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1 DISPOSITIF l BaUGE D'UN vueltarmo, Il 'A3".C1 Dl SA l>ou8s22 "..
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La présente invention est relative à on dispositif de réglage d'un ventilateur pour appareil VTOL et concerne, plus particulièrement, un dispositif de détournement, c'est-à- dire, un système pour régler ou approprier la poussés tel qu'il est utilisé avec un ventilateur d'équilibrage ou de com- mande placé dans le fuselage d'un appareil à décollage vertical.
Le système de ventilateur ascensionnel constitue un des systèmes pour appareil VTOL, c'est-à-dire pour appareil à décollage et atterrissage vertical. Dans ce système on peut installer dans les aile* ou dans le fuselage, de grande venti- lateurs du type turbine ou turboventilateur à aubes montées en pointe, destinées à brasser verticalement de grandes quantités d'air d'une vitesse relativement faible de façon à exercer une poussée ascensionnelle sur l'appareil.
Pendant la phase de planage ou d'ascension verticale de l'appareil, comme pendant la phase ou période de transition, dans laquelle l'appareil entre dans la partie horizontale du vol, au cours de laquelle des groupe* moto-propulseurs à réaction à jet droit peuvent à leur tour, entrer en action, il est de nécessité vitale de fournir une puissance d'équilibrage et de commande pour maintenir la position de l'appareil à Ion niveau. En général le centre de gravité de l'appareil ne coincide pas avec la résultante de la poussée en aorte qu'un moment est créé qui .tend à faire tan- guer l'appareil pendant la période d'eancension.
Il faut en outre, veiller à équilibrer statiquement l'appareil en raison de la charge utile ou d'autre. considérations de chargement, et aussi pour compenser les effets de rafales qui auraient tendance à incliner l'appareil vers le haut ou vers le bas quand il est porté dans l'air.
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Les exigences typiques relative$ au ventilateur d'équilibrage et de commande, qui sera décrit dama le présent mémoire, à seul titre illustratif comme un ventilateur supplé- mentaire, placé dans le nez du fuselage, demandent que le ven- tilateur de ne* fournisse aussi bien un* poussée positive que négative dont l'effet de compensation permet de maintenir 1* avion dans la position voulue* Normalement, le ventilateur d'équilibras, et de com- mande,
auquel on se réfère dans la luit. du présent mémoire comme étant un ventilateur de nez, est un ventilateur dont les caractéristiques géométriques sont fixes et à travers lequel pans* une quantité fixée de puissance* Cela suffit pour pro- duire une poussée positive là où le ventilateur peut être conçu pour développer une poussée maximale mais le problème se pose de faire fonctionner le ventilateur au même niveau de puissance d'entrée et de lui faire produire une poussée néga- tive.
Il ont souhaitable de faire fonctionner le ventilateur à puissance constante pour des raisons de simplicité, ce qui entraîne une vitesse constante du ventilateur quand celui-ci fonctionne cana blocage. Il est évident que la poussée du ventilateur peut être détruite mais cela ne peut pas ne faire d'une façon qui tendrait à bloquer le ventilateur pour créer des problème* mécaniques ou aérodynamiques.
Si le ventilateur ne fonctionne pas à puissance ou à régime constant cela signi- fie que la puissance qui traverse le ventilateur doit être di- rigée ailleurs et que leigas d'échappement qui passent normal** ment à travers la turbine de commande du ventilateur dans les condition. maximales, doivent tire évacuera ou qu'on doit en disposer autrement.
Tout en étant réalisable, cela demande un mécanisme de commande supplémentaire pour diriger l'air dans une dérivation de manière à en disposer. La complexité
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du mécanisme et de la commande augmente donc parce qu'il faut faire varier d'autrez facteurs, On peut voir que Même l'arrêt du ventilateur ne peut fournir la poussée négative parfois requise.
C'est pourquoi il est nécessaire de prévoir un die- positif de réglage ou modification appropriée de la poussé , permettant au ventilateur de fonctionner, en substance, à puissance et à vitesse constantes et de remédier au problème de calage du.ventilateur quand la poussée est modifiée* Pour cette raison, un système est requis permettant de faire varier la poussée de sa valeur maximal. 1 une valeur négative, le ventilateur ayant les propriétés susdécrites.
La présente invention a pour objet un dispositif de de déviation ou détournement ou système de réglage d'un venti-.
