Appareil de navigation, en particulier aérienne. La présente invention a pour objet un a,ppareil de navigation, en particulier aé rienne. Pour pouvoir régler<B>à</B> volonté l'effort sustentateur et la composante horizontale<B>de</B> traction, il a<B>déjà,</B> été fait application<B>à</B> des planeurs, d'hélices inclinées, destinées<B>à dé-</B> velopper simultanément un effort sustenta- teur et un effort de traction.
Ces dispositions n'ont pas donné les ré sultats attendus, en raison de l'interréaction nuisible des propulseurs et des surfaces fixes. En outre, aucun de ces appareils ne réalisait l'indépendance de la sustentation et de la traction horizontale, ce qui les rendait<B>à</B> peu près impossibles<B>à</B> manceuvrer.
L'objet de l'invention a pour but de re- m6dier <B>à</B> ces inconvénients; il est caractérisé par au moins un dispositif propulseur princi pal donnant une force de traction réglable qui est située dans le plan vertical passant par l'axe longitudinal de l'appareil et qui fait, avec la normale<B>à</B> cet axe, également si tuée dans ce plan, un angle compris entre<B>30</B> et 45 degrés, et par au moins un dispositif auxiliaire propre<B>à</B> donner une réaction aéro dynamique située aussi dans le plan vertical ci-dessus suivant une direction différente (le celle de la force de traction du dispositif pro pulseur principal et réglable indépendamment ZD de celle-ci.
Dans le dessin annexé, les fig. <B>1 à</B> 4 et<B>8</B> servent<B>à</B> expliquer les principes employés, taudis que les fig. <B>5, 6, 7, 9</B> et<B>10</B> montrent, schématiquement et<B>à</B> titre d'exemple, cinq formes d'exécution de l'invention appliquée<B>à</B> des aéronefs comportant une carène remplit, de gaz léger.
Les fig. <B>1 à 9</B> montrent schématiquement le principe de fonctionnement de l'objet de l'invention.
Les expériences personnelles du deman deur lui ont montré qu'en exposant<B>à</B> un courant d'air uniforme une hélice actionnée mécaniquement., si la vitesse axiale<B>de,</B> l'air refoulé par cette hélice, ou vitesse de chasse. n'est pas trop élevée par rapport #à celle du courant d'air auquel on la soumet, on obtient, <B>à</B> égalité de puissance consommée, un accrois sement très notable de l'effort de traction, eu ne disposant pas l'axe de l'hélice parallèle ment au vent extérieur,,comme c'est<B>le</B> cas sur tous les appareils de navigation aérienne, mais en l'inclinant contre le vent, de telle sorte que l'axe de l'hélice fasse, avec la per pendiculaire<B>à</B> la direction du courant d'air,
un angle moyen de<B>35</B> degrés et compris en tous cas entre<B>30</B> et 45 degrés, selon les ca ractéristiques du propulseur (fig. <B>1).</B>
Dans la fig. <B>1, p</B> désigne l'hélice, OA le sens dans lequel s'exerce son effort de trac tion. Le vent vient dans le sens<B>S.</B> T est la. composante horizontale, plus forte que celle que l'on obtiendrait<B>à</B> égalité de puissance si l'hélice occupait la position p' et travaillait dans le sens opposé<B>à<I>S.</I></B> On développe en ou tre une composante verticale V aidant<B>à</B> ia sustentation de l'appareil.
Lorsque l'hélice est ainsi disposée, sa réac tion sur l'air passe constamment par le point <B>0,</B> ce qui n'est pas le cas pour les autres va leurs de l'inclinaison, sauf si ladite inclinai son est de<B>90</B> degrés.
Pour plus de simplicité dans la descrip tion qui va suivre, on supposera que les axes des propulseurs principaux et auxiliaires sont tous situés dans le plan vertical de symétrie de la carène, qui sera pris comme plan de fi gure, et les angles d'inclinaison des axes des propulseurs comptés<B>à</B> partir de la verticale (fig. 2) et compris entre<B>0</B> et<B>90</B> degrés, se ront. considérés comme positifs, si la poussée du# propulseur admet une composante hori zontale dirigée dans le sens _', c'est-à-dire d'arrière en avant de l'aéronef, ou en sens in verse du vent relatif.
