CA1330788C - Dispositif de transport et de soulevement de charges pour leur deplacement par propulsion aerienne - Google Patents

Dispositif de transport et de soulevement de charges pour leur deplacement par propulsion aerienne

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Abstract

La divulgation décrit un dispositif de transport et de soulèvement de charges pour leur déplacement par propulsion aérienne à sustentation aérodynamique à voilure tournante à deux rotors coaxiaux de même diamètre tournant à la même vitesse avec rotation inversée par double couronne entraînée par galets opposés. Le dispositif comporte une couronne fonctionnelle par deux rotors entraînés en rotation par deux galets dont l'un est entraîné par un ou deux moteurs montés sur le bâti. La couronne interne comporte une potence permettant la superposition des pales externes.

Description

, l33a7ss L'objet de l'invention concerne un dispositif de transport et de soulèvement de charges pour leur déplacement par propulsion aérienne.
Il est destiné au décollage et à la sustenta-tion aérienne, soit pour réaliser des déplacements, soit pour immobiliser des masses pondérales à une certaine hauteur pour les déplacer.
Il est connu d'utiliser des appareils de ce genre à un ou deux rotors, mais jusqu'à ce jour l'entraî-nement des deux hélices et leur contrôle exigeaient desmoyens mécaniques lourds et complexes rendant ces dispositifs inutilisables industriellement aussi bien pour le transport des charges que pour des personnes vu les difficultés de commande et de transmission de puissance ainsi que par l'absence de sécurité. Le brevet US-A-2.466.821 décrit un appareil à deux rotors contraro-tatifs entraînés par des arbres concentriques et un ensemble d'engrenages de fabrication délicate les rotors étant dépourvus de carénage, ce qui peut présenter un danger évident pour les utilisateurs. De plus, les pales de cet appareil sont fixes, ce qui nécessite, pour le contrôle des mouvements en vol, l'utilisation de toute une série d'ailerons orientables ou rétractables commandés par un ensemble complexe de leviers, axes, engrenages et autres.
Le dispositif suivant l'invention a pour but de -supprimer ces inconvénients grâce à une conception entraînant une réduction de dimension avec gain de masse à
vide et amélioration de la sécurité tout en facilitant la fabrication.

', ~-~33~78~ -Il est constitué par la combinaison de deux hélices ou rotors horizontaux et superposés de même diamètre et tournant en sens inverse, ensuite par un dispositif d'entraînement par galets opposées situés sur le même étage entraînant des couronnes concentriques porteuses des voilures tournantes superposées et enfin par un carénage des pales en rotation. De plus, les deux rotors sont porteurs, leur couple se compense supprimant les énergies perdues dans la fonction anti-couple, ce qui augmente la puissance au bénéfice de la sustentation. Ces rotors sont contrarotatifs et de même diamètre de façon que la veine d'air ne soit pas mise en rotation et que l'énergie soit entièrement disponible pour la sustentation; enfin, il n'y a plus d'effet gyroscopique induisant des couplages dissymétriques entre les mouvements de tangage et de roulis, ce qui fait que le pilotage est facilité.
Selon un mode de réalisation avantageuse de la présente invention, on suggère un dispositif de transport et de soulèvement de charges pour leur déplacement par propulsion aérienne à sustentation aérodynamique à voilure tournante incluant une voilure inférieure et comportant un mécanisme d'entraînement ayant pour objet de permettre une simplification, un allègement et une diminution de l'encombrement du mécanisme d'entraînement caractérisé par la combinaison de deux rotors coaxiaux superposés, de même diametre et à rotation inversée, montés sur deux couronnes portant pales s'appuyant sur des galets porteurs et des galets moteurs entraînés suivant au moins un axe vertical par un ou deux moteurs et fixés sur un bâti, une couronne externe portant la voilure inférieure étant en contact avec la génératrice la plus extérieure des galets moteurs, l'autre couronne, interne, étant en contact avec la '' , ,, ~ - 2 -~33~78~
generatrice la plus interne des galets moteurs et par consequent entraînee en sens contraire de la couronne externe, étant précisé que la couronne interne comporte une potence permettant la superposition des pales.
Selon un autre mode de réalisation avantageuse de la présente invention, on suggère un dispositif de transport et de soulèvement de charges pour leur deplacement par propulsion aérienne à sustentation aérodynamique à voilure tournante comprenant un premier et un deuxième jeux de rotors coaxiaux de même diamètre produisant une veine d'air annulaire; une couronne interne montée au premier jeu de rotors coaxiaux; une couronne externe montée au deuxième jeu de rotors coaxiaux, la couronne interne ayant la forme d'une potence positionnée à l'intérieur de la couronne externe de sorte que le plan du premier jeu de rotors est parallèle au plan du deuxième jeu de rotors; des premiers moyens à galets moteurs positionnés entre les couronnes interne et externe et en contact avec ces dernières, les premiers moyens à
galets moteurs étant entraînés par au moins un moteur; des deuxièmes moyens à galets positionnés vis-à-vis des premiers moyens à galets moteurs et positionnés entre les couronnes interne et externe et en contact avec ces dernières de sorte que les rotors coaxiaux tournent à la même vitesse et en ~
sens contraire. ~ ;
Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention~
La Figure 1 représente l'appareil dans son ensemble vu en élévation.
La Figure 2 est une vue en élévation de la couronne directionnelle et portante.

