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Perfectionnements relatifs aux aéroplanes.
Cette invention se rapporte aux aéroplanes du type qui est soutenu en vol, totalement ou partiellement, par un système supérieur d'aubes ou d'ailes, montées, de ma= nière à pouvoir tourner sur un organe support ou mât, ver= tioal ou sensiblement vertical, ledit système étant dési- gné couramment par le terme rotor.. L'invention est parti= culièrement applicable au type d'aéroplane mentionné oi= dessus, dans lequel le rotor est autorotatif, c'est à dire tourne pendant le vol sous l'action du vent produit par le
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vol, quoiqu'elle soit applicable aux rotors qui sont ou peu= vent être actionnés pendant le vol.
On sait déjà, exécuter ou aider la manoeuvre d'un tel aéroplane pour un changement de direction en montant le ro= tor de telle manière qu'il puisse être incliné latéralement par rapport à l'aéroplane dans une direction ou une autre, et on sait également prévoir l'inclinaison du rotor dans une direction avant et arrière pour permettre de changer l'orientation de l'aéroplane en vol.
Toutefois, des considérations pratiques de construction nécessitent que le pivot autour duquel le rotor s'incline latéralement ou latéralement et longitudinalement, soit au= dessous du centre du moyeu du rotor et en conséquence, quand le rotor est incliné latéralement par rapport à l'aéroplane, le moyeu est déplacé tout d'une pièce en travers de la ma- chine dans la direction de l'inclinaison. Ceci est désavan tageux parce que ceci détruit partiellement l'objet de l'in= clinaison du rotor, pour la raison suivantel'aéroplane lu même tend à suivre l'angle de l'inclinaison du 'disque'' (c'est à dire le plan moyen de rotation des aubes du rotor) quand on incline le rotor.
Le centre de soulèvement du système du rota* peut être considéré comme étant à peu près au centre du moyeu du rotor et, pour cette raison, si on suppose que le rotor est incliné vers la droite, la machine tend également à manoeuvrer vers la droite, mais le centre de gravité de la machine est alors à la gauche du point de support : c'est à dire la gau= che du centre de levée.
Ceci a pour effet que la machine tend à manoeuvrer à gauche, la position résultante que la machine prendra est régie par l'équilibre des deux conditions.
L'objet principal de la présente invention consiste, pour cette raison à remédier à l'inconvénient mentionné ci= dessus dans les systèmes de rotor connus.
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Pour cette raison, dans la présente invention, dans un aéroplane du type cmsidéré, l'organe ou mat supportant le rotor est monté et disposé de telle manière que quand l'organe est incliné latéralement ou latéralement et longitudinalement, le point de support ou pivot de l'organe est déplacé par rap= port à l'aéroplane dans le but de maintenir le centre de levée du système du rotor dans la même position ou approximativement dans la même position par rapport au centre de gravité de l'aéroplane, ou dans le but de faire varier la position du centre de levée par rapport au centre de gravité d'une quan= tité déterminée à l'avance.
De la sorte, un aéroplane du type considéré peut être caractérisé par le fait que, quand on incline le rotor laté= ralement (ou latéralement et également dans une direction avant et arrière, si on emploie une telle combinaison de mou= vements) le point de support ou pivot de l'organe supportant le rotor est déplacé transversalement par rapport à l'aéro= plane dans une direction opposée à celle où le rotor a été incliné, de manière que si on incline le rotor, la position du moyeu du rotor par rapport à un plan longitudinal vertical passant par le centre de gravité de l'aéroplane peut être maintenue inchangée ou à peu prés inchangée, ou, peut être modifiée à volonté.
Il résulte de ceci que si on incline l'organe supportant le rotor vers la droite par exemple, le centre de levée du rotor sera déplacé vers la gauche et les positions relatives seront maintenues inchangées ou sensi= blement inchangées ou modifiées d'une quantité déterminée à l'avance, à volonté.