Ainsi, dans la fig. 2, oit Fi désigne la projection sur le tableau vertical de l'effort d'un propulseur quelconque pi d'axe<B>C01,</B> on dira que l'inclinaison du propulseur<B>pi</B> est <B>+</B> a. Dans cette même figure<B>OÙ</B> F2 est la projection de l'effort d'un autre propulseur P2 d'axe C02, on dira que l'inclinaison du propulseur P2 est<B>- fl-</B> Les éléments d'un dispositif suivant l'in vention seront alors disposés comme suit: Les propulseurs principaux auront une inclinai son voisine de<B>+ 3-5</B> degrés. Les projections de leurs axes sur le plan de figure passeront par le, centre,<B>C</B> de la poussée aérostatique sur la carène.
Ces axes seront de préférence parallèles au plan de figure ou situés dans ce même plan, mais ils pourront aussi con verger au point<B>C, à</B> condition qu'il n'en ré sulte pas pour lesdits axes une inclinaison sur le plan de symétrie vertical ou plan de figure, supérieure<B>à là</B> degrés.
Pour de petites inclinaisons de l'axe de la carène CX (fi#g. <B>3)</B> sur la tangente<B>à</B> la trajectoire de l'aéronef, ce centre<B>C</B> est en général assez voisin du centre<B>B</B> de résistance de l'air sur l'ensemble de la carène L et de son empennage<B>E.</B>
Ce dernier peut du reste et doit, dans le cas actuel, être dimensionné, de telle sorte que C et<B>B</B> soient sensiblement confondus, condition toujours réalisable si la forme de la carène est convenablement choisie, le couple de rappel aérostatique exactement déterminé, et cela tout en respectant les conditions d'em pennage minimum que l'on calcule par les procédés ordinaires en s'appuyant sur les résultats d'essais<B>à</B> la soufflerie avec modèles réduits.
On supposera donc que B et<B>C</B> sont prati quement confondus et les propulseurs princi paux<B>pi</B> agiront dans les conditions de la fig. 4 où CY est la perpendiculaire<B>à</B> CX et oit <B>G</B> désigne le centre de gravité de tout l'a-p- pareil. CFi représente a-lors l'effort développé par le propulseur<B>pi</B> et -r la poussée aéro statique sur la carène.
Avec des propulseurs tels que<B>pi,</B> on ob tient les avantages suivants, relativement au cas ordinaire deµ, propulseurs agissant pa rallèlement<B>à</B> CX et<B>à</B> proximité de<B>G:</B> <B>10</B> Accroissement<B>à</B> égalité de puissance et pour un propulseur donné de la composante horizontale de traction Cfi quand la -vitesse de translation dépasse une valeur donnée; 20 Production simultanée d'une compo sante, de sustentation Czi sans accroissement, de la puissance motrice;
<B>30</B> Iiaxe du propulseur passant par<B>C,</B> tout-es les forces,<B>à</B> l'exception du poids quand CX est incliné et<B>y</B> compris le poids quand CX est 'horizontal, sont concourantes.
Au point de vue translation, tout se passe comme, si on avait disposé suivant XC des propulseurs d'axe liorizontal en supprimant par<B>là</B> le couple de renversement que provo quent les propulseurs dans les aéronefs or dinaires.
Au point de vue sustentation, l'effort portant Czi de pi s'ajoute<B>à</B> la poussée n sans qu'il existe de couple nuisible<B>à</B> la, sta bilité. Les propulseurs pi peuvent être ac tionnés<B>à.</B> des -vitesses variables, maisi il est préférable de les construiie <B>à</B> pas variable et réglable<B>à</B> tout instant par le pilote de l'ap pareil.
Toutefois, la simple application des pro pulseurs décrits comme ci-dessus n'est pas suffisante, en raison de la relation qui lie entre eux et<B>à,</B> tout instant les efforts de sus tentation et de traction.
<B>Il</B> faut donc adjoindre aux propulseurs principaux pi d'autres; appareils de réglage. Comme il a été dit plus haut, ces dispo sitifs annexes doivent permettre le réglage indépendant de la sustentation et de la, trac tion.
<B>A</B> titre d'exemple, il est donné ci-dessous description de plusieurs dispositifs donnant le résultat cherché, sans que la portée de l'in vention se limite<B>à</B> leur emploi, le principe restant de développer des composantes addi tives ou soustractives se superposant séparé ment ou simultanément aux efforts de sus tentation et de traction développés par les propulseurs principaux, sans rompre l'équi libre de l'appareil.
Dans les fig. <B>5, 6, 7</B> correspondant<B>à</B> cette partie de<B>la</B> description, les propulseurs prin cipaux sont représentés par pi, les propul seurs annexes par P2, p3, etc., L est la ca rène,<B>C</B> son centre, de poussée CX est son axe de symétrie,<B>G</B> est le centre de gravité de tout l'appareil,<B>CV</B> est la perpendiculaire <B>à</B> Cx.
