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pour hélice réglable
Quand. l'Ingénieur élabore un projet d'hélice pour une application quelconque, par exemple pour aéronef (avion, hélicop- tère, gyroplane, autogire, dirigeable, etc...) ou pour bateau hydro.plane etc.. ou,pour ventilateur.-..etc...-il peut le faire . en visant des buts très différents, par exemple un record'de vitesse, d'altitude.) de distance, de durée, d'économie', 'etc... ou un compromis entre ces diverses performances. Mais jusqu.'ici, ces divers buts s'excluent généralement l'un l'autre, chacun
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d'eux exigeant une hélice spécialement établie pour son cas.
L'invention décrite ci-dessous a pour oojet une hélice réglableà nombre quelconque de pales, pour toutes applications, qui pe@t réaliser à e..le seule plusieurs de ces buts.
Elle est caractérisée par le fait qu'un au moins des bords de chaque pale, bord avant et/ou arrière, de préférence
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le bord arrière seul, est articulé et réglable 8. volonté.
Les auteurs de la présente invention avaient primitivement imaginé d'aopliquer catte caractéristique uniquement a:. l'obtention d'une hélice aéromotrice donnant, "lalgré l'irrégularité du vent, une puissance constante, le réglage étant effectué automatique- ruent par la vitesse du vent. Cette précédente invention a été décrite dans leur demande de brevet français n 455.615 du
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25 Février Bzz+1 et leur demande de premier certificat d'addiLion n 40.118 du 21 Juillet 1942, ayant pour titre: "Perfectionnement ait hélices aérornotrices", Le no velle invention constitue donc une nouvelle applicatica de cette pâle a bords articulés réglables, aoplicatj-on qui permet d'obtenir des avantages très importants dans des domaines
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,0 ifférents.
Suivant la forme de réalisation proférée, le volet de fuite
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de chaque pâle est constitué par p1usie .rs parties, échelonnées le long de La pale, qui sont réglées individuellement. L'effet important de ce dispositif sera expliqué plus loin.
L'invention comporte en outre d'autres caractéristiques qui res ortiront de ce qui suit A titre d'exemple, on a, décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé, avec divers détails, deux'formes de réalisa- tion de cette hélice réglable. -
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La figure i représente schémal.iqueient une pale d'une hélice, à volets de fuite multiples, vue de face suivant l'axe du. moyeu ;
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Les figures 2 à 5 sont des' schémas explicatifs ; .La figure 6 représente, avec plus de détails et à plus grande échelle que la figure I, en élévation latérale, partie. en coupe, une' pale d'une hélice à volet de fuite unique, et la figure 7 en est une coupe normale par le plan VII-VII de la figure 6 ;
La figure 8 montre le détail de charnières d'articulation établies pour s'opposer aux effets de la 'force centrifuge sur le volet de fuite articulé.
Suivant la figure I, chaque paie I de l'hélice réglable, implantée rigidement dans le moyeu 2, est pourvue d'un volet de fuite, articulé, réglable, constitué de trois parties 3, 4, 5, échelonnées le long de la pale; du moyeu à l'extrémité, des trois parties étant solidaires respectivement des trois arbres de commande 6,' 7, 8 montés télescopiquement l'un dans l'autre.
La'coupe II-II de la' figure 1 faite au travers du volet de fuite médian 4 montre en figure'2 la'section de la pale, établie suivant un profil aérodynamique, et la position variable du vol, et de fuite 4, braqué (position 4'), ou débraqué (position 4").
On va exp iquer ci-dessous l'effet important qui est obtenu par le sectionnement-du volet de fuite en plusieurs parties.
L'effet connu d'une augmentation de concavité d'un profil de pale est d'augmenter la portance de ce profil;-inversement, pour uhe diminution de concavité.' De même cette variation de concavité entraîne une variation du rapport de la portance de la trainance, c'est-à-dire de la finesse du profil, laquelle est l'un des éléments essentiels'du rendement, elle contribue donc à réduire ou à améliorer le rendement.
La portance et -la trainance sont liées à la. grandeur et à la, direction'de la vitesse relative des filets d'air'par rapport à chaque section droite de pale, vitesse relative qui, pour une - vitesse de rotation donnée grandit depuis.le pied'de la,pale jusqu'à son extrémité; on conçoit donc que l'angle de réglage
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des volets ne doive pas, pour atteindre un et': et déterminé, être le même tout au long de la pale, mais que sa valeur dépend du point considéré de la pale.
