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La présente invention concerne un dispositif d'entraînement par turbine destiné à un rotor d'hélicop- tère et dans lequel une turbine indépendante est accou- plée à un turbo-réacteur de manière que les gaz d'échag- pement de celui-ci soient envoyés dans la turbine indé- pendante.
La présente invention a pour objet ; un dispositif d'entraînement destiné aux pa- les du rotor d'un hélicoptère et disposé obliquement par rapport à l'axe géométrique longitudinal du turbo-réac- teur; - un dispositif d'entraînement de rotor d'hélix coptère qui abaisse de part sa conception même le nombre de tours minute et grâce auquel un réducteur à engrenage à vitesse élevée n'est plus nécessaire; - la réduction des difficultés posées, dans la structure d'un dispositif d'entraînement de otor d'hé- licoptère, par les paliers de suppmrt aux températures et aux vitesses élevées, et la suppression de l'agence- ment compliqué constitué par'des engrenages et des em- brayages qu'on trouve actuellement dans de nombreux au- tres systèmes d'entraînement;
- un groupe moteur comportant deux turbo-réac- teurs, qui sont montés l'un au-dessus de l'autre dans un fuseau moteur et qui sont mutuellement reliés de manière à envoyer leurs gaz d'échappement dens un ensemble de turbine indépendante qui comprend un dispositif d'entrat- nement le reliant à un rotor d'hélicoptère;
- un dispositif de transmission réunissant deux ou plusieurs turbo-réacteurs à une turbine indépen dante, de manière que chaque turbo-réacteur envoie se+
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gaz d'échappement à un collecteur associé entourant une partie du conduit d'admission de la turbine indépendante - un.dispositif de transmission réunissant deux ou plusieurs turbo-réacteurs à une turbine indépen- dante, de manière que chaque turbo-réacteur envoie ses gaz d'échappement à un collecteur entourant la totalité du conduit d'admission de la turbine indépendante.
On va maintenant décrire l'invention, à titre non' limitatif, de sa portée, en référence au dessin anne- @é, sur lequel : - la figure 1 est une vue en plan d'un hélicop- tère réalisé conformément à la présente invention et elle montre l'emplacement de deux turbo-réacteurs, la partie arrière étant représentée en coupe pour montrer le dis- positif d'entraînement du rotor de queue; - la figure 2 est une vue de côté d'un turbo- réacteur auquel est raccordé une turbine centripète in- dépendante dont la moitié inférieure est représentée en coupe ;
- la figure 3 est une coupe, prise approxima- tivement par 3-3 de la figure 2, de la tùrbine centripè- te indépendante cette figure montrant également le dispo- sitif de transmission par engrenages associé à l'arbre du rotor de la turbine ; - la figure 4 est une vue de -côté représentant un turbo-réacteur auquel est raccordée une turbine indé- pendante du type à écoulement axial ; - la figure 5 est une vue en coupe de la tur- bine indépendante prise par 5-5 de la figure 4-et elle représente également le montage du rotor de la turbine;
-la figure 6 est une vue en perspective d'un ode de réalisation d'un hélicoptère conforme / la pré- @ sente invention, cette figure représentant l'emplacement
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d'un turbo-réacteur monté de manière à envoyer ses gaz d'échappement dans une turbine indépendante; - la figure 7 est une vue de coté d'une instal- lation de turbo-réacteurs dans un fuseau-motéur dans la- quelle les conduits déchappement de deux turbo-réacteurs superposés sont réunis respectivement au collecteur asso- cié entourant une partie du conduit d'admission aboutis- sant à une turbine indépendante;
- - la figure 8 est une vue de côté d'une in,stal- lation de turbo-réacteur dans un fuseau-moteur dans la- quelle les conduits d'échappement de deux turbo-réac- teurs superposés sont raccordés à un collecteur unique.
Comme représenté sur la figure 1, l'hélicop- tère conforme à l'invention comprend un fuselage désigné de façon générale par 2, qui comporte un compartiment central 4; destiné aux passagers ou au fret, une cabine de pilotage 6 et un cône de queue 8 s'étendant vers l'ar- riére et supportant un rotor de queue anti-couple 10.
