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Perfectionnements aux aéroplanes et à leurs appareils de commande.
L'invention se rapporte aux aéroplanes et à leurs appareils de commande, et elle a pour objet un aéroplane per- fectionné, compact, que l'on peut manoeuvrer rapidement, et qui donne, en général, toutes satisfactions.
Un aéroplane, conforme à l'Invention, comporte: Ses ailes principales construites de manière que le centre de pres- sion de la partie externe de chaque aile se trouve en avant du centre de gravité de l'aéroplane; tandis que le centre de pres- sion de la partie interne se trouve en arrière du centre de gra- vité ; des ailerons (désignés ci-après par ailerons externesu) placés sur les parties externes des ailes ; ou plusieurs surfaces de commande pivotées (désignées ci-après par surfaces de commande postérieures") situées en arrière du centre de gravité.
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Les surfaces de commande postérieures peuvent être constituées par des ailerons supplémentaires ou "internes", ou par des volets d'aile pivotés aux parties internes des ailes, mais elles sont, de préférence, constituées soit par un plan de queue ou gouvernail de profondeur médian, en une ou plusieurs pièces, situé immédiatement derrière les parties internes des ailes, soit par un ou deux gouvernails de pro- fondeur de queue, pivotés à un plan de queue médian en une seule pièce.
Dans chaque cas, le mécanisme principal de commande est, de préférence, prévu de façon que lorsqu'on le fait mouvoir pour maintenir l'équilibre longitudinal, il fait mouvoir les ailerons externes dans un sens opposé à la surface ou aux surfaces de commande postérieures.
En plus des ailerons externes et des surfaces de commande postérieures, on peut placer des volets d'aile sur les parties des ailes adjacentes aux ailerons externes, c'est-à-dire sur la partie de chaque aile pour laquelle le centre de pression est immédiatement voisin du centre de gravité de l'aéroplane ou sur la ligne passant par ce centre de gravité et perpendiculaire à la direction du vol, des moyens de commande séparés étant prévus pour pouvoir faire mouvoir ces volets d'aile, afin de modifier la cambrure efficace des ailes ou pour freiner par la résistance de l'air, ou bien pour atteindre ces deux buts simultanément.
De plus, que l'on prévoie ou non des volets d'aile, on peut installer un mécanisme de commande séparé, qui fait mouvoir les ailerons externes, en faisant mouvoir ou non, de manière similaire, les surfaces de commande postérieures, indépendamment de tout mouvement que l'on imprime au mécanisme principal de commande, pour modifier la cambrure,efficace des ailes. Dans
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un tel arrangement, lorsqu'on a prévu des volets d'aile, le même mécanisme indépendant de commande actionne les volets d'aile dans le même sens que les ailerons externes.
Pour augmenter la stabilité longitudinale propre de l'aéroplane, l'angle d'incidence de la partie externe de chaque aile principale peut ftre prévu légèrement plus grand que celui de la partie interne, tandis que les parties internes des ailes peuvent être conformées de façon que les parties du bord arrière exercent un effort élévateur léger ou nul, et agissent simplement comme surfaces de stabilisa- tion longitudinales.
Si on le désire,on peut prévoir une ou plusieurs servo-ailettes, pivotées sur le bord arrière de chaque aileron externe, et, de préférence, sur des supports fixés rigidement à l'aileron et dirigés vers l'arrière par rapport au bord arrière. Ces servo-ailettes sont des plans qui, lorsqu'ils tournent autour de leur pivot, exercent sur l'aileron externe un effort qui fait tourner ce dernier.
En outre, dans certains cas, chaque aileron externe peut comporter un plan de direction, formé sur son bord arrière ou relié rigidement à ce bord, de préférence par des supports.
Ce plan de direction consiste en un plan qui est normalement en équilibre dans le courant d'air, et, dans ce cas, on peut prévoir des servo-ailettes montées à charnière sur les bords arrière des plans de direction.
On peut prévoir de différentes manières le mécanisme de commande pour les servo-ailettes, qui sera désigné ci- aprèspar "servo-mécanisme de commande". Dans un dispositif simple, ce mécanisme peut comprendre des organes de commande reliés à une partie fixe, de telle façon que, lorsque l'un ou l'autre des ailerons externes est mû par le mécanisme
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principal de commande, cette servo-ailette est mue automa- tiquement dans le sens opposé, de façon à favoriser le mou- vement désiré de l'aileron externe.
