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Dispositif pour le réglage électrique automatique du pas d'une hélice réglable.
L'invention est relative à un dispositif pour le réglage automatique du pas d'une hélice réglable à l'aide d'une génératrice électrique dépendant de la vitesse de ro- tation de l'hélice.
On connaît en soi des dispositifs régulateurs dans lesquels la tension du courant produit par la génératrice agit sous la dépendance de la vitesse de rotation de l'hélice, dans une mesure presque proportionnelle à celle-éi, sur un commutateur de tension qui provoque un mouvement de réglage des pales de l'hélice. Avec ces dispositifs, on détermine ou on régle la vitesse de rotation de l'hélice, indépendamment
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des conditions de vol et de la position du levier de commande du moteur (levier des gaz), au moyen d'une manette bandant plus ou moins un ressort de réglage, de telle manière que la tension du ressort d'une part et un électroaimant, d'autre part, commandent le courant allant à l'organe régulateur élec- trique.
L'organe régulateur lui-même peut être un frein élec- tromagnétique ou un frein à courants de Foucault ou encore un engrenage fonctionnant de la même manière. De même, on peut employer comme organe régulateur un moteur électrique monté sur l'hélice elle-même ou sur le carter du moteur d'avion ou de véhicule.
A la différence des dispositifs connus de ce genre, le dispositif régulateur automatique conforme à la présente invention se distingue notamment en ce que 1.' établis- sement de la vitesse de rotation voulue ne. dépend pas par exemple, d'une tension plus ou moins importante d'un ressort, mais le courant produit par la génératrice est amené par une résistance réglable (rhéostat), influant sur le pas des pales d'hélice, à un ou plusieurs commutateurs de tension qui com- mandent dans le sens voulu, par l'intermédiaire de commuta- teurs électromagnétiques ou dispositifs analogues, le courant indépendant allant à l'organe régulateur proprement dit.
Ce- pendant le dispositif suivant l'invention n'obvie pas seule- ment au manque de sûreté et à l'étroitesse des limites d'un réglage produit par un ressort petit et sensible, mais encore il permet de régler et d'établir le pas des pales d'une fa- çon notablement plus sûre et précise. En outre, le dispositif conforme à l'invention procure une sécurité complète à l'é- gard des fausses manoeuvres, car tous les circuits dépendent dans un certain sens les uns des autres et parce qu'en outre on peut les faire passer par un commutateur limiteur de cour- se connu en soi.
On peut avantageusement simplifier linstal-
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lation de commande grâce à la possibilité d'accoupler commodé- ment le levier de commande (levier des gaz) du moteur d'avion ou de véhicule au dispositif de réglage de la ou des résis- tances (rhéostats) et de produire au moyen du levier des gaz,, dans ses positions de fin de course, l'intervention, l'accou- plement et le désaccouplement de différents circuits. D'une façon générale, la disposition suivant l'invention donne des possibilités de manoeuvre simple et infaillible du dispositif régulateur, qui ne peuvent toutes être examinées à fond dans l'exemple de connexions décrit ci-après. D'autre part, on peut monter le dispositif régulateur entier, sous forme d'un petit appareil fermé, en tout endroit approprié de l'avion ou du véhicule.
Le dessin annexé représente schématiquement un exemple d'exécution d'un dispositif pour le réglage automa- tique du pas d'une hélice réglable, conforme à l'invention.
Dans l'exemple d'exécution choisi on a supposé la position "plein gaz", c'est-à-dire que le levier des gaz 67 est à fond de course.
Le dispositif agissant sur l'hélice réglable 1 ou sur l'engrenage 2 de celle-ci est en l'occurrence, par exemple, un moteur électrique 4 tournant à gauche et à droite, qui par l'intermédiaire d'un arbre flexible 3 transmet à l'engrenage 2 le mouvement de réglage nécessaire. Le moteur électrique reçoit son courant, par exemple, d'un accumulateur 13, par l'entremise des conducteurs principaux 7, 8 et 9, 10 ou 11, 12, de telle manière que le courant circulant par le conducteur 9, 10 provoque une rotation du moteur dans le sens d'une augmen- tation du pas,, c'est-à-dire d'une diminution de la vitesse de rotation de l'hélice, tandis que le courant circulant par le conducteur 11, 12 provoque une diminution du pas, c'est-à-dire
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une augmentation de la vitesse de rotation.
Ces circuits sont commandés par un commutateur limiteur de course 6, connu en soi, limitant le pas de l'hélice à des valeurs comprises entre la position de décollage et la position de planage, qui en l'occurrence est relié par un arbre flexible 5 à l'organe ré- gulateur 2.