Les pales du rotor principal, désignées par 12, sont montées en vue de leur rotation sur un arbre d'entraîne- ment vertical 14. Cet ensemble de fuselage, de rotor principal et de rotor de queue peut être construit d'une manière similaire à celle qui est représentée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.755.038. La cabine de pilotage reçoit le pilote ainsi que les instruments de vol usuels d'un aéronef.
L'aéronef prend appui sur le sol par l'inter- médiaire d'un train d'atterrissage classique, et le ro- tor principal est représenté comme comportant cinq pales qui sont réunies à une tête ou moyeu de rotor (non repré- . sente) entraîné par l'arbre d'entraînement 14. Les dis- positifs usuels de pilotage, le levier de commande du pas
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collectif et levier de commande du pas cyclique sont ré- ' unis, de la manière classique, aux pales du rotor princi- pal par l'intermédiaire d'un embiellage de commande et du mécanisme usuel servant à commander le pas des pales.
Des dispositifs classiques de ce genre sont décrits dans > le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.629.452.
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Deux turbo-réacteurs 16 et 18 sont placés res- pectivement de part et d'autre de l'aéronef et leur mon- tage est assuré par un dispositif de montage classique quelconque. Chaque turbo-réacteur est d'un type conven- tionnel bien connu, tels que ceux qu'on utilise pour fournir l'énergie motrice aux aéronefs propulsés par réaction. La structure d'aéronef utilisée d'ordinaire pour recouvrir les carters d'engrenages des hélicoptères conventionnels peut être prolongée afin de recouvrir ces turbo-réacteurs, si on le désire.
Chaque turbo-réacteur comporte une section de compression 20, une section de combustion 22 et une sec tion de turbine 24. Pour remplacer le c8ne de queue usuel dans lequel on envoie d'ordinaire les gaz d'échap- pement, une turbine centripète indépendante 26 est rac- cordée à la sortie de la section de turbine 24. Dans le turbo-réacteur représenté sur la figure 2, des appareils auxiliaires 28 peuvent être montés au-dessus de la par- tie avant de la section de compression, et on peut pré- voir le montage du démarreur et de la génératrice dans la partie carénée ou nez 30, et la réserve d'huile peut être contenue dans un réservoir 29.
Bien qu'on ait re- présenté ces appareils auxiliaires montés de cette maniè- re, on doit comprendre qu'on peut adopter, pour ces ap- pareils et les commandes, n'importe quel emplacement dé- sirable.
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La turbine centripète indépendante 26 comprend un carter extérieur 32 du type à tore comportant un con- duit d'admission 34, placé à l'extrémité extérieure du rayon du tore et un conduit de sortie 36, s'étendant vers l'extérieur à partir du côté de la turbine indépen- dante 26. Un rotor 38 de la turbine indépendante est placé à l'intérieur de ce tore et, comporte des aubes de turbine 40 disposées radialemento Le tore 32 reçoit en 34 des gaz provenant du turbo.;--réacteur et envoie ces gaz à des diffuseurs fixes ou réglables 43. Ces derniers envoient, à leur tour, les gaz sur les faces des aubes 40 de la turbine afin de communiquer un mouvement de ro- tation au rotor 38 de la turbine.
Après leur passage par les aubes radiales 40 de la turbine jusqu'au centre du tore, les gaz sont envoyés à l'extérieur du tore par le conduit de sortie 36.
Un joint coulissant 35 est disposé entre la section de turbine 24 et le conduit d'admission 34, afin de permettre un déplacement axial entre le turbo-réac- teur et la turbine indépendante. Le joint 35 permet éga- lement en ce point un déplacement radial et rotatif. Le conduit d'admission 34 est monté coaxialement sur le con- duit de sortie de la section de turbine 24. Le joint cou. lissant 35 permet d'incliner l'arbre moteur d'un angle quelconque par rapport à l'axe géométrique du turbo-réac- teur.
Le rotor 38 est monté de manière à pouvoir tourner à l'intérieur du tore 32, sur un arbre 42. Le rotor de la turbine est fixé à l'arbre 42 au moyen de cannelures 44 et il est retenu axialement en place entre un épaulement 46 formé sur cet arbre et un écrou 48 vissé sur l'extrémité libre de l'arbre 42 traversant le rotor.
