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-AERONEF .A VOILURE .TOURNANTE Cette invention est relative à un aéronef à voilure tournante et a pour objet la simplificiation et la réduction ou l9élimination de la transmission mécanique, ainsi qu9une simplification de 1,9opératîon de commande dans le volo
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Les rotors d9hélicoptères jusqu9à présent ont été limités en gran- deur à un diamètre deenviron 9,15 mètres et les grands hélicoptères ont néces- sité 1?emploi de deux rotors ou davantage, malgré la complication ainsi intro- duite Le couple du rotor dans .les hélicoptères, aussi bien à rotor unique
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que multi-rotors, a nécessité:
9actionnement simultané de quatre commandes, ce qui suppose un degré élevé d'attention concentrée de la part du piloteo Les lourdes transmissions ojritentrafné des frais d'entretien élevés et une char- ge utile peu économique.
Dans la présente description, 1?expression '?rotor'?, là ou elle est employée, signifie un certain nombre de pales rotatives constituant un système de voilure tournante de sustentation et ne se réfère pas à un rotor de turbi-
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neo De même 1gexpression pa.ee signifie 1?un des organes d-un tel système et ne se réfère pas à une aube de turbine.
Diaprés 1?invention, l'aéronef proposé à voilure tournante possè=.
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de deux ou plusieurs hélices indépendantes commandées par túrbo=compresseur,9 disposées pour être opérables pour la propulsion en avant et un rotor de sus- tentation disposé pour être mû par des éléments à jet placés aux extrémités des ailes tournantes, le moyeu du rotor éta.nt muni d'un distributeur alimenté par l'un quelconque des groupes turbo-compresseurs ou par tous et desser- vant tous les éléments à jet du rotoro
D'après l'invention encore l'aéronef à rotor proposé comprend un rotor de sustentation, deux hélices extérieures et deux groupes moteurs où il
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n?existe pas de transmission mécanique au rotor,
ni d9interconnexion mécanique entre les deux groupes moteurs, cet aéronef à rotor étant capable de fonction-
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nex9 soit comme hélicoptère (auquel cas le rotor est mû par des jets aux ex-
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trémités des ailes tournantes et les hélices sont à petit:pas), soit comme gy- roplane (auquel cas le rotor est auto-rotatif et les hélices sont mues sépa- rément par des groupes moteurs), ou bien cet aéronef à rotor peut voler en uti- lisant le principe de la gyrodyne à distribution de la puissance entre le ro- tor et les hélices.
D'après l'invention, en outre, l'aéronef proposé à voilure tournan- te comprend un rotor de sustentation, deux hélices pour la propulsion en avant et deux groupes moteurs montés aux extrémités extérieures de nageoires porteu- ses, sans transmission mécanique de puissance entre les groupes moteurs et le rotor,ni interconnexion mécanique entre les groupes moteurs eux-mêmes, chacun des groupes moteurs comprenant un compresseur d'air mû par turbine ayant une connexion à soupape avec les jets montés aux extrémités des ailes tournantes, les connexions à soupape étant disposées pour permettre au débit des compres- seurs d'être divisible dans un rapport variable entre les jets des extrémités des ailes tournantes et les turbines,
de telle sorte qu'une proportion suffi- sante de ce débit peut être fournie aux jets des extrémités des ailes tournan- tes pour mouvoir le rotor dans le vol verticale eu tout le débit peut être four- ni aux turbines pour permettre l'emploi des hélices pour le vol en avant, le rotor étant alors auto-rotatif, ou ledit débit peut être distribué dans tout autre rapport désiré entre les jets des extrémités des ailes tournantes et les turbines.
Des soupapes d'étranglement placées dans les connexions entre les compresseurs et les jets des extrémités des ailes tournantes peuvent être ac- couplées avec des régulateurs à vitesse constante, une pour chaque groupe mo- teur, de sorte que lorsque la puissance s'arrête sur ces jets, elle est trans- férée aux héliceso
L'aéronef à rotor peut comprendre un rotor de sustentation et deux hélices extérieures indépendantes, de telle sorte que la commande de l'aéronef en embardée, indépendamment de la vitesse,d'avancement, peut être obtenue par une commande différentielle du pas des hélices, ou, si des éléments à vitesse constante sont prévus, par une commande différentielle d'étranglement des ins- tallations motrices séparées entraînant les hélices.
