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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX AERONEFS A ROTORS DE
SUSTENTATION AUTOROTATIFS .
La présente invention est relative aux aéronefs qui sont complètement ou principalement soutenus dans le vol par la poussée axiale d'un ou plusieurs rotors de sustentation autorotatifs, possédant des pales articulées sur et dispo- sées autour d'un organe rotatif central ou moyeu , la force motrice nécessaire au vol étant fournie par un moteur de propulsion et une hélice , l'aéronef possédant , en outre des moyens pour entrainer le rotor en vue du démarrage , La
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source d'énergie employée pour entraîner le rotor est en général le moteur de propulsion lui-même , et on pré- voit dans ce but une transmission appropriée , comprenant un embrayage destiné à désaccoupler le rotor du moteur en cours de vol , mais pour les buts de la présente invention l'emploi d'une source d'énergie séparée ,
qui peut même être extérieure à l'aéronef n'est pas exclu , bien que n'é- tant pas d'un usage courant à ce jour , l'invention se rapportant plus particulièrement aux perfectionnements du rotor lui-même et de son mécanisme de commande .
L'invention est applicable aux aéronefs possédant ce que l'on appelle des "rotors battants" , mais n'est pas nécessairement limitée à ces derniers ,car elle ne se rapporte pas essentiellement au battement , mais aux problè.- mes du décollage par ce que l'on appelle la méthode de "décollage vertical" consistant à maintenir l'angle de la pale à une valeur réduite , de préférence zéro pendant que le rotor est entraîné par le moteur ,en lui permettant ainsi d'atteindre une vitesse de rotation bien plus en considérable que celle du vol normal et/-augmentant ensuite l'angle de la pale à une valeur positive suffisante , lorsqu'on coupe l'entraînement par la source d'énergie ,
ce qui fait que l'excès d'énergie cinétique accumulée dans le rotor à cause de sa grande vitesse est utilisée pour produire la force ascensionnelle directe .
Si les pales du rotor sont articulées sur le moyeu de manière à ce que leurs décalage$ en avant et en arrière soient associés à une variation du pas angulaire , on a avantage à se rapporter à la corrélation existant entre le décalage en arrièreet la variation de pas angu- laire et la désigner comme caractéristique "pas / décalage en arrière" et poser que cette caractéristique est positive
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lorsque l'angle de la pale augmente avec le décalage arrière et négative lorsque l'angle diminue avec le décalage , Afin' d'obtenir le décollage vertical , on a proposé d'u- tiliser pour la pale des montures donnant une caractéris- tique pas / décalage en arrière négative ,
mais on a trouvé que dans le vol autorotatif une caractéristique pro- noncée de ce genre introduit des propriétés et des compli- cations indésirables dans le fonctionnement du rotor qui sont supprimées lorsque la caractéristique est égale à zéro ou positive et on a trouvé , en outre , que du moins dans certains cas et plus particulièrement dans les rotors à deux pales , il peut être avantageux d'avoir une carac- téristique positive .
Le principal objet de l'invention est donc de prévoir des moyens et des procédés pour obtenir une aug- mentation automatique de l'angle de la pale lorsque cesse l'entraînement du rotor pour le décollage vertical , sans subir les inconvénients dérivant de la présence en cours de vol d'une caractéristique pas/ décalage en arrière négative accentuée ,
Dans un aéronef possédant un rotor de sustentation normalement autorotatif , dans lequel les pales sont arti- culées sur le moyeu de manière à pouvoir opérer une varia- tion de pas et de telle sorte qu'en cours de vol la carac- téristique pas/ décalage en arrière (définie ci-dessus ) ne soit pas négative et que le pas angulaire du moyeu de la pale possède une valeur positive appropriée , l'invention consiste à prévoir des moyens pour appliquer un couple moteur au rotor ,
dans le but du démarrage et des moyens agissant pendant l'entrainement du rotor pour empêcher les pales de s'écarter de leur position de pas angulaire minimum , qui est déterminée par une butée et est , de pré- férence , à peu près zéro , les pales étant libérées de
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cette contrainte lorsquecesse l'entraînement , pour opérer un mouvement automatique dans une position de pas angulaire sensiblement positif ,
Pour obtenir la réduction nécessaire du pas , lorsque les pales sont entrainées , on peut prévoir des moyens pour maintenir la pale elle-même ( ou un or- gane intermédiaire d'articulation de la pale , mobile par rapport au moyeu) dans une position de pas angulaire minimum .
Par exemple , on peut prévoir un dispositif de verrouillage mécanique qui maintient la pale dans cette position et puisse être interconnecté soit avec un em- brayage commandant l'application de la commande au rotor , soit avec un dispositif soumis à l'action d'un couple , monté dans le système de transmission du mécanisme de commande , de manière à ce que le dispositif de verrouil- lage de la pale soit libéré lorsque cesse l'entraînement du rotor .
