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Perffectionnements aux rotors de sustentation d'aéronefs.
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La présente invention se rapporte à un aéronef à voilure tournante ayant un ou plusieurs rotors de sustentation qui peuvent être, soit entraînés par force motrice, soit autordtatifs dans le vol, et dans lequel chaque pale de rotor est montée sur un pivot de battement pour permettre à l'angle zénithal dela paled'être varié, et sur un pivot de traction pour permettre à la pale d'être déplacée angulairement en azimut par rapport à la tête de rotor (c'est-à-dire l'organe auquel sont attachées les pales).
Un objet de l'invention est de réaliser un dispositif pour supprimer l'oscillation de chaque pale autour de son pivot de traction pendant le départ ou l'arrêt du rotor, empêchant ainsi la production d'oscillations auto-excitées (désignées quelquefois "résonance de sol"), Jusqu'à présent , on a disposé des amortis- seurs de pales ayant assez d'effet d'amortissement pour empêcher de telles oscillations d'augmenter indéfiniment en amplitude,mais l'amortissement requis s'est trouvé excessif, déterminant la vi- bration du rotor dans le vol et a eu pour résultat un moment de flexion fluctuant, dans le plan de rotation, d'urne amplitude telle: occasionnellement, que la pale cédait par fatigue.
Un autre objet de l'invention est d'empêcher tout changement ,,,de déplacement angulaire de la pale en azimut par rapport à la
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tête de rotor sous l'influence du couple ou de la force centrifuge lorsque le rotor est à une faible vitesse angulaire pendant le dé- part ou l'arrêt du rotor, et d'empêcher par là le changement de pas du rotor qui résulterait du changement de l'angle "delta trois" (c'est-à-dire l'angle aigu formé par l'axe de la charnière de bat- tement avec la normale à l'axe de la pale dans le plan contenant l'axe de la charnière de battement et perpendiculaire à l'axe de rotation).
De préférence, la pale est maintenue dans la position de dé- placement en avant, lorsque le rotor est à une faible vitesse en- gulaire afin de conserver faible le pas du rotor et d'empêcher ainsi les pales de battre avec excès par suite d'un vent fort ou de bouffées, lorsque la force centrifuge est insuffisante pour empêcher un déplacement angulaire excessif de la pale autour de sa charnière de battement.
Dans un aéronef à voilure tournante conforme à l'invention, des moyens sont prévus pour enclencher mécaniquement les pales du rotor contre le mouvement autour de leurs axes de charnière' de traction tant que le rotor tourne en-dessous d'une vitesse angu- laire prédéterminée. Les pales sont rendues libres dès que la vitesse prédéterminée su rotor est dépassée.
Les moyens peuvent comprendre un arrêt fixe pour limiter le déplacement en azimut de chaque pale, un enclenchement pour main- tenir cette pale contre cet arrêt fixe, et un biéletage relié à cet enclenchement pour le libérer lorsque le rotor a atteint la vitesse angulaire prédéterminée. L'arrêt fixe peut être disposé de manière à limiter le déplacement en azimut de la pale dans une direction en avant, ou il peut être disposé de manière à le limi- ter dans une direction en arrière.
L'enclencheur peut comprendre un plongeur porté par la biel- lette de tract ion de la pale et relié à la pale au moyen d'un biéletage et un levier d'enclenchement monté à pivot sur la
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biellette de traction et relié au moyen d'un biéletage à un organe de basculement opérable pour libérer l'enclencheur, par le dépla- cement angulaire de l'une quelconque des pales vers le haut au- tour de son pivot de battement du fait qu'elle aura dépassé un angle prédéterminé.
Le biéletage, an lieu d'âtre actionné par un organe de baseu- lement opérablepar le déplacement dela palevers le haut, peut l'être directement par un régulateur centrifuge monté sur la tête de rotor de telle sorte que l'enclencheur est libéré lorsque le angulaire rotor atteint la vitesse prédéterminée, ou le régulateur centri- fuge peut être disposé pour commander un relais hydraulique pour actionner l'enclencheur.