C'est l'absence d'organe doseurs du genre deces volets multiples, qui faitl'imperfection et l'incorrection de la solution d'hélice réglable couramment appliquée sous le nom de "pas régleblo", ce qui consiste en une rotation -le la pale, tout d'un bloc, dans son emmanchement dans le moyeu.
A titre d'exemple, on peut indiquer que si un avion propulsé en palier à la vitesse de 60/m/sec. par une hélice pas réglable de I m 85, tournant à 31 tou@ss/sec., passe en réglant L'on hélice à la montée à pleine puissance avec une vitesse de 40 @/sec., l'angle d'incidence de la. vitesse relative de l'air sur les diverses sections droites de chaque pale est en excès notable, et variable le long de la paie, sur l'angle d'incidence qui serait correct en raison ,le la variation de la vitesse relative qui s'est produite en grandeur et en direction aux divers points de la paie;
soit ici en excès environ de 2 au pout de la pale, de 7 aux trois quarts (à partir du moyeu), de 9 au milieu, de 12 au premier tiers, ce qui montre bien l'incorrection dela solution des paies à pasréglable tournant tout d'un bloc, et donc d'un même angle, dans Leur emmanchement.
Au contraire, la rectification des incidences se fera de façon correcte par les volet;-', multiples 3, 4, 5 échelonnés sur la longueur de la pale, volets articulés sur les axes télésco- piques concentriques 6, 7, 8 l'axe le plus gros 6 commandant le volet 3 le plus proche du mo;eu dont la correction nécessaire est la plus ample, le suivant moins gros 7, commandait le volet sui- vant 4, de correction moins ample, etc...
Ces -axes 6, 7, 8 sont noyés dans l'épaisseur de la pale, ¯ce qui est possible en raison de leur faible diamètre,' par exemple une douzaine de millimètres, pour le plus gros 6, ce qui su@fit, les actions aérod namiques qui agissent ici en torsion, étant relativement faibles vers les ' . queues des profils de .section tandis qu'elles;'sont fortes vers les becs, et les efforts centrifuges qui tendent à les
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arracher radialement étant eux.-mêmes modestes du fait que ces volets, qui peuvent d'ailleurs être creux, sont construits légèrement..
La.figure I montre une disposition à la fois avantageuse
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et rationnelle: la ligne des abres.téléscopi.Ques 6, 'J, 8 s'enfonce radialement dans la direction approximative, centre d'hélice'9/ l'axe extrême 8 placé très près du bord ne dispose dans ce cas, pour s'y noyer, que d'unemodeste épaisseur de profil, mais il n'a précisément.besoin que d'un faible diamètre, tandis que l'axe 6, le plus proche du moyeu, qui a besoin de la plus forte épaisseur, passe dans la région épaisse du profil du pied, lui-même plus épais.'
Cette disposition est encore, et surtout, rationnelle à' un autre titre..En effet, elle correspond dès-volets d'autant plus longs transversalement qu'ils s'approchent, davantage du moyeu,'ce qui, comme on va le montrer;
permet de réduire l'ensemble'des volets àunseul, lequel suffiraà assurer 'l'adaptation-correcte et'exacte.
En effet,, la valeur de l'angle de correction de la corde qui jointle bec de la pâle au bord de fuite du volet'est 'eh
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raison directe due la.1dnguéur relative du .vol et par rapport à la'longueur totale .du profil; les ,figures 3 et 4, qui sont des - coupes à travers les volets 5 et 3 (plans de coupe -111-111' et
IV-IV de la figure 1), dans lesquelles les volets 5'et 3;de'
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longueurs, inégales, ont tourné d'un même angle, m,'montrent que cela aboutit à un angle -de correction P1 beaucoup-plus fort, dans le cas d'un volet long-3', quel'angle de correction P2 d'un volet court 5'.
Dans l'exemple--cité plus haut, et avec un profil expérimenté en soufflerie par les 'inventeurs, le débraquage correctif des trois voléts distincts de la figure I, 's'ils avaient tous la même longueur relativement aux diverses sections de la pale (longueur relative par exemple de 25 %)', devrait être d'environ
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3 vers le bout, 5 aux trois quarts (à partir du moyeu), 14 au milieu, et 21 au premier tiers. On constate sur la figure 5, représentant cette courbe, que ces débraquages suivent une progression sensiblement uhiforme et linéaire car les points 5 , 14 et 21 sont à peu près en ligne droite.
Cela montre qu'un volet de fuite unique de silhouette approximativement triangulaire, ou trapézoïdale, pourra fournir à lui seul la correction à peu près exacte aux diverses distances du moyeu.