Dans le cas représenté fig. <B>5,</B> le propul seur principal<B>pi</B> est incliné d'environ <B>+ 35</B> degrés; P2 est un propulseur auxi liaire<B>à</B> pas variable et réversible d'inclinai son<B>+ P</B> plus g-rande que<B>35</B> Si<B>pi</B> développe un effort Fi dont la com posante horizontale est orientée dans le sens CA, et P2 un effort F2 de composante hori zontale de sens CX, on peut, en réglant con venablement Fi et F2, obtenir une résultante CR dirigée suivant<B>CV;
</B> J'appareil n'est sou mis qu'à un effort supplémentaire de sus tentation CR, sans composante de translation.
Si on réduit le pas de<B>p2,</B> une composante de traction apparaît vers l'avant. On peut conserver<B>à</B> CR la même valeur en accroissant légèrement le pas de pi.
Si le pas de<B>p2</B> est nul, la résultante de vient Fi. Si maintenant<B>p2</B> donne un effort de traction dirigé dans le sens CF2, on ac croît encore la composante de translation ho- rizonta,le et en agissant sur le pas de<B>pi,</B> on peut soit maintenir constant, soit faire va rier<B>à,</B> volonté l'effet sustentateur.
On peut donc<B>à</B> volonté faire apparaître<B>à</B> tout instant une résultante appliquée en<B>C</B> d'intensité comprise entre zéro et un maxi- muni dépendant des caractéristiques des pro pulseurs et de direction comprise dans l'angle F2CF'2 <B>= 180'</B> situé du côté de V.
On voit, en particulier, qu'à mesure que l'aéronef se déleste par consommation de son combustible, il faut accroître le pas de P2 travaillant dans le sens CF2 et réduire celui de<B>pi,</B> de fanon <B>-à</B> tenir compte de l'excès de force ascensionnelle qui s'accroît pendant la marelle de l'appareil.
On pourrait d'ailleurs munir l'appareil d'autres propulseurs tels que p3 dont les axes concourent aussi en<B>C</B> et d'inclinaison diffé rente de celle de<B>p2</B> et de pi, le nombre des éléments additionnels ne changeant rien au principe.
La fig. <B>6</B> montre une disposition moins favorable au point de vue translation, mais permettant des évolutions plus variées.<B>pi</B> et<B>p2</B> sont des propulseurs<B>de</B> pas variable et tous deux réversibles, d'inclinaison #- a et <B>fi</B> (a voisin de<B>05</B> degrés).
La résultante tournant autour de C peut, par réglage des pas de pi et de P2 agissant dans un sens ou dans l'autre, prendre toutes les directions possibles dans un plan verti cal contenant le point<B>C</B> et les axes des deux propulseurs, et toutes les valeurs possibles en tre zéro et son maximum<B>0.,</B> + 02, 01 et 02 représentant les maxima respectifs de Fi et de F2. Il est donc, possible, tout -en maintenant l'équilibre de l'appareil<B>à</B> tout instant de faire toutes les évolutions requises.
La. fig., <B>7</B> montre une forme d'exécution un peu plus simple de l'invention, où le pro pulseur principal pi peut être une hélice<B>à</B> pas fixe et<B>à,</B> vitesse simplement variable; P2 est un propulseur ù pas variable réversi ble, dont l'axe ne passe pas par le centre<B>C.</B> Si ce propulseur est actionné de façon<B>à, dé-</B> velopper une traction telle que<B>f2,</B> il<B>y</B> a tendance au relèvement de, l'avant de l'appa reil, en sens contraire du couple de rappel aérostatique, et la composante horizontale de traction s'en trouve diminuée.
Cette solution, pour modérer ou annuler la vitesse de l'appareil oblige donc<B>à.</B> en relever l'avant.
On peut encore imaginer d'autres disposi tifs donnant le même résultat, sans que le principe de l'invention s'en trouve modifié. Il n'est d'ailleurs pas nécessaire que les réac teurs soient des propulseurs actionnés méca niquement. On peut en effet faire emploi de panneaux déviateurs connus en soi et dispo sés dans le courant d'air de chasse des pro pulseurs principaux.