La valeur du mouvement latéral du point de support de l'organe portant le rotor peut être égale, supérieure ou moindre que le mouvement latérale du moyeu du rotor. On trou.= vera probablement extrêmement commode, cependant, de rendre
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les deux mouvements latéraux égaux, de manière que, quand l'organe portant le rotor est incliné vers la droite par exemple, le centre de gravité de la machine ne puisse être à. la gauche du centre de levée ,et, pour cette raison , il n'y aura pas de force s'opposant à la manoeuvre de la machine vers la droite, et on obtiendra tout le bénéfice de l'inclinaison du rotor. Il est bien évident que la va= leur du mouvement latéral du point de support peut être rendue réglable si on le désire.
Il existe d'ailleurs, de nombreuses méthodes per= mettant de déplacer latéralement le point de support de l'organe portant le rotor, selon la manière dont l'organe portant le rotor est supporté, et l'application aux systèmes connus de rotors sera évidente aux spécialistes de l'art.
Par exemple, le support du rotor peut être monté sur un organe qui est supporté sur l'aéroplane de manière à permettre un mouvement de rotation et un mouvement axiale la disposition étant telle que, quand on fait tourner le dit organe pour produire l'inclinaison latérale (ou laté= raie et en avant et en arrière) du rotor, ledit organe, et par suite le support du rotor sont simultanément déplacés transversalement par rapport à l'aéroplane de sorte que la position du moyeu du rotor par rapport à un plan longi= tudinal vertical passant par le centre de gravité de l'aé roplane, peut être maintenue inchangée ou à peu près in- changée pendant le mouvement d'inclinaison ou peut être modifiée à volonté.
on trouvera commode, par exemple, d'employer cette invention en combinaison avec un organe portant le rotor supporté de la manière décrite dans le brevet belge n 419.5776. pour l'inclinaison simultanée latérale et en avant
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et en arrière. Dans une construction .conforme à ladite des= cription, le mât portant le rotor est supporté pour les deux mouvements, latéral et en avant et en arrière, sur le mane= ton de manivelle ou équivalent d'une broche de charnière ou organe de manivelle en Z, le mât étant ancré dans une char= pente portant le système du rotor au moyen d'un anneau dont le point d'attache au mât est perpendiculaire à l'axe au= tour duquel le mât peut s'incliner longitudinalement et également perpendiculaire à l'axe autour duquel le mât peut s'incliner latéralement.
Dans l'application de la présente invention à la construction ci-dessus, 11 suffit de prévoir des moyens par lesquels, quand on tourne l'essieu ou l'équi= valent de la broche de charnière ou de l'organe à manivelle en Z, pour incliner le mât latéralement et légèrement dans le sens longitudinal, le dit essieu ;ou son équivalent sera obligé simultanément de se déplacer axialement dans le sens latéral de l'aéroplane dans la direction opposée au mouvement d'ensemble latéral du moyeu du rotor, du à l'inclinaison . on peut atteindre ceci très simplement comme suit :
L'essieu de manivelle en Z est supporté de telle manière que, outre qu'on le fait tourner, il peut aussi glis= ser axialement dans ses supports* Pour réaliser ceci, un bout de l'essieu à l'extérieur du palier adjacent est muni d'une tige à tète transversale dont les extrémités sont en prise dans des rainures hélicoïdales ménagées dans une bague fixée sur la paroi latérale de la charpente supportant le système du rotor, le sens de ces rainures étant telle que, quand on fait tourner l'essieu et par suite l'organe à ma= neton de manivelle ou barillet, l'essieu se déplacera axia= lement dans ses supports dans une direction opposée à celle dans laquelle la mât a été incliné latéralement, en vertu de la rotation de l'organe à manivelle en Z et.
entraînera, - /
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d'ailleurs, avec lui l'organe à maneton de manivelle ou son équivalent. On a prévu des moyens appropriés, tels que des tubes d'écartement, pour placer le barillet de la ma= nivelle en Z sur son essieu, et dans cette construction particulière, le pas des rainures hélicoïdales est tel que le mouvement axial du barillet est égal au déplacement la= téral d'ensemble du moyeu du rotor dû à l'inclinaison du mât .
Dans la disposition décrite dans la spécification men= tionnée ci*dessus, l'extrémité supérieure dudit anneau d'an= crage est reliée à un bloc tourillon monté sur une tige transversale qui s'étend en travers des Joues latérales qui, elles, s'étendent vers l'arrière à l'extrémité inférieure du mât.