L'invention comprend , en outre le procédé d'entraînement du rotor , qui consiste à appliquer les forces motrices aux différentes pales ,de telle sorte que sur chacune d'entre elles , cette force exerce un couple tendant à diminuer l'angle de la pale et supérieur à celui des forces opposées , telles que les forces résultant de la traînée , de l'inertie et les forces centrifuges , autour de l'axe d'un pivot d'articulation sur lequel se font les mouvements destinés à modifier l'angle de la pale, et dans ce but , on peut prévoir un organe d'entraînement , adapté en vue d'être mis en liaison avec une source d'énergie , monté coaxialement sur le moyeu et pouvant tourner par rapport à celui-ci , du moins dans une mesure limitée ,
et des liaisons entre cet organe d'entraînement
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et les pales elles-ménies ou les pièces d'articulation des pales , mobiles par rapport au moyeu. , ce qui fait que la force d'entrainement est appliquée aux pales ou à leurs pièces (L'articulation , de manière à les déplacer par rap- port au moyen sur leurs montures d'articulation pour les amener à une position de pas angulaire minimum , déter- minée par des butées appropriées ,
Le procédé et le mécanisme ci-dessus ne sont pas limités aux rotors possédant une caractéristique pas/ dé- calage en arrière , nulle ou positive , mais sont égale- ment applicables aux rotors possédant une caractéristique négative , pas assez prononcée pour être nuisible en cours de vol , Dans ce cas ,
le moment de trainée aérodynamique peut être inférieur au moment de rétablissement centrifuge , lorsque les pales sont dans la position de pas angulaire minimum et est , par conséquent , incapable de maintenir ces pales contre les butées délimitant cette position , car il est bien entendu que dans la disposition connue utilisant une articulation de pale donnant une caractéris- tique pas / décalage en arrière négative , et dans la- quelle le moyeu est entraîné directement , les forces d'en- trainement agissant sur les différentes pales étant appli- quées par l'intermédiaire du mécanisme à pivot lui-même , ne produisent pas de couples autour des axes de pivote- ment autour desquels se produisent les décalages en avant et en arrière de la pale , accompagnés de la variation du pas angulaire ,
L'invention comprend certaines caractéristiques de construction relatives aux liaisons entre un organe de commande flottant et les pales ou leurs articulations mentionnées ci-dessus et ces caractéristiques seront expo- sées au cours de la description , en se référant aux des- sins annexés représentant des modes de réalisation par- ticuliers ,
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On a avantage , pour des raisons qui n'ont aucun rapport avec le démarrage du rotor , à ce que les pales soient amenées dans les positions de pas angulaire minimum lorsque le rotor est freiné , ainsi qu'on le fait en général immédiatement après l'atterrissage ,
la diminu- tion de l'angle de la pale détruit sensiblement la force ascensionnelle du rotor et empêche que l'aéronefne soit à nouveau enlevé dans les airs ou ne capote et prévient également les détériorations des pales .
Par conséquent , suivant une caractéristique de l'invention , dans une disposition telle que décrite ci- dessus , comprenant un organe de commande flottant , le mécanisme de freinage du. rotor est disposé de manière à agir sur cet organe et on prévoit des liaisons autres que celles destinées à entrainer les pales , entre cet organe de commande et las pales elles-mêmes ou leurs organes d'articulation , mobiles par rapport au moyeu , ce qui fait que la force de freinage est appliquée aux pales ou à leurs articulations de manière à déplacer les pales sur leurs montures , par rapport au moyeu , pour les amener à leur position d'angle minimum .
Cette carac- téristique n'est pas essentielle dans tous les cas car , si le mécanisme d'articulation de la pale possède une caractéristique de pas/ décalage en arrière positive , la réduction de l'angle de la pale se fera automatiquement , si le freinage est directement appliqué au moyeu , mais pour des raisons constructives, on a souvent avantage à utiliser une partie de la surface intérieure de l'organe de commande flottant comme tambour de frein et de plus , par les moyens décrits, pales sont posi- tivement amenées dans une position d'angle minimum .
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Si le mécanisme d'articulation de la pale a une carcactéristique pas / décalage en arrière positive , la position d'angle minimum de la pale est également la position de décalage en avant maximum et lorsque la pale est amenée dans cette position , le moment de rétablis- semant centrifuge autour de l'axe du pivot alfa s'ajoute aux moments de trainée et des forces s'opposant à l'i- nertie.Celà introduit un effort de flexion supplémen- taire sur la pale et des efforts additionnels sur les éléments de commande .
Ce défaut peut être surmonté aux dépens de certaines complications , en introduisant ce que l'ont peut appeler un pivot auxiliaire , qui est de préférence sensiblement vertical et sert à articuler la pale sur l'organe mobile du pivot alfa , incliné vers le bas et vers 7.'extérieur , Lorsque la pale est entrai- née , elle est libre d'osciller sur ce pivot auxiliaire dans une position de décalage en arrière , bien que l'or- gane mobile du pivot alfa soit maintenu dans la position de décalage en avant par les moyens d'entraînement , de la manière décrite ci-dessus . Le mouvement de la pale sur le pivot auxiliaire est limité par des butées montées sur la partie mobile du pivot alfa .
Le pivot auxiliaire peut être verrouillé pendant le vol , c'est-à-dire par toute disposition appropriée de verrou à ressort qui s'engage , lorsque la pale est amenée dans une position de décalage en avant autour du pivot et ce verrou peut posséder toutes liaisons ap- propriées , par exemple avec l'embrayage de la transmis- sion d'entraînement , de manière à être libéré lorsque les pales sont entrainées . Le pivot en question peut cependant être à auto-verrouillage en vol autorotatif en plaçant la butée du décalage en avant du pivot de telle manière que dans le vol autorotatif il y ait un couple
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centrifuge agissant en permanence , qui maintienne la pale contre cette butée du pivot de secours qui est ainsi verrouillé .
Lorsque la pale est entraînée , le couple centrifuge s'oppose au couple résistant et diminue les efforts sur la pale et sur le mécanisme d'entraînement et , lorsque le couple résistant est considérable par rapport au couple centrifuge , comme lorsque le rotor démarre en partant du repos , les pales sont lancées sur les butées de décalage en arrière des pivots auxiliaires , Lorsqu'on applique la commande ( en partant du repos ) le couple est très faible au début (par exemple lorsque l'embrayage patine et avant d'ouvrir les gaz ) et comme les pales peuvent reposer en équilibre , sur les butées avant ou arrière du pivot alfa , que l'on ait prévu ou non des pivots auxiliaires , il peut arriver qu'une pale (ou un plus grand nombre) se trouve sur la butée de décalage en arrière et ne la quitte que lorsque la commande est appliquée .
