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Perfectionnements aux avions.
La présente invention concerne des avions et plus particulièrement des moyens pour actionner les surfaces mobiles d'avions.
Les surfaces de commande, volets et autres surfaces mobiles d'avions, sont généralement actionnées soit au moyen de tubes à mouvement de va-et-vient, soit à l'aide de câbles passant sur des poulies. Quand il s'agit d'actionner les sur- faces mobiles d'appareils pesant 100 tonnes ou davantage, il devient difficile de placer des supports de poulies suffisam- ment résistants; de même, le poids des tubes mentionnés et des arbres de renvoi peut devenir prohibitif. Enfin, la force nécessaire pour actionner les surfaces peut excéder la force humaine.
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Dans certains avions on utilise, pour la commande des surfaces mobiles, des tubes de torsion dont l'amplitude de mouvement ne dépasse pas 100 degrés; les surfaces mobiles sont commandées directement par les tubes auxquels leurs arêtes sont fixées.
La présente invention a pour but de procurer un moyen de commande des surfaces mobiles d'avions, dans lequel les in- convénients mentionnés soient évités.
Suivant l'invention, une surface mobile d'avion est actionnée par une transmission rotative commandée par un moteur, la transmission étant reliée à la surface mobile par un dispositif qui transforme le mouvement rotatif de la trans- mission en mouvement angulaire de la surface de commande.
La transmission rotative peut comprendre un réduc- teur de vitesse situé près de la surface de commande, un méca- nisme de renversement de marche et un embrayage, ce dernier étant intercalé entre le mécanisme de renversement de marche et l'arbre de cardan.
On peut également prévoir un dispositif de débrayage automatique, lorsque la surface de commande doit être déplacée d'un angle maximum déterminé.
Une transmission actionnée à la main pour déplacer la surface de commande peut aussi être prévue.
La surface de commande peut comprendre plusieurs par- ties reliées séparément à une pièce fixe de l'avion, par des mécanismes à charnières dont les uns sont irréversibles et d'autres réversibles, tous les mécanismes à charnières étant accouplés entre eux et actionnés à l'unisson.
Les mécanismes à charnières irréversibles peuvent être accouplés aux mécanismes réversibles par l'intermédiaire de transmissions mobiles et de dispositifs à pignon et cré- maillère; la transmission mobile peut faire partie de la com- - @
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mande manuelle des mécanismes à charnières.
Le mécanisme de renversement de marche peut com- porter un accouplement et un dispositif qui l'empêche d'être mis en service lorsque l'embrayage entre cet accouplement et l'arbre de cardan est en position de service.
Un régulateur de la vitesse du moteur peut être actionné automatiquement lorsque le mécanisme de renversement de marche est embrayé et débrayé.
La transmission actionnée par moteur excelle action- née à la main peuvent être commandées toutes deux à la main depuis le poste de pilotage de l'avion, à l'aide d'organes de commande appropriés, convenablement reliés au moteur et à la transmission à main, respectivement.
Une forme de réalisation de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, sur lequel:
Fig. 1 est une vue schématique, en plan, d'un avion équipé du mécanisme de commande suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue schématique,, en plan, montrant des détails d'une partie du mécanisme de commande.
Fig. 3 montre, en coupe, une charnière irréversible.
Fig. 4 est une vue de détail, partiellement en coupe, d'une variante de la construction représentée sur la fig. 3.
Fig. 5 est une vue de détail, partiellement en coupe, du mécanisme de renversement de marche indiqué sur la fig. 2, ce mécanisme étant représenté en position de service.
Fig. 6 représente, en coupe, les volants de commande du mécanisme.
Figs. 7 et 8 sont des coupes, suivant deux plans per- pendiculaires, d'un mécanisme à charnière réversible.
Sur la fig. 1, les volets 1, 1, 1 et 2 constituent ensemble un aileron à l'arrière de l'aile 3, de part et d'autre-
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du fuselage 4. Chaque volet lest articulé à une barre 5 lon- geant 1)aile., à l'aide d'une charnière irréversible 6, tandis que chaque volet 2 est articulé à la barre 5 par une charnière réversible 7. Les charnières irréversibles sont actionnées de- puis un moteur à essence 9, par l'intermédiaire d'un mécanisme de renversement de marche 8 et un arbre de cardan 10, le fonctionnement étant commandé depuis le poste de pilotage à l'aide d'un volant de commande 11. L'arbre de cardan se compose de préférence de plusieurs sections assemblées entre elles pour éviter une friction excessive et pour permettre à l'arbre de suivre librement les déformations de l'aile.