@ lateur qui peut faire varier la poussée d'une position corres- pondant à un effet positif maximal à une position correspondant à un effet négatif, la puissance d'entrée étant, en substance constante, et empêcher le ventilateur de se caler et qui utilise pour régler ou détourner la poussée, une partie du dispositif de l'avion.
La présente Invention est relative à un dispositif
VTOL t de réglage d'un ventilateur pour avion/muni d'un ventilateur monté verticalement dans un conduit prévu à l'intérieur de l'avion pour déplacer verticalement de l'air 1 travers l'avion pour créer une poussées'! dispositif, dans lequel deux portes sont disposées symétriquement autour dé l'axe longitudinale, chaque porte possédant un pivot longitudinal placée en substance, au centre de pression de la porter et dans lequel on a prévu un dispositif permettant de faire tourner les portes autour du pivot pour intercepter l'écoulement d'air,
le guider le long de la surface intérieure de la portière et le dévier dans une direction inversa les portières pouvant tourner pour se mettre dans la position d'ouverture extrême de manière à continuer le
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conduit ou canal destiné à guider l'air le long de la surface extérieure des portes.
A la surface extérieure de chaque porte on a prévu une nervure 'étendant longitudinalement, ladite surface se trouvant en dessous du pivot quand la porte et dans la posi- @ tion d'ouverture extrême, ces nervures sont destinées à fonction- ner comme barrières d'écartement, et la porte eat formée de façon qu'elle présente une courbure moindre entre le pivot et le bord d'attaque et une courbure plua accentuée entre le pivot et le bord de fuite opposés
Le diaponitif de réglée peut, en outre, comporter plusieurs aube* directrice.
espacée., généralement parallèle* à chaque porte, placée* au-dessus de celle-ci, entre la porte et le ventilateur, au-dessus du pivot dans la position d'in-' terception d'air, de façon a canaliser l'air dans la direction opposée le dispositif peut aussi comporter un dispositif en forme de voleta qui coopèrent avec les porte., les voleta étant portés sur la surface extérieure de la porte pour étendre la capacité des portes d'intercepter de l'air,
Dans les dessins ci-annexé. :
- la figure1 est une vue perspective fragmentaire du dispositif de réglage de ventilateur ouvert dans une position intermédiaire, associé à un ventilateur placé dans le ni% d'un appareil ; - la figure 2 est une coupe transversale schématique, montrant les portes en position de fermeture, faisant partie du fuselage - la figure 3 est une coupe transversale fragmentaire d'une parta, montrant plusieurs positions de celle-ci ;
- la figure 4 est une vue semblable à la figure 3, mon- trant dans une forme d'exécution modifiée des tubes directrices
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supplémentaires, parallèles à la porte - la figure ? est une vue perspective d'une seule parte montrant des barrières d'extrémité destinées à délimiter l'écoulement d'air et - la figure 6 est une coupe fragmentaire d'une seule porte montrant une modification de celle-ci*
En référence à la figure 1,
y *et représenté* une section du ne% d'un appareil typique dans lequel on peut utili- sar le dispositif de réglage de ventilateur suivant la présente invention. Bien qu'il soit représenté dans la section du nex en raison de ses caractéristiques avantageuses, le dispositif étant muni d'un ventilateur d'équilibrage et de commande, il faut comprendre que la présente invention peut être utilisée pour n'importe quel dispositif à ventilateur dont la profondeur *et suffisante pour le système de réglage renfermant des hélices carénions mais qu'elle sera décrite dans la suite du présent mémoire en rapport avec le ventilateur de ne ,
cela uniquement pour la simplicité L'appareil possède un fuselage 10 dans le nex duquel un ventilateur monté verticalementdésigné, d'une manière générale par la notation de référence11, est placé dans un canal 12 pour déplacer de l'air verticalement à travers le fuselage de manière à exercer une poussée sur l'avion.
Le ventilateur peut être une turbine à aube* montées en pointes dans laquelle les aubes de turbine 13 (figure 3) sont montées périphériquement sur les extrémités des palan 14 du ventilateur. de manière connue, et le ventilateur est actionné par les Cas d'échappement 'provenant d'une source appropriée, dirigea à travers le colimaçon 15 pour actionner les aube* 13 de turbine.
A l'entrée du ventilateur, on peut utiliser des lamas ou des persiennes appronriées 16 celles-ci peuvent être ouvertes comas représenté à la figure 1 pendant l'ascension verticale, et fer- mées à ras du fuselage pendant le vol horizontal.