Une autre particularité de cette invention consis= te en ce qu'elle permet de faire varier la¯position du tou= rillon sur la tige-transversale. si le bloc tourillon est dans une position quelconque, excepté la position centrale, la charge à l'extrémité sur l'anneau d'ancrage aura pour effet que le mât du rotor aura une tendance à s'incliner soit à bâbord,soit à tribord, ce qui permet de donner une tendance au contrôle latéral de l'aéroplane, l'importance et la direction de cette tendance étant gouvernées par la et distance/le côté dont le bloc tourillon est déplacé par rapport à sa position centrale. Une telle disposition évitera évidemment la nécessité de l'emploi de ressorts pour faire pencher le contrôle latéral.
On peut faire varier la tendance pendant le vol. Par exemple, la tige transversale susdite pourrait être.'filetée, et on pourrait la faire tourner au moyen d'une forme commo- de quelconque de commande à distance dans le poste de com= mande.
On a décrit ci=dessous, à titre dexemp, une forme
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de réalisation de l'invention en regard des dessins oi=joints, qui comprennent également des vues schématiques d'un aéropla= ne représentant le fonctionnement de l'invention.
Sur les dessins :
La figure 1 est une vue schématique d'un aéroplane du type considéré, et représente le rotor, qui est supporté à la manière connue, incliné à tribord.
La figure 2 est une vue analogue d'un aéroplane du même type, mais ayant un rotor supporté pour l'inclinaison latérale et le déplacement latéral tout d'une pièce, simulta= nés, selon la présente invention.
La figure 3 est une élévation,partie en coupe,d'une forme de mât, supportant le rotor, et du mécanisme oorres= pondant.
La figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3 et partiellement en coupe.
La figure 5 est une coupe transversale selon la li= gne B=B de la fig. 4.
La figure 6 est une vue partielle,partie en coupe, représentant le montage du mât sur l'organe de manivelle en Z.
La figure 7 est une vue du coté babord de l'aéro= plane, de l'ensemble de la bague hélicoïdale et
La figure 7(a) est une vue en plan de la bague.
Comme on le voit sur ce dessin, si on se remporte d'abord à la figure 1, le rotor A est représenté supporté par un support de rotor ou mât B, qui peut être incliné latéralement en travers de l'aéroplane autour de son ex= trémité inférieure C.
Comme le représente la figure, le support du rotor est incliné à tribord , et, comme le pivot autour duquel le rotor s'incline est au=dessous du centre D du moyeu du
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rotor, ce dernier est déplacé tout d'une pièce en travers de la machine dans la direction del'inclinaison. Le 'disque du rotor. (c'est à dire le plan moyen de rotation des aubes du rotor), est incliné comme il est représenté sur la figu= re 1 et, comme il est mentionné ci=dessus, l'aéroplane lui= même tend à suivre langle d'inclinaison du disque du roter* et à manoeuvrer à tribord, comme il est indiqué par la flè= che E. Toutefois, le centre de levée du système du rotor peut être considéré comme étant à peu près au centre D du moyeu.
Pour cette raison, quand le rotor est incliné à tri= bord, le centre de gravité ? de l'aéroplane est à la gauche du centre D du moyeu, c'est à dire à la gauche du centre de levée. L'effet de ceci consiste dans le développement d'un ciuple non équilibré qui tend à incliner l'aéroplane à ba= bord, comme l'indique la flèche G. La position résultante que prendra l'aéroplane dépend de l'équilibre des deux oon= ditions. L'effet est désavantageux, car non seulement il a pour effet que le contrôle pour l'inclinaison du rotor agit avec lenteur, mais encore, dans certaines conditions de vol, l'effet peut même être dangereux.