Dans la disposition schématiquement représentée sur le dessin on peut distinguer en tout quatre circuits, qui se ferment partie à la suite du réglage automatique, partie par suite d'une intervention manuelle. Ces circuits sont:
1) Un circuit principal allant par l'accumulateur 13, le conducteur 7, 8 du moteur électrique, le conducteur 9, 10, 20 du commutateur limiteur de course, la bifurcation 21, les contacts 24, 25 connectés entre eux par la traverse 22 du commutateur magnétique 23, et les bornes 26, 27 du commu- tateur à main 28 pour retourner à la borne 29 de l'accumula- teur. Comme le montre le schéma, on peut fermer et ouvrir ce circuit au moyen de la manette 30 du commutateur à main, ce qui correspond à un réglage à la main produisant une augmen- tation du pas.
2) Un circuit principal allant par l'accumulateur 13, les bornes 8, 11 du moteur électrique, le conducteur 12, 18 du commutateur limiteur de course, la traverse 31 du com- mutateur électromagnétique 32, les contacts 33, 34 et les bornes 35, 27 du commutateur à main pour retourner à la borne 29 de l'accumulateur. On peut donc fermer et ouvrir ce circuit lui aussià l'aide du commutateurà main 28, et à la diffé- rence du circuit mentionné plus haut, ce circuit sert à dimi- nuer le pas de l'hélice, ce qui correspond à une augmentation de la vitesse de rotation de l'hélice.
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3) Un circuit principal tel que celui cité en 1), mais qui au lieu de passer par le commutateur à main 28 re- tourne à la borne 29 par le commutateur électromagnétique 32 à traverse 31 et par les contacts 36, 37. Dans le schéma re- présenté, ce circuit est, il est vrai, interrompu entre les bornes 36, 37; il sert lui aussi à augmenter le pas ou, ce qui revient au même, à diminuer la vitesse de rotation.
4) Un circuit principal tel que celui déjà cité en 2), mais qui au lieu de passer par le commutateur à main 28 retourne à la borne 29 par le commutateur électromagnétique 23 ou sa traverse et directement par les contacts 40, 41.
Dans le schéma représenté ce circuit est lui aussi interrompu entre les bornes 40 et 41; il sert, comme on le voit, à dimi- nuer le pas, c'est-à-dire à augmenter la vitesse de rotation de l'hélice.
A l'aide de ce schéma des connexions on voit qu'il n'est possible de faire varier à la main le pas de l'hélice que lorsque les traverses 22 et 31 des commutateurs électro- magnétiques 23, 32 connectent entre elles respectivement les bornes 24 et 25 et les bornes 33 et 34. Autrement, ces cir- cuits principaux ne règlent l'hélice que lorsque les traver- ses 22 et 31 connectent entre eux sous l'action de leurs électroaimantsrespectivement les contacts 40 et 41 et les contacts 36 et 37, à l'encontre des ressorts respectifs 42 et 43. Le commutateur électromagnétique 32 n'est actionné que lorsque le circuit allant de la borne 7 par les commuta- teurs de tension 53 et 54, et par conséquent aussi par les armatures à ressort respectives 44 et 46, est fermé.
De ma- nière analogue, le commutateur électromagnétique 23 n'est ac- tionné que lorsque le circuit peut retourner de la borne 7 à la borne 29 de l'accumulateur par le contact à ressort 44
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du commutateur de tension 53 et par le contact 48 et le contact à ressort 49, 50. Les commutateurs de tension préci- tés sont donc actionnés d'une part par la force de leur res- sort 51 ou 52 et, d'autre part, par l'attraction de leur bo- bine magnétisante 53 ou 54.
Pour exciter les bobines magnétisantes., on emploie une génératrice 57 dont la vitesse de rotation, et par con- séquent aussi la tension, dépend de la vitesse de rotation du moteur ou de l'hélice et dont les lignes 58, 59, ou 58, 60 et 61, 62 com.prennent suivant l'invention un rhéostat 63. La dérivation allant du contact 59 à la bobine 53 retourne par l'armature à ressort 65 à la génératrice 57 par le contact 70, ou elle passe par le contact 64 à la bobine 54 du commutateur de tension comportant le contact à ressort 46; toutefois ce dernier circuit n'est fermé que lorsque le levier de commande 67 du moteur est dans la position "plein gaz", pour laquelle ce levier établit par l'entremise de son taquet 68, à l'en- contre d'un ressort 69, le contact entre 64 et 65.
Quand on retire un peu le levier des gaz 67, le courant de la génératrice, circulant par la bobine magnéti- sante 53, retourne directement par le contact 70, sans traver- ser le rhéostat 63. Toutefois, dans la position indiquée sur le schéma de connexions représenté, les deux bobines magné- tisantes 53, 54 sont en circuit fermé avec le rhéostat. Par suite, il faut une tension relativement importante, et par conséquent aussi une grande vitesse de rotation de la généra- trice, pour actionner les commutateurs électromagnétiques à l'encontre des ressorts 51, 52. L'installation régulatrice est ainsi réglée sur "grande vitesse" pour la position "plein gaz" du moteur d'avion ou de véhicule.