Lorsqu'on augmenta le couple , la pale est brusquement amenée sur la butée de décalage en avant , et il en dérive un choc sur le système . Il est donc avantageux de donner à la pale une tendance inhérente à basculer sur la butée de décalage en avant et à ne pas être en équilibre lorsqu'elle se trouve sur la butée de décalage en arrière . Ce résultat peut être atteint en donnant aux pivots alfa une inclinaison perpendiculaire au plan de battement , telle que leurs axes soient inclinés vers le haut et en avant par rapport au sens de rotation de manière à ce qu'au repos , la pesanteur amène les pales sur leurs butées de décalage en avant .
Si l'inclinaison les 'est est faible , c'est-à-dire pas supérieure à 10 sur le plan de battement , elle n'exerce pas d'effet sensible sur les qualités de vol du rotor , '
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..... Comme variante de la méthode précitéed'entrai- nement des pales , l'invention comprend également une méthode de réglage de l'angle de la pale , qui consiste à utiliser la force centrifuge pour créer une action de levier brisé et verrouiller ainsi l'un ou l'autre des deux pivots qui le constituent ou des mécanismes pi- votants équivalents, suivant que le rotor est entraîné ou libre , le mécanisme à pivot agissant lorsque le rotor est libre et possède une caractéristique pas/ décalage en arrière non négative , Dans ce but ,
les pales peuvent être articulées sur le moyeu par un mécanisme pivotant permet- tant le mouvement indépendant de chaque pale par rapport au moyeu, autour d'au moins deux axes réels ou virtuels , le mouvement autour de chacun d'entre eux possédant une composante dans le plan perpendiculaire à l'axe de rota- tion et sur au. moins l'un d'entre eux , le mouvement pos- sède une composante longitudinale qui cause la variation de l'angle de la pale ,la disposition étant en outre , caractérisée par une disposition relative de cet axe et des butées limitant les mouvements autour de ce dernier , de manière à ce qu'en cours de vol , lorsque le moyeu n'est pas entraîné , la pale puisse se déplacer librement autour de l'un de ces axes ,
étant verrouillée par rap- port à l'autre par un moment centrifuge agissant en sens opposé à la réaction d'une butée , et lorsque le moyeu est entrainé le décalage en arrière de la pale autour de l'axe cité en second lieu produit un moment centrifuge autour de l'axe cité en premier , ce qui cause un décalage en avant autour de celui-ci et verrouille la pale par rapport à cet axe par son action , qui est opposée à la réaction d'une autre butée , la disposition relative des axes et des butées étant en outre , telle que dans la configuration atteinte lorsque le moyeu est entraîné , le
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pas angulaire est sensiblement inférieur à celui existant lorsque le moyeu est libre ,
Dans une variante de la méthode précitée , on peut ajouter à l'action de levier mentionnée ci-dessus.
, une action de levier de la pale sur une partie relativement mobile de l'assemblage à pivotement et , daas ce but , la pale peut comprendre une partie qui , lorsqu'elle est dé- calée en arrière , est amenée en prise avec le point d'appui de la partie pivotante par rapport à laquelle la pale est mobile autour de l'un ou l'autre des axes , en provoquant ainsi une action de levier coopérant au moment centrifuge causant un décalage en avant autour de 11-axe de pivotement cité en premier lieu ,
Les résultats désirés , aussi bien pour le décollage vertical que pour le vol autorotatif, peuvent être obtenus , dans un rotor dans lequel la force d'entrai- nement est directement appliquée au moyeu , si l'angle de la pale est minimum lorsque les pales sont dans leur posi- tion extrême de décalage arrière ,
mais pour les mouve- ments de décalage en avant et en arrière , dans les li- mites de l'oscillation normale réalisée en cours de vol , la caractéristique pas / décalage arrière n'est pas négative .
L'invention comprend , en outre ,une monture de pale à pivotement , avec un joint universel ou joint de cardan et des systèmes d'arrêt sous forme de butées ou de saillies ou les deux dispositifs à la fois ,destinés à venir en prise , désignés ci-après "butées de sélection" et permettant successivement le mouvement de la pale autour d'un axe , qui peut être l'axe d'un pivot de joint on un axe (virtuel) résultant , sensiblement-fixe dans l'espace par rapport au mécanisme du joint et-;Le mouvement autour d'un autre axe semblable, mais empêchant le mouvement simultané autour de ces deux axes, ,
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.
Dans une forme de réalisation de ce mécanisme
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"'.-"''-<I pivotant le joint universel peut comprendre deux par- ties , respectivement en liaison aveo le moyeu et une pale de rotor et une pièce intermédiaire , pivotant sur chaque partie du joint , par rapport auxquelles parties le mouvement de la pièce intermédiaire est limité dans les deux directions par des butées .