Quoique l'invention puisse être appliquée aux rotors inclinés de différentes manières, il sera commode de décrire l'invention de manière spéciale par rapport au rotor sup= porté de la manière décrite dans laspécification du bre= vet n 410.576. si donc on se reporte aux figures 3 à 7(a), on voit que dans cette construction spéciale, le màt creux 1 sup= portant le rotor, sur lequel le moyeu de rotor la peut tour= ner, a une forme en fourche à son extrémité inférieure et est muni de deux joues latérales pendant vers la bas 2 et 3, qui sont supportées respectivement sur les parties de soir-- tien 4 et 5 d'une broche de charnière ou un barillet à ma= nivelle en Z (6) claveté sur l'essieu à manivelle en Z (7).
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Ce dernier repose sur des paliers 8 et 9 (figure 5) suppor= téspar les joues latérales du support 10 portant le rotor, support qui est monté sur un pylone en charpente (non re= présenté) qui fait saillie au-dessus du fuselage.
Comme on le voit sur la figure 4, l'axe A=A des piè = ces supports parallèles et coaxiales 4 et 5 du barillet à manivelle en Z est incliné vers l'axe B=b de l'essieu à manivelle en Z (7), et ceci étant, ou bien l'axe du baril= let 6, ou bien l'axe de l'essieu 7, peut être disposé à angle droit par rapport à l'axe C=c de l'aéroplane, mais on préfère disposer l'axe de l'essieu à angle droit par rapport à l'axe 0--Ce puisque l'inclinaison longitudinale du mât 1 seproduira alors selon une ligne inclinée vers l'axe de la machine, et, en conséquence, le défaut d'équi= librage de la levée dû à la variation des angles d'inoi= dence de toutes les aubes faisant saillie latéralement se= ra compensé,
au moins dans une certaine,mesure, par le déplacement du centre du rotor par rapport au centre de gravité de l'aéroplane. Des plaques latérales 11 et 12 sont fixées respectivement aux joues latérales 2 et 3 et s'étendent vers l'arrière du mat 1 comme l'indiquent les figures 3, 4 et 5 et sont reliées à leurs extrémités pos= tétieures par une tige 13 sur laquelle est monté à pivot un bloc pivot 14, ce bloc étant flanqué sur des cotés op= posés de tubes d'écartement 15 et 16. L'extrémité fourchue 17 d'un anneau 18 entoure le bloc 14 et est fixée dessus par une tige 19, passant à travers les bras de la fourche et àtravers le dit bloc.
L'extrémité inférieure de l'an- neau 18 est également fourchue en 20 et est reliée par une articulation universelle à 'l'extrémité supérieure fourchue 21 d'une broche 22, au moyen des tiges transversales 23 et 24, la queue de la tige étant vissée comme l'indique la figure 3 dans un tambour fileté correspondant 25.
L'extré=
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mité supérieure de ces derniers est montée à rotation au moyen de roulementsà bille 26 dans une enveloppe de palier 27 qui est fixée à 1'extérieur de la base du support 10 por= tant le rotor, l'extrémité supérieure d'un tambour à câble 25 étant clavetée sur l'extrémité inférieure du tambour 25 et disposée à rotation à l'Intérieur de l'enveloppe de pa= lier au moyen des roulements à billes inférieurs 29. De la sorte, le tambour 25 et le tambour 28 peuvent tourner comme d'une seule pièce à l'intérieur de l'enveloppe de pa lier 27, mais ils sont fixés centreun mouvement axial par rapport à l'enveloppe au moyen d'un écrou 30 qui est vissé sur l'extrémité du fond du tambour 25.
Ledetambour 28 est muni de rainures 31 pour recevoir un câble/commande .
.Comme on l'a mentionné précédemment, les joues laté= raies 2 et 3 du mat 1 sont montées à pivot sur les pièces supports 4 et 5 du barillet 6 de la manivelle en Z. En conséquence, l'anneau le,grâce au mécanisme décrit ci=dessus, forme des moyens pour ancrer le mât sur le support portant le rotor 10 et il forme également un maillon de la chaîne du mécanisme pour régler initialement l'inclinaison, en avant et en arrière, du mât, opération qui peut être exé= cutée du poste de manoeuvre au moyen du dit câble de oon= trôle. Le mécanisme produit d'ailleurs également un léger mouvement longitudinal du mât qui se produit en même temps que son mouvement latéral.
