<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention s rapporte à un genre d'appareils volants qui peuvent d'une part, décoller et atterrir à la verticale et, d'autre part, voler dans n'importe quelle direction en gardant l'assiette la meilleure et, plus particul èrement, à ceux de Ces appareils qui utilisent un: pourée dirigée pour assurer, par réaction, leu sustentation et leur propulsion.
On connaît maintes tentatives dans ce enre d'idées. Elles se heurtent tontes aux difficultés
<Desc/Clms Page number 2>
majeures qui sont en premier lieu, celle de réali- ser une poussée suffisante pour le décollage à la verticale et ensuite, celle de réaliser une poussée dirigée, pour permettre au même dispositif d'assu- rer la sustentation et la propulsion.
L'invention a pour but, précisément, de réa- liser un appareil volant de ce type et d'apporter une solution aux difficultés ci-dessus mentionnées.
L'invention a pour objet :
Un dispositif destiné à être monté dans le fuselage d'un appareil volant, d'assiette normale horizontale et propre à assurer, par réaction, la sustentation et la propulsion dudit appareil, le- dit dispositif étant caractérisé en ce qu'il com- porte au moins deux compresseurs centrifuges d' axe parallèle à l'axe de tangage de l'appareil volant et à chacun desquels est associé un collec- teur en forme générale d'escargot, ledit collec- teur étant orientable, dans un angle de l'ordre de 902 autour de l'axe du compresseur auquel il est associé, ce qui permet au jet d'air du compresseur intéressé de passer d'une direction généralement verticale vers le bas à une direction généralement horizontale vers l'arrière, ou vice-versa,
des moyens pour actionner lesdits compresseurs et des commandes pour orienter les-collecteurs qui leur sont associés, grâce à quoi, lorsque la direction des jets d'air des compresseurs est horizontale, le- dit dispositif assure à l'appareil une propulsion horizontale, tandis que lorsque ces jets d ' air sont verticaux,
<Desc/Clms Page number 3>
ledit dispositif sollicite @ l'appareil ver- ticalement vers le haut, soit au décollage, soit à l'atterrissage, soit en vol stationnaire, l'appa- reil pouvant ainsi effectuer les divers vols en question, sans qu'il soit nécessaire de modifier son assiette sensiblement horizontale.
Dans une forme d' exécution de l'appareil volant suivant l'invention, chaque compresseur sustento-propulseur est actionné par une source d'énergie indépendante, lesdites sources d'énergie et l'ensemble des compresseurs ayant des sens de rotation et une disposition choisis, de façon que, dans toutes les directions que peuvent avoir les jets des compresseurs, la résultante des forces appliquées au fuselage, passe sensiblement par le centre de gravité de l'appareil volant.
Suivant une autre forme d'exécution dudit appareil volant, les compresseurs sustento- propulseurs, sont montés par groupes d'au moins deux compresseurs, chaque groupe étant actionné par une seule source d'énergie, lesdits compres- seurs et lesdites sources d'énergie ayant leur sens de rotation et une disposition choisis, de façon que, dans toutes les directions que peuvent . avoir les jets des compresseurs, la résultante des forces appliquées au fuselage, passe sensible- ment par le centre de gravité de l'appareil volant.
.Suivant un mode de réalisation particulier, les compresseurs sustento-propulseurs de l'appa- reil volant, sont disposés en deux rangées
<Desc/Clms Page number 4>
parallèles,symétriquement par rapport au plan ver- tical passant par l'axe du roulis, et sont action- nés par des sources d'énergie, chaque source action- nant un nombre égal de compresseurs dans chacune desdites rangées, la disposition desdits compres- seurs et de leurs sources d'énergie étant choisie de façon que, d'une part, dans toutes les directions que peuvent avoir les jets des compresseurs, la résultante des forces appliquées au fuselage, passe sensiblement par le centre de gravité de l'appareil volant et, d'autre part, la défaillance de l'une desdites sources d'énergie n'entraîne pas un désé- quilibre de poussée de l'appareil volant.
Dans un mode de construction suivant l'inven- tion, au moins deux compresseurs ayant des collec- teurs en forme d'escargots, destinés à assurer la sustentation et la propulsion de l'appareil volant, sont placés à la suite, l'un derrière l'autre et disposés de façon que, dans toutes les directions que peuvent avoir les jets des compresseurs, la résultante des forces appliquées au fuselage, passe sensiblement par le centre de gravité de l'appareil volant.