La partie du joint en liai- son avec le moyeu et celle en liaison avec la pale possè- dent des saillies pouvant venir mutuellement en prise , et des faces concaves se terminant au bout des saillies , et qui présentent , en outre , une forme et une position telles que lorsque la pièce intermédiaire du joint se trouve dans l'une de ses positions limite par rapport à chacune des pièces du joint , les bouts des saillies se dé- gagent l'une de l'autre et la face courbe de chaque sail- lie est centrée sur l'axe du pivot établissant la liaison entre la pièce intermédiaire et la partie portant l'autre saillie et , lorsque cette pièce s'écarte de la position précitée ,par rapport à l'une ou l'autre des parties du joint , les bouts des saillies se chevauchent dans l'une ou l'autre direction ,
le bout d'une saillie longeant la face courbe de l'autre et verrouillant la partie du joint portant cette autre saillie , par rapport à la pièce intermédiaire
Il est bien entendu que l'on peut remplacer dans ces systèmes d'articulation de pales l'un quelconque des pivots à un axe réel par un mécanisme pivotant équivalent possédant deux ou plusieurs axes de pivotement réels , autour desquels le mouvement est ,par exemple , coordonné au. moyen de dispositifs à leviers ou transmissions , de telle sorte que le mouvement résultant se fasse autour d'un seul axe virtuel , dont la direction dans l'espace par rapport à la partie fixe correspondante du mécanisme pi- votant est sensiblement constante ;
de cette manière ,
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le mécanisme qui vient d'être décrit peut être remplacé par un dispositif dans lequel le système de joint universel comprend deux parties , respectivement en liaison avec le moyeu et une pale de rotor ainsi qu'une pièce intermédiaire , pivotant sur chacune des parties qui forment le joint , ces dernières possédant deux séries d'éléments susceptibles de venir en prise , dont les points de contact constituent des points d'appui disposés vis-à-vis par rapport à l'axe (réel) de l'une des deux liaisons pivotantes , (le telle sorte que les lignes joignant ce point d'appui à l'inter- section des deux axes réels des pivots constituent des axes virtuels de pivotement , inclinés en sens inverse du pivot réel cité en premier lieu, chacune de ces parties formant les joints possédant , en outre ,
deux bossages disposés et conformés de manière à ce que lorsque les deux séries de points d'appui sont en contact , les bouts des bossages d'une pièoe recouvrent et viennent en prise avec le bossage correspondant de l'autre pièce et sont guidés sur celle-ci par la courbure de la face du bossage qui le re- couvre , de façon à maintenir le contact entre l'autre sé- rie d'éléments d'appui , et il est ainsi impossible que les deux séries d'éléments d'appui se séparent simultanément
D'autres caractéristiques de la présente invention, son principe et ses modes de réalisation préférés seront mieux compris d'après la description ci-après en se re- p ortant aux dessins annexés qui montrent certains exemples d'aéronefs et de rotors de sustentation auxquels l'invention est appliquée ,
Sur les dessins :
La figure 1 montreschématiquement un rotor de sustentation d'aéronef en élévation latérale .
La figure 2 est une vue en plan de ce rotor ,
La figure 3 est une vue en ,élévation latérale ,
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avec..coupe parti,elle , de la tête du rotor de l'aéronef de la figufe 1 , mais vue du côté opposé et à plus grande échelle ,
La figure 4 représente en coupe , la partie su- périeure de la figure 3 , avec le rotor à 90 , mais en supprimant une grande partie du mécanisme de l'arti- culation de la pale ,
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3 .
La figure 6 est une vue en plan de la tête de rotor représentée sur la figure 3 avec certaines parties arrachées; et d'autres supprimées , étant donné qu'elles sont représentées en détail sur d'autres figures ,
La figure 7 est une vue de détail en coupe , suivant la ligne 7-7 de la figure 3.
La figure 8 est une vue de détail , en coupe , suivant la ligne 8- 8 de la figure 3
La figure 9 'représente en perspective une vue schématique montrant le fonctionnement de certaines par- ties indiquées sur les figures 3 à 8 .
La figure 10 est une vue partielle en élévation , avec une partie en coupe , montrant une variante de la disposition des figures 3 à 8 .
Les figures 11 et 12 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 , en élévation latérale et en plan , d'un aéronef comprenant une variante de construction du rotor de sustentation conforme à l'invention ,
La figure 13 est une vue à plus grande échelle et en coupe du rotor de l'aéronef représenté sur les figures 11 %et 12 ,
La figure 1 4 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne 14-14 de la figure 13
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La figure15 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne 15-15 de la figure 13 .
La figure 16 est une vue en coupe-élévation d'une variante du mécanisme d'articulation de la pale repré- sentée sur las figures 3 à 9 .
La figure 17 est une vue en plan du mécanisme de la figure 1 6 avec certaines parties arrachées et d'autres supprimées ,
La figure 1 8 est une vue de détail suivant la -Ligne le-18 de la figure16
La figure1 9 est une vue schématique en plan , destinée à expliquer l'action de levier brisé d'un mécanisme pivotant analogue à celui des figures 16 à 18 adapté en vue de la commande directe du moyeu ,
La figure 20 montre sohématiquement en élévation latérale , les parties de la figure 19
La figure 21 est une vue analogue à la figure 19, montrant les parties dans une autre position ,
Les figures 22 et' 25 sont des vues schématiques analogues aux figures 19 et 21 ,représentant respectivement une autre variante ,
La figure 24 est une vue schématique en perspective d'un mécanisme pivotant d'articulation de la pale ,comprenant les butées de sélection .
La figure 25 est une vue analogue à la figure 24 , montrant les parties dans une position différente ,
La figure 26 est une vua schématique en coupe- élévation d'une autre forme de mécanisme d'articulation de la pale , comprenant les butées de sélection ,
Les figures 27, 28 et 29,sont des vues sché- matiques suivant la ligne 27-27 de,la figure 26 , montrant le mécanisme dans trois positions différentes.
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En se reportant aux figures 1 et 2, on voit que l'aéronef comprend une carlingue B un moteur M entrai- nant une hélice de propulsion A , un train d'atterrissage U, une roue de queue T ,des surfaces stabilisatrices fixes , verticales , V et horizontales E , un pylone P supportant le rot'or , auquel pylone est fixé un mât cen- tral ou prolongement de pylone 31 , supportant la tête du rotor , désignée diune manière générale par H . Le rotor comprend deux pales 32 ,directement opposées .
Pour entrainer le rotor en vue du démarrage , on prévoit un mé- canisme de transmission comprenant la tringlerie S1 en liaison avec le moteur M et la tringlerie S2 directement raccordée au rotor , représentée sur les figures 3 et 5 , ces tringleries étant reliées par des engrenages, placés dans une boite G qui contient également un embrayage pour dés accoupler le rotor du moteur , cet embrayage étant commandé par des liaisons représentées schématiquement en N et actionnées par un levier L à commande manuelle de- puis le siège du pilote . La tringlerie verticale S2 comprend un joint universel J à la partie supérieure et un second joint universel à la base ( non représenté ) .
