BE434419A

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Publication number: BE434419A
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Description

Hélice à pas variable ;
L'invention a trait à des hélices pour aéronefs, bateaux, sous-marins, ou similaires.

Un des principaux objets de cette invention est de réaliser une hélice ayant des pales, montées à pivot de façon que le pas de ces pales augmente sous l'action.de la force centrifuge, action qui s'oppose à celle du millet% fluide dans lequel les pales sont en rotation, le pas des

pales augmentant automatiquement de ce fait lorsque la pression du milieu fluide décroît,alors que la vitesse de rotation de ces pales demeure pratiquement constante.

Un autre objet de cette invention est de réaliser un mode de montage de pales non métalliques, par exemple en bois, sur un organe de fixation de façon à éviter qu'elles prennent du jeu dans cet organe de fixation, mal- gré les efforts de la force centrifuge ; d'exécuter une hélice en bois lamellé, ayant une force de tensign maxiaa dans la partie qui sert d'organe de fixation pour l'en- semble ; de réaliser un dispositif présentant le maximum de rigidité de fixation, entre l'organe de fixation et la pale à l'effort de traction de la force centrifuge ; de réaliser un ensemble de liaison destiné à maintenir fortement fixés les organes de liaison, ces organes étant montés par pivotation sur le moyeu ;

de réaliser un dispo- sitif au moyen duquel les axes longitudinaux au centre des pales sont inclinés suivant un angle par rapport aux axes des broches sur lesquelles tournent les éléments de liaison ; enfin de réaliser un dispositif d'amortissement, reliant les pales de façon qu'elles puissent se déplacer comme ensemble, lorsque l'une d'elles est soudainement soumise à un effort, et par suite pour qu'elles puissent se déplacer séparément pour varier leur pas.

D'autres objets de cette invention et d'autres avan- tages ressortent clairement de la description ci-après et en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une élévation de face d'un ensemble d'hélice exécuté conformément à l'invention et vu de l'avant d'un aéronef.

La fig. 2 est une élévation de côté de ce même ensemble.

La fig. 3 est une vue en perspective de l'organe de liaison.

La fig.4 est une coupe longitudinale par le centre à travers l'organe de liaison et les pièces auxiliaires.

La fig.5 est une coupe transversale, suivant la ligne 5-5 de la fig. 1
La fig.6 est une coupe longitudinale suivant la ligne 6-6 de la fig.2.

Lâ fig.7 est une coupe perpendiculaire suivant la ligne 7-7 de la fige 1.

La fig.8 est une vue identique suivant la ligne 8-8 de la fig 1.

La fig.9 est une vue identique suivant la ligne 9-9 de la fig. 1.

Dans le dessin qui représente un ensemble préconisé d'exécution de cette invention, le chiffre 10 désigne l'arbre moteur d'un moteur à combustion interne équipant un aéronef ou similaire. Claveté sur cet arbre 10 pour tourner avec lui, se trouve un moyeu 11, contre lqquel repose une bague filetée 12 qui l'empêche de se déplacer longitudinalement, comme représenté. Le moyeu 11 ( voir en particulier la fig.6 ) est muni de deux organes de pivo- tation ou fusées 13 disposées suivant deux rayons en oppo- sition et de préférence tubulaires.

Le chiffre 14 désigne une paire d'organes de liaison ou attelages jumelés, chacun d'eux formé de portions jumel- les 15 et 15,' ayant des surfaces de contact internes plates 16. Ces portions jumelées sont reliées à'une à l'autre par

des boulons 17 ou similaires. Chacun des organes de liaison ou attelage 14 est muni à son extrémité d'un palier 18 et d'un palier 19 à l'autre extrémité* Ces paliers sont équipés avec des coussinets de bronze 20 et 21 respectivement qui sont mobiles. Comme le montre clairement la fig.6, les paliers 18 et 19 des attelages jumelés sont en opposition l'un avec l'autre, le palier 18 d'un attelage se trouvant à l'extérieur du palier 19 de l'attelage jumelé.

Chacun des paliers 19 et muni d'un chemin de roulement destiné à un roulement à billes 21, reposant contre le coussinet 20 et chaque fusée ou pièce de pivotation 13 porte un roulement à billes 22 à son extrémité, aménagé entre l'épaulement 23 et l'ápaulement 24 du palier 19. On voit donc que les organes de liaison ou attelages, sont montés à pivot sur les organes de pivo- tation ou fusée 13 pour pouvoir tourner sur ceux-ci, mais qu'ils ne peuvent se déplacer radialement par rapport à eux , On a également veillé à ce que les organes d'accouplement ou attelage 14 s'écartent radialement du moyeu 11, et leur axe de rotation de même que les axes longitudinaux 25 des parties écartées suivant le rayon, sont disposés sur les côtés opposés du moyeu comme représenté.