Un des avantages de la disposition des compresseurs centrifuges sustento-propulseurs de l'appareil volant, en deux rangées, l'une à côté de l'autre, parallèles à l'axe de roulis de l'appareil, consiste en ce que, si l'un des compresseurs compris dans l'une des rangées venait à tomber en panne, il. suffirait de diminuer légèrement le régime des
<Desc/Clms Page number 5>
compresseurs de l'autre rangée pour conserver l'équilibre de poussée.
Suivant une forme d' exécution préférée, la sortie d'air des compresseurs est aménagée de façon à servir de chambres de combustion, l'alimentation en carburant étant assurée au moyen d'injecteurs appropriés, grâce à quoi, la poussée dynamique du fluide sortant est augmentée par un apport d'énergie thermique, dont la conver- sion en poussée s'effectue dans lesdites chambres de combustion à la sortie des compresseurs.
Suivant un mode de construction particulier, les sources d'énergie qui actionnent les compres- seurs sustento-propulseurs d'un appareil volant suivant l'invention sont constituées par des turbo-propulseurs qui transmettent le mouvement à chaque compresseur, au moyen d'un renvoi d'angle.
Suivant un mode de construction.préféré, les moyens de commandes qui permettent d'effectuer les déplacements angulaires des collecteurs en forme d'escargots sont des "servo-commandes" qui effectuent les déplacements angulaires de chaque collecteur au moyen d'une crémaillère et d'un pignon solidaire dudit collecteur.
Suivant un mode de réalisation préféré, faisant l'objet de l'invention, les compresseurs sont actionnés,par des turbo-propulseurs, dont l'échappement est muni de déviateurs de gaz à direction variable, la manoeuvre desdits dévia- teurs étant contrôlée par des organes
<Desc/Clms Page number 6>
synchronisés avec les organes qui commandent l'orientation des collecteurs en forme d' "escar-. gots" de façon que les directions de sortie desdits gaz d'échappement soient toujours sensi- blement parallèles aux directions de sortie de l'air des compresseurs, les poussées des compres- seurs et des turbo-propulseurs s'additionnant ainsi, dans toutes les conditions de vol, à savoir durant le vol de translation, au décollage, en montée et à l'atterrissage.
Les déviations orientables, dont il est question, peuvent être d'un type quelconque à condition de permettre d'obtenir des déviations pouvant aller jusqu'à 80 et plus.
Dans l'appareil volant décrit ci-dessus, la stabilisation en plein vol est assurée, comme dans les avions en général, par l'empennage et les ailerons. Cette stabilisation est donc une stabilisation externe. Il n'en est pas de même lors du décollage, de l'atterrissage ou de vol à allure réduite, lorsque la vitesse est insuffisante 'pour que l'empennage et les ailerons, puissent assurer, à eux seuls, la stabilité de l'appareil. Suivant l'invention, cette dernière est alors obtenue au moyen d'un dispositif particulier.
A savoir : compresseurs étant entraînés par des turbo-propulseurs, on utilise, pour assurer la stabilisation, des gaz prélevés à la sortie desdits turbo-propulseurs. Dans ce but, des dérivations
<Desc/Clms Page number 7>
appropriées amènent une partie des gaz de sortie, d'une part, à l'extrémité arrière de l'appareil et, d'autre part, aux extrémités des surfaces portantes. Des déviateurs de gaz, placés à l'arrière, permettent d'obtenir des couples autour des axes de lacet et/ou de tangage. Aux extrémités des ailes, il suffit de diriger une sortie vers le haut et l'autre vers le bas pour obtenir des couples autour de l'axe de roulis.
Suivant une variante de construction parti- culière, la stabilisation de l'appareil peut être assurée, non pas par des gaz prélevés sur les échappements des turbo-proulseurs, mais par ceux fournis par un générateur de fluide sous pression, spécialement prévu à cet effet.
Ce dispositif qui assure la stabilité au décollage, à l'atterrissage, et durant le vol à allure réduite, devient moins nécessaire au fur et à mesure que l'appareil prend de la vitesse.
A ce moment se substitue à lui le dispositif de stabilisation externe constitué par l'empennage et les ailerons.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,un certain nombre de compresseurs, faisant partie d'un ou de plusieurs groupes sustento-propulseurs, sont munis de vannes à l'entrée et/ou à la sortie du collecteur, de façon que l'on puisse aux moyens de commandes (éventuellement automatique) obstruer le passage d'air à travers lesdits compresseurs, et, de ce
<Desc/Clms Page number 8>
fait, les faire tourner "à vide'* sans qu'ils fournissent aucun travail. Ce court-circuitage est particulièrement destiné à être utilisé lors du vol de croisière, afin de régulariser le débit des compresseurs et d'éviter le phénomène connu sous le nom de "pompage".