La tête du rotor H est montée à pivotement par joint universel sur le mât 31 , comme le montre la figure 4 et peut être commandée au moyen d'une colonne suspendue C à pivotement par joint universel en Cl sur le pylone P et en Ca sur un prolongement C3 de la tête du rotor , cette liaison étant représentée sur la figure 3 .
Dans tous les modes d'exécution et les formes de construction représentés et décrits , la variation de l'angle de la pale du rotor pour obtenir un décollage ver- tical est réalisée de manière complètement automatique , l'angle de la pale étant maintenu automatiquement à la valeur minimum aussi longtemps que la force d'entrainement
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est transmise au rotor et est augmentée automatiquement à une valeur positive sensible lorsque cesse l'entraine- ment par suite du débrayage .
En se reportant aux figures 3 à 9 , on voit que la partie supérieure du mât 31 est montée à pivotement Par oint universel au moyen du bloc 33 , possédant les deux tourillons 33a , 33b, sur une pièce 34 entourant le niât . La partie inférieure de la pièce 34 a une forme conique et possède une fourrure 35 dans laquelle est fixé le prolongement C3, destiné à être raccordé à la colonne centrale , comme on le voit sur la figure 1 . La partie inférieure de la pièce 34 comprend également une aile 36 à laquelle est fixée une boite 37 , dans laquelle l'ex- trémité supérieure de la tringlerie verticale % est montée sur des roulements , dont l'un est représenté en 38 .
La tringlerie S2 se termine vers le haut par un prolongement 40 , supporté dans la boite 37 par un roules ment: 39 et portant un pignon 41 en prise avec une couronne dentée 42 , coaxiale du moyeu du rotor 9
Sur la pièce axiale 34 est montée, par l'inter- médiaire du roulement principal 43 , une pièce de moyeu 44 sur laquelle se trouvent deux pattes opposées 45 supportant deux axes coaxiaux 46 constituant un pivot de battement unique , divisé , sur lequel sont articu- lées les fourches de trainée 47 .
Chacune de ces derniè- ras se termine par -Un logement 48 , supportant par l'intermédiaire des paliers 49 un pivot ",alfa" 50 , in- cliné vers l'intérieur et vers le haut par rapport à l'axe de la pale et possédant une pièce en col de cygne 51 portant la pale 32 ( voir figure 3) . Le mouvement du pied de la pale 51 sur le pivot alfa est limité par les butées 52, 53 ( voir figure 8 )' qui sont de préférence réglables , cômme représenté .
Sur le logement 48 est
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fixé un axe de pivotement: 54, parallèle à et situé au- dessous de, l'axe 50 du pivot alfa et l'axe 54 porte un levier 55 , dont 1'extrémité supérieure est adaptée en vue de venir en prise avec un bossage 56 du pied 51 (voir fres. 3 et 7) . Sur la figure 7 le levier 55 et le bossage 56 sont représentés en une position moyenne , les positions extrêmes étant indiquées en pointillés .
La pièce du moyeu 44 se terminevers le bas par un rebord 57 et un organe d'entrainement flottant , coaxial , 58 , portant la couronne dentée 42 peut tourner sur ce rebord 57 , le déplacement angulaire relatif entre ces deux pièces étant limité par des axes 60, fai- sant saillie par rapport à la pièce 58 et traversant la pièce 57 par les encoches 61 de telle sorte que le mou- vement relatif entre les parties 57 et 58 est arrêté lorsque les axes 60 atteignent l'une ou l'autre extrémité des encoches 61 ( voir figure 5) .
Lorsque le rotor n'est pas entrainé , la pièce 58 est retenue au centre de son déplacement relatif ou dans le voisinage de ce centre , pax rapport à la pièce 57 , au moyen des ressorts 62 butant sur les axes 60 et fermés par les couvercles 63.
La pièce 58 comprend , en outre , un rebord 59 se prolongeant vers le haut , disposé à l'intérieur de la pièce 57 et servant de tambour de frein , sur lequel peuvent être appliqués les patins 67 du frëin du rotor voir figures 3 et 5) .
La pièce 58 porte des pattes 64 qui viennent en prise avec les extrémités inférieures des leviers 55 et sont de préférence munies de vis de butée règlables 55 x .
La pièce 58 possède , de plus , deux autres pattes 65 , adaptées en vue de venir en prise avec les bras 66 , for.- mant partie intégrante du pied de la pale 51 et se
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prolongeant vers le bas par rapport à celui-ci lorsque la pièce 58 est décalée en arrière sur le moyeu 44 , ainsi qu'il se produit lorsque cette pièce eat freinée en appliquant les patins 67 au tambour 59 .
Le fonctionnement de ce mécanismesera mieux compris en examinant la figure 9 qui représente en perspective et schématiquementles parties principales .
Lorsque la couronne dentée 42 est entraînée par le pi- gnon 41 , dans le sens de la flèche de la figure 9 , l'organe entraîneur flottant 58 devance le moyeu et la patte 64 vient en prise avec l'extrémité inférieure du levier 55 , qui bascule autour du pivot 54 et l'extrémité supérieure du lev ier 55 engage le bossage 56 du pied de la pale 51 et bascule ce dernier sur le pivot alfa 50 , en prise avec la butée de décalage en avant de ce dernier . Etant donné que le pivot alfa est incliné vers l'intérieur et vers le haut , il possède une caractéristique pas / décalage en arrière positive , de sorte que dans la position de décalage en avant maximum , l'angle de la pale est minimum .
Lors- que cesse l'entrainement, le moyeu est libre de devancer l'organe flottant 58 et la, force centrifuge agissant sur la pale le rétablit à peu près dans sa position radiale moyenne , le pied 51 se trouvant à peu près au milieu entre les butées 52, 53, comme on le voit sur la figure 8 , de aorte que l'angle de la pale est augmenté jusqu'à, une valeur positive sensible .