Le chiffre 26 représente les organes de liaison formant un tout, pour assujettir les pales aux organes de liaison ou attelages 14. Chacun des organes de liaison comporte une queue 26-27, de préférence creuse, comme repré- senté en fig.4. Cette queue présente à son extrémité un re- bord 28, et est de préférence à section circulaire et sertie dans une douille 29, formée par l'extrémité prolongée de chaque organe de liaison ou d'attelage 14 et le rebord

28 est maintenu à l'intérieur d'une gorge circulaire 30.

La queue est maintenue dans la douille 29, de façon à éviter toute prise de jeu. On a apporté une attention particulière au fait que, la douille 29 ainsi que la queue 26-27 qu'elle contient, aient leur axe longitudi- nal formant un angle oblique par rapport à l'axe longi- tudinal de la fusée 13 qui leur est contiguë. Chacun des organes de liaison comporte une pièce de fixation plate 31, formant partie intégrante avec eux. Cette pièce de fi- xation plate a en général la forme d'un coeur évasé s'écar- tant radialement et possède des épaulements 32 à son ex- trémité intérieure. Les côtés opposés de la pièce de fixa- tion 31 sont également réunis par leurs extrémités inter- nes avec la queue 26-27 par des jambes de force en pointe 33.

Le chiffre 34 désigne les pales, de préférence en bois celles-ci sont découpées de façon à obtenir le pas désiré et ont la forme conventionnelle usuelle avec bords d'attaque convexes ou cambrés. Comme on l'a dit, les axes longitudinaux des queues 27 sont disposés suivant un angle oblique par rapport à l'axe longitudinal des fusées 13, et un angle d'environ 25 donné à ces axes des queues 27, par rapport à l'axe des fusées 13 a donné des résultats satisfaisants. Il est préférable que les bords d'attaque et de fuite 35 et 36 de chaque hélice soient déséquilibrés avec surface de fuite plus large.

Il est préférable, comme on l'a dit, que les pales soient en bois et que chacune d'elles comporte une section interne plate 37 formée d'un nombre de couches relative- ment minces de lamelles de bois collées les unes aux autres.

Cette section constituera de préférence un ensemble séparë du reste. L'hélice comporte d'autres sections externes 38 formées de oouches ou bandes 39 et 40 collées ensem- ble. Chacune des parties externes est formée de préférence comme ensemble séparé. La section lamellée interne 37 constituée par des bandes relativement minces a la même épaisseur que l'organe plat de fixation 31 et on a creusé dans cette partie lamellée 47, une saignée 41 correspon- dant à la forme et à la dimension de l'organe de fixation 31 et de la queue 27. Les sections externes 38 de l'hé- lice présentent des cavités internes 42 qui y sont aména- gées pour recevoir une partie de la queue 27, et des jambes de force 33.

L'organe de fixation 31 a étépercé d'une ouverture centrale relativement importante 43 pour y amé- nager un tourillon en bois de même épaisseur que l'organe de fixation 31. Ce dernier est également muni d'ouvertures transversales 45 disposées en triangle pour servir de lo- gement à des broches métalliques ou chevilles 46 pourvues d'un alésage intérieur et ces chevilles passent dans les ouvertures 47 aménagées dans les parties externes 38. Enfixant l'organe de liaison avec les pales de l'hélice l'une des sections 38 est disposée en bas avec la partie lamellée 37 par-dessus puis l'organe de fixation 31 est alors pla- cé dans la saignée 41 de la section lamellée interne 37.

La section supérieure 38 est alors mise sur la partie in- termédiaire lamellée 37, ces diverses parties étant agen- cées de façon que les ouvertures 47 et 45 coïncident. Le tourillon en bois 44 a été également introduit dans l'ou- verture centrale 43. Les faces internes en contact des sec- tions 38 et la partie lamellée 37 ainsi que le tourillon,

son;% alors convenablement recouverts de colle et ces sections ainsi assemblées sont alors soumises à une pression appropriée à laquelle on les maintient jusqu'à séchage total de la colle. Les parties assemblées ont la forme doue bloc rectangulaire et lorsque les parties collées sont sèches, on déooupe l'assemblage de manière à lui donner la forme de l'hélioe définitive voulue.