Suivant un mode de construction particulier, l'appareil volant est pourvu d'un train d'atterris- sage "tous terrains" le train principal se compo- sant de deux patins articulés sur amortisseurs oléo-pneumatiques, lesdits patins, qui s'escamo- tent en vol, étant munis de crosses escamotables de freinage et d'un amortisseur de rappel à débattement angulaire.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à . l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, * une -forme. d'éxé- cution de ladite invention
Sur ces dessins :
La Fig.l représente schématiquement-une coupe verticale partielle d'une partie d'un élément du dispositif suivant l'invention.
La Fig. 2 représente schématiquement la même partie du même élément durant une autre phase de fonctionnement.
La Fig.3 représente une vue en plan schéma- tique-avec arrachement partiel de la même partie du même élément.
La Fig.4 représente une coupe schématique
<Desc/Clms Page number 9>
verticale suivant la ligne 4-4 de la Fig.l.
La Fig.5 est une coupe horizontale schéma- tique d'un appareil volant, muni d'un dispositif suivant l'invention.
La Fig.6 représente une coupe verticale schématique du même dispositif.
La Fig.7 représente schématiquement une coupe horizontale d'un appareil volant, dans un autre mode de réalisation, suivant l'invention.
La Fig.8 représente une coupe schématique verticale du même appareil, suivant la ligne 8-8 de la Fig.?.
Les Figs. 9,10 et 11 représentent schémati- quement les répartitions des transmissions de mouvement dans trois modes de constructions parti- culiers du dispositif suivant l'invention.
La Fig.12 représente une coupe horizontale d'une, forme d' éxéoution d'un appareil faisant l'objet de l'invention.
La Fig.l3 représente une coupe verticale du même appareil ;
La Fig.14 représente une coupe verticale .d'une partie du même appareil; et les Figs.15 et 16 représentent, respective- ment,deux positions d'un collecteur et de son compresseur, à deux stades différents de vol.
Sur les Figs.1, 2,3 et 4, on a représenté pour plus de clarté l'agencement d'un seul compres- seur suivant l'invention.
Sur ces figures, la référence 1 représente
<Desc/Clms Page number 10>
un turbo-propulseur dont l'arbre moteur 2 transmet le mouvement à l'axe du compresseur 3 au moyen d'un renvoi d'angle 4. L'axe 3, sur lequel est calé le rotor 5 du compresseur, est monté sur des paliers 6 et 6' dans une buse 7, par laquelle l'air pénètre dans le compresseur et le turbo-propulseur.
La référence 8 représente le collecteur en forme d'escargot du compresseur ; peut tourner autour de l'axe 3 et sa position angulaire est définie par un secteur denté 9 dont.- il est.solidaire et qui est en prise, d'autre part, avec une vis tangentielle 10 commandée par une servo-commande schématiquement représentée en 11. Les positions du secteur denté et de la vis tangentielle sont agencées de façon à permettre, grâce à ce déplacement angulaire, à la direction du jet d'air de passer de la position verticale représentée sur la Fig.l à la position horizontale représentée sur la Fig.2 e'; vice-versa.
La Fig. 5 représente en coupe horizontale un groupe sustento-propulseur comportant deux compres- seurs centrifuges dont les rotors son* représentés par les références 15 et 15', et les ollecteurs en forme d'escargots par 18 et 181.
Les compresseurs 15 et 15' sort actionnés par deux turbo-propulseurs 21 et 21' respectivement, le mouvement étant transmis au moye; de deux renvois d'angles 14 et 14.'. Les flèches représentent les courants d'air qui alimentent les deux compresseurs.
Pour plus de clarté, les éléments de commande qui permettent de 'manoeuvrer les directions de sortie
<Desc/Clms Page number 11>
d'air du compresseur ne sont pas représentés sur ces figures. Le même dispositif est représenté en coupe verticale schématique sur la Fig.6, les flèches représentant les directions des jets d'air à la sortie des compresseurs.
La Fig. 7 représente une coupe schématique dans le plan horizontal qui contient l'axe de roulis et la Fig.8, une coupe schématique verticale suivant la ligne 8-8 de la Fig.7 d'un appareil volant suivant l'invention.