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En donnant des proportions convenables aux bras de levier des,'Pièces 55, 56 , autour de leurs axes respectifs , la force d'entraînement appliquée à la pale par le levier 55 peut exercer un couple au- tour de l'axe du pivot 50 , qui est suffisant pour maintenir la pale contre les butées 53 , même aux plus grandes vitesses réalisables , et à ce moment, la somme de la traînée aérodynamique et des moments de rétablisse- ment centrifuge autour du pivot alfa 50 est un maximum.
La figure 10 représente une variante , dans laquelle les leviers pour transmettre la commande des pattes 64 de la figure 3 aux bossages 56 des pieds de pale 51 , pivotent sur le moyeu au lieu d'être articulés sur la boite de l'organe de traînée . Sur cette figure, sur lesquelssont montés les leviers 55x le moyeu 44 porte des axes 54 /dont les extrémités in- férieures sont en prise avec les pattes d'entraînement ( non représentées) montées sur l'organe entraîneur flottant 58 et dont les extrémités supérieures viennent en prise avec les bossages 56 du pied de la pale 51.
Dans ses autres parties essentielles , le mécanisme correspond à celui représenté sur les figures 3 à 8 .
Les figures 11 et 12 correspondant aux figures, 1 et 2 représentent un rotor de sustentation d'aéronef dont la disposition est légèrement modifiée . La cons- truction générale de l'aéronef est analogue à celle des figures 1 et 2 ,la seule différence étant relative à la tringlerie de transmission ,la partie S1 étant supprimée et la partie S2 portant le pignon de commande du rotor n'étant pas verticale , mais oblique etpar rapport à la tête du rotor et à sa monture, qui sont représentés plus en détail sur les figures 13 à 15, la construction du pylône étant modifiée en conséquence ,
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On voit , d'après les figures 13 à 15 , que l'organe 36x de l'axe du rotor , comprenant un prolongement C3 pour la liaison de commande et un logement 37x pour les roulements 39x,
supportant le prolongement supérieur 40x de la tringlerie de commande S2 portent le pignon de commande 41x, est nonté par l'intermédiaire d'un anneau de cardan 70 , pivotant en 71 sur le pylône P, P et en 72 sur l'organe 36x, les axes des pivots de cardan étant perpendiculaires les uns aux autres , L'organe 36x est creux et le moyeu du rotor comprend un essieu 44x monté à l'intérieur de l'organe 36x , sur des roule- ments 43x et une patte 44 , formant partie intégrante de l'essieu 44xet portant les axes 46x d'un pivot unique subdivisé , sur lequel sont montées les articulations de trainée à fourche 47x , se terminant dans les loge-.
ments 48x du pivot alfa . .'tour mieux décrire la patte 44 , on voit sur la partie gauche de la figure 13 que le moyeu a subi une rotation de 90 par rapport à la position représentée à droite de la figure . L'essieu.
44x est creux et à l'intérieur se trouve un arbre coaxial 73 , constituant l'organe de commande flottant , qui porte la couronne dentée 42x en prise avec le pignon 4Ix -Le mouvement relatif de l'arbre 73 et de l'essieu 44x est limité par un joint à nervures prévu, entre ces deux pièces , dont les nervures 74,75 présentent un jeu considérable , par exemple d'environ 25 .Pour empêcher les trépidations et les chocs , l'essieu 44x et l'arbre 73 sont reliés au sommet par un ressort hé- licoïdal 76 agissant par torsion .
A la partie supérieu- re , l'arbre 73 porte des pattes 77 , qui sont en prise avec les parties saillantes 56x du pied de la pale 51x,
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les points ..de contact entre les pattes et les saillies, soigneusement délimités par les billes 78 , montées dans des logements des pattes 77 , se trouvant au-des- sus des axes des pivots alfa articulant les pieds de étant la pale sur les organes de trainée et/constitués par les axes 50x et les paliers 49x. Les axes des pivots alfa sont inclinés vers l'intérieur et vers le haut comme le montre la figure 3 , pour donner une caracté- ristique pas / décalage en arrière positive .
L'appli- cation de la force d'entraînement, directement à la pale ,en un point situé au-dessus de l'axe du pivot alfa produit un couple , autour de l'axe alfa , qui tend à décaler la pale en avant et, comme indiqué plus haut , ce couple peut être rendu supérieur à la somme du couple de résistance aérodynamique et du couple de rétablissement centrifuge , même aux plus grandes vi - tesses de rotation , en donnant des proportions convenables aux bras de levier des pattes 77 et des pièces saillan - tes 56x. Dans cet exemple ,les patins de frein du ro- tor 67x agissent à l'intérieur de la couronne dentée 42x.
L'application du freinage fait que l'arbre 73 est décalé en arrière par rapport au moyeu jusqu'à ce que les faces des nervures 74,75, opposées aux faces d'en traînement, viennent en prise , ce qui fait que la force de freinage est transmise au moyeu et les pales basculent sur les butées de décalage avant des pivots alfa , en réduisant ainsi l'angle de la pale à la valeur minimum .
Les figures 16,17 et 18 représentent une va- riante dans laquelle le mécanisme pivotant d'articula- tion de la pale , possédant un pivot alfa , est égale- ment muni d'un pivot auxiliaire pour réduire les efforts de flexion sur la pale du rotor et diminuer les efforts sur le mécanisme d'entraînement . Dans cette disposition
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l'axe 50 du pivot alfa n'est pas directement en laison avec le pied de la pale 51 , mais porte un pivot 150 , dont l'axe , lorsque la pale est horizontale , est sensiblement parallèle à l'axe de rotation 0-0 et le pied de la pale 51 peut tourner sur le pivot 150 , par l'intermédiaire d'un roulement 151.
Dans cet exemple , les butées 52,53 du mécanisme de pivot alfa sont mon - tées au-dessous de l'axe de la pale et viennent en pri- se avec le bossage 56 , qui fait dans ce cas partie intégrante du pivot 50 et non pas du pied 51. Le bossa- ge 56 peut également venir en prise avec le levier 55, comme dansles exemples déjà décrits . Le mouvement du pied 51 sur le pivot auxiliaire est limité par les bu- tées 152,153 .