L'aéronef à rotor peut comprendre un rotor de sustentation et deux hélices extérieures indépendantes mues par des groupes moteurs séparés, de tel- le sorte qu'en cas d'arrêt de l'un ou l'autre groupe,le pas de l'hélice opé- rante peut être réduit pour donner sensiblement la poussée zéro et le groupe opérant peut être utilisé pour' fournir le débit d'air pour actionner les jets des extrémités des ailes tournantes.
Les régulateurs à vitesse constante peuvent être reliés à un méca- nisme de commande de pas variable pour les pales d'hélice, disposé de telle ma- nière que lorsque les jets des extrémités des ailes tournantes sont en action pour le vol verticale les pales d'hélice sont placées sensiblement au pas .zéro et lorsque le débit à ces jets est coupé graduellement et que le débit aux tur- bines est accru,
le pas des pales d'hélice est augmenté de manière correspon- dante jusqu'à ce que la'modification désirée de la distribution soit atteinteo
Le moyeu du rotor peut être muni d'un distributeur disposé pour être alimenté par l'un ou l'autre des turbo-compresseurs ou les deux et desser= vant tous les jets du rotoro
Différentes formes d'exécution de l'invention seront décrites avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La Figo 1 est une élévation latérale schématique d'un aéronef à voilure tournante à deux moteurso
La Figo 2 est une vue en plan schématique de l'aéronef.
La Figo 3 est une élévation de face schématique en partie enlevée de l'aéronefo
La Figo 4 est un plan schématique partiel d'un moteur et de la tê- te de rotor, montrant les connexions entre euxo
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La Fig. 5 est une élévation de face schématique d'un aéronef à voi- lure tournante à trois moteurs,,
La Figo 6 est un plan schématique partiel du moteur de tribord et du moteur central¯, montrant les connexions entre eux.
La Fig. 7 est une élévation latérale, en coupe partielle, de la
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tête de rotor à plus grande échellee
La Figo 8 est une représentation schématique des commandes du pilote pour une installation à trois moteurso
La Figo 9 est une élévation latérale schématique des leviers de commande du pilote, mis pour le vol stationnée
La Figo 10 est un plan schématique des leviers dans cette position, montrant un tiroir de transmission des leviers,,
La Fig.
11 est une élévation de face partielle d'un différentiel pour levier de commande d9un moteur extérieure
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Les 'igso 12 et 13 sont des vues correspondant aux FigSo 9 et 10, mais avec les leviers de commande mis pour le départ du changement du vol stationné au.vol en avanto
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Les F.gso 1//9 15 et 169 17 sont des vues correspondantes, montrant les leviers de commande mis pour d9autres phases dans le changement du vol stationné au vol en avant, et
Les Figso 18 et 19 sont des vues correspondantes, montrant les le viers de commande avec toutes les commandes fermées,
Référence étant faite aux Figso 1 à 4, qui montrent un aéronef à deux moteurs, 1?aéronef 10 possède un rotor de sustentation 11 de grand diamè- tre,
monté sur un pylône 12 situé dans le plan de symétrie avec des na.geoi= res porteuses 13, 14 s9étendant de chaque côté du pylône 120 Aux extrémités extérieures ¯de ces nageoires se trouvent des groupes moteurs 15, 16 comprenant chacun une turbine 17 entraînant un compresseur d'air 18 et une hélice tracti- ve 19 à pas variableo
Les pales de rotor 11 comportent des conduits intérieurs 20 alimen= tés par un distributeur 21 placé dans le pylône 12 et munis à leurs extrémités extérieures d9éléments à jet 22 disposés pour décharger tangentiellement pour
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entraîner le rotor lilo Une arrivée de combustible et les dispositifs d.allu= mage (non représentés)
sont dirigés du pylône 12 a travers le distributeur 21 aux extrémités des ailes tournantesa
De chaque compresseur 18 part un conduit 23 pour Pair comprimés, relié au coté d'entrée du distributeur 21 et muni d'aune soupape d'air 24 re= liée à un régulateur à vitesse constante (non représenté) associé avec-le groupe moteur 15 ou 16.
Des soupapes de non-retour 25 sont disposées aux points où les conduits 23 communiquent avec le distributeur 21,de telle sorte que l'ar=
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rét de l'un des compresseurs n9affecte pas le débit de 1?autre au rotor llo Pour le vol verticale les hélices 19 sont mises sensiblement au
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pas zéro, et les soupapes d'air 24 permettant à l'air d9être fourni au dis= tributeur 21 sont ouvertes, de sorte que la quantité dair nécessaire est soutirée aux compresseurs 18.
