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" Perfectionnements aux aéronefs "
Là présente invention est relative à la construction et à la commande des aéronefs, et elle concerne les aéronefs plus lourds que l'air, tels que les aéroplanes, les hydra- vions et analogues.
Suivant la présente invention, l'aéronef comporte deux surfaces portantes principales qui seront désignées ci-après sous le nom d'ailes et qui sont disposées en posi- tion étagée en avant et en arrière du centre de gravité normal, un dispositif commun servant à actionner les volets latéraux de commande de l'équilibre ou ailerons qui, tout en commandant
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l'équilibre latéral, servent aussi d'élévateurs pour com- mander l'équilibre longitudinal de l'appareil. On voit qu'avec cette disposition il est possible de se dispenser de l'ensemble classique normalement utilisé et constitué par la combinaison d'un plan de queue et d'un élévateur.
En plus des ailerons, les ailes comportent de pré- férence des battans d'ailes articulés centraux constituant, sur le bord de fuite de chaque aile, une partie assez con- sidérable de la surface de l'aile, ces battants étant suscep- tibles de se déplacer de façon à exercer sur l'appareil un effet de freinage sur l'air par l'augmentation de leur angle de résistance au vent. De préférence, des moyens sont prévus pour faire mouvoir les battants d'ailes articulés centraux à des degrés différents de façon qu'ils puissent agir comme freins aérodynamiques ou comme dispositifs donnant aux ailes une surface inférieure cambrée pour augmenter ou diminuer leur efficacité ascensionnelle.
Le dispositif servant à actionner les ailerons peut être constitué par un volant de commande à main action- né par le pilote et pouvant tourner librement à l'intérieur ou autour d'une colonne verticale de commande ou d'un levier, l'agencement étant tel que la rotation du volant actionne les ailerons pour commander l'équilibre latéral, tandis que l'os- cillation de la colonne ou du levier de commande en avant ou en arrière commande l'équilibre longitudinal.
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Dans une variante la commande longitudinale et la commande latérale de la machine sont obtenues par l'action- nement des ailerons sur l'aile avant et sur l'aile arrière au moyen d'un levier et d'un arbre monté par un joint universel sur un arbre de façon que le mouvement du levier en want et en arrière commande l'équilibre longitudinal, et que le mouvement latéral du levier commande l'équilibre latéral.
Les battants d'ailes articulés centraux peuvent être disposés de façon à pouvoir effectuer un mouvement simul- tané avec les ailerons, afin de contribuer à maintenir l'équilibre longitudinal et aussi de constituer freins aérodynamiques.
Divers modes de réalisation de l'invention sont représentés schématiquement et à titre d'exemples non limitatifs aux dessins ci-joints dans lesquels : fig.l est une vue en plan d'une forme de dispositifs de commande des ailerons et battants d'ailes; fig. 2 en est une élévation latérale et fig. 3 une élévation de face, comportant toutefois une variante du dispositif de commande;
fig. 4 est une vue de profil d'un aéroplane mon- trant la disposition des ailes, tandis que fig. 5 et 6 sont des vues d'autres variantes du dis- positif de commande fig. 5 étant une vue schématique en
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perspective et fig. 6 une élévation latérale d'une forme de dispositif de commande d'un battant d'aile pour effectuer le freinage sur l'air et augmenter ou diminuer la cambrure de ces battants d'ailes, ainsi que pour constituer un dispo- sitif indépendant pour la commande longitudinale.
Dans l'exemple représenté aux fig.l et 2,1 représente l'aile principale avant et 2 l'aile principale arrière, 3 et 4 étant respectivement l'aileron de gauche et l'aileron de droite. avant, et 5 et 6 l'aileron de gauche et l'aileron de droite arrière. 7 est le quartier d'aile articulé central avant et 8 le quartier d'aile articulé central arrière.
Le mécanisme servant à actionner les ailerons et battants d'ailes avant et arrière, pour la commande de l'équilibre longitudinal et de l'équilibre latéral, comprend un volant de commande 9 actionné par le pilote et pouvant tourner librement autour de la colonne verticale ou du. levier de commande 10 normalement prévu, et qui porte une roue conique convenablement dentée 11 engrenant avec une roue conique semblable 12 fixée à l'extrémité supérieure d'un arbre creux ou manchon 13 entourant pratiquement toute la longueur de la colonne de commande verticale 10, mais pouvant tourner librement autour de cette colonne.