- 2a -~, .
q_~

133078~

Les Figures 3 et 4 représentent à une échelle :
différente les détails constructifs de l'entraînement. ;
La Figure 5 montre un montage de pale à ;-articulation mécanique. ~
La Figure 6 représente une variante constructive :
avec deux moteurs de propulsion. . ::

- 2b -, ~ -C

` 133~78~
.

L'appareil est pourvu d'un moteur 1 fixé sur le bâti principal 2 entralnant les poulies 3 et S reliées par les courroies 4 aux galets moteurs 6 ayant leur axe parallèle à l'axe principal.
Deux couronnes s'appuient sur ces galets, l'une externe 8 en contact avec la génératrice la plus extérieure des galets, l'autre interne 10 en contact avec la génératrice la plus interne des galets et par conséquent entralnée en sens contraire de la couronne externe.

La couronne externe est munie de pales porteuses 9 fixées sur sa périphérie à l'extérieur. La couronne interne 10 comporte une extension 11 ou potence qui permet de fixer les pales 12 également à l'extérieur, ce qui est un des éléments caractéristiques de l'inven-; tion.
Les pales 9 et 12 convenablement calées en pas,assurent la sustentation aérodynamique de l'appareil.
La portance est transmise aux couronnes 8 et 10 20 et par elles aux galets 6, ainsi qu'aux autres galets 7 ;~

simplement porteurs qui concourent avec les galets 7 à ;~
assurer le guidage axial et radial des deux couronnes et à
transmettre les forces de portance au bati principal 2 qui resoit les charges. ~ ~
Si la vitesse de rotation de la couronne ~ ~;

externe est moindre que celle de la couronne interne, on peut corriger cette différence par le nombre de pales et avec calage plus élevé.
Suivant une variante d'exécution, la couronne interne 10 s'appuie sur un deuxième jeu de galets 13 ~o ~daires des galets moteurs 6 ou porteurs 7, mais de _ diamètre plus petit, (fig. 4). Ceci afin d'obtenir une vitesse de rotation égale. Ils assurent alors le même pouvoir de levage.
Une garniture 15, ( fig. 3) peut être mon~e sur la couronne. Elle comporte une cavité remplie d'air sous pression qui lui confère les qualités de souplesse d'un pneumatique de véhicule.
On obtient ainsi un meilleur entraînement, une réduction d'usure et une amélioration au point de vue sonorité.
La pale 9 ou 12 (fig. 4) est libre en rotation sur une fusée 16 et comporte un levier de commande 17 actionné par une biellette 18. La fusée 16 est articulée en battemen' sur un maillon 19 lui-même articulé, entraînée sur la couronne 8 ou 11.
On obtient ainsi une possibilité de pilotage en altitude, en direction et en inclinaison longitudinale et , ' ~ ' ' ~ 133~7~