Enfin on intmoduit les chevilles métalliques dans les ouvertures
45.On a ainsi obtenu une liaison entre la queue 27 et les pales donnant une fixation ne produisant aucun jeuentre la pale et la queue résultant de la poussée radiale. Ceoi est important, car on a reconnu qu'un des inconvénients inhérents à l'emploi d'hélices réglables en bois, réside précisément en ce que l'extrémité interne des pales joue légèrement dans les douilles métalliques où elles sont montées, ce qui déséquilibre l'hélice.

Les organes de liaison ou attelages 14, se trouvent en communication par l'intermédiaire d'un dispositif d'amor. tissement aménagé sur la face d'attaque des attelages chacun de ces dispositifs d'amortissement est constitué par un cylindre 49 dont les extrémités opposées sont munies de garnitures 50 et 51 formant joint étanche aux gaz par une tige 52 portant un piston 53 muni d'un ori- fice d'étranglement 54. On peut si l'on veut, remplir ce cylindre d'air ou de liquide. Un tube 55 forme la partie basse de ce cylindre 49, et le tube est'lui-même fixé par pivot avec une tige 56 reliée à son tour à l'attelage inférieur 14 près de son extrémité interne. La tige à piston 52 est, de son côté, reliée par pivot à une tige 57 'fixée à l'attelage jumelé 14 près de son extrémité externe.

Le fonctionnement de ce dispositif d'amortissement

a pour effet de rendre les pales independantes .Lorsque l'une d'elles est soudainement exposée à un effort ou pression, et par suite pour permettre aux pales de se déplacer séparément pour varier leur pas.

Le fonctionnement de l'hélice est le suivant :
Lorsqu'on met le moteur en marche, l'hélice tourne dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre, vue de devant l'aéronef, ce qui est courant aux Etats-Unis. Dès que l'hélice tourne, la force centrifuge agissant sur cha- que pale 34, a tendance à déplacer celle-ci dans le sens du rayon. Cette action de la force centrifuge s'oppose à l'effort de l'air qui tend à faire osciller chaque pale autour du pivot 13, de sorte que l'extrémité extérieure de la pale s'éloigne de la ligne du rayon. Ces deux forces opposées se contrarient et la pale prend alors une posi- tion intermédiaire normale entre la position extérieure extrême et la position radiale réelle.

Supposons que l'aé- ronef vole pratiquement près du niveau de la mer; l'effort de l'air est à son ,.maximum et l'extrémité extérieure de la pale s'abaisse légèrement en avant de la position du rayon, ce qui donne le minimum de pas à la pale. Quand la pale tourne sur sa fusée diagonale 13, cette dernière étant en diagonale par rapport à l'axe longitudinal central 35' de la pale, tourne également sur son axe longitudinal 35, faisant ainsi varier le pas de la pale. Les surfaces en dé- séquilibre 35 et 36 contribuent également à faire tourner la pale autour de son axe longitudinal 35'. Lorsque la pa- le tourne sur le pivot diagonal 13, l'axe longitudinal 35' de la pale oscille autour de la surface d'un cône.

L'action de la force centrifuge tend à déplacer la pale

sur son pivot 13 vers.la position réelle du rayon augmentant ainsi le pas. Supposons que l'hélice tourne à 2.000 tours-par minute au niveau de la mer, elle aura le pas minimum pour cette hauteur. Si maintenant l'aéro- nef monte à une hauteur beaucoup plus élevée, la résis- tance opposée à l'hélice sera réduite,alors que l'action de la force centrifuge reste la même et par suite la force centrifuge surmontera l'effort de l'air sur la pale de l'hélice, et celle-ci tournera sur son pivot diagonal 13 en sens arrière, faisant pivoter la pale autour de son axe longitudinal pour augmenter le pas de l'hélice.

Cette augmentation du pas aura pour conséquence une aug- mentation de vitesse de l'aéronef alors que la vitesse de rotation de l'hélice restera constante.

Claims

REVENDICATIONS.

1 ) Hélices à pas vaxiable dans lesquelles les pales sont munies de queues et sont réunies à un moyeu, caractérisées en ce qu'elles comportent des organes de pivotation sur le moyeu, des organes de liaison montés pivotant sur des organes de pivotation ayant des douilles, les axes longitudinaux desces douilles étant en diagonale par rapport aux axes de rotation des organes de pivotation, les queues des pales se prolongeant longitudinalement par rapport aux axes des pales, et étant insérées dans ces douilles pour les empêcher de tourner, les pales en mou- vement se déplaçant autour de la circonférence d'un cône, lorsque les organes de liaison tournent sur les organes de pivotation pour varier le pas des pales.