La manivelle en Z, constituée par l'essieu 7 et le barillet 6 , ayant son axe A=A incliné vers celui B=B de l'essieu-,est d'ailleurs une forme de construction de la manivelle en Z ou de l'organe à broche de charnière décrit et revendiqué dans le brevet n. 399.551. accordé comme étant employé pour faire varier .les angles d'incidence des hé=
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lices aériennes, aubes tournantes ou ailes et propulseurs.
Cependant, dans son application présente à l'inclinaison latérale du moyeu de rotor la, le plan horizontal ou pres= que horizontal dans lequel l'axe A=A du barillet 6 de la manivelle en z est disposé quand, dans la position moyenne 11 est à angle droit par rapport à l'axe du mât l, voir fig . 3. De la sorte, pour obtenir l'inclinaison latérale du mât 1, il suffit de faire tourner l'essieu 7 de lamani= velle en Z, le mât est en même temps obligé, par le mécnais- me mentionné précédemment, de s'incliner légèrement dans une position en avant et en arrière, par rapport à l'axe commun des paliers 4 et 5 du barillet 6 de lamanivelle en z.
On a prévu des moyens appropriés pour limiter ou con= trôler le mouvement en avant et en arrière du mât 1 autour des pièces supports 4 et 5, ces moyens consistant dans cette construction, dans le mécanisme qui comprend la tige 13, l'anneau 18, la broche filetée 22 et son enveloppe 25.
On peut évidemment faire varier l'inclinaison en avant et en arrière du mât 1 en faisant tourner la poulie 28 et en élevant ou abaissant ainsi les extrémités postérieures des plaques 11 et 12 et en faisant tourner le mât autour de l'axe commun du barillet 6 de manivelle en Z.
Si on se reporte plus particulièrement aux figures 5 et 7a, on voit que le barillet de manivelle 6 est maintenu entre des rondelles 31 et 32, disposées aux extrémités in= prieures, respectivement, de deux tubes d'écartement 33 et 34, qui peuvent glisser et tourner dans les paliers 8 et 9.
L'extrémité extérieure du tube d'écartement 33 touohe contre une plaque 35 fixée sur l'essieu 7 derrière un levier de contrôle 36, claveté sur l'essieu et maintenu en cet en= droit contre un mouvement axial par des écrous 37 et 37a, l'extrémité extérieure du tube d'écartement 34 touchant contre un épaulement 38 formé à l'extrémité de l'essieu.
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Un manchon hélicoïdal 39 est fixé sur la cloison du côté babord 40 du support 10 au moyen de boulons 41 traversant une bride 42 qui fait partie intégrale de la bague. L'ex= trémité de l'essieu 7, à l'intérieur de la bague 39 est évidée en 44 et forme des brides latérales 45, 46 percées de trous coaxiaux pour recevoir une broche 47 qui s'étend au travers de la bague dans des rainures inalin4es en sens opposés 48 et 49, ménagées dans la paroi de la bague. Ue rouleau creux 50 est disposé entre la bride 45 et une tête 51 formée sur la tige, un autre rouleau creux 52 étant pré= vu sàr la tige entre la bride 46 et une rondelle 53 qui est maintenue en position par un écrou 54 vissée sur l'extrémi- té de la broche.
Les rouleaux 50 et 52 sont respectivement en prise avec les rainures hélicoïdales 48 et 49 dans la bague 39.
Le sens des rainures hélicoïdales est tel que, quand l'essieu 7 et par conséquent le barillet de maneton de ma= nivelle 6 sont mis en rotation par le levier 36, l'essieu se déplacera également selon son axe dans ses supports 8 et 9, dans une direction opposée à celle oû le support du rotor a été incliné en vertu du mouvement de rotation du barillet 6 et portera, d'ailleurs, ce dernier et avec lui l'extrémité fourchue inférieure du support du rotor 1.
Quand, par exemple, on fait tourner .l'essieu 7 au moyen du levier de contrôle 36, de manière à donner au support du rotor 1 son inclinaison maximum à tribord, la broche 47 occupera sa position la plus élevée dans la rainure hé= dans licoïdale 48 et sa position la plus basse/la rainure héli- coidale 49.