Après que le rotor a atteint la vitesse angulaire prédéter- minée ou que le déplacement angulaire d'une pale quelconque vers le haut autour de son pivot de battement a atteint l'angle prédé- terminé, pendant le départ du rotor au décollage, la pale est déclenchée et reste libre jusqu'à ce que le rotor désaccélère à l'atterrissage ou après l'atterrissage de l'aéron ef. Pour le dis- positif préféré dans lequel l'enclenchement des pales se fait dans la position en avant, l'enclenchement peut être effectué à l'at- terrissage ou après l'atterrissage de l'aéronef par Implication d'un couple de freinage suffisant pour déplacer la pale autour de sa charnière de traction à la position en avant contre le moment de rétablissement autour de la charnière de traction dû à la force centrifuge de la pale.
Diverses formes de l'invention seront décrites avec référen- ce aux dessins annexes dans lesquels :
La Fige 1 est un plan schématique d'une forme de l'invention pour l'enclenchement des pales dans une position on arrière;
La Fig. 2 est une élévation latérale schématique de la même forme, vue dans le sens de la flèche 2 de la Fig. 1;
La Fig. 3 est un plan schématique d'uneautre forme, pour arrêter les pales dans une position en avant ;
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La Fig. 4 est un plan d'une partie de tête de rotor en coupe suivant 4-4 de la Fig. 5, montrant l'application d'un régulateur centrifuge;
La Fig. 5 est une élévation en coupe d'une partie de la même tête de rotor, suivant 5-5 de la Fig. 4, et
La Fig. 6 est une coupe transversale schématique d'une autre forme de régulateur utilisant la force hydraulique.
Référence étant faite aux Fig. 1 et 2, un aéronef à voilure tournante possède trois pales 10, 11, 12 montées sur des pivots sensiblement verticaux 13, 14,15 respectivement (axes de char- nière de traction) aux extrémités externes de biellettes de traction 16, 17, 18, respectivement, qui sont montées elles-mêmes sur des pivots sensiblement horizontaux 19, 20,21 respectivement (charnières de battement) dont les axes coupent l'axe de rotation 22 de la tête de rotor 23, celle-ci étant l'organe de moyen auquel les pales sont attachées à l'aide des charnières de battement et de tract ion.
Chacune des trois pales du rotor possède des dispositifs d'enclenchement et des biéletages similaires qui sont associés avec un croisillon commun 24 dont il sera parlé plus loin; pour la commodité, on décrira les dispositifs d'enclenchement pour une pale seulement. Ltextrémité interne du bras de pale 25 se déter- mine en une fourche faisant partie de la charnière de traction et cette fourche porte deux oreilles d'arrêt en saillie 26, 27 d'une pièce avec elle et espacées angulairement pour s'engager contre un bouton d'arrêt 28, placé entre elles et solidaire de la biellette de traction 16 de telle sorte que le déplacement azimutal de la pale 10 est limité à l'arc compris entre les oreilles d'arrêt 26 et 27.
Une biellette d'enclenchement 29'est articulée par une extré- mité en 30 au bras de pale 25 à une court distance de la char- nièrede traction 13 et par l'autre extrémité en 31 à un plongeur --
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32 porté à coulissage dans un guide 33 ménagé dans une console 34 formée solidairement de la biellette de traction 16. L'extré- mité du plongeur éloignée de'la biellette d'enclenchement 29 est conformée en un nez 35 qui fait saillie hors du guide 33 et près de cette extrémité un levier d'enclenchement 36 est monté à pivot sur la console 34 dans une position telle que l'un de ses bras 37 qui porte un galet 38 peut être déplacé contre le nez 35 du plon- geur 32 pour empêcher un plus grand mouvement de ce plongeur dans la direction du levier d'enclenchement 36.
Ce levier est aussi disposé de manière que l'enclenchement ait lieu quand la pale 10 est dans la position la plus en arrière de son parcours azimutal permis, l'oreille arrière d'arrêt 27 butant contre la bouton d'arrêt 28.
L'autre bras 39 du levier d'enclenchement est influencé par un ressort hélicoïdal 40 vers sa position d'enclenchement et à son extrémité est articulée une des extrémités d'une bielle 41 dont l'autre extrémité est articulée en 42 à l'un des bras 43 d'un croisillon 24 à trois bras, monté sur la tête de rotor coaxialement à l'arbre de rotor 22 mais non sur cet arbre. Un deuxième bras du croisillon s'étend dans la direction du pivot de charnière de battement 19 de la biellette de traction 16 et un organe de basculement 45 s'étend radialement et vers le haut par rapport à l'axe de battement, de telle sorte que son extrémité est adjacente au bras 44 du croisillon 24.
On comprendra qu'il suffit de considérer le fonctionnement des moyens d'enclenchement pour une pale, puisque le même fonc- tionnement aura lieu simultanément pour les autres pales.