2 ) Hélices suivant la revendication 1, caractéri- sées en ce qu'elles comportent des paliers pour supporter les éléments de liaison par pivots, sur les queues du moyeu, ces paliers étant retenus contre tout déplacement axial par rapport aux pivots du moyeu.

3 ) Hélices suivant les revendications 1 et 2, caractérisées en ce que les organes de liaison s'écartent radialement, sur une plus grande longueur, de l'axe de l'hélice que les éléments de pivotation sur le moyeu, les organes de liaison étant montés mobiles par pivots sur ceux-ci, les queues des pales étant montées dans des douilles situées radialement en dehors des pivots du moyeu. <Desc/Clms Page number 11>

4 ) Hélices suivant les revendications 1 et 2, caractérisées en ce que chaque organe de liaison prend appui sur les deux pivots du moyeu, le palier supportant l'un des organes sur un pivot étant plus près de l'axe du moyeu que le palier supportant l'autre organe sur le même pivot et vice versa.

5 ) Hélices suivant les revendications 1 et 2, caractérisées en ce que les organes de liaison sont cons- titués par des plateaux ou attelages agencés pour se compléter mutuellement et pour constituer un organe complet de liaison.

6 ) Hélices suivant les revendications 1 et 2, carac- térisées en ce que les douilles des queues aménagées pour recevoir la partie renflée des pales de l'hélice comportent des parties annulaires renflées pour recevoir les rebords annulaires ou renflements sur les queues, en sorte que l'assemblage des organes de liaison et des pales empêche un déplacement longitudinal des queues dans le sens des axes des pales.

7 ) Hélices suivant les revendications 1 et 2, ,caractérisées en ce qu'elles comportent des plateaux de fixation formant prolongement des queues des pales agen- céspour être introduits dans le corps des pales.

8 ) Hélices suivant revendication 7, caractérisées en ce que les pales sont constituées par plusieurs couches de substances collées les unes aux autres, la couche interne présentant une partie évidée pour recevoir le plateau de fixation de la queue y attenant.

9 ) Hélices suivant revendication 8, caractérisées en ce que la couche interne de substance formant la pale <Desc/Clms Page number 12> a une épaisseur correspondant à l'épaisseur du plateau de fixation de la queue pour permettre aux couches ad- jacentes extérieures de la pale de reposer du côté oppo- sé, le long de la couche interne aussi bien que le long du plateau de fixation aménagé dans cette couche interne.

10 ) Hélices suivant les revendications 8 et 9, caractérisées en ce que le plateau de fixation comporte une partie creuse destinée à recevoir un tourillon en bois d'une épaisseur correspondant à l'épaisseur du pla- teau de fixation, les couches adjacentes extérieures de la substance utilisée pouvant être collées aux faces en opposition du tourillon attenant aux faces opposées du plateau de fixation.

11 ) Hélices suivant revendication 8, .caractéri- sées en ce que la couche interne comporte un plus grand nombre de bandes minces que les couches extérieures de la pale.

12 ) Hélices suivant revendication 8, caractérisée en ce que des jambes de force sont disposées entre la queue et le plateau de fixation de cette queue et aména- gées de façon à s'adapter dans des cavités correspondan- tes des couches extérieures de la pale.

13 ) Hélices suivant revendication 1, caractérisées en ce que les pales sont réunies par un organe de liaison conformé façon que les pales sous l'effet d'un effort soudain puissent tout d'abord se déplacer ensemble et par la suite se déplacer séparément pour varier leur pas.

14 ) Hélices suivant revendication 13, caractérisées en ce que le dispositif de liaison des pales est agencé de façon à permettre à l'une des pales d'osciller dans <Desc/Clms Page number 13> un sens opposé à celui dans lequel l'autre pale oscille sous l'effet d'une force et par suite de rompre cette liaison pour faire osciller individuellement les pales sur leur pivot.

15 ) Hélices suivant revendication 13, caractérisées en ce que le dispositif de liaison des pales est constitué par un organe d'amortissement comportant des éléments partiellement mobiles.

16 ) Hélices suivant revendication 15, caractérisées en ce que l'organe d'amortissement reliant les pales compor- te un élément mobile sur lequel agit un fluide sous pres- sion et un dispositif permettant de retarder l'échappement de ce fluide sous pression dans un sens déterminé.

17 ) Hélices suivant les revendications 13 à 16, caractérisées en ce que le dispositif de liaison comporte un dispositif partiellement extensible dans le sens longi- tudinal.