Lorsque, pour le vol en avant, le rotor de sustentation 11 doit
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être mis â 1?état d9auto=rotation9 les commandes (non représentées) sont dis- posées de manière que lorsque 19arrivée d'air est coupée des éléments à jet
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22, elle est transférée aux chambres de combustion des turbines 179 augmen= tant ainsi la puissance â absorber par les hélices lao Lorsque les soupapes dair 24 sont entièrement fermées9ohaque installation motrice fournit la totalité de sa puissance produite à 1-'hélîce associée 19 le changement est accompli par 1?intereonnexion des soupapes d'air 24 des conduits d'air 23 avec les régulateurs à vitesse constante.
Lorsqu?on ferme graduellement les soupapes 24, la puissance appliquée aux hélices 19 est augmentée, et les élé=
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ments à vitesse constante augmentent le pas des hélices 19 jusqu'à ce que la vitesse d'avancement désirée soit atteinteo
Les Figso 5 à 19 montrent un aéronef à trois moteurs, avec plus de détail que ce qui a été décrit précédemment, lequel peut être considéré en gros comme étant le mène que l'aéronef à deux moteurs mais avec un, troisième moteur dans le fuselageo Les mêmes chiffres de référence indiquent les parties semblables;
,
Comme on le voit en Fig. 5 et 6, la troisième turbine 26 est dis- posée au pied du pylône 12 et entraîne un compresseur 27 qui débite Pair à travers un conduit 28 d'abord en arrière, puis vers le haut à travers le py- lône 12 au distributeur 21 par une soupape de non-retour 25. Des moyens (non représentés) sont prévus pour soutirer 1?air de l'un des conduits 23 des mo- teurs extérieurs pour alimenter les chambres de combustion de la turbine 26.
De cette manière le départ instantané de la turbine 26 peut être obtenu pen- dant le vol en avant avec auto-rotation, lorsque la turbine 26 est normalement au reposo
La Figo 7 montre avec plus de détail la construction de la tête de rotor. Les conduits 23, 28 mènent aux soupapes de non-retour 25, dont chacune possède un organe 29 poussé par un ressort 30 contre le siège 31. De courts tuyaux 32 conduisent l'air à travers le corps de tête de rotor 33 aux orifices par lesquels il passe à une chambre de pression 35 ménagée à l'inté- rieur de la boite 36 de la tête de rotoro Cette boîte porte les pales de l'ai- le tournante 11 et est rotative sur des paliers tels que 37, 38 autour du corps de tête de rotor 33.
L'air sous pression passe ainsi des conduits 23 ou 28, par les soupapes 25, les tuyaux 32 et les orifices 34, à la chambre de pression 35 et de là aux conduits 20. Si l'un des compresseurs fait défaut, sa soupa- pe associée 25 se ferme, permettant à la pression dans la chambre 35 de se main- teniro
La disposition des commandes se voit schématiquement en Fig. 80 Les groupes moteurs extérieurs 15, 16 entraînent des hélices 19 à pas réglable et à vitesse constante et ont des étranglements de puissance 39,40.
reliés cha- cun,par des assemblages différentiels 41, 42, à des leviers de commande 43,44 respectivement,, A ces différentiels 41, 42 sont reliées aussi des biéletages indiqués en 45,-46 reliés par leurs autres extrémités-à une barre de gouver- nail 47 montée à pivot en 48. L'actionnement de cette barre 47 permet aux étran- gleurs de puissance 39, 40, d'être actionnés indépendamment de leurs leviers de commande 43, 44.
Les soupapes d'air 24 sont interconnectées par un biéletage indi- qué en 49 et commandées par un levier de commande 50 de soupape d'arrivée d'air, Le levier 50 est interconnecté avec les leviers de commande 43. 44 des étran- fleurs d'une manière qui se verra avec référence aux figures ci-aprèso
La turbine centrale 26 possède un étrangleur de puissance 51 re- lié par un biéletage 52 à un levier de commande d'étrangleur 53.
Celui-ci n'a aucune interconnexion avec aucune des autres commandeso
Les figso 9 à 19 montrent les leviers de commande dans différen- tes positions, le dispositif étant représenté avec un peu plus de détailo En Figo 9, 12, 14, 16 et 18, les leviers de commande sont représentés en élévation latérale montés à pivot sur un axe commun 54, cet axe étant indiqué aussi sché- matiquement en Figo 8 en traits mixteso Comme, dans ces figures, les leviers de commande 43, 44 des groupes moteurs extérieurs se déplacent ensemble,
le levier de commande 44 est seul représentéo
L'assemblage différentiel 42 est représenté en Figo 9 et llo Une biellette 55partant du levier de commande 44 actionne un bras de levier 56 et par celui-ci une couronne 57, tandis que le biéletage 46 de la barre de gou- vernail actionne un bras de levier semblable 58 de la couronne 59 sur le coté opposé de l'assemblage différentielo Entre ces couronnes se trouve un entra±- neur 60 portant des pignons 61,62 et une oreille 62 actionnant un biéletage 64 relié à l'étrangleur de puissance 40 du groupe moteur 15 et Il'actionnant,,
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Le levier de commande. 50 de la soupape d'arrivée d'air est inter= connecté avec les leviers de commande 43.