Lorsqu'alors la vitesse de rotation de l'hélice diminue, c'est-à-dire que la vitesse
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de rotation du moteur n'atteint pas la vitesse pour laquelle on a réglé le rhéostat 63, le circuit allant au commutateur électromagnétique 23 se ferme par les contacts 44 et 48 et la traverse 22 est attirée vers le haut, de sorte qu'elle con- necte entre eux les contacts 40, 41 et le circuit pour le mo- teur de réglage 4 se ferme par le conducteur 11, 12, 18, 39, c'est-à-dire que le pas de l'hélice diminue et la vitesse de rotation augmente, et ce jusqu'à ce que l'attraction de l'é- lectroaimant 53 suffise de nouveau pour ouvrir le contact 44, 48. Au même instant la traverse 22 retombe sur les con- tacts 24, 25, le circuit précédemment fermé est interrompu et il ne se produit plus de mouvement de réglage ultérieur .de l'hélice.
Par suite, l'hélice tourne à la vitesse pour laquelle a été réglé le rhéostat 63. Si pour une raison quelconque la vitesse de rotation de l'hélice augmente, de sorte que la tension de la génératrice 57 augmente aussi, les deux contacts à ressort 44, 46 sont attirés par les bo- bines 53, 54 des commutateurs de tension et le circuit allant par le commutateur électromagnétique 32 se ferme par les con- tacts 45 et 47. La traverse 31 est soulevée et la connexion s'établit entre les contacts 36 et 37, de sorte que le mo- teur de réglage 4 est alors réglé par l'intermédiaire de son circuit 9, 19, 20, 21 pour une augmentation du pas, c'est-à- dire pour une diminution de la vitesse de rotation.
Il résulte de ce qui précède que, lorsque l'hélice tourne à la vitesse une fois établie, le contact à ressort 44 oscille dans les deux sens entre les contacts 45 et 48, tan- dis que le contact à ressort 46 est enclenché plus ou-moins rapidement selon le degré de réglage, éventuellement par l'entremise d'une petite résistance de réglage. Il est évi- dent que le bouton 71 du rhéostat 63 peut aussi être déplacé
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pendant le vol, c'està-dire qu'on peut régler le rhéostat 63 pendant le vol pour toute vitesse voulue de l'hélice. Une autre particularité de l'invention réside dans la liaison du levier de commande du moteur (levier des gaz 67) avec le con- tact 65,64 ou 65, 70. Lorsqu'on produit un léger étranglement dans le moteur, le contact 65, 70 s'établit.
Le commutateur de tension 54 reçoit son courant par l'intermédiaire du rhéos- tat réglé 63, tandis que le commutateur de tension 53 est connecté à la génératrice directement, sans interposition d'une résistance (ou éventuellement avec interposition d'une petite résistance de réglage). Par conséquent, le commutateur de tension 53 réagit déjà à de faibles tensions, c'est-à-dire qu'il est établi pour une "petite vitesse" de rotation.
Tou- tefois un réglage ne peut être produit par celle-ci que par l'intermédiaire du commutateur électromagnétique 23, c'est-à- dire que la vitesse ne peut descendre en-dessous de la ttpetite vitesse" établie par le réglage, tandis qu'une augmentation de la vitesse de rotation est possible sans autres façons, étant donné que le courant circulant par le commutateur élec- tromagnétique 32 doit aussi parcourir le contact à ressort 46, 47. Celui-ci ne devient actif, toutefois, que pour une plus grande vitesse de rotation, correspondant au rhéostat en série 63. La vitesse de rotation du moteur peut ainsi va- rier dans de larges limites sans que le réglage automatique intervienne. Le réglage automatique ne devient actif que lors- que la vitesse de rotation varie au-dessus ou en-dessous des limites fixées par le réglage.
Ces limites peuvent évidemment être déterminées au moyen de rhéostats correspondants ou dis- positifs analogues, éventuellement avec l'aide d'échelles fixes. Le schéma représenté montre cette possibilité de va-
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riation pour la limite de vitesse supérieure. Endéans la grande gamme de vitesses maintenue par le réglage automatique, le dispositif de réglage est donc inactif, mais il entre en action aussitôt que la vitesse devient plus grande ou plus petite, respectivement, que les vitesses de rotation maximum et minimum admissibles. Ces limites ne sont toutefois pas en général dépassées lors de variations de la vitesse de ro- tation dues à un changement de la vitesse de vol, à moins qu'on n'exécute une descente piquée ou qu'on n'emploie des moteurs à compresseur.