Dans cette construction particulière, le pas de la rainure hélicoïdale est tel que le mouvement latéral du
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barillet est égal au déplacement d'ensemble transversal du moyeu de rotor 1A dû à l'inclinaison du support de rotor 1.
L'action du mécanisme est représentée schématiquement sur la figure 2.
Si on se reporte à cette figure, on voit que, comme sur la figure 1, le support de rotor B a été incliné à tri= bord.. On notera cependant que le pivot c à l'extrémité in= férieure du support a été , pendant le mouvement de rotation de l'essieu 7, déplacé simultanément à babord, d'où. il ré= sulte que le centre D du rotor A est maintenant directement sur le plan longitudinal vertical passant par le centre de gravité 7 de l'aéroplane.
En vertu de l'inclinaison du ro= tor, l'aéroplane tend de nouveau à manoeuvrer vers tribord, c'est à dire dans la direction indiquée par la flèche E, et comme la position du centre de levée du système du rotor par rapport au centre de gravité de l'aéroplane n'a pas été sensiblement modifiée, pendant le mouvement d'inclinaison, il ne se développera aucun couple non équilibré s'opposant au mouvement de manoeuvre de l'aéroplane.
Si on se reporte toujours à la figure 2, l'importance du mouvement latéral du point de support C de l'organe por= tant le rotor B peut être égal, supérieur ou moindre que le mouvement latéral du moyeu de rotor D. Toutefois, on trou= vera probablement extrêmement commode de rendre les deux mou= vements latéraux égaux, comme il est décrit précédemment, de manière que, quand l'organe portant le rotor est incliné à tribord par exemple, le centre de gravité T de la machine ne peut être du coté babord du centre de levée, et, pour cette raison, il n'y aura pas de force siopposant à la ma= noeuvre de la machine à tribord et on obtiendra tout le bé= notice de l'inclinaison du rotor.
Il est bien évident que l'importance du mouvement latéral du point de support peut être réglable si on le désire.
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Cependant, dans certains cas, il peut être désirable de s'arranger pour que le moyeu de rotor D et, par suite le centre de levée du système du rotor, soit transporté au même côté du centre de gravité ? de l'aéroplane que le point de support C, de manière à créer réellement un couple non équilibré utile agissant, comme l'indique la flèche G" de la figure 2 dans une direction qui aide à la manoeuvre de l'aéroplane. En porportionnant convenablement le rapport du mouvement de glissement latéral du point du support C, selon la valeur de l'inclianison support de rotor D, on peut obtenir divers résultats selon les caractéristiques des dif= férents aéroplanes et ces différentes conditions de vol.
On comprendra d'ailleurs, que quand le support de rotor B est inclinepour une manoeuvre à babord, le point de sup= port C et l'essieu 7 seront déplacés à tribord, la tige 47, figure 5, se déplagant dans la direction opposée dans les rainures hélicoïdales 48 et 49. Il existe d'ailleurs de nombreuses méthodes permettant de déplacer latéralement le point de support de l'organe portant le rotor, selon la ma= nière dont l'organe portant le rotor est supporté,et lap- plication aux systèmes de rotor connus sera évidente pour les spécialistes de l'art.
Si on se reporte aux figures 3 et 4, la position du bloc 14 sur la tige 13 peut être modifiée dans des limites raisonnables en faisant varier les longueurs des tubes d'é cartement 15 et 16. Si le bloc est, dans une position quel= conque, sauf la centrale, l'extrémité placée suri'anneau d'ancrage 18 communiquera,au support de rotor lA, une ten= dance à s'incliner, soit à babord, soit à tribord, de sorte que le contrôle latéral de l'aéroplane peut recevoir une déviation, dont l'étendue et la direction sont régies par la distance et le côté. où le bloc est déplacé de sa posi= tion centrale. Un tel arrangement évitera évidemment l'em=
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-:I. '-1 . " .loi de ressorts pour dévier le contrôle latéral. La dévia= tion peut être variée en vol.
Par exemple, la tige trans= versale 13 peut être filetée et manoeuvrée par une forme commode quelconque de commande à distance dans l'aéroplane.