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Perfectionnements aux rotors de sustentation d'aéronefs.
La présente invention se rapporte à des aéronefs à voilure tournante ayant un ou plusieurs rotors pour la sustentation, les- quels sont normalement soit entraînés par force motrice, soit aute- rotatifs dans le vol. L'invention concerne particulièrement un hélicoptère ayant un ou plusieurs rotors de sustentation avec soit une, soit deux pales chacun, mais peut aussi concerner des rotors à pales multiples.
Un objet de l'invention est de réaliser un dispositif perfee- tionné pour réduire au minimum ou absorber la vibration du rotor, spécialement la vibration de la fréquence double de celle du rotor que supporte chaque pale par suite de la trariation cyclique ou @ sinusoïdale de la vitesse relative de l'air dans le vol à transla- tion. Cettevibration forcée de fréquence bicyclique est un effet inhérent aux forces aérodynamiques et moments des pales, varient comme le carré de la vitesse relative de l'air.
La vitesse relative de l'air sur un élément de pale à une dis- tance r de l'axe du rotor à un instant t du temps à partir de la (à 1800 snr l'avancement) position "avec le vent" de la pale est approximativement (wr + v sin wt) ou W est la vitesse angulaire du rotor et v la vit esse de translation de l'aéronef. Le carré de la vitesse rela- tive de l'air est donc in terme en cos 2 wt, qui est de fréquence bicyclique ou double de celle du rotor.
Jusqu'à présent, dans un rotor uni-pale ou bi-pale, la varia- @
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tion bicyclique des forces aérodynamiques, et des moments de la pale déterminait une vibration forcée de la fréquence double du rotor dans l'aéronef. Dans un rotor ayant plus de deux pales, la variation bicyclique des forces aérodynamiques et des moments venant de ce que les différentes pales sont à contre-phase s'équi- libre sensiblement. Leur effet secondaire seul se transmet généra- lement à l'aéronef sous forme de vibration forcée de fréquence triple de e ells du rotor, cet effet secondaire étant dû au manque d'équilibre des composantes non-rotatives des forces aérodynamiques ou moments des pales, composantes dont la fréquence tricyclique est obtenue par le produit sin wt. cos 2 wt.
Dans un aéronef à voilure tournanteconforme à l'invention, ayant des pales de rotor montées soit rigidement, soit sur des "charnières de battement" conventionnelles et (ou) des "charnières de traction", un absorbeur de vibration dynamique de la fréquence double du rotor est disposé sur chaque pale ou en liaison avec elle et tourne avec la pale et il est de préférence attaché de telle sorte que la fréquence de l'absorbeur est toujours double de la vitesse angulaire du rotor, même quand la vitesse du rotor varie.
En d'autres termes, l'absorbeur est accordé centrifuglement à deux fois la vitesse du rotor.
De préférence aussi, dans un rotor uni-pale, la masse prévue pour contrebalancer la pale peut ..être utilisée comme masse vibra- toire dans le système absorbeur de vibration dynamique, dans lequel cas la masse peut être placée sur un bras qui est attaché à la pale par des pivots de "battement" et (ou) de "traction" déplacés par rapport à l'axe de rotation de telle sorte que la fréquence natu- relle du mouvement de la masse autour de chaque pivot est double de la vitesse angulaire du rotor.
Dans un rotor ayant deux ou plusieurs pales, chaque pale peut être munie d'une ou plusieurs masses auxiliaires montées de telle sorte sur des pivots attachés à la pale que les masses à charnière constituent un ou plusieurs petits systèmes vibratoires accordés à
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deux fois la fréquence du rotor.
Un autre caractère de l'invention consiste dans le montage de,, la pale dQ rotor elle-même sur un pivot incliné de telle sorte sur l'axe longitudinal de la pale et (ou) sur l'axe de rotation du rotor, et (ou) déplacé de telle sorte par rapport à l'axe de rotation que la fréquence naturelle de mouvement de la pale autour de ce pivot soit le double de la vitesse angulaire du rotor., La fréquence naturelle de mouvement d'une pale autour d'une charnière de battement conventionnelle est sensiblement égale à la vitesse de rotation du rotor.
Un des avantages de l'invention réside en ce qu'un rotor uni-pale ou bi-pale peut être rendu aussi régulier dans le vol en avant qu'un rotor tri-pale. Une réduction du nombre de pales de trois à deux ou une dans le rotor principal d'un hélicoptère don- nerait : e) un fonctionnement amélioré dû à une réduction de la soli- dité et par suite une réduction de la charge du disque pour la même vitesse d'extrémité, le diamètre étant accru pour maintenir le même coefficient de poussée; b) - une simplification du moyeu et des commandes; c) une économie de poids du moyeu et des pales; d) - une charge de charnière de battement (s'il y en a) seule- ment par la poussée du rotoet non par la force centrifuge de la pale qui est plusieurs fois plus grande;
e) une réduction de la largeur d'ensemble de l'aéronef et par suitede l'espace nécessaire pour le magasinage; f)- dans le cas d'un rotor uni-pale, un palier de charnière de pas ou d'incidence minimum, chargé seulement par la poussée de pale et non par la force centrifuge.
Des exemples de l'invention sont représentés dans les dessins annexés, dans lesquels :
La Fig. 1 est une élévation latérale plutôt schématique d'un .
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aéronef à voilure tournante ayant deux rotors uni-paledisposés suivant une forme de l'invention;
La Fig. 2 en est un plan;
La Fig. 3 est un plan schématique d'un rotor bi-pale disposé selon une variante de l'invention, et
La Fig. 4 est une vue semblable d'un rotor tri-pale disposé selon une autre variante de l'invention.
Comme le montrent les Figs. 1 et 2, l'aéronef! comprend un rotor principal et un rotor auxiliaire ou de queue dont chacun possède une pale unique b montée à charnière suivant un axe hori- zontal B-B de "battement" sur une tête de rotor c. Sur la tête de rotor c est fixée une tige d partant diamétralement de cette tête à l'opposé de la pale b et à l'extrémité libre de laquelle un contrepoids e, absorbeur de vibration dynamique, est monté à charnière suivant un axe E-E parallèle à l'axe B-B. Le groupe moteur! de l'aéronef est relié par des arbres $, et des pignons coniques h aux rotors principal et auxiliaire.
La Fig. 3 montre un rotor bi-pale dont chaque pale .1 est articulée à la tête de rotor c par une charnière de "traction" k inclinée sur le plan de rotation ; l'extrémité arrière de chaque pale j et à courte distance de la charnière de "traction" k un absorbeur m-de couple de tangage est articulé suivant un axe M-M.
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