A plus forte raison, deux ,volets de fuite le permettraient. Et ainsi cet artifice permet d'échapper à la nécessité théorique d'un grand nombre de volets de fuite correcteurs. Bien entendu ce, ou ces volets de fuite auronb la forme voulue pour réaliser la forme générale hélicoîde de la pale.
Le,, ou les, axes de commande '6, 7, 8 tourneront des angles convenables sous l'action de leviers non représentés facile à loger dans le capot ovoïde II dont on recouvre d'ordinaire le moyeu et la partie centrale de l'hélice en vue de les profiler pour diminuer leur résistance à la. pénétration dans l'air. C'est à l'abri de cet organe que viendra aboutir la tringleriedont le point de départ sera une manette à la portée du pilote, lequel en principe n'a pas besoin deservo moteur intermédiaire Tour effectuer sa manoeuvre, les efforts aérodynamiques sur les queues des sections de profils alaires étant, comme on le sait, très modérés.
Le dispositif de commande d'une pale à volet unique repré-- sentée en figure 6 est comme suit. Du carter du moteur II sort l'arbre 12 sur lequel est fixé par des clavettes 13 le manchon 14 sur lequel sont fixés les corps 15 des pales d'hélice. Dans les demi-charnières 1.6-17 fixées à l'arrière de cette partie 15 peut tourner l'arbre 18 quiporte, grâce aux demi charnières 19-20 qui en sont solidaires, le volet de fuite unique 21.
Pour commander les arbres 18 des volets de fuite 21 de'toutes
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les pales, il est prévu sur'la partie arrière 22 du manchon porte-hélice 14, qui est rainuré, une bague coulissante 23 portant deux disques 24-25. Cette bague peut être déplacée ..au moyen d'une, tige 26 portant deux galets engagés.de part et d'autre du disque 24.;
elle commande par le disque 25 un doigt 27 solidaire de l'extrémité de l'arbre 18'et portant deux galets a cheval' sur ce disque. '
A noter encore, du point de vue constructif, que cette' solution dispense de l'emmanchement compliqué et laborieux qu'exigent les hélices à pas réglable ordinaires.pour aire- tourner la pale toute entière, emmanchement qui- est soumis à des efforts-centrifuges considérables, se chiffrant par dizaine de tonnes.
Dans l'exemple suivant l'invention, l'ensemble'des volets '(ou le volet unique) réalisé en' tôle, de- duralumin de I m/m d'épaisseur pèserait à peine 300 Grammes et son effort centrifuge à plein régime serait d'à peine 500 Kilos, effort de traction facile à tenir par l'axe '27 (ou le système d'axes 6, 7, 8). On peut même soustraire' entièrement ce système à l'effort centrifuge en faisant supporter cet effort par des charnières bloquées sur le corps avant de la pale,.le système d'axes n'ayant plus alors qu'à assurer'l'orientation du système de volets ce qui permettra de le réaliser avec une extrême légèreté et en épaisseur très minime.
Suivant la figure 8, qui, est un détail agrandi de la .., 'figure 6, ce dispositif de charnière est constitué, comme suit: l'arbre tubulaire de commande 18, actionné par le do@gt 2? est solidaire de prolongements plus minces 28-29. L'extrémité du type .28 est coiffée par une bague 30, pourvue d'un épaulement
31, qui en est solidaire ainsi que du collier 32 de la demi-char- nière 20 fixée sur le volet de fuite 21. Le tube 29 tourne à frottement doux dans uné bague 33 pourvue ','un épaulement 34 et fixée dans le collier 35 de la demi-charnière 17 montée sur le corps 15 de la pale. L'autre charnière 16-19' est établie de la même façon.
La force, centrifuge agissant sur le volet 21 appuie .. les épaulements 31 des demi-charnières'qui sont solidaires de
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ce volet contre les épaulements 34 des demi-charnières qui sont solidaires de la partie avant 15 de la pale. On a aissi un po@nt d'aopui solide pour s'opposer à ces efforts.
L'articulation du volet de fuite sera établie de préférence de façon que le débraquage de ce volet puisse.atteindre une amplitude telle que le sens de la résultante de forces agissant sur cette surface soit inversé; on pourra ainsi se servir de l'hélice comme frein sans oranger son sens de rotation.
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décrit notre invention et nous réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative.
1 - Hélice réglable pour toutes applications, caractérisée par le fait qu'un au moins des bords de chaque pale, bord avant et:on. arrière, de préférence le bord arrière seul, est articulé et réglable à volonté.
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