125 qui, comme décrit dans les demandes dépendantes de celle-ci, est relié à un levier à main 150 pour commander l'actionnement du rotor, tandis que le levier 121 est également relié à des tiges 126 accouplées avec une extrémité d'un chariot 127 dont le but est indiqué dans une demande dépendant de celle-ci.
Lorsque la machine est sur le sol, les pales du rotor sont maintenues normalement dans des angles négatifs d'incidence et le loquet 108 pénètre alors dans la cavité 115. Dans cette position du levier de commande 100, l'engin de locomotion aérfenne peut être laissé en place en toute sûreté, même dans un vent violent suffisant pour produire la rotation des pales du rotor, vu que, comme les pales possèdent une incidence négative, il n'y a pas de danger qu'elles soient poussées vers le haut ou que 1*en- gin soit soulevé par le vent.
Avant que l'engin soit mis en marche, le pilote met en prise l'accouplement à griffes et le pignon de mise en marche, -comme décrit dans une demande en dépendance avec celle-ci- et, tandis que l'engin tourne lentement, au moye du levier de commande à main décrit dans une autre demande, l'embrayage à friction est poussé en prise.
La machine est maintenue fixe au moyen de freins de roue actionnés par des pédales de timonnerie et la machine s'accélère alors jusqu' à ce que le rotor atteigne une vitesse déterminée d'avance, après quoi les freins sont desserrés et le levier de commande de l'incidence 100 est poussé complètement vers l'arrière, ail-delà de la position dans laquelle le loquet 108 pénètrerait dans le trou 117, dans la position d'incidence positive maximum déterminée d'avance, suivant les caractéristiques des pales du rotor.
Ce mouvement du levier de commande 100 est transmis par les -câbles93 et 94 au tambour 51, à
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la tige articulée 43, à la tige 40 et au manchon 35 (fig.l) à la tige filetée 31 qui est ainsi mise en rotation dans un sens permettant à tous;
-les leviers 72 et par conséquent aux leviers 81 de pivoter et à tous les arbres à manivelle en Z 14 de tourner dans une direction telle que les angles d'incidence de toutes les pales de rotor possèdent l'in- cidence maximum. L'embrayage à griffes dont il a été ques- tion ci-dessus, le pignon de mise en marche ainsi que l'em- brayage à friction sont toutefois tous mis hors de prise lorsque le levier de commande 100 est dans la position correspondant à l'incidence 0 des pales de rotor, comme décrit dans les demandes dépendant de celles-ci.
L'engin de locomotion aérienne est supporté par l'air après une course vers l'avant dont la longueur dépend, dans une certaine mesure, de la'vitesse-atteinte par le rotor avant que la commande soit désaccouplée.
Théoriquement, il pourrait être possible de s'envoler dans de l'air tranquille sans course vers l'avant.
Lorsque la m'achine a monté à l'altitude dési- rée, le pilote déplace à nouveau le levier 100 de commande de l'incidence vers-l'avant, jusqu' à cé que le loquet 108 ai t pénétré dans le trou 117. pendant ce mouvement, le tambour 51, la tige articulée 43, la tige 40, le manchon 35, la tige filetée 31, les leviers 72 et 81 ainsi que les arbres 14 sont tous déplacés dans la direction opposée et les pales de rotor sont mises en rotation à partir de l'incidence maximum jusqu'à la position de vol normal , c'est à dire le réglage trouvé par le calcul ou l'expé- 'rience comme étant le meilleur pour le vol de niveau à la vitesse de voyage ou de marche.
A l'aide des leviers 119 et 121 et de la tige ar- ticulée 120, tout mouvement du levier de commande 100 est représenté par le pointeau 123 et l'échelle 124, de sorte
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qu'a tout moment, le pilote peut se rendre compte de la position des pales du rotor.
Les sauts aux extrémités antérieures et postérieure des loquets 116 et 118 doivent être notes. Ceux-ci permettent au pilote de trouver, rapidement et d'une manière positive, uniquement par la sensibilité et sans détourner son attention des commandes ordinaires-de vol, les deux positions les plus importantes du levier 100.
On se rendra compte de ce que l'invention peut s'ap -- pliquer à des systèmes de rotor auto-rotatifs ou à des systèmes de rotor qui sont ou peuvent être actionnés mécaniquement durant le vol.
R e v e n d i c a t ions. 1.- Dans un engin de locomotion aérienne du genre spécifié, un mécanisme pour faire varier les angles d'incidence des pales du rotor et des moyens pour actionner ce mécanisme qui comportent un organe de commande disposé à l'intérieur du mât de support du rotor ou de son équivalent et reliée dans un rapport de fonctionnement , au mécanisme de variation de l'incidence, cet organe, dans le cas où le mât ou son équivalent est adapté à un déplacement de soulèvement et/o u en 'bloc, étant construit et disposé de telle manière qu'il soit capable de suivre le déplacement de soulèvement et/ou en bloc du mat du rotor,ou de son équivalent.