La butée de décalage avant 153 du pivot auxi- liaire est disposée de telle sorte qu'en cours de vol le pied 51 est maintenu contre la butée 153 par un cou- ple centrifuge agissant autour de l'axe du pivot auxiliai re . Le sens de rotation du rotor est indiqué par une flèche .
Lorsqu'on emploie le pivot supplémentaire 150 de la manière décrite ci-dessus , en combinaison avec un organe entraîneurflottant , appliquant la force d'entraînement directement à l'organe mobile 50 du pi- vot alfa , par exemple par les leviers 55 , le rôle du pivot additionnel est simplement de réduire les efforts excessifs dans les pales et dans le mécanisme d'en - traînement et dans ce cas le bon fonctionnement du dis- positif ne dépend pas principalement de celui du pivot auxiliaire , mais de la disposition de la butée de dé- calage en avant 153 .
Cependant , en disposant convenablement un pivot additionnel du type représenté sur les figures 16 à 18 ainsi que les butées le mécanisme peut arriver
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à exercer une action de levier brisé , comme mentionné ci-dessus en évitant ainsi la nécessité d'appliquer la commande directe aux organes mobiles des pivots alfa, cette commande étant transmise directement au moyeu..
Les figures 16 à 18 montrent effectivement le pivot supplémentaire dans la position requise dans ce but , et il est donc bien entendu que ces figures représentent effectivement deux mécanismes distincts ,dans le premier desquels , déjà décrit , la disposition du pivot 150 dans la position représentée n'est pas essentielle , mais l'application de la commande à l'organe 50 , c'est-à- dire de la manière connue est indispensable alors que dans le second mécanisme représenté sur des figures le levier 55 est supprimé et la commande appliquée au moyeu . Dans ce cas, l'axe du pivot 150 doit être dis- posé de la manière représentée .
Sur ces figures , l'axe de rotation principal est désigné par la ligne 0-0 , l'axe longitudinal de la pale par la ligne b-b , l'axe du pivot 50 par la ligne [alpha]- [alpha], et l'axe du pivot supplé- mentaire 150 par la ligne #-#. l'axe du pivot alfa et l'axe de la pale se coupent en un point tel que [alpha] b et il est à remarquer que l'axe #-# du pivot supplémentaire est situé plus près de l'axe de rotation que ce point d'intersection [alpha]b. Lorsque l'axe du pivot supplémen - taire est disposé de cette manière ,on obtient l'action de levier brisé requise .
Ce point apparaîtra plus clairement en examinant les figures 19 à 21,dans les- quelles les parties essentielles du mécanisme , dési - gnées par les mêmes références que sur les figures 16 à 18 sont représentées schématiquement en deux positions.
La figure 19 montre le moyeu libre c'est-à-dire non entraîné , tel qu'il est en cours de vol ; la figure 21
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représente le moyeu entrainé . La figure 20 montre les parties en élévation .
Sur la figure 21 , la réaction aérodynamique sur la pale la décale en arriere sur le pivot 150 , la force centri- fuge appliquée à l'axe de ce pivot produisant un couple qui fait tourner le pivot 50 dans la direction de décalage en avant et le maintient contre la butée 53 du pivot alfa .
Lorsque l'entraînement cesse , la pale oscille dans la di- rection du décalage en avant , autour du pivot 150 ,jusqu'à ce que la composante de la force centrifuge passe du côté décalage en avant de l'axe du pivot alfa et fasse tourner le pivot 50 dans la direction du décalage en arrière , de ma- nière à augmenter l'angle de la pale , la butée de décalage en avant 153 , du pivot supplémentaire 150 , étant disposée de telle sorte que le couple de rétablissement centrifuge , agissant autour du pivot 150 verrouille la pale contre la butée 153 , comme représenté sur la figure 19 .
Etant donné que dans la position représentée sur la figure 19 ,la pale est verrouillée sur le pivot sup- plémentaire 150 par la force centrifuge , toute oscillation pour décaler la pale en avant et en arrière en cours de vol se produit par le mouvement du pivot alfa 50 ,de manière à donner une caractéristique pas / décalage en arrière positive pendant le vol ,
En raison de l'action de levier le mouvement du pivot alfa 50 vers la butée de décalage en avant, c'est- à-dire à partir de la position de la figure 19 vers celle de la figure 21 est susceptible de se produire quelque peu brusquement en amenant le pivot 50 contre la butée 53 , avec un choc assez violent .
Pour éviter celà le mécanisme peut être modifié comme représenté sur les figures 22 et 23 , en introduisant un point d'appui 155 du côté du décalage avant de l'organe de traînée 47 , qui est en prise avec un ergot
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ou partie saillante 154,du pied 51 de la pale , situé plus près de'l'axe de rotation que--- l'axe du pivot supplémentaire 150 .
Lorsque la commande est appliquée , la pale est décalée en arrière sur le pivot 150 et amène l'ergot 154 en prise avec le point d'appui 155 en exerçant ainsi une action de levier ----- qui fait tourner le pivot alfa dans le sens du décalage en avant , en l'amenant contre la butée de décalage en avant 53 , d'une manière plus douce et progressive que si l'on comptait seulement sur l'action précitée .
Les mécanismes qui viennent d'être décrits présentent comme caractéristique commune que l'organe mobile d'un pivot "alfa" donnant une caractéristique pas / décalage en arrière positive , est maintenu dans la position de décalage en avant lorsque la pale est entrainée . Les figures 24 à 29 montrent des mécanismes dans lesquels la pale , en passant de la position de décalage arrière à. la position de décalage aven( ,
EMI25.1
se déplace successivement autour d'un axe possédant une ca- ractéristique pas/décalage en arrière négative et autour undeux:!èTtea5aya:nt une caractéristique pas / décalage en arrière positive , le mouvement simultané autour des deux axes étant empê- ohé par des pièces en prise mutuelle , appelées "butées de sélection" .