Dans une variante, le servo-mécanisme de commande peut être un mécanisme de commande indépendant, sous le contrôle du pilote, auquel cas ce mécanisme est, de préfé- rance, arrangé de façon que les ailettes, placées sur les deux ailerons extérieurs, puissent être animées d'un mouvement en sens inverse, pour faire mouvoir ces ailerons de manière à commander l'équilibre latéral, ou qu'elles puissent être animées d'un mouvement dans le même sens pour faire mouvoir ces ailerons, de manière à commander l'équilibre longitudinal.
On peut, de plus, dans un tel arrangement, prévoir des moyens pour bloquer le servo-mécanisme de commande, de façon que les forces, agissant sur les servo-ailettes, en raison d'une va- riation de l'angle d'incidence du courant d'air provoquée par une variation de l'équilibre longitudinal de l'aéroplane, tendent à faire mouvoir les ailerons externes dans le sens correspondant au rétablissement de cet équilibre longitudinal, par quoi on assure mieux la stabilité longitudinale. On peut prévoir, dans un tel arrangement, des moyens pour bloquer le servo-mécanisme de commande dans deux positions au moins, suivant les conditions de vol que l'on désire maintenir automatiquement.
Ou bien, le servo-mécanisme de commande peut être actionné, par exemple au moyen d'un autre servo-méca- nisme, par un appareil de commande automatique du type gy- roscopique, ou d'un type semblable (dénommé ci-après"pilote robot").
On peut encore, dans certains cas, associer à
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chaque aileron deux servo-ailettes au moins, dont une au moins est reliée au servo-mécanisme de commande placé sous le contrôle du pilote, tandis qu'une autre au moins est reliée à une partie fixe, de manière que, lorsque l'aileron se meut, la servo-ailette soit mûe automatiquement dans le sens opposé, de façon à aider le mouvement de l'aileron.
Il est.entendu que, puisque les ailerons externes sont interconnectés et connectés aux surfaces de commande postérieures par le mécanisme principal de commande, tout mouvement des ailerons produit par les servo-ailettes pro- voque le mouvement approprié du mécanisme principal de com- mande et aussi, s'il y a lieu, des surfaces de commande posté- rieures. C'est pourquoi, dans certains cas, le mécanisme principal de commande peut ne pas comporter d'élément sus- ceptible d'être manoeuvré à la main, mais peut simplement constituer un mécanisme d'interconnexion entre les ailerons et la surface ou les surfaces de commande postérieures, au moyen duquel les mouvements appropriés sont transmis depuis les ailerons externes lorsque ceux-ci sont mus par les servo-ailettes.
Lorsqu'on a prévu des moyens de commande indé- pendants pour faire mouvoir les ailerons externes avec ou sans les surfaces de commande postérieures et des volets d'aile pour modifier la cambrure efficace des ailes, ce mécanisme peut être relié au servo-mécanisme de commande de façon que, lorsqu'on agit sur les organes de commande distincts, les servo-ailettes soient mues dans un sens qui aide le mouvement des ailerons.
On peut appliquer l'invention aux biplans, mais elle convient particulièrement bien aux monoplans. Dans l'un et l'autre cas, l'extrémité arrière du corps de l'aéroplane
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peut se trouver à hauteur des bords arrière des parties cen- trales des ailes ou près de ces bords, tandis que l'extré- mité avant du fuselage, dans laquelle on peut placer le moteur,fait légèrement saillie en avant du bord avant des parties internes des ailes, et se trouve, dans certains cas, en arrière du bord avant des parties externes des ailes.
Les bords avant des ailes peuvent avoir une obliquité dans le sens arrière-avant, de leur extrémité interne à leur extrémité externe, ou ils peuvent être appro- ximativement perpendiculaires à la direction du vol de l'aé- roplane, ou même ils peuvent avoir une légère obliquité inverse, pourvu que la forme des ailes, en plan, soit telle que le centre de pression de la partie d'extrémité externe de chaque aile se trouve en avant du centre de gravité de l'aéroplane, tandis que le centre de pression de la partie interne de chaque aile se trouve en arrière de ce centre de gravité.
On peut réunir les parties internes des deux ailes de façon à former une aile unique, et, dans chaque cas, le gouvernail de profondeur de queue, ou plan de queue, lorsqu'il en est prévu un, est placé, de préférence, immédiatement derrière le bord arrière des parties internes ou médianes des deux ailes principales, et tout contre ce bord.
On a représenté schématiquement, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une construction conforme à l'in- vention, appliquée à un monoplan, sur les dessins joints dans lesquels:
La figure 1 est une vue en plan d'un aéroplane conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue de face de l'aéroplane de la figure l..
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La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation de mécanisme de commande,; que l'on peut employer sur l'aéroplane représenté sur les figures 1 et 2.