Dans cet appareil, le système sustento- propulseur est constitué par quatre compresseurs dont les rotors représentés en 25,25', 25", 25''', sont actionnés par deux turbo-propulseurs 31, 31'.
Le turbo-propulseur 31 fixé dans le fuselage transmet le mouvement aux rotors 25 et 25" au moyen de renvoi d'angles 24 et 24" respectivement.
Le turbo-propulseur 31' transmet le mouvement aux rotors 25', 25"', au moyen de renvois d'angles 24', 24''' et d'un pignon 30.
Sur la Fig.7, les flèches représentent les courants d'air qui alimentent les compresseurs.
Sur la Fig.8, les flèches représentent les directions des jets d'air qui produisent les poussées nécessaires. Les flèches horizontales se rapportent au cas où le dispositif sustento- propulseur travaille à la propulsion assurant à l'appareil un vol horizontal, tandis que les flèches verticales correspondent au vol vertical: soit au décollage, soit à l'atterrissage, soit en
<Desc/Clms Page number 12>
vol stationnaire de l'appareil volant.
Sur les Figs.9, 10 et 11, . voit schémati- quement la répartition des transmissions de mouve- ment des sources d'énergie aux compresseurs, ces transmissions étant représentées par des traits pleins. Dans le cas de la Fig.9, on voit deux compresseurs (5) situés dans le plan vertical qui comprend l'axe de roulis, l'un derrière l'autre et actionnés par deux sources d'énergie (1).
Sur. la Fig.10, on a représenté quatre compresseurs (25) actionnés par deux sources d'énergie (31). C'est le cas des Figs. 7 et 8, qui vient d'être décrit.
Sur la Fig.ll, on est en présence de six compresseurs actionnés par trois sources d'énergie les sources 41, 42,43 transmettent le mouvement respectivement aux compresseurs 51, 52, 53,54, 55, 56. Avec cette disposition, on obtient la stabilité de l'équilibre de poussée dans le cas d'une défail- lance de l'une des sources d'énergie.
Cette dernière mettrait, éventuellement, hors de cause deux compresseurs dont les poussées sont équilibrées, ce qui, par conséquent, n'affecterait pas l'équilibre du système sustento-propulseur restant en fonction.
Sur les Figs.12, 13,14, 15 et 16, la référence 57 représente le fuselage, dont la section transversale est celle d'un ovoïde tronqué.
Sur chaque flanc du fuselage sont disposés, en tandem, deux prises d'air 58 et 59, respectivement.
<Desc/Clms Page number 13>
Les compresseurs et leurs collecteurs en forme "d'escargot" représentés par les références 60, sont disposés, dans l'exemple représenté, par groupes, verticalement, de chaque côté de l'axe du fuselage et occupent toute la hauteur disponi- ble. Ils sont disposés deux par deux, sur un même axe, passant sous un couloir. Ce dernier permet de circuler de tout en bout de l'appareil. Le poste de pilotage, représenté par 62, est situé à l'extrémité avant. Derrière lui, sont situés les deux premiers groupes sustento-propulseurs avant, comportant chacun quatre compresseurs et un turbo- propulseur (du type Bristol BE 25, par exemple) placé obliquement sous le couloir. Les turbo- propulseurs sont représentés par la référence 63.
Dans chaque groupe,le turbo-propulseur actionne directement les deux compresseurs avant.
Une transmission mécanique 64 relie lesdits compresseurs avant aux deux compresseurs arrière du même groupe.
Derrière les deux groupes sustento- propulseurs avant, sont situées les cabines des passagers, disposées sur deux ponts superposés, représentés par 65 et 66, reliés par un escalier 67. Derrière les cabines se trouvent les deux groupes sustento-propulseurs arrière, en tous points identiques à ceux de l'avant. La voilure est attachée de chaque côté du fuselage et son axe est situé en dessous et en avant de la cabine des passagers du pont supérieur. Elle contient le
<Desc/Clms Page number 14>
combustible.
La référence 68 (fig.14) représente schématiquement la tige de commande qui permet d'orienter la sortie d'air des collecteurs en forme "d'escargots" en les faisant pivoter autour des axes de leurs compresseurs aux moyens des vis crémaillères 69.Parallèlement, la tige 68 fait tourner, au moyen d'une chaîne, une autre crémail- lère 70 qui contrôle le déviateur 71 des gaz de sortie du turbo-propulseur correspondant. La commande ci-dessus est agencée de façon que la direction de sortie des gaz du turbo-propulseur soit toujours sensiblement parallèle à celle de la sortie d'air du compresseur. Les crémaillères, dont il vient d'être question, ne sont représentées sur la Fig.14 que sur un seul compresseur et un seul turbo-propulseur, afin de ne pas embrouiller le dessin.