L'ex- trémité inférieure de ce manchon 13 porte une roue conique semblable 14 engrenant avec deux autres roues coniques 15, 16 montées une de chaque côté de cette roue 14 et à l'ex-
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trémité inférieure de la colonne verticale de commande 10.
Ces roues coniques 15,16 sont fixées respectivement sur des manchons 17,18 qui entourent un arbre transversal 19, autour duquel ils peuvent tourner librement. L'extrémité inférieure de cette colonne 10 est rigidement fixée par une douille de renforcement à l'arbre transversal susmentionné (autour de sa partie médiane), cet arbre étant muni de paliers appropriés, à ses extrémités ou près de ses extrémités, pour assurer la position du mécanisme de commande par rapport à l'ensemble de l'appareil, et pour permettre d'imprimer un mouvement de rotation à cet arbre transversal par l'oscillation de la colonne verticale de commande en avant et en arrière pour commander l'équilibre longitudinal.
L'arbre transversal 19 porte à ses extrémités, au moyen de bras 19', deux biellettes 20,21, la biellette 20 étant articulée sur la surface inférieure du battant d'aile antérieur 7, et la biellette 21 étant articulée d'une façon analogue sur le battant d'aile postérieur 8, ces biellettes 20,21 transmettant le mouvement désiré aux battants d'aile articulés centraux avant et arrière 7 et 8, à partir du mouvement de la colonne verticale de commande 10. Ce mouvement, qui est une oscillation de cette colonne en avant et en arrière, indépendamment ou mouvement du volont 9 pour la commande des ailerons 3,4,5 et 6, contribue à assurer la commande de l'équilibre longitudinal de la machine. L'équilibre
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longitudinal est aussi commandé par le mouvement des ailerons 5,4,5 et 6 au moyen du mécanisme suivant.
A son extrémité la plus éloignée de la roue conique 15, le manchon 17 porte deux biellettes 22,23, la biellette 22 aboutissant à un raccord articulé sur la/surface inférie#re de l'aileron 3, et la biellette 23 étant reliée d'une facon analogue à l'aileron 6, c'est-à-dire que le manchon 17 est relié à l'aileron avant de gauche 3t à l'aileron arrière de droite. Le manchon 18 comporte, d'une façon analogue, deux biellettes 24,25 arti- culées respectivement sur la surface inférieure des ailerons 4 et 5, c'est-à-dire sur l'aileron avant de droite et sur l'aileron arrière de gauche.
Les biellettes 22,23,24 et 25 transmettent le mouvement du volant 9 aux ailerons dans le double but dtas- surer l'équilibre latéral de la machine pendant le vol et de contribuer à assurer, ou de commander entièrement l'équi- bre longitudinal de la machine, comme cela sera décrit ci- après. Il convient de remarquer que si, pour des raisons imprévues quelconques, les battants d'aile articulés 7 et 8 ne peuvent plus être commandés, les ailerons permettent ce commander entier::ment l'équilibre longitudinal de la machine, aassi bien que l'équilibre latéral. Toutefois, si les aile- rons ne meuvent plus être commandés, les battants d'aile 7 et 8 peuvent commander l'équilibre longitudinal de la machine.
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Pour que l'équilibre latéral puisse être maintenu, on supposera que l'appareil s'incline ou tourne du côté gauche ; pour rétablir l'équilibre latéral, il faut abaisser les ai- lerons 3 et 5 et relever les ailerons 4 et 6, de façon à donner à l'appareil un pouvoir de soulèvement plus grand du , côté gauche. A cet effet, on fait tourner le volant 9 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, ce qui fait tourner le manchon 17 par l'intermédiaire des roues coniques 11,12,14 et 15, la biellette 22 se trouvant ainsi poussée et la biellette 23 tirée, de façon à abaisser l'aileron 3 et à relever l'aileron 6. En même temps, le manchon 18 est entrainé en rotation (par les roues coniques 11, 12,14 et 16) de façon à tirer sur les deux biellettes 24,25 pour relever l'aileron 4 et abaisser l'aileron 5 afin de rétablir l'équilibre latéral de la machine.
Une rotation en sens inverse du volant 9 provoquera un mouvement inverse des ailerons avant et arrière.