Lorsque lerotor est au repos et que la pale 10 est amenée à sa position le plus en arrière, comme le montre la Fig. 1, le poids de la pale maintient la biellette de traction 16 dans sa position la plus basse (sur un arrêt de pale inclinée, non repré- senté), habituellement quelques degrés en dessous du plan perpen-
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diculaire à l'axe de rotation 22, l'organe de basculement 45 étant alors presque vertical.
La traction du ressort hélicoïdal 40 pousse alors le levier d'enclenchement 36 à la position d'enclen- chement contre le nez 35 du plongeur 32, lequel, puisque la pale 10 a été ramenée, est rappelé à l'intérieur du guide 33 dela console 34 formée sur la biellette de traction 18 La traction du ressort, transmise par la bielle 41, maintient le bras du croisillon 44 contre l'organe de basculement 45. La pale 10 est ainsi arrêtée positivement contre le mouvement en arrière par l'oreille arrière dtarrêt 27 et le bouton d'arrêt 28, et contre le mouvement en avant par le plongeur 32 et le levier d'enclenche- ment 36.
Lorsque le rotor commende à tourner, aucun changement ne se produit dans la disposition des organes des moyens d'enclenchement jusqu'à ceque, quand ledéplacement angulaire vers lehaut de l'une quelconque des pales autour de son pivot de battement 19, 20 ou 21 approche d'un angle prédéterminé du fait que la portance surmonte le poids et la force centrifuge de la pale, l'organe de basculement 45 est mis en rotation autour de l'axe de charnière de battement et porte contre le bras 44 du croisillon, faisant tourner le croisillon légèrement en sens inverse des aiguilles d'une montre. Cette rotation du croisillon déplace la bielle 41 vers l'extérieur, faisant tourner le levier d'enclenchEment 36 autour de son pivot et déplaçant le galet 38 hors de sa position d'enclenchement sur le nez 35 du plongeur.
Lorsque le déplacement angulaire prédéterminé de la pale 10 est atteint, legalet 38 est retiré hors du parcours du plongeur 32 qui est ainsi libre de se mouvoir en avant hors du guide 33 de la console 34. La pale 10 est ainsi déclenchée et peut pivoter en avant en azimut autour de son axe 13 de charnière de traction. Grâce à leur intercon- nexion par le croisillon commun 24, les autres pales 11 et 12 de la voilure tournante sont déclenchées au même instant.
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Il est préférable que les pales soient enclenchées dans la position avant plutôt que dans la position arrière et ceci est obtenu dans une autre réalisation de l'invention représentée en Fig. 3, identique à celle qui vient d'être décrite, sauf que la bielle d'enclenchement 46 est articulée en 47 à l'un des bras d'un levier inverseur 48 qui pivote entre des bras 49 de la console 34 dans laquelle le plongeur 32 est guidé, et l'autre bras du levier inverseur 48 est articulé en 50 au plongeur 32, de telle sorte que, quand la pale 10 est amenée à sa position avant en azimut, le plongeur est retiré à la position d'enclenchement, la pale étant maintenue enclenchée dans cette position par l'oreille avant d'arrêt 26 qui bute contre le bouton d'arrêt 28 et le plon- geur 32 étant retenu par le levier d'enclenchement 36.
La libé- ration de la pale 10,due à son déplacement vers le baut par le fait que la portance surmonte le poids et la force centrifuge de la pale,est obtenue de la même manière que ce qui a été décrit au sujet de la première réalisation.
Dans une autre forme de l'invention représentée en Fig. 4 et 5, un régulateur centrifuge est appliqué pour régler la libération des pales enclenchées, Les moyens d'enclenchement sont sembla- bles à ceux qui ont été déjà décrits avec référence aux Fig. 1 et 2, mais chaque bielle 51, au lieu d'être reliée par son extré- mité interne à un bras du croisillon, est reliée comme en 52 à un bras 53 d'un levier coudé 34 qui pivote autour d'un axe 55 normal à l'axe 19 de charnière de battement et dans un plan parallèle au plan de rotation du rotor.
Le bras 53 du levier coudé 54 porte aussi un poids 56 de régulateur, et l'autre bras est dirigé radialement en dedans vers l'axe du rotor, où son extrémité 57 est prise entre deux collets parallèles 58,59 ména- gés sur un arbre de régulateur 60 monté coaxialement à l'arbre de rotor 22.