L'arbre 42 est monté de manière à pouvoir tour-
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ner à l'intérieur d'un carter 50, fixé à l'aéronef, par l'intermédiaire d'ensembles de roulements à billes 52 et 54, le'carter 50 étant fixé à l'arrière du tore au moyen d'un dispositif désiré quelconque, par. exemple par des boulons ou par soudage. L'arbre 42 peut s'étendre à par- tir de la turbine indépendante dans un plan perpendicu- laire à l'axe géométrique longitudinal du turbo-réacteur correspondant, ce qui réalise un dispositif d'entraine- ment de renvoi d'équerre.
Le chemin de roulement inté- rieur de chacun des ensembles de roulements à billes 52 et 54 est fixé à demeure à l'arbre 42, par sa périphérie intérieure et le chemin de roulement extérieur est fixé au carter 50 par sa périphérie extérieure. Les billes assurent une portée radiale et longitudinale comme dans n'importe quel agencement de palier classique. Un cir- clip 56 monté dans le carter 50 maintient en place l'en- semble de palier à billes 54 qui, à son tour détermine la position de l'ensemble de roulement à billes 52/et du ro- tor 38 de la turbine indépendante. L'extrémité libre de l'arbre 42, qui part du tore précité, composte un pi- gnon conique 58 monté à demeure sur cet arbre.
L'arbre. d'entraînement 14 comporte, sur son extrémité libre, un pignon conique 60 qui est en prise avec le pignon conique 58 afin d'assurer la transmission du couple. Bien que su@ la figure 3, on n'ait représenté qu'une seule structure:.. du tone et de. son montage, on utilise une structure simi- laire pôur entraîner le pign conique 62 situé sur le côté opposé de l'arbre 14. Bien que, dans l'exemple re- présenté, on n'utilise que deux turbines pour entraîner
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de vol n'exigeant pas toutes @e puissance de l'aéronef.
En outre, sur un hélicoptère monomoteur on peut faire pivoter la turbine 26 de manière que son axe géométrique 'soit vertical et que, de cette manière, elle entraîne directement le rotor principal par l'intermédiaire dun mécanisme réducteur à satellites.
Les réacteurs 16 et 18 entraînes! en rotation les pignons coniques 58 et 62 de telle manière que ceux- ci entraînent le pignon conique 60 dans le même sens.
Ce résultat peut être obtenu en utilisant un pignon fou ou bien en envoyant dans le sens approprié les gaz prove- nant des turbo-réacteurs dans les turbines indépendantes.
A partir du pignon conique 60, un arbre 64 tr- verse le fuselange et le cône de queue pour atteindre un boîtier d'engrenage de renvoi 66 d'où. part un arbre 68 qui traverse le pylône de queue 70 afin d'entraîner le rotor de queue 10 qui;, dtordinaire, est entraîné en rota- tion autour d'un arbre 72 généralement horizontal. On peut utiliser n'importe quelle commande classique pour le rotor de queue. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.499.314 représente et décrit un montage de rotor de queue et un dispositif de commande du pas de ce genre.
Un autre dispositif de commande de ce genre est représen- té dans le brevet français n 1.122.318 du 18.2.1955.
On peut ajouter du carburant en arrière de la section de turbine 24 et à l'intérieur du tore 32 par un collecteur 74,.ce carburant étant enflammé dans le tore, afin de permettre à la turbine indépendante de produire une plus grande puissance du fait que sa température d'ad- mission est plus élevée* Cette organisation peut être Utilisée sur quelques installations pour assurer des pointes de puissance dans des cas d'urgence, elle pour-
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rait être également utilisée de façon continue en permet-J tant ainsi à une turbine indépendante plus puissante d'être entrainée par un turbo-réacteur donné.
Bien que; jusqu'à ce stade de la description, on ait décrit une turbine indépendante 26 du type centri, , pète, on peut également utiliser une turbine indépendant, 76 à écoulement axial, comme représenté sur les figures 4 et 5. La turbine indépendante 76 à écoulement axial comprend un carter extérieur 78 du type à tore, compor- tant un conduit d'admission 80, situé à l'extrémité extéf rieure du rayon du tore, et un conduit de sortie 82 par- tant du coté de la turbine indépendante 76. Le rotor 84 de cette turbine indépendante est situé à la sortie du tore et comporte des aubes de turbine 86 s'étendant radialement à partir du rotor.