Des dispositifs identiques synchroni- sés avec celui qui est représenté existent sur tous les compresseurs et sur tous les turbo- propulseurs qui constituent les groupes sustento- propulseurs. Ils peuvent tous être manoeuvrés par la même tige de commande 68.
Une partie des gaz est prélevée à la sortie des turbo-propulseurs au moyen d'une dérivation 72 (dont une partie seulement est représentée sur la Fig.14) qui les amène à l'arrière de l'appareil.
Un déviateur 73 en forme d'anneau qui, sous l'action d'une commande, non représentée, peut se déplacer dans un plan vertical, en formant saillie, en haut
<Desc/Clms Page number 15>
ou en bas, d'un côté, ou de l'autre, à la sortie de la dérivation 72, oriente les gaz verticalement et/ou horizontalement, ce qui assure une stabili- sation de l'appareil par rapport aux axes de tangage et de lacet. La stabilisation, par rapport à l'axe de roulis, est assurée par une autre partie des gaz également prélevés à la sortie des turbo-propulseurs et amenés aux extrémités des ailes, d'où ils s'échappent vers le haut et vers le bas, respectivement, sur l'aile droite et sur l'aile gauche, ou inversement. On voit les deux orifices d'échappement aux bouts des ailes repré- sentés par 74 et 75 (Fig.12). Comme on l'a déjà mentionné.
Cette méthode de stabilisation est efficace et joue un rôle important lorsque la vitesse de vol est trop faible pour que les commandes habituelles de l'empennage et des ailerons puissent, à elles-seules, assurer la stabilisation de l'appareil.
Dans des conditions normales, le décollage de l'appareil est assuré par la poussée des compresseurs orientés verticalement, complétée . par celle des gaz de sortie des turbo-propulseurs.
On voit sur la Fig.16, la position d'un compres- seur à ce moment. Une fois que l'appareil est arraché du sol et le décollage effectué, on change progressivement l'orientation des compresseurs pour les amener dans les positions des Figs.12, 13 et 14. On obtient ce changement en faisant tourner les collecteurs en forme "d'escargots"
<Desc/Clms Page number 16>
autour des axes de leurs compresseurs. Les dévia- teurs 71 de sortie des gaz des; turbo-propulseurs 'sont, durant cette manoeuvre, actionnés de façon que les directions de sortie de ces gaz, soient toujours parallèles aux directions de sortie de l'air des compresseurs. La stabilisation de l'appareil est, au décollage, assurée aux moyens des dérivations d'une partie des gaz des turbo- propulseurs amenés à l'arrière et aux extrémités des ailes.
Au fur et à mesure que l'appareil prend de la vitesse, la sustentation externe par les ailes et la stabilisation par l'empennage et les ailerons deviennent.effectives. Les compres- seurs agissent, alors, en poussée suivant une direction voisine de l'horizontale (à80S de la -verticale environ). Ils sont dans les positions des Figs.13 et 14. Si, à partir de ce moment, 'on veut poursuivre un vol de croisière, il est avan- tageux d'obstruer l'entrée et/ou la sortie d'air d'un certain nombre de compresseurs, pour régula- riser le débit et éviter le pompage. Ceci s'obtient au moyen de vannes représentées sur.les Figs.15 et 16 et qui peuvent être actionnées par des commandes d'un type usuel quelconque.
Lorsque l'appareil est en surcharge, un décollage oblique est, néanmoins, possible. Il s'effectue de la façon suivante : les compresseurs étant orientés dès le début, horizontalement, l'appareil bondit en avant, sous la poussée consi- dérable des gaz et de l'air comprimé. Ayant obtenu
<Desc/Clms Page number 17>
ainsi une accélération considérable, on dirige progressivement les poussées vers le bas, afin de délester l'appareil. Une fois le décollage réali- sé, on ramène les sorties des gaz et de l'air comprimé vers l'horizontale. L'appareil prend' alors de l'altitude en s'élevant obliquemat à la manière d'un avion du type courant.
En dirigeant les poussées des gaz et de l'air verticalement, on assure un atterrissage vertical parfait, durant lequel la stabilité de l'appareil est assurée, comme au départ, aux moyens des déviations de gaz prélevés aux échappe- ments des turbo-propulseurs.