44 de l'étrangleur au moyen d'un tiroir 65 et d'une barre de tiroir 66, dont le fonctionnement se voit diaprés les Figso 10, 13, 15, 17 et 19.
Le fonctionnement des leviers de commande dans le vol est le sui- vante
Pendant le vol stationne;, les leviers sont comme il est indiqué en Fig .9 et 10. Tous les groupes moteurs marchent à des réglages d'étran- glement égaux, en donnant seulement assez de puissance aux hélices 19 pour sta- biliser l'aéronef au départe Le reste de la puissance venant des groupes mo- teurs extérieurs, réglés par les soupapes d9air 24, est disponible comme pres- sion d9air aux jets du rotor, et ceci, avec tout le complément d'air du com- presseur central 27, fournit la puissance voulue pour le rotor 11.
En cas d'arrêt d'un des groupes moteurs, la puissance suffisante dans le reste est disponible pour rétablir la puissance voulue au rotor 11.
Ceci est accompli en déplaçant les leviers d'étranglement à la position d'ou- verture totale indiquée en pointillé 'en 67,
Le changement du vol stationné au vol en avant est accompli en trois phases. Dans-la phase 1, le levier de commande 50 est déplacé à la po- sition représentée en Fig .12 et 13, la position des leviers d'étranglement restant sans changement;, La puissance au rotor 11 est réduite, et la puis- sance aux hélices 19 est augmentée suffisamment pour donner assez de puis- sance pour la vitesse devancement voulue,, Dans cette phase le pilote peut revenir au vol stationné'.. s'il le désire, en ramenant le levier 50 à la po- sition représentée en Fige 9.
Dans la phase 2, le levier 53 de commande de l'étranglement central est déplacé à la position de fermeture totale,comme le montrent les Fig 14. et 15.
Les leviers 43, 44 de commande d'étranglement extérieurs et le le- vier de commande 50 de la soupape d'arrivée d'air sont laissés sans changement, L'aéronef marche alors seulement avec les groupes moteurs extérieurs, les hé- lices 19 étant maintenues à la puissance de vol en avant voulue, mais la puis- sance disponible au rotor 11 venant alors seulement des groupes moteurs exté- rieurs .
Dans la phase 39 le levier 50 est déplacé par le tiroir 65 à l'arrêt avant, comme le montrent les Fig. 16 et 170 En même temps la barre de tiroir 66 relie 50 aux leviers 43. 44 de commande d'étranglement exté- rieurs, réduisant ainsi progressivement la puissance et coupant 19arrivée d'air au rotor 11 jusqu'à ce qu'on atteigne (Fig o 16 et 17) la condition de vol en avant avec la puissance d'hélice requise et avec le rotor 11 en auto-rotation,
Le changement du vol en avant au vol stationné peut s'obtenir de l'une ou 1-'autre de deux manières, soit (a) en mettant en marche la turbine centrale, en tirant le levier 50 sur l'arrêt arrière pour fournir l'air au rotor et en ouvrant les moteurs, soit (b) en tirant le levier 50 sur l'arrêt arrière en ouvrant les étranglements extérieurs.
Les Fig. 18 et 19 mon- trent les commandes fermées. Dans toutes les conditions de puissance des mo- teurs. les hélices 19 sont maintenues à des nombres de tours constants au moyen d9un élément connu à vitesse constante; cependant la vitesse peut être réglée, si on le désire, par 1?adjonction d'un autre levier réglant la base de Isolé- ment à vitesse constanteo
Le levier de commande 53 d'étranglement central peut être action- né librement dans toute son étendue d'opération, mais si on le désire.') des arrêts ou tiroirs pourraient être prévus pour donner l'interconnexion avec le levier 50 de commande de la soupape d'arrivée d'air.
Par des moyens non représentés l'arrivée de combustible au rotor 11 est supprimée et l'allumage est coupé lorsque le levier de commande 50 de la soupape d'arrivée d'air traverse le tiroir 650