Le tore 78 reçoit, en 80, des gaz provenant du turbo-réacteur et les envoie à des diffuseurs 88 fixes ou réglables. A leur tour, les dif- fuseurs 88 envoient ces gaz sur les faces des aubes de turbine 86 dans une direction axiale, pour communiquer un mouvement de rotation au rotor 84 de la turbine indépen- dante. Après avoir quitté les aubes 86 de la turbine, les gaz sortent par le conduit de sortie 82. Cette insta- lation comporte également un joint 35, tel que décrit ci-dessus.
Le rotor 84 est monté de manière à être entrai- né en rotation sur un rbre 90. Le rotor de la turbine indépendante est fixé à cet arbre 90 par un dispositif approprié quelconque au moyen d'un flasque 92. Pour que l'arbre 90 puisse tourner dans un carter 94 fixé à l'aé- ronef, on monte cet arbre en utilisant des ensembles de roulements à billes 96 et 98, le carter étant fixé à la face arrière du tore 78 par une bride 100. Les ensembles, de roulements à billes 9$ et 98 peuvent être montés d'une
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manière désirée quelconque pour assurer leur rotation appropriée. On a représenté des cages de roulement in- térieures fixées à l'arbre 90 et les cages extérieures sont fixées au carter 94.
Les billes assurent une portée radiale et longitudinale comme dans n'importe quel agen- cernent de roulement classique.
Sur l'extrémité libre de 1 arbre 90 partant du tore est fixé un pignon conique 102. Le pignon conique 102 est en prise avec un pignon conique 160, réuni à son tour à l'arbre d'entraînement 14.
L'hélicoptère représenté sur la figure 6 est similaire à celui qui est représenté sur la figure 1, sauf que les turbo-réacteurs 104 et 106 sont placés dans des fuseaux-moteurs 108 et 110, respectivement, situés sur les côtés de l'aéronef, soit sur l'aile, soit sur des supports tels que 112 et 114. Chaque turbo-réacteur est monté à l'intérieur de son fuseau-moteur et ses gaz d'échappement sont envoyés dans une turbine indépendante dont l'arbre 90 est réuni à un carter d'engrenages 116 par l'intermédiaire duquel les arbres 90 entraînent l'ar- bre d'entraînement vertical 14. L'arbre 14 est réuni aux pales 12 du rotor par une tête de rotor 118.
La figure 7 représente un groupe moteur monté dans un fuseau-moteur et constitué par deux turbo-réac- .teurs 120 et 122, qui sont disposés l'un au-dessus de l'autre et envoient leurs gaz d'échappement dans un col- lecteur 124 formé de deux sections 125 et 127. Les gaz d'échappement provenant du turbo-réacteur 120 sont en- voyés dans la section 125 du collecteur, et les gaz d'é- chappement provenant du turbo-réacteur 122 sont envoyés dans la section 127 de ce collecteur. Chacune des sec- tions 125 et 127 envoie ses gaz d'échappement sur l'une des moitiés des aubes du rotor de la turbine indépendan-
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te à l'aide de diffuseurs ou aubes rotatifs convenable- ment disposés.
La figure 8 représente un groupe moteur monté dans un fuseau-moteur et constitué par deux turbo-réac- teurs 126 et 128, qui sont disposés l'un au-dessus de l'autre et envoient leurs gaz d'échappement dans un col- lecteur 130, de manière que les gaz d'échappement prove- nant des deux turbo-réacteurs soient amenés à l'ensemble du conduit d'admission de le turbine indépendante. Le collecteur entoure la totalité du conduit d'admission de cette turbine. Dans ce cas, si l'un des turbo-réacteurs cesse de fonctionner, le turbo-réacteur restant envoie ses gaz d'échappement à la totalité du conduit d'admis- sion de la turbine indépendante.
On comprendra que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur le dessin et dé- crits dans le présent exposé mais qu'elle peut être uti- , lisée 4'autres manières sans sortir du cadre de la pré- sente invention.
REVENDICATIONS 1. Installation de force motrice, caractérisée en* ce qu'elle comprend un turbo-réacteur comportant un com- presseur et une turbine motrice montés sur un arbre le long d'un premier axe géométrique, et une turbine indé- pendante dont le rotor est monté sur un arbre disposé suivant un second axe géométrique faisant un angle nota- ble avec le premier axe géométrique, le turbo-réacteur étant raccordé à le turbine indépendante de telle manière que ses gaz d'échappement sont envoyés dans le conduit d'admission de la turbine indépendante.
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