La fig. <B>8</B> montre,<B>à</B> titre d'exemple' une telle utilisation de panneaux mobiles pour le réglage de la marche de l'appareil. ai et a2 sont des ailerons mobiles autour d'axes per pendiculaires au plan de figure. L'incidence de ces ailerons est réglée par le pilote de Pap- pareil au moyen d'une transmission quelcon que.
ri et r2 sont les réactions de l'air<B>à,</B> un instant donné sur ces ailerons, réactions qui admettent une résultante mR. Cette force se compose avec la traction inT du propulseur, pour donner une résultante finale mW. En aoïssant sur l'incidence de ces ailerons, on peut, pour une même valeur de mT obtenir des valeurs très variées de la résultante tïI,V en direction et en intensité.
Toutefois, cette résultante mW ne passe plus en général par le point<B>C</B> et plus elle s'abaisse sur l'horizontale, plus on se rappro che du cas d'un aéronef ordinaire où l'effort du propulseur donne toujours naissance<B>à,</B> un couple de renversement.
Cette disposition est cependant avanta geuse<B>à</B> un autre point de vue, car les ailerons soumis<B>-à</B> un courant d'air de vitesse supé rieure<B>à</B> la vitesse de marelle de l'appareil, ont une action très énergique et accroissent la fermeté de route. Si l'appareil tend<B>à,</B> faire varier l'angle de CX avec sa, trajectoire, la chasse d'air du propulseur dé-vie en effet en fonction de l'écart angulaire et il en résulte, par accroissement ou diminution des réactions de l'air sur les ailerons, la production d'un couple stabilisateur qui augmente très vite avec l'écart angulaire.
On peut de même prévoir que les aile rons réglables ne soient pas soumis au cou rant de chasse des propulseurs principaux, mais<B>à</B> celui de propulseurs annexes, analo gues a ceux précédemment décrits.
La fig. <B>9</B> montre une telle réalisation, où <B>pi</B> désigne toujours le propulseur principal<B>à</B> pas variable, P2 est un propulseur auxiliaire dont l'axe également incliné ne passe cepen dant pas par<B>C.</B> La réaction de la chasse sur les panneaux ai et a2 donne une résultante -iizR qui, se composant avec l'effort de trac tion înT donne une résultante finale mTV qu <B>1</B> on peut amener par un réglage simultané des ailerons ai, a2 et de l'incidence de<B>p2,</B> soit<B>à</B> passer par<B>le</B> point<B>C,</B> soit au contraire <B>à</B> s'en écarter suivant les besoins de la mar che et de la stabilisation.
En ajoutant d'autres panneaux a'i, <I>a2</I> situés de l'autre côté de<B>p2,</B> on peut obtenir des effets identiques<B>à</B> ceux que donne la combinaison représentée fig. <B>5, à</B> la condi- tiOn que P2 qui est naturellementa pas varia ble soit également réversible.
Les panneaux ai agissent lorsque le propulseurp2 chasse dans le sens<I>Cm.</I> Ce sont au contraire les pan neaux a'i qui agissent quandp2 chasse dans le sens mC. <B><I>*</I></B> Cette solution a le très. grand avantage, tout en permettant une convergence constante des réactions en<B>C,</B> d'adjoindre<B>à</B> l'appareil un sytème de gouvernails de profondeur ex trêmement énergique, constitués par les aile rons ai, a2<B>....</B> ali, af2..., Ceux de ces ailerons qui sont situés dans la chasse de<B>p2</B> étant ceux qui agissent avec le maximum d'efficacité.
Ces diverses réalisations, d'apparence va riée, procèdent toutes du principe, qui con siste<B>à</B> munir l'aéronef d'au moins un propul seur incliné<B>à</B> l'angle optimum (en général voisin de<B>35</B> '). Ce propulseur peut être con jugué soit avec des propulseurs ou des en sembles de propulseurs secondaires réglables, soit avec des surfaces réglables, soit avec des combinaisons de propulseurs réglables et de surfaces réglables permettant de faire-varier, simultanément ou séparément, sans changer sensiblement l'équilibre de l'appareil, les va leurs de la composante horizontale et de la composante verticale de l'effort du ou des propulseurs principaux.
La similitude qui existe entre les appa reils de navigation aérienne munis d'une ca rène gonflée d'un gaz léger avec les appareils de navigation<B>'</B> sous-marine, justifie tout na turellement l'extension des principes précé dents aux navires sous-marins. Les dispositifs qui ont été décrits se substituent avec avantage au système de ré glage de profondeur par liydroplanes actuel lement usités. Ils permettent en effet des émersions et des immersions très rapides, sans avoir<B>à