La disposition décrite est particu- lièrement intéressante pour la descente piquée. En manoeuvrant pour la descente piquée, donc en étranglant le moteur, il faut diminuer d'abord la vitesse de rotation de l'hélice et aucune- ment le pas de l'hélice. Afin qu'en outre, avec l'accroisse- ment de la vitesse de descente piquée, on puisse compenser l'accroissement de la vitesse de rotation, notablement plus rapide, par un réglage produit à la vitesse réduite habituelle, sans dépasser la vitesse de rotation maximum admissible, on peut, comme déjà indiqué plus haut, régler pour une valeur plus réduite, au moyen d'un rhéostat, la variation de la vitesse de rotation, de manière que malgré que dans ce cas exceptionnel on dépasse la vitesse de rotation établie par le réglage, la vitesse de rotation maximum admissible ne soit cependant pas dépassée.
Inversement, quand on passe de la descente piquée à la montée, on peut régler à l'avenant à une valeur un peu plus grande la limite de vitesse de rotation inférieure. On peut évidemment aussi atteindre ce but, pour des conditions de vol déterminées, au moyen de résistances réglées d'avance; le plus commode est d'aménager des commutateurs qui actionnent le contact nécessaire en passant à la "position de route" ou à la "position de descente piquée". Endéans la grande gamme de vitesses de rotation ainsi limitée il est donc possible
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d'opérer un réglage à la main qui dans certains cas peut être très désirable.
Pour exclure de fausses manoeuvres, c'est-à- dire pour éviter que la vitesse devienne plus grande ou plus petite respectivement, que les vitesses de rotation maximum et minimum admissibles, le courant principal passe au commu- tateur à main 28 par le commutateur électromagnétique 23. Si,. par exemple, on réglait pour un "petit pas", au moyen de la manette 30 du commutateur à main, l'hélice tournant à une vi- tesse déterminée comprise dans la grande gamme de vitesses, on enverrait du courant au moteur de réglage 4 par le contact 34, la traverse 31 et le contact 33, et la vitesse de rotation croîtrait jusqu'à ce que les contacts à ressort 44 et 46 ac- tionnent le commutateur électromagnétique 32; de ce fait la traverse 31 serait attirée vers le haut et le réglage à la main serait ainsi interrompu.
De même, si on amenait le commu- tateur à la position "grand pas" par l'entremise des con- tacts 25, 24 et de la traverse 22, on ne pourrait diminuer la vitesse de rotation que jusqu'au moment où le contact à res- sort 44 agit en rapport avec la vitesse de rotation fixée par le réglage et actionne le commutateur électromagnétique 32 dans le sens d'une interruption du circuit principal. Une ma- noeuvre infaillible est donc aussi assurée dans ce cas. Le dispositif régulateur conforme à l'invention procure ainsi des possibilités permettant de réaliser les effets les plus divers et de résoudre les problèmes les plus variés par le procédé le plus simple.
On peut, sans aucune difficulté, dis- poser au lieu d'un seul rhéostat ou résistance réglable 63 plusieurs rhéostats en série ou en parallèle et aménager aussi de la même manière, selon la tache à réaliser, un plus grand nombre de commutateurs de tension. Pour finir, on examinera en- core brièvement les possibilités de passer au besoin en-deçà
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de la vitesse limite. Ceci se rapporte notamment à l'atterri- sage avec étranglement complet du moteur. Pour ce cas il est prévu un interrupteur à ressort 49, 50 accouplé au levier des gaz 67, par exemple au moyen d'une butée ou d'un taquet 68, de telle manière que dans la position de marche au ralenti le levier des gaz ouvre en même temps l'interrupteur 49, 50.
Un réglage automatique pour un "petit pas" de l'hélice est ainsi rendu impossible; dans ce cas la vitesse de rotation de l'hélice doit donc décroître comme pour une hélice à pas fixe.
Le réglage à la "position de planage", opéré à moteur aban- donné, n'est aussi possible que lorsque le levier des gaz occupe la position de marche au ralenti, étant donné qu'alors, par suite de la mise hors circuit de la bobine du commutateur électromagnétique 23, les contacts 24, 25 restent connectés par la traverse 22. Grâce à l'intervention du commutateur li- miteur de course 6 on évite un mouvement de réglage de l'héli- ce au-delà de la position de planage et en-deçà de la position de décollage.
Cette dernière circontance est notamment im- portante pour le dispositif régulateur conforme à l'invention lorsque le levier des gaz n'est pas dans la position de mar- che au ralenti et que le moteur est arrêté, car autrement l'hé- lice recevrait constamment une rotation dans le sens d'une augmentation du pas; grâce au commutateur limiteur de course l'hélice ne peut cependant être réglée tout au plus que jus- qu'à la position de décollage, qui correspond au pas minimum requis.
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