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Pour faire varier de manière cont1nue.JJ 14 poussés provenant du ventilateur it dten effet positif ru:d.ma1 .. un effet maximal inverse ou opposé et pour réaliser cela à puis*
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lance et à vitesse constantes du ventilateur, on a prévu deux portée, 17 et 18.
Pour la Implicite* il est préférable que
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les portes noient faites d'une plies In référence zut la figuré 2, on peut voir que les portes sont disposée* symétriquement autour de l'axe longitudinal et ont une forme appropriée pour épouser exactement la surface extérieure du fuselage 10 et former une partie de celui-ci quand elles sont formées comma
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reprisentéo A l'endroit de l'axe longitudinal, un montant supplémentaire 19 douane une certaine rigidité au fuselage à l'endroit de l'ouverture et s'étend dans le sens de la longueur de celle-ci et le bord d'attaque 20 de la porte touche le mort.
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tantiquand la porte se trouve en position fermée* La présente invention permet d'obtenir une variations complète et continue de la poussée du ventilateur 1 t. Sn réfé- ronce à la figure 3, on peut voir que chaque porte est montée sur un pivot longitudinal 21 qui s'étend dans le fuselage à chaque extrémité de la porte. Celle-ci peut Sone tourner autour du pivot* Le pivot 21 est placé d'une manière particuliere pour simplifier le fonctionnement.
Pour diminuer le moment
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requis pour actionner les portée, le pivot est disposé, en subib. tance, au centre de pression de la porte, qui *et essentielle- ment la ligne d'action de la résultant@ des forcée intégrées ex-
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eroéeat par la pression de l'air sur la surface intérieure de la porte. Par ailleurs, le pivot est disposé en substance, en dessous de la périphérie extérieurs du ventilateur 14, compor- tant les aubes 13 de turbine, comme représenté clairement à la figure 3. En outre, pour laisser un espace libre, le pivot 21
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est placé en-dessous du vent1lateur.
A une distance égale au moins à celle du bord d'attaque 20 de la porte au pivot,
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distance qui est, comme représenté, égale, en substance, à la distance de l'axe longitudinal au pivota
Comme on l'a dit précédemment, les caractéristique! de l'appareil requièrent que le dispositif de réglée aille d'une poussée positive à une poussée négative pour remplir les conditions de vol. Il est, en outre, avantageux de réaliser cela à vitesse et à puissance constant.. du ventilateur donc sans que celui-ci ne se bloque.
Par ailleurs le dispositif doit modifier ou approprier la poussée très rapidement de façon que le temps constant nécessaire au passage de la poussée maxi- male à une poussée Inverse soit maintenu aussi petit que posai - @ ble. Le dispositif de réglage/de modification de la poussée satisfait à ces exigences, La figure 3 montre la porte dans la position fermée ou position indiquée en traite pleine dans une position intermédiaire indiquée en traits interrompue et dans la position ouverte extrême indiquée en traita interrompue plus grande.
On peut voir que la position du pivot 21 au-dessus du montant 19 doit permettre au bord d'attaque 20 de basculer vers l'extérieur quand on fait tourner la porte de la position fermée à la position ouverte. Les portes sont donc raccourcies pour toucher le montant 19 et pour empêcher le coincement quand on fait tourner le bord d'attaque 20 dans le souffle du venti- lateur pour le mettre dans la position ouverte.
En référence à la figure 5, on peut voir que la porte peut avoir avantageusement une forme aérodynamique pour obtenir une rigidité structurelle et cela concerne aussi le bord d'atta. que aocentué 20, comme représenté à la figure ?. Par ailleurs, la forme aérodynamique tout en notant pas essentielle, forme les surfaces lissas intérieure 22 et extérieure 23, permettant l'écoulement de l'air sur ces surfaces, comme on l'expliquer* dans la suite du présent mémoire.
Un bord d'attaque tranchant
20 assure une restriction plus grande de l'écoulement entre les bords d'attaque des portes dans.les positions intermédiaires
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forçant une plu* grande quantité d'air à s'écouler le long des 4urtActa intérieures des port**,
A la figure 3,en peut voir que quand on fait tourner la porte de la position formée indiquée en traite pleine à la position ouverte extrême indiquée en traite interrompu*, la
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port.
intercepte, dans les position* interaddiairoo$ dont un$ est représenté , une partit de l'air s 'écoulant vers le bas à partir du ventilateur et détourne le flux vers l'extérieur et vers le haut, d'une manière qui est déterminée par la cour- bure de la porte.