latérale auxquels sont liés les déplacements longitudinaux, latéraux ou de virage.
Le carénage externe (figure 2) délimite le contour externe de la veine d'air qui traverse les rotors. Il com-porte une partie résistante 23 et un élément attenant 24 de forme appropriée à sa destination.
La veine d'air annulaire est délimitée sur sa partie interne par les calottes 25 et 26 solidaires du bati 2 et des portions cylindriques tournantes 27, 28 fixées sur les rotors au niveau des pieds de pales. Le carénage externe est rendu solidaire du bâti central par des ailettes 29 et 30 sensible-ment radiales.
Il est connu théoriquement et pratiquement qu'un tel type de carénage améliore les performances d'un rotor donné, par l'effet de "diffusion" sur la partie de veine sortant en aval, qui augmente sa section et donc la ralentit, en augmentant la poussée. A puissance donnée, un rotor ;
caréné fournit une portance plus élevée, comme celle que donnerait un rotor de plus grand diamètre.
Ainsi, l'adjonction d'un carénage non seulement améliore la sécurité, mais aussi la performance en charge décollable. Il faut noter aussi la possibilité de la com-pleter à la partie inférieure par une jupe souple convena- ; ;~
blement formée qui pour des utilisations près du sol trans~
formerait cet engin en appareil sur "coussin d'air" qui, comme il est bien connu, ne demande qu'une très faible puissance pour soulever une charge donnée.
Toujours pour des raisons de sécurité, il est ~ -~
courant de monter sur des aérodynes une pluralité de moteurs, pour parer au cas de la panne de l'un d'entre eux (Fig. 6).

133~788 Les moteurs 1, 1' sont montés excentriquement sur le bati 2 et pour permettre leur lancement séparé, ou assurer la continuité de fonctionnement au cas d'arret éventuel de l'un deux, entrainant les poulies 3, les galets et les cou-ronnes par l'intermédiaire d'un embrayage 32 et d'une roue libre 31, ou d'une combinaison des deux, ces dispositifs étant, ainsi que leur fonctionnement, bien connus par ailleurs.
Chacun des moteurs peut ainsi entrainer un ou plusieurs galets de sorte que la charge de l'entrainement des :; 10 couronnes est mieux répartie.
D'autre part, la position excentrée des mo-teurs dégage la partie centrale de l'appareil, qui peut etre uti-lisée pour le logement de certaines charges qui sont alors parfaitement centrées.

Claims (9)

1. Dispositif de transport et de soulèvement de charges pour leur déplacement par propulsion aérienne à
sustentation aérodynamique à voilure tournante comprenant un premier et un deuxième jeux de rotors coaxiaux de même diamètre produisant une veine d'air annulaire; une couronne interne montée audit premier jeu de rotors coaxiaux; une couronne externe montée audit deuxième jeu de rotors coaxiaux, ladite couronne interne ayant la forme d'une potence positionnée à l'intérieur de ladite couronne externe de sorte que le plan dudit premier jeu de rotors est parallèle au plan dudit deuxième jeu de rotors; des premiers moyens à galets moteurs positionnés entre lesdites couronnes interne et externe et en contact avec ces dernières, lesdits premiers moyens à galets moteurs étant entraînés par au moins un moteur; des deuxièmes moyens à galets positionnés vis-à-vis desdits premiers moyens à galets moteurs et positionnés entre lesdites couronnes interne et externe et en contact avec ces dernières de sorte que lesdits rotors coaxiaux tournent à la même vitesse et en sens contraire.
2. Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel lesdits premiers moyens à galets moteurs comprennent également une paire de galets joints de façon coaxiale et ayant des diamètres différents et proportionnés pour compenser les différences entre les dimensions desdites couronnes internes et externes de façon à rendre égales les vitesses de rotation des premier et deuxième jeux de rotors coaxiaux.
3. Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel lesdits rotors coaxiaux comprennent également des pales montées de façon mobile sur lesdites couronnes et des moyens de contrôle pour varier le pas desdites pales, associés auxdites pales.
4. Dispositif suivant la revendication 1 comprenant également un carénage fixe de protection et des calottes pour limiter la veine d'air annulaire produite par lesdits rotors coaxiaux.
5. Dispositif suivant la revendication 2 dans lequel la couronne comprend également une garniture souple disposée contre ladite couronne.
6. Dispositif suivant la revendication 5 dans lequel au moins un desdits galets accouplés de façon coaxiale comprend une garniture souple disposée contre ledit galet.
7. Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel lesdites couronnes portent pales et sont entraînées par des galets superposés de diamètre différent pour rendre égales les vitesses de rotation, alors que soit les galets, soit les couronnes peuvent comporter des garnitures tubulaires souples remplies d'air sous pression.
8. Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel lesdites couronnes portent pales, lesdites pales comportant un levier de commande et étant montées sur la couronne ou la potence par l'intermédiaire de commandes agissant sur le pas des pales.
9. Dispositif suivant la revendication 1 comportant également un carénage fixe de protection limitant la veine d'air annulaire, porté par des ailettes radiales, complété
par un élément attenant des calottes supérieure et inférieure, ainsi que des portions cylindriques tournantes fixées sur les rotors au niveau des pieds de pale.
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