Sur les figures 24 et 25 , les axes sur les- quels se déplace la pale sont réels , l'articulation de cette dernière comprenant un joint universel ou de car- dan, établissant la liaison entre l'organe de trainée 47 et le pied de la pale 51 .Cet organe porte un pivot "alfa" don t l'axe est incliné vers l'intérieur et vers le haut par rapport à l'axe de la pale et dont le pivot 50 est fixé sur un organe intermédiaire portant
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un pivot 0 , dont l'axe est incliné vers l'extérieur et vers le haut par rapport à l'axe de la pale , et dont l'axe 51 est fixe sur le pied de la pale 51 .
Le mouvement sur le pivot alfa est limité par les butées 52, 53 et sur le pivot 0 par une butée de décalage arrière 52x et une butée de décalage avent ( non re- présentée) . L'organe de trainée comprend , en outre un bossage 154 , possédant une face convexe 155 con- centrique du pivot 50 et une face concave 156 concen- trique du pivot Ç6 lorsque l'organe intermédiaire 50x est sur la butée de décalage arrière 52 du pivot alfa , De même , sur l'axe 51 est assujetti un organe saillant 157 , présentant des faces courbes 158,159 ,
la face 158 étant convexe et'centrée sur l'axe du pivot SIX et de même rayon que la face 156 de la pièce 154 et la face 159 étant concave et de même rayon que la face 155 de la pièce 154 et concentrique du pivot 50 lorsque le pied de la pale est contre la butée de décalage en avant ( non représentée)au pivot , La figure 24 montre clairement la manière suivantlaquelle les organes saillants 154, 157, se trouvent en prise ét l'on voit que le pivot alfa est verrouillé sur la butée de dé- calage arrière 52 , par le fait que les faces 156 , 158 , sont en prise et glissent l'une sur l'autre lorsque la pale se déplace sur le pivot 0 La figure 25 montre le pivot 0 verrouillé sur sa butée de dé- calage arrière par l'engrènement des faces 155,159,
qui glissent ensuite l'une sur l'autre lorsque l'organe 50X se déplace sur le pivot alfa . La figure 25 montre la configuration réalisée en cours de vol. lorsque le pivot 0 est verrouillé et avec la caractéristique pas / dé- calage en arrière positive donnée par le pivot alfa .
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Un décalage en arrière accentué de la pale , tel qu'il se produit lorsque le moyeu est entraîné , amène le mé- canisme dans la position de la figure 24 avec le pivot alfa verrouillé et une caractéristique pas/ décalage en arrière négative de telle sorte que l'angle de la pale est diminué par un décalage en arrière supplémentaire , les butées 53 et 52x étant de préférence disposées de ma- n ière à ce qu'elles donnent toutes d'eux à la pale un angle minimum égal à zéro ,
Les figures 26 à 29 montrent une autre variante fonctionnant suivant le même principe avec des axes virtuels ou pivots séparer Le pied 51 de la pale est en liai- son avec l'organe de trainée 47 ,
par une pièce intermé- diaire 160 possédant les tourillons 161 pouvant tourner sur l'organe de traînée autour d'un axe sensiblement ver- tical , donnant un décalage en arrière et en avant de la pale , sans variation de son angle , et cette pale peut tourner sur son axe longitudinal en donnant une variation de l'angle seulement sur les paliers 162 de la pièce 160 .
Cette disposition présente l'avantage que les paliers 162 sont seulement chargés axialement et que les paliers des tourillons 161 ne supportent pas de charge de poussée , L'organe de traînée 47 possède des points d'appui 163 , 164, au-dessus et au-dessous de l'axe de la pale qui peuvent respectivement venir en prise avec les leviers 165, 166, montés sur la pale , Lorsque le point d'appui supé- rieur 163 est en prise , la pale se déplaçant sur les deux pivots 161,162, tourner autour d'un axe virtuel joignant le point d'appui appoints d'intersection des axes des pivots 161 , 162, et inclinés vers le haut et vers l'extérieur sur l'axe de la pale , de manière à don- ner une caractéristique pas/ décalage en arière négative ;
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cet axe est désigné par la référence '#'. De même , lorsque le point d'appui inférieur 164 est en prise , la pale tourne autour d'un axe virtuel '[alpha]' incliné en font face sens opposé ,---------Les points d appui dans les dixac- tions opposées et la pale est bloquée contre toute rota- tion sur le palier 162 , sans mouvement du pivot 161 , d'une manière qui fait que les deux leviers 165, 166 se séparent de leurs points d'appui , lorsque les saillies 167, 168, de l'organe de trainée et les saillies 169, 170 du pied de la pale , viennent en prise avec les saillies 167, 168, possédant des faces convexes 171 , 172 , sur lesquelles se déplacent les bouts des saillies 169, 170, lorsque la pale longe les points d'appui 163, 164 ,
La figure 28 montre la'pale dans la position radiale moyenne , dans laquelle l'angle est un maximum et les bouts des deux saillies 169, 170 , dégagent alors les saillies 167, 168 . Lorsque la pale est décalée en arrière ,les saillies 167, 169 viennent en prise et maintiennent le levier 165 sur le point d'appui 163 , de telle sorte que la pale tourne sur l'axe 0 et diminue l'angle , oomme indiqué sur la figure 27 et lorsque la pale est décalée en avant , les saillies 168, 170 viennent en prise et maintiennent le levier 166 sur le point d'appui 164 , de sorte que la pale tourne sur l'axe alfa et diminue à nouveau son angle , comme représenté sur la figure 29 . Les mouvements de décalage en avant et en arrière sont limités par le fait que les extrémités des saillies 168, 167, viennent en prise avec le pied de la pale , comme représenté .