Dans l'arrangeaient particulier représenté !* courbure de 1 @ porte est plus accentué@ du pivot 21 au bord de
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fuit* 249 afin d'obtenir la poussée verticale 8axt.al, dans la position la plus favorable. On notera également que le ventila- tour tend. 'étrangler quand la porte tourne pour se mettre
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dans la position qui correspond à une poussée iRV$r<<<,ï,''<M'M" flouent qui dépend des caractéristique.
du ventilateur, peut tttè ."'1 sérieux peur caler le ..nt11a,.r.Quand le calage Il produit, ltdoouloa t d'air dans le ventilateur,! 'efficience et l"aUjtpxMm" tien de pression peuvent tomber rapidement* On peut voir que 10 ventilateur n'est à aucun moment f<fx'< 00*pléb ont pare. que 10 .anal 12, en substance, circulaire est ferai par les portes rectana u181re.
17 et le.En d'autres not4gà la parti* avant et 1 la partie arrière du ventilateur, cornue représenté A la figure 1, les pirtM ne peuvent jamais intercepter complètement 1#40*ulment d'air.Le dispositif de réglage permet donc à tout moment le
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passage d'une certaine quantité à travers le ventilateur, eauf en position f<nm<e* Cela permet à la porte de s'ouvrir conplêtt- *ont et d'intercepter des quantités variables d'air sans ta* caler le ventilateur* Dans la position ouvert* extrîmoi reprd- aontée à la figure 3, la surface extérieur* 23 de la porte pré- 4e' long* le conduit d'échappement de l'air vers 'le bas,
permettant une pleine poussée avec peu eu pas de restriction* Le dispositif Permet donc d'obtenir une Poussée infiniment variée avec un*
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puissance d'entrée et une vitesse du ventilateur, en substance, constantes pour rendre le système le moine compliqué possible* En empêchant le ventilateur de se caler il ont possible d'obte- nir,presque instantanément, un fonctionnement avec une poussée négative, sans emballer le ventilateur* Les passages ouverts aux extrémités, ù l'avant et à l'arrière du ventilateur, extré- mitée qui ne sont pas complètement fermées par les porte.,
donne au ventilateur le dégagement nécessaire pour l'empêcher de se caler.
En raison de la tendance de l'air à suivre une surfnce courbe jusqu'à un point donné, on souhaite écarter l'air de la surface extérieure de la porte, quand celle-ci est en position extrême d'ouverture. Pour cela, il *et prévu un dispositif approprié, tel qu'une nervure 25, représenté* en dessous du pivot quand la porte est en polit ion d'ouverture extrême, La nervure força l'air à s'écarter et à continuer vers le bans en substance, dans la même aire où il quitte le ventilateur.
On peut voir que l'écoulement d'air par la porte se fait suivant deux surfaces pendant le fonctionnement du dispo- sitif de modification ou de réglage. Pendant que la porte se trouve dune la position où elle intercepte de l'air, le fluide s'écoule sur la surface intérieure lissa de la porte et dans la position d'ouverture extrême, il s'écouls sur la surface extérieure de la porte. Il y a donc, grâce à un dispositif mobile, constitué par une seule pièce, un nombre infini de poli- tions de réglage permettant de modifier complètement la poussée, le dispositif faisant également partie, du fuselage, quand il *et en position fermée.
Le système .et, par ailleurs, en deçà de la limite critique par le fait qu'aucun placage d'évacuation n'est obturé et que ceux-ci sont tous capables de laisser passer plus d'air si la vitesse du ventilateur augmente, bien qu'une telle augmentation ne soit pas nécessaire, pour les raisons
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susdites concernant le calage du ventilateur Il est possible d'obtenir toute la gamme de variation continue de la poussée, d'un effet positif à un effet négatif, en faisant tourner quel- que peu les portes dans la position intermédiaire,' comme repré- lent' à la figure 3.
Pour manoeuvrer les portes, on peut utiliser n'importe quel dispositif de manoeuvre, tel qu'une tige 26 passant à tra- vers le pivot, et la seule chose nécessaire est donc une comman- de unique.
Il est possible que, dans certains cas, l'écoulement d'air du ventilateur tende à pousser de l'air vers le bas con- tre la partie extérieure de la porte, dans la position inter- médiaire, et à créer une contre-pression sur le ventilateur en raison de l'étranglement qui pourrait se produire. Pour resté dier a cela, il peut être souhaitable d'ajouter des aubes di- rectrices 27 espacées, supportées convenablement sur la porte entre celle-ci et le ventilateur, au-dessus du pivot pour cana- liser l'air dans le sens opposé. Si la compression vers le bas ne nuit pas au ventilateur, les aubes ne sont pas nécessaires.