Si l'on désire assurer l'équilibre longitudinal de l'appareil, on actionne simultanément les ailerons avant et arrière et les battants d'aile ayant et arrière. Ceci est obtenu par une oscillation de la colonne verticale de commande 10 autour de l'axe de l'arbre 19. Si l'on veut par exemple re- lever l'avant de l'appareil, on tire la colonne de commande 10 en arrière. Ce mouvement imprime un mouvement de rotation à la fois à l'arbre transversal 19 et aux manchons 17 et 18 de sorte que toutes les biellettes 20,21,22,23,24 et 25 sont
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actionnées. La biellette 20 est tirée en arrière de façon à tirer le barbant-' d'aile 7 vers le bas, et la biel- lette 21 est tirée en avant de façon à pousser le battant d'aile 8 vers le haut.
En même temps, les biellettes 22 et 24 sont actionnées de façon à abaisser les ailerons 3 et 4 et les biellettes 23 et 25 sont actionnées de façon à rele- ver les ailerons 5 et 6. On voit donc que les ailerons et le battant d'aile avant sont abaissés, tandis que les ailerons et le battant d'aile arrière sont relevés, de sorte que l'équilibre longitudinal de l'appareil est rétabli.
Pour effectuer le freinage sur l'air indépendamment de la manoeuvre longitudinale de l'appareil, latéralement ou longitudinalement, un levier distinct 26 est monté à ro- tation en 27 sur la charpente de l'appareil. Le levier 26 est agencé pour se déplacer sur un bras 28 en forme de quadrant de façon à pouvoir occuper plusieurs positions et deux biel- lettes 29,30 sont fixées à ce levier, la biellette 29 étant reliée à l'un des bras dtun levier coudé 31 dont l'autre bras est relié à une biellette 32 articulée sur la surface infé- rieure du battant d'aile antérieur 7, tandis que le levier coudé 31 porte, monté sur son pivot, un deuxième levier coudé 33 auquel est reliée la biellette 20 aboutissant à l'arbre transversal 19.
La deuxième biellette 30 du levier 26 est accouplée de façon analogue par un levier coudé 34 et une biellette 35 à la surface inférieure du battant d'aile posté-
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rieur 8, le levier coudé 34 portant, monté comme le levier coudé 31, un deuxième levier coudé 36 auquel est reliée la biellette 21, les leviers 33 et 36 étant articulés sur la charpente de l'appareil.
La disposition est telle que pour un léger mouvement en avant du levier 26, les battants d'aile articulés 7 et 8 sont relevés tous deux pour assurer le maximum de vitesse à la machine. Toutefois, si le levier 26 est déplacé en arrière, les battants d'aile 7 et 8 sont obligés de se déplacer de façon à donner une cambrure plus forte aux ailes pour augmenter leur pouvoir ascensionnel, tandis que le mouvement complet du levier 26 vers l'arrière abaisse les battants d'aile 7 et 8 de sorte qu'ils jouent le rôle de freins aérodynamiques.
Une variante du dispositif de commande du freinage sur l'air et de variation de la cambrure des ailes est représen- tée à la fig. 3.
Avec ce dispositif il est utile, pour obtenir un effet de freinage sur l'air plus grand et une variation plus grande des surfaces portantes,de permettre aux ailerons et aux quartiers d'ailes d'agir comme un ensemble unique dans le même sens sur les deux ailes, tout en permettant aux aile- rons d'agir indéoendamment des battants d'ailes pour commander l'équilibre latéral de la machine. En conséquence, les paliers d'extrémité dans lesquels l'arbre transversal 19 est monté sont /
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disposas de façon à pouvoir effectuer, à un degré appréciable, à partir de la verticale, un mouvement de bascule égal en avant et en arrière, par rapport à la charpente de l'appareil.
On obtient ce résultat en montant l'arbre 19 sur des bras 38 fixés à un deuxième arbre transversal 39 pouvant tourner librement dans des paliers fixés à la charpente de l'appareil.
L'arbre 39 est amené à tourner au moyen d'un bras 40 action- né par un levier (non représenté) monté dans une position commode près du pilote et pouvant comporter un verrou ou dispositif d'arrêt approprié quelconque, de type connue pour le verrouiller sur la charpente de l'appareil et le dégager en vue de permettre son mouvement, tel par exemple que le dispositif de verrouillage utilisé pour un frein à main d'automobile. En outre, le fonctionnement de ce levier à main ou dispositif analogue pourrait être utilisé aussi pour effectuer le freinage sur l'air (par tout mouvement mécanique' intermédiaire approprié) agissant sur d'autres battants d'ailes articulés indépendants de ceux qui ont été décrits plus haut, un mouvement moindre du levier à main faisant varier la cambrure des ailes et l'angle d'incidence.