Le régulateur est enfermé dans une boite de régula- teur 61, et cette boite forme butée pour une extrémité d'un res-
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sort 62 de régulateur, dont l'autre extrémité porte contre le collet 58 de l'arbre de régulateur 60 et résiste au 'souvenant
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axial de 1 T,.,rbre dû à la tendance des poids de régulateur 5 à tre lancés vers l'extérieur.
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Le régulatenr tourne conne un ensemble avec 1 tête de rotor 23 et la force du ressort 62 du régulateur est réglée pour permet- tre le mouvement voulu des poids 56 de régulateur à la vitesse
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ûnnulsire prédéterminée, de sorte que quand oette vitesse est ut- teinte les poids et les bielles 51 se seront déplaças radiulenent vers l'extérieur d'une distance suffisante pour déplacer le levier dieuclünohement 36 et le gslet hors du trajet du nez du plongeur 32, libérant uinsi les pales,
Si la foroe requise pour actionner les moyens d'enclenchement est trop grande pour pouvoir être exercée pur des poids de régula- teur de dimensions raisonnables, on peut utiliser un régulateur, du même genre que celui qui été décrit,
pour actionner un dis-
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tributeur hydraulique conme il est représenté en Fi. 6 Référence étunt fuite à la Fig. 6, la bielle 51 est articulée
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en 52 à un br,5s 63 d'un levier coudé 'amont4 à pivot en 55 à l'inté- rieur d'une boite de régulateur 64. Loutre brbs 65 du levier coudé est dirigé radialement vers llint-rieur et s'en"4ge entre deux collets pûrslléles 66, 67 ménagés à une extrenits d'un brbre 68 monté coexistèrent à l'urore de rotor 33 et portant à l'être extréTité un piston 69 coulissât dns un cylindre 70.
Le poids 56 du régulateur est monté sur un bras d'un autre
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levier coudé monté à pivot en 71 et ;,;Tsnt un utre brus 72 qui s'engage entre deux collets 73, 74 1l3nLgés sur un Lrbre 75 co-xial à l'arbre 68. Autour de l'arbre 75 se trouve un ressort héli- coîdal butant contre la botte 64 du régulateur et centre le collet
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73, et à l'outre extrémité l'arbre 751 pst de ditre réduit pour forcer des gorges 76, 77, 78 séparées par des pleins 79, 80 à l'intérieur d'un corps de distributeur 81, de telle sorte que
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l'arbre et le corps de distributeur coopèrent pour agir comme un tiroir à piston.
Le distributeur est alimenta par de l'huile sous pression venant d'un tuyu 82 vers les tuyaux 83,84 qui communiquent avec le cylindre 70 de chaque coté du piston 69, et deux uutres tuyaux 85, 86 en communication avec les gorges 76, 78 respectivement reçoivent et emportent l'huile débitée dans les gorges par les tuyaux 83, 84 respectivement.
Avec le régulteur dans la position représentée en Fig, 6, le rotor tourne à une vitesse inférieure à lu vitesse prédétermi- née pour la libératin des pales, lesquelles sont maintenues en- clenchées dans la position soit arrière, soit avant, oomme il est représenté en Fig, 1 ou en Fig, 3 respectivement. L'huile sous pression est admise du tuyau 82 pur la gorge 77 au tuyau 84 et le cylindre 70 pour maintenir le piston 69 dns la position re- présentée.
Lorsque la vitesse de rotation du rotor augmente, les poids 56 du régulateur se déplacent vers l'extérieur, déplacant l'arbre 75 vers lu gauche et isolant la gorge 77 du tuyau 84, Un plus grand accroissement de vitesse, et pur suite un plus grand mouvement de l'arbre 75 vers la gauche font que le plein 79 ouvre le tuyau 83 sur la gorge 77 et permettent à l'huile sous pression d'être admise sur l'autre côté du piston 69 pour mouvoir la biel- le 51 vers l'extérieur, l'huile du côté gauche du pdston étant refoulée par le tuyau 84, la gorge 78 et le tuyau 86. A la vitesse prédéterminée la bielle 51 est déplacée assez loin vers l'extérieur pour effectuer le déclenchement des pales.
REVENDICATIONS 1 - Dans un aéronef à voilure tournante, la disposition de moyenspour enclencher mécaniquement les ples du rotor autour de leurs axes de charnière de traction tant que le rotor tourne en- dessous d'une vitesse angulaire prédéterminée.