Les aubes sont arrangées,comme représenté à la figure 4, en substance parallèlement a la courbure de la porte, afin de former des canaux que l'air est destiné à suivre. On peut voir que quand la porte est dans la position qui correspond à une poussée inversée, comme le montre la position indiquée en plus petits traite interrompus à la figure 3, l'air conduit hors du ventilateur pourrait tendre à s'écouler par dessus le bord des portes et la composante verticale de cet air serait perdue* Pour éviter cela, une barrière 28 est prévue à l'extrémité de chaque porte, perpendiculairement à la surface de celle-ci et à l'axe longitudinal,
afin de délimiter l'écoulement détourné ou dévié de l'air et de l'empêcher de déborder par dessus les extrémités des portes.
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Si on tmuva qu'il est nécessaire d'augmenter la Fouettée inverse, il est possible d'étendre la capacité de @ chaque porte, d'intercepter de l'air de plusieurs façon., par exemple à l'aide d'un mécanisme approprié de commande action- nant un volet supplémentaire 29 ou l'équivalent de celui-ci, comme représenté à la figure 6. Le volet, qui peut être atta- ché à la portée coopère avec celle-ci et intercepte plus d'air du ventilateur et le dirige vers 1'extérieur.
Il ont évident que le volet est rétracté à l'aide des tiges 30 pour être dans le même plan que la parts 19 dans les positions de fermeture et d'ouverture extrême*
Le dispositif de modification ou de réglage qui vient d'être décrit, prévoit des portes que l'on fait complètement tourner pour les mettre dans une position opposée et prévoit un nombre infini de positions de réglage sans caler le ventila- teur, de façon à permettre un fonctionnement à puissance et à vitesse, en substance,
constantes*
REVENDICATIONS
1.- Dispositif de réglage d'un ventilateur pour appa- reil VTOL muni d'un ventilateur monté verticalement dans un conduit pour déplacer de l'air verticalement à travers le con- duit afin de créer une poussée ascensionnelle, caractérisé en ce que deux portes sont disposées symétriquement autour de l'axe longitudinal du fuselage, chaque porte ayant un pivot longitudinal disposée en substance, au centre de pression de la porte, et en ce qu'on a prévu un dispositif pour faire tourner les portes autour du pivot pour intercepter l'écoulement d'air du ventilateur,
le guider le long de la surface intérieure de la porte et le dévier ou le détourner en sens opposés les portes pouvant touner pour se mettre dans une position d'ouverture extrême de manière à continuer le canal, pour guide? l'air le long de la surface extérieure des portes
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2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une barrière et prévue à chaque extrémité de chaque porte, en substance, perpendiculsirement à la surface de cha- que porte, pour délimiter ou restreindra l'écoulement de l'air dévié ou détourné et pour emptcher qu'il ne déborde par dessus les extrémité.
des portos*
3.- Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce qu'on a prévu une nervure ou saillie longitudinale sur la surface de chaque porte qui est en dessoie du pivot quand la porte est en position extrûme d'ouverture, pour écarter l'air.
4.- Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendi- cation* précédentes, caractérisé en ce qu'on a prévu plusieurs aubes directrice* placée au dessus de chaque porto et parallèles à celles-ci, disposées entre la porte et le ventilateur, au- dessus du pivot dans la position où la porte intercepte de l'air, afin-de canaliser l'air en sens opposé.
5.- Dispositif suivant l'une ou l'autre des reven- dications précédentes caractérisé en ce qu'on a prévu dos die- positifs en forme de volets qui coopèrent avec les port.. et sont supportés sur la surface extérieure de celles-ci pour étendre la capacité des portes d'intercepter de l'air.
6.- Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le pivot longitudinal de chaque porte est placé verticalement en dessous de la péri- phérie extérieure du ventilateur, environ à la moitié de la lar- geur de la porte.
7.- Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes caractérisé en ce que chaque porte a une courbure moindre entre le: pivot et le bord d'attaque et une courbure plus accentuée entre le pivot et le bord de fuite Opposé.
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8.- Diapoaitif 8UIVAnt l'une ou loutre d#o fevndi- cation* pcMrnt.., caractérisé en ce qu'on * prévu pour oon.t1- tuer le bord d'attaque de chaque perte, un bord tranchant,