En faisant basculer le bras 40, on fait tourner l'arbre 39, ce qui fait basculer l'ensemble de la colonne de commande ,dans sa totalité, c'est-à-dire l'arbre 19 et les manchons 17 et 18, ceci provoquant en conséquence le mouvement des biellettes 20,21,22,23,24 et 25 et ce mouvement
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ayant par exemple pour effet de soulever les ailerons 3,4 et le battant d'aile 7, et d'abaisser les ailerons 5,6 et le battant d'aile 8,, ou vice versa.
On conçoit naturellement qu'au lieu d'un mouve- ment d'oscillation de l'ensemble de la colonne de commande en avant et en arrière, comme celui qui est décrit plus haut, il est possible d'agencer les paliers d'extrémités de l'arbre transversal de telle façon qu'il puissent effectuer, à un degré appréciable, un mouvement égal vers le haut et vers le bas par rapport à la charpente de l'appareil, de façon à soulever et à abaisser l'ensemble de la colonne de commande en imprimant un mouvement correspondant aux biellettes, qui seraient alors montées verticalement.
Une autre variante du dispositif de commande, particulièrement applicable aux avions légers, est représentée à la fig. 5, dans laquelle la colonne verticale de commande 41 est fixée à un arbre longitudinal de base 42 monté par un joint universel sur un palonnier transversal 53 au moyen d'un boulon universel ou à rotule 43 qui est disposé de façon à pouvoir se mouvoir librement entre deux paliers 44 solidaires de l'arbre de base 42. L'arbre de base 42 passe entre deux guides à coulisse avant et arrière 45 et 46 respectivement, ,,ces guides étant fixés à la charpente de l'appareil.
Un levier de commande à deux extrémités 47 est fixé à l'extrémité anté- rieure de l'arbre de base et un levier de commande semblable 48
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est monté sur l'extrémité postérieure de cet arbre de base 42, des câbles 49 et 50 étant fixés respectivement à ces leviers 47 et 48 et passant sur des poulies-guides 51,52 pour aboutir aux ailerons avant et arrière 3,4 et 5,6, les axes des charnières de ces ailerons étant indiqués en traits mixtes.
Le boulon d'articulation 43 traverse un palonnier transversal 53 auquel elle est fixée et qui est/monté à pivot à une extrémité sur un support à coulisse 54 dans lequel il est retenu par une goupille 55, ce support étant porté par la charpente de l'appareil. L'autre extrémité du dit palonnier 53 est fourchue en 56 pour embrasser une tige verticale ou un tube vertical 57 fixé à la charpente de l'appareil et servant de guide de position pour le palonnier 53.
Le palonnier peut être amené à monter et descendre par la manoeuvre d'un levier 58 par l'intermédiaire d'une biellette 59, le levier 58 étant articulé à une extrémité au moyen d'un pivot 60. 61 est le dispositif de mise en position du levier, ce dispositif étant constitué par un organe en forme de plaque porté par la charpente dé l'appareil et comportant plusieurs saillies servant de butées avec lesquelles peut venir en prise une plaque 62 portée par la surface inférieure du levier 58.
Le dispositif de commande fonctionne de la façon suivante pour assurer premièrement la manoeuvre longitudinale, deuxièmement la manoeuvre latérale, et troisièmement le freina-
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ge sur l'air et la cambrure des ailes. On fait osciller le levier 41 en avant ou en arrière autour de son pivot de façon à faire monter ou descendre l'arbre de base 42 dans les guides à coulisse 45,46, cet arbre entraînant les leviers de commande 47,48, qui, par l'intermédiaire des câbles 49 et 50, actionnent les ailerons 3,4,5 et 6, par exemple pour relever les ailerons avant et abaisser les ai- lerons arrière, ou vice versa.
Si l'on fait osciller le levier 41 transversalement, les leviers de commande 47, 48 sont également déplacés de façon à faire mouvoir les ai- lerons avant dans des sens opposés l'un à l'autre, de même que les ailerons arrière, ce qui commande la manoeuvre latérale de la machine.
On effectue le freinage sur l'air et la varia- tion de cambrure en faisant monter ou descendre le levier 58, ce qui provoque un mouvement semblable du palonnier 53. Le palonnier 53 porte des câbles 63,64 qui passent sur des poulies pour aboutir respectivement aux battants d'ailes articulés centraux ,avant et arrière, 7,8 et par lesquels ces derniers sont amenés à se déplacer de façon à augmenter la cambrure ou l'angle d'incidence, ou sont déplacés à fond afin d'effectuer le freinage sur l'air.