Un deuxième méce- nisme de commande des charnières, actionné à la main, comporte des arbres de cardan 12, 13 commandés par un autre voient 14 au poste de commande de l'avion. Les charnières 6, étant irré- versibles, restent dans les positions où elles sont placées par les commandes. Les charnières 7, étant réversibles, sont sensibles à toute variation de la pression d'air et sont con- nectées, comme décrit plus loin, aux charnières irréversibles, de sorte que ces dernières se déplacent en concordance avec tout mouvement des charnières 7 résultant d'une variation de pression. Les volets 2, 2, auxquels les charnières réversibles
7 sont reliées, agissent donc comme surfaces détectrices de va- riations de la pression d'air.
La fig. 3 montre une construction appropriée des charnières irréversibles qui relient les volets 1 à la barre
5, et cette construction consiste en un carter 15 susceptible d'être fixé à la barre 5. Un arbre 16 monté dans des paliers
17, 17 à l'intérieur du carter 15 présente une partie filetée
18 sur laquelle un écrou 19 coulisse lorsque l'arbre 16 tourne.
De part et d'autre de l'écrou, des portées 20 contiennent des pièces annulaires 21 à rainures rectilignes dans lesquelles @
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sont montées à coulissement les extrémités de bras de mani- velles 22, 22, les autres extrémités de ces bras étant assem- blées à des arbres traversant des paliers 23, 23 dans les parois latérales du carter 15. Ces arbres sont assemblés aux bras 24, 24 directement fixés à un volet 1. L'arbre 16 peut être entrafné par l'arbre de cardan 10, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse qui comporte, sur l'arbre de cardan, un pignon d'angle 25 engrenant avec un pignon d'angle 26 sur l'arbre 16.
D'après la fig. 4, on fait usage d'un autre réducteur de vitesse, à savoir d'une vis sans fin sur l'arbre de cardan 10, qui engrène avec une roue hélicoïdale fixée sur l'arbre 16.
Les caractéristiques essentielles de la construction de la charnière 7, connue en soi, sont illustrées par les figs. 7 et 8. Une telle charnière est constituée essentielle- ment par un levier d'actionnement 29 destiné à être actionné pour faire tourner un arbre 30 pourvu à son extrémité intérieure d'un bras de manivelle à bout sphérique 31, et par un second arbre 32 disposé perpendiculairement à l'arbre 30, et pourvu lui aussi d'un bras de manivelle à bout sphérique 33. L'arbre 32 constitue l'axe de charnière et comporte près de ses extré- mités deux bras 34 agencés pour être reliés à un volet 2.
Les bouts sphériques des bras de manivelle 31, 33 sont reliés entre eux par un organe 35 qui contient deux coussinets sphériques 36, 37, en forme de plongeur chargés par un ressort, qui main- tiennent un des bouts sphériques serré contre un coussinet sphérique 34' à l'autre extrémité, ce dernier coussinet sphé- rique étant monté de manière réglable dans l'organe 35 pour faire varier la pression des plongeurs sur les bouts sphériques.
Une rotation de l'arbre 30 produit ainsi une rotation correspon- dante de l'arbre 32.
Le mécanisme de changement de marche 8 fonctionne entre
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le moteur 9 et l'arbre de cardan 10 ; la fig. 2 montre ce méca- nisme en position neutre, tandis que la fig. 5 le représente dans une de ses deux positions de service. Comme le montre le dessin,le mécanisme comporte un carter 40, dont une extré- mité est traversée par l'arbre moteur 41. Un pignon d'angle 42 calé sur l'extrémité de l'arbre 41 à l'intérieur du carter 40 engrène avec deux pignons d'angle 43, 44 fous sur un manchon 45 monté dans le carter 40 perpendiculairement à l'arbre 41 et coaxialement à l'arbre de cardan 10 qui traverse le manchon 45.