La figure 4 représente, schématiquement, un servo- mécanisme de commande, que l'on peut employer sur l'aéroplane précité.
L'aéroplane comprend deux ailes principales épaisses A et B, dont les bords avant sont inclinés vers l'avant à partir du fuselage C, la forme des ailes comportant en plan, comme représenté, un amincissement tel que le centre dépression de chaque aile, qui se trouve sur les lignes A1, B 1, est situé en avant du centre de gravité, sur les parties d'extrémité externes des ailes et en arrière de ce centre de gravité sur les parties internes des ailes.
Le centre de gravité se trouve sur la ligne A2. Les ailes, qui sont de préférence du type cantilever, sont munies d'ailerons A3 B3, pivotés aux bords arrière des parties externes des ailes, et de volets d'aile A4, B4, pivotés aux bords arrière des parties des ailes immédiatement voi- sines des ailerons, c'est-à-dire aux parties où le centre de pression des ailes est tout près du centre de gravité de l'aéroplane, ou sur la ligne passant par ce centre de gravité et perpendiculaire à la direction du vol.
Un plan de queue ou gouvernail de profondeur D est pivoté aux bords arrière de l'extrémité interne des ailes, à l'endroit où elles se rencontrent et où elles peuvent même être réunies ensemble.
En vue d'augmenter la stabilité longitudinale propre de l'aéroplane, l'angle d'incidence de la partie externe de chaque aile est, de préférence, légèrement plus grand que celui de la partie interne, tandis que les
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parties internes des ailes, par exemple les parties situées à l'arrière de la ligne X, sont conformées de façon à exercer un effort ascensionnel nul ou faible, et de façon à agir simplement comme une surface de stabilisation dans le sens longitudinal.
La figure 4 représente un mécanisme principal de commande que l'on peut employer pour les ailerons, le gou- vernail de profondeur de queue et les volets d'aile, ce mécanisme pouvant être utilisé qu'on ait prévu ou non sur les ailerons des servo-ailettes et qu'il existe ou non des plans de direction.
Le mécanisme principal de commande comprend une plaque d'embase E munie de supports E1, dans lesquels est monté un arbre transversal E2, qui peut être commandé et bloqué dans toute position désirée par un levier E3, fixé rigidement à une des extrémités de cet arbre, et comportant un verrou à main E4 agissant en combinaison avec un secteur denté E5.
Les extrémités externes de deux bras F, fixés rigidement à l'arbre E2, forment des supports dans lesquels est monté, de façon à pouvoir tourner, un arbre transversal F1 portant, à ses extrémités, des bras F2 pivotés aux tiges de commande F3,qui sont reliées au gouvernail de profon- deur de queue D, de façon à commander son mouvement. Deux manchons G, G1, qui entourent librement l'arbre F1, portent à leurs extrémités adjacentes, des roues d'angle G2, qui engrènent avec une roue d'angle unique G3, portée par l'extré- mité inférieure d'un manchon G4 qui est monté, de façon à pouvoir tourner, sur un arbre vertical G5, dont l'extrémité inférieure est fixée rigidement au milieu de l'arbre trans- versal F1.
L'extrémité supérieure de l'arbre G5 porte un organe
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G6, qui constitue un support pour un volant à main H, relié à une roue d'angle H1, qui engrène avec une roue d'angle G7, placée sur l'extrémité supérieure du manchon G4.
Des bras J, Jl., reliés rigidement aux manchons G, Gl,, sont reliés par des bielles J2, J3, à des bras J4, J5, eux-mêmes reliés rigidement à des poulies J6.. J7, montées, de façon à pouvoir tourner, sur le châssis d'embase. Des bras K2 K3 reliés aux bras F, par des bielles K K1, sont fixés rigidement aux poulies K4, K5, également montées dans des supports ménagés dans le châssis d'embase.
Des câbles J8 et J9, qui passent autour des poulies J6, J7, et par-dessus des poulies de guidage J10, sont con- nectés respectivement aux deux ailerons A3, B3, comme indiqué sur la figure 3. On voit qu'avec cet arrangement, lorsqu'on fait tourner le volant H, on fait tourner en sens inverse les deux manchons G, G1, qui, par suite, agissent, par l'in- termédiaire des bras J, J1, des bielles J2 J, des bras J4 J5, des poulies J6 J7 et des câbles J8 J9, pour provoquer un mouvement en sens inverses des deux ailerons A3, B3, afin de commander l'équilibre latéral sans faire mouvoir le gou- vernail de profondeur de queue D.
Si, toutefois, on déplace ensemble la roue H et l'arbre vertical G6 de l'avant à l'arrière, de façon à faire tourner ensemble l'arbre F1 et les deux manchons G, G1, les deux ailerons A3, B3, se meuvent ensemble dans le même sens, et le gouvernail de queue est mû, par les bras F2 et les tiges F3, dans le sens opposé, pour commander l'équilibre longitudinal.
Si l'on fait mouvoir le levier E3, l'arbre trans- versal F1 et les organes qu'il porte sont déplacés vertica- lement, de façon à faire mouvoir les deux ailerons A3, B3, dans le même sens, et les poulies K4, K5, sont mues par les
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bielles K, K1 et les bras K2, K3, pour faire mouvoir, de façon similaire, les deux volets d'aile A4, B4, de façon à modifier la cambrure efficace des ailes, sans que le gouvernail de queue se déplace de manière appréciable.
Lorsqu'on a prévu des servo-ailettes sur les ailerons A3, B3, on peut les employer soit seules, soit conjointement avec des plans de direction, et l'on a re- présenté, sur les figures 1, 3 et 4, un dispositif utilisant un plan de direction A5, relié rigidement par des supports à l'aileron A3 et portant trois servo-ailettes A6, A7, A7.
L'aileron B3 comporte un dispositif similaire.
Dans la construction représentée, les servo- ailettes A7 sont reliées par des câbles de commande A8, à des points fixes, de manière que tout mouvement de l'aileron A3 provoque automatiquement un mouvement opposé des servo- ailettes, de sorte que celles-ci aident le mouvement de l'aileron. Toutefois, la troisième servo-ailette est com- mandée par un mécanisme représenté schématiquement sur la figure 4.
Ce mécanisme comprend un châssis L, qui est monté de façon à tourner autour de l'axe d'un pivot Ll supporté dans des paliers fixes, et normalement maintenu immobile par un mécanisme qui comprend une bielle L2 pivotée, à une de ses extrémités, à une oreille L3, prévue sur le châssis et, à l'autre extrémité, à une branche du levier coudé L4 tournant autour d'un pivot L5. et commandé par une bielle L6, pivotée à son autre branche. On peut commander la bielle L6 par un levier approprié que l'on peut bloquer dans deux positions au moins, par exemple par le levier 0 de la figure 3, comme indiqué sur cette figure.
Sur une tige M transversale et pouvant tourner
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dans des paliers prévus dans le châssis L, sont montés, de façon à pouvoir tourner, deux manchons N, Nl, portant des roues d'angle N2, N3. Chacune des roues N2 N3 engrène avec une roue d'angle centrale N4, fixée sur un arbre N, qui est porté, de façon à pouvoir tourner, dans des paliers ménagés dans un organe N6 fixé sur la tige M. Une tige de commande 0 est reliée rigidement à l'arbre N5.
L'extrémité inférieure de cette tige porte une partie 01 dans laquelle est monté, de façon à pouvoir coulisser, un verrou 02e adapté pour entrer dans un ou plugieurs trous percés dans la partie L7 du châssis L, mais susceptible d'en être retiré par un levier O3, au moyen d'un mécanisme comprenant une tige 04, dont l'extrémité inférieure est pivotée au levier O3, tandis que son extrémité supérieure est pivotée à une manette 05,, située près d'une poignée sphérique 06, et de forme telle que, lors- qu'on l'applique sur cette poignée, elle complète la sphère de cette poignée O6, au moyen de laquelle on peut faire tourner la tige de commande 0.
Les manchons N, N1 portent des bras P, P1, reliés de façon à pouvoir pivoter, aux extrémités supérieures de tringles P2, P3, dont les extrémités inférieures sont pi- votées à des bras P4, P5,reliés rigidement à des poulies P6, P7 supportées dans des paliers fixes (non représentés).
Des câbles de commande Q Q1 passent autour des poulies P6 P7, chaque câble étant guidé, par des poulies de guidage Q2,à travers un axe creux Q3, sur lequel est monté l'aileron ap-
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prop-rié A3 ou 0., pour aboutir à la servo-ailette. Ainsi la rotation de l'une ou l'autre des poulies p6 P7 fait pi- voter la servo-ailette appropriée autour de l'axe des supports placés sur le bord arrière dû-plan de direction correspondant. n . On voit que, avec ce dispositif, lorsque le pilote
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saisit la poignée 06 pour dégager le verrou O2, en faisant basculer latéralement la tige de commande 0, il fait tourner la roue d'angle N4, ce qui a pour effet de faire tourner les manchons N Nl dans des sens opposés.
Ce mouvement fait tourner les deux poulies P6 P7 dans des sens opposés, ce qui a pour effet de faire mouvoir les servo-ailettes dans des sens opposés et de leur faire exercer des efforts sur les ailerons A3 B3, qui provoquent un mouvement en sens opposés de ces derniers dans le but de commander l'équilibre latéral. D'autre part, en faisant basculer la tige de com- mande 0 vers l'arrière ou vers l'avant, on fait tourner dans le même sens les deux manchons N, N1, et, par suite, les deux poulies P6, P7,de sorte que les deux servo-ailettes sont mues dans le même sens et forcent ainsi les ailerons A3, B3, à se mouvoir dans le même sens, mais en sens opposé du mou- vement des servo-ailettes.
En faisant mouvoir le châssis L comme un tout autour de l'axe de sa tige Ll, au moyen du mécanisme L2, L4, L6, E3, on force également les deux poulies P6, P7, à se mouvoir dans le même sens et, par suite, également les deux servo-ailettes A6, B6, indépendamment de tout mouve- ment de la tige de commande 0. Par suite, lorsqu'on déplace le levier E3, on force les servo-ailettes à se mouvoir de façon à aider le mouvement directement imparti par le méca- nisme principal de commande aux ailerons A3, B3, et aux volets d'aile A4, B4.
Lorsque la tige de commande 0 est bloquée par le verrou 0, les servo-ailettes A6, B, ne peuvent pas tourner par rapport aux ailerons A3, B3, et l'on voit que les servo- ailettes forment, en fait, des prolongements des plans A5,
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B5, d'ou il résulte qu'à toute modification de l'angle d'in- cidence du courant d'air due, par exemple, à une variation de l'équilibre longitudinal, correspond un effort, exercé non seulement sur les plans de direction mais également sur les servo-ailettes A6, B6, qui tend à faire mouvoir les ailerons de manière à rétablir les conditions primitives d'équilibre longitudinal de l'aéroplane. Cet effort favorise Inaction de commande automatique des plans de direction.
Cette action tend à maintenir la stabilité longitudinale de l'aéroplane, de façon à favoriser ou à augmenter sa sta- bilité longitudinale propre.
On doit remarquer que le dispositif est prévu de telle façon que les servo-ailettes, et les plans de di- rection, lorsqu'il en est prévu, soient. en équilibre dans le courant d'air provenant des ailerons, et qu'ainsi, si la direction du courant d'air vient à s'écarter de la direction normale,par exemple à cause d'une variation de l'équilibre longitudinal de l'aéroplane ou d'une perte de vitesse, un effort s'exerce sur les ailerons qui tend à les faire mou- voir dans un sens approprié pour rétablir l'équilibre longi- tudinal.
On doit remarquer également que, si on le désire, les deux autres servo-ailettes A7 peuvent être commandées par le servo-mécanisme de commande, tandis que la servo- ailette médiane A6 est reliée à une partie fixe, de façon à être mue automatiquement lorsque l'aileron se meut.
On doit enfin remarquer que les servo-ailettes ou les plans de direction peuvent être montés directement sur les bords arrière des ailerons, comme indiqué, par exemple, en B5, sur la figure 1.
De préférence, les ailerons et la surface ou les
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surfaces de commande postérieures ainsi que le mécanisme principal de commande et le servo-mécanisme de commande, lorsqu'il en est prévu un, forment un système équilibré statiquement, de sorte que les parties de ce système n'ont pas tendance à se mouvoir sous l'action de la pesanteur, ou autrement, mais seulement sous le contrôle du pilote ou sous l'action de l'air sur les plans de direction ou les servo- ailettes. A cet effet, on peut prévoir un ou plusieurs contre- poids, par exemple, en-dessous de l'arbre F1 du mécanisme principal de commande et des parties qu'il porte, de façon que ce mécanisme ne tende pas à se mouvoir sous l'action de son propre poids, quelle que soit sa position.
On doit également remarquer que, dans certains cas, on peut supprimer les plans de direction et faire pi- voter desservo-ailettes d'un peu plus grandes dimensions directement sur les ailerons ou sur des supports fixés rigi- dement aux ailerons, et, dans l'un ou l'autre cas, chaque aileron externe peut n'être muni que d'une seule servo-ailette, commandée: soit automatiquement en même temps que cet aileron, soit par un mécanisme placé sous le contrôle du pilote.
De plus, dans certains cas, on peut prévoir des plans de di- rection sans servo-ailettes, auquel cas les plans de direction tendent automatiquement à faire mouvoir les ailerons, de façon à rétablir l'équilibre longitudinal normal, lorsqu'il se pro- duit une variation de l'angle normal d'incidence, due à un changement de l'équilibre longitudinal de l'aéroplane.
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