Si on le désire, les ailerons des deux ailes peuvent se prolonger sensiblement sur toute la largeur de l'ai- le, de sorte que les battants d'ailes articulés centraux peuvent être supprimés.
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Une variante du. mode de commande des batrants d'ailes articulés centraux 7, 8 est représentée à la fig.6, et elle permet d'effectuer la variation de la cambrure ou de l'angle d'incidence, le freinage sur l'air et la manoeuvre longitudinale de la machine. Dans cette variante sont prévus deux leviers : un grand levier 65 et un petit levier 66, le grand levier étant articulé en 67 et le petit ou levier étant articulé en 68.*Un verrou/dispositif d'arrêt approprié 69 sert à verrouiller chaque levier, le grand levier se déplaçant sur un quadrant 70 et le petit levier sur un quadrant 71 porté par le grand levier. Sur le grand levier sont montées deux roues dentées 72,75, l'axe de la roue 72 se trouvant au-dessus du pivot 67 au point d'articulation du petit levier, et l'axe de la roue 73 se trouvant au-dessuus du pivot 67.
La roue 72 porte près de sa périphérie une tige 74 qui est reliée par un levier coudé 75 à la partie su- périeure du battant d'aile arrière 8, tandis que la roue 73 est reliée à la surface inférieure du battant d'aile avant 7 par une biellette semblable 76 et un levier coudé 77.
Le fonctionnement de cette variante du dispositif de commande est le suivant : Pour effectuer le freinage sur l'air, on tire le -grand levier 65 en arrière par un mouvement d'une grande amplitude, ce levier entraînant avec lui le petit levier 66 et les roues dentées 72,73 qu'il porte.
Ce mouvement pousse la biellette 76 en avant de façon à abaisser
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le battant d'aile 7, et il pousse en même temps la biellette 74 de facon à abaisser le battant d'aile arrière 8, pour effectuer le freinage sur l'air. Un mouvement d'amplitude moindre du grand levier fera varier la cambrure ou l'angle d'incidence. Pour manoeuvrer l'appareil dans le sens de la longueur ; on actionne le petit levier 66 indépendamment du grand levier 65. Ce mouvement fait tourner la roue dentée 72; et cette roue,engrenant avec la roue 73, fait tourner celle-ci en sens inverse.
Si l'on pousse par exemple le petit levier en avant, il fait tourner la roue 72 en sens inverse du mouvement des/aiguilles d'une montre (comme l'indique la flèche) de façon à faire tourner la roue 73 dans le sens -du mouvement des aiguil- les d'une montre. Cette rotation des roues 72,73 provoque le soulèvement du battant d'aile 8 et l'abaissement du battant d'aile 7, ce qui assure la manoeuvre longitudinale de l'appareil. Un mouvement du netit levier 66 en sens inverse assure encore la manoeuvre longitudinale de l'appareil, mais dans le sens contraire.
L'utilisation du petit levier dans le but et par le procédé qui viennent d'être décrits peut être modifiée, le mouvement de ce levier permettant d'effectuer la manoeuvre voulue et correspondante du battant'' d'aile ou des battants d'ailes fixés au plan principal postérieur seulement, sans provoquer simultanément aucun mouvement opposé correspondant à celui du ou des battants d'ailes articulés sur le plan principal antérieur (ou vice versa).
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Dans une telle variante, il ne serait pas nécessaire d'utiliser les différentes roues dentées engrenant entre elles sus-mentionnées, et le-mouvement désiré imprimé aux biellettes de traction et de poussée précédem- ment mentionnées pourrait être effectué par la fixation de ces biellettes à une partie appropriée quelconque du grand et du petit levier respectivement ,dans le but qui vient d'être décrit.
Lorsque, dans un type particulier de construction, des abouts d'aile de grande section centrale font partie du corps ' @e l'appareil pour la fixation des ailes ou plans principaux avant et arrière, ces larges parties centrales pourraient comporter chacune un battant. articulé, de sorte qu'il ne serait peut-être pas nécessaire d'utiliser d'autres battants supplémentaires articulés sur ces parties ou sur les ailes.
Pour les petits types de machines volantes la force musculaire du pilote sera suffisante pour actionner ces leviers, mais pour les grands types, la force pourrait être transmise à ces leviers par une application appropriée d'un servo-moteur quelconque à air comprimé.
Si on le désire, bien que l'on conçoive que cela n'est pas nécessaire, un petit plan de queue peut être ajouta pour aider à assurer la stabilité longitudinale.