Un accouplement 46, calé ou autrement fixé sur le manchon 45 de façon à coulisser sur le manchon et à tourner avec lui, présente sur ses deux faces des dents 47 capables de venir en prise avec des dents correspondantes 48 solidaires des pignons d'angle 43 et 44, respectivement. L'accouplement 46 présente un manchon à gorge commandé par une fourche 49 montée à pivote- ment en 50 et assemblée à l'autre extrémité à une tige 51.
L'accouplement est soumis à l'action de deux ressorts 52, 53 qui agissent en directions opposées et tendent à maintenir l'accouplement dans la position neutre représentée sur la fig.2, cette position étant celle où le manchon 45 ne peut être entrât - né par le moteur. Un accouplement à friction, avec plateaux 54 et 55 est interposé entre le manchon 45 et l'arbre de cardan 10, le plateau 54 étant calé sur le manchon 45, et le plateau 55 pouvant coulisser sur une partie rainurée de l'arbre 10.
Un ressort 56 agit sur le plateau 55 et tend à rapprocher les deux plateaux. Le plateau 55 présente une gorge périphérique dans laquelle s'engage une fourche de commande 58.
Les arbres de cardan 12, 13 présentent, à des in- tervalles correspondant à la distance entre les charnières irréversibles, des crémaillères 60 dont chacune engrène avec un pignon 61 tournant avec l'axe 16 d'une charnière 6. Les extrémités extérieures des arbres de cardan 12, 13 sont reliées
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par des tiges 62 aux pièces 29 qui actionnent les charnières réversibles 7. Les extrémités intérieures des arbres de cardan portent des butées 65 susceptibles de coopérer avec des le- viers pivotants 64, 65 reliés par des tiges 66, 67 respective- ment aux bras 68, 69 de la fourche de commande d'accouplement
58.
La fourche 58 comporte encore un bras 70 qu'une tige 71, un levier coudé 72 et une autre tige 73 relient à l'une des ex- trémités d'un levier oscillant 74 dont l'autre extrémité porte un galet 75 susceptible de rouler au contact d'une came 76, ca- lée avec un pignon 77 sur un arbre 79. Le pignon 77, l'arbre
79 et la came 76 peuvent être mis en rotation par un secteur denté 80 fixé au pivot 50 de la fourche 49 qui commande le mécanisme de changement de marche.
L'extrémité inférieure de la fourche 49 coopère avec une paire de leviers pivotants 81, 82 soumis à l'action de res- sorts 83, 84 qui tendent à maintenir les leviers .dans la posi- tion représentée sur la fig. 2. Les extrémités inférieures des leviers sont connectées par des tiges 85, 86, des leviers coudés 87, 88, une tringle 89, et des leviers coudés 90 et 91, . à l'axe 92 d'un dispositif d'étranglement du carburateur du moteur 9 (figs. 2 et 5).
Sur les figs. 1 et 6 on voit que la barre 51 qui commande la fourche 49 de l'accouplement est connectée, par un levier coudé 93, une tringle 94, un levier coudé 95, une tige 96, et un levier coudé 97, à un arbre tubulaire 98 qui se termine à l'intérieur d'un carter 99 ou il porte un pignon d'angle 100. Celui-ci engrène avec un autre pignon d'angle 101 monté sur l'extrémité d'un arbre creux 102 dont l'autre extré- mité porte le volant à main 11.
Le deuxième volant 14 est fixé sur un arbre 103 qui traverse l'arbre creux 102 et porte un pignon d'angle 104 qui
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engrène avec un autre pignon d'angle 105 calé sur l'extrémité d'un arbre 106 traversant l'arbre tubulaire 98. L'arbre 106 est connecté aux arbres de cardan 12 et 13 par un levier cou- dé 107, une tige 108, un levier coudé 109, une tringle 110, un levier 111, un levier oscillant 112 (dont un bras est di- rectement relié à l'arbre de cardan 12), une tige 113, et un levier oscillant 114 relié à l'arbre de cardan 13.
Le mécanisme décrit fonctionne de la manière suivan- te :
Lorsqu'on désire faire pivoter les volets 1, 2 de laileron en utilisant la force du moteur, on actionne le volant 11 pour amener les dents de l'accouplement 46 en prise soit avec les dents du pignon d'angle 43, soit avec celles du pignon d'angle 44, suivant la direction dans laquelle on désire faire pivoter l'aileron. Le mouvement de la fourche 49 de l'accouplement, dans un sens ou l'autre, amène l'extrémité inférieure de cette fourche à agir sur l'un ou l'autre des leviers coudés 81, 82, et le levier actionne la timonerie 81, 85, 87 ou 82, 86, 88 et 89-92, pour agir sur l'étranglement du carburateur en vue de modifier progressivement la vitesse du moteur, à mesure que les dents de l'accouplement viennent en prise les unes avec les autres.
La disposition des organes est telle que, quand le levier est dans la position neutre représentée sur la fig.l, l'étranglement est fermé au maximum, de sorte que la vitesse du moteur est réduite au minimum. Lorsque la fourche 49 de l'accouplement est déplacée vers la droite ou vers la gauche, l'étranglement subit un réglage automatique pour accroftre progressivement la vitesse de l'arbre du moteur qui atteint son maximum lorsque l'accouplement est à fin de course. De cette façon on évite des chocs brusques aux grandes pièces
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animées de mouvements rapides, et l'on écarte les risques d'avarie du mécanisme. Ce réglage automatique de la vitesse peut être rendu aussi sensible qu'il le faut, en donnant, aux dents du mécanisme de changement de marche une longueur suffi- sante.
Le mouvement de la fourche 49, qui amène l'accouple- ment 46 en position active, comme représenté sur la fig. 5, oblige le secteur denté 80 à faire tourner le pignon 77 et la came 76 et à prendre la position que montre la fig.5; dans cette position, la fourche 58 n'agit pas sur le plateau 55, et ce dernier est serré contre le plateau 54 par le ressort 56. Par Conséquent l'arbre de cardan 10 est entraîné par le moteur 9 par l'intermédiaire de l'arbre 41, du mécanisme de changement de marche 8, du manchon 45 et de l'accouplement à friction 54, 55, et les ailerons sont amenés à l'inclinaison voulue, les charnières irréversibles 6 étant commandées par l'arbre 10, avec interposition du réducteur de vitesse décrit.
La réduction obtenue par le réducteur 25, 26 ou 27, 28 s'ajoute à celle qu'assurent la vis 18 et l'écrou 19, et permet à l'arbre de cardan d'effectuer plusieurs dizaines de tours pour faire pivoter les ailerons de 40 ou 50 vers le haut ou vers le bas en partant de la position moyenne. Leffort de torsion de l'arbre de cardan s'en trouve considérablement ré- duit, ce qui permet d'employer des arbres légers, de diamètre réduit.
Les pignons 61 portés par les axes des charnières irréversibles sont entraînés simultanément et causent un dé- placement longitudinal des crémaillères 60. Ce déplacement longitudinal.des crémaillères 60 produit un déplacement cor- respondant des éléments 29 des charnières réversibles 7, de sor-
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te que les volets extrêmes 2 des ailerons sont actionnés en même temps que les volets 1.
La butée 63 de l'arbre 13 subit également le dépla- cement. Cette butée est disposée, par rapport aux leviers 64, 65 de telle façon que, lorsque les ailerons ont pivoté de l'angle voulu, la butée vient heurter un des leviers 64,65 et oblige la fourche 58 à presser le plateau 55 de l'accou- plement à friction contre son ressort, en séparant ainsi les deux plateaux de l'accouplement et par conséquent aussi l'arbre 10 du moteur 9.
La came 76 empêche l'accouplement 46 d'être embrayé avant le débrayage de l'accouplement à friction 54,55. Lorsque la fourche 49 occupe la position qu'indique la fig. 2, la came maintient le levier 74 dans une position dans laquelle les plateaux 54, 55 ne peuvent être embrayés par la fourche 58.
Quand l'accouplement 46 est amené en position active, comme le montre la fig. 5, la came 76 n'agit plus sur le levier 74 et celui-ci peut glisser le long d'une surface inclinée de la came, ce qui permet à la fourche 58 de se déplacer sous l'action du ressort 56. Quand la butée 65 actionne un dès-leviers 64, 65, le levier 74 est ramené à la position de la fig. 2, mais le galet 75 ne repose plus sur la surface de la came, celle-ci n'ayant pas changé de position. Cependant, les plateaux d'ac- couplement 54 et 55 restent séparés par suite de l'action de la butée 63 et du levier 64 ou 65 sur la fourche 58 de l'ac- couplement.
En cas de défaut de fonctionnement du mécanisme, le pilote peut commander les ailerons en actionnant le volant 14 qui commande directement les arbres de cardan 12, 13 par l'in- termédiaire de la transmission précédemment décrite.
Les volets 2, étant reliés à la barre 5 par des char--
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nières réversibles, peuvent toujours être actionnés par des poussées aéro-dynamiques, le mouvement des surfaces 2 étant transmis aux surfaces 1 par les crémaillères 60.
Il va de doi qu'au lieu des charnières décrites, on peut employer des charnières réversibles ou irréversibles de construction différente. De même, les accouplements, le mécanisme de changement de marche et les réducteurs de vitesse peuvent être construits différemment: Par exemple,le mécanisme de changement de marche représenté peut être remplacé par un moteur électrique dans lequel le courant peut être renversé ou coupé par un commutateur actionné par le pilote, au besoin avec adjonction d'un interrupteur automatique qui coupe le courant quand les surfaces actionnées ont décrit un mouvement angulaire de l'amplitude voulue. Le mécanisme pourrait aussi être remplacé par un dispositif à fluide sous pression, pourvu d'un distributeur actionné par le pilote et d'éléments obtura- teurs à action automatique, et ainsi de suite.
L'accouplement à friction 54, 55 peut aussi être remplacé par un accouplement progressif à commande électrique, hydraulique ou pneumatique, les couples de rotation étant transmis par des plateaux, cônes, tambours ou tous autres orga- nes appropriés.
La variation à volonté de la vitesse de pivotement des surfaces 1, 2 peut également être assurée par des moyens autres que ceux décrits et représentés à titre d'exemple seu- lement. Par exemple, lorsqu'on se sert d'un moteur électrique, on peut lui adjoindre un rhéostat. En cas de transmission hydraulique ou pneumatique, on peut varier l'admission de fluide en faisant varier la course des pistons de la pompe ou l'ouverture d'un by-pass, et ainsi de suite.
Les organes de commande et de transmission repré-
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sentés schématiquement sur le dessin pourraient évidemment varier suivant la façon dont le poste de pilotage est équipé.
Par exemple, la fourche 49 ou une crémaillère engrenant avec un pignon, qui pourrait remplacer la fourche, peuvent être actionnés par le pilote au moyen du manche à balai ou bien du palonnier de gouverne de l'avion. De même, les dispositifs de sécurité destinés à soustraire l'arbre 10 à l'action du moteur quand les surfaces 1, 2 atteignent la fin de leur course, pourraient être de construction différente ; exemple, on pourrait utiliser un écrou coulissant sur une vis solidaire de l'arbre et agissant sur l'accouplement 54, 55, quand il est arrivé en fin de course, dans un sens ou l'autre, par suite de la rotation de l'arbre.
Dans tous les cas, il suf- fit de prévoir un dispositif qui permet au pilote de reprendre la commande, à volonté, même si le dispositif de sécurité tend à maintenir l'accouplement débrayé.
Enfin, les dispositifs peuvent être employés sé- parément, dans les nombreux cas où le mécanisme faisant varier la vitesse de déplacement des surfaces n'est pas uti- lisé; ceci s'applique aussi au cas où l'on n'utilise pas une surface à commande réversible connectée à une surface à com- mande irréversible. Le dispositif suivant l'invention est évidemment applicable dans les avions, à la commande de sur- faces autres que celles des ailerons.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Avion, caractérisé en ce qu'il comporte une surface mobile actionnée par une transmission rotative entraf- née par moteur et connectée à la surface mobile par un dispo- sitif qui transforme le mouvement rotatif de la transmission en mouvement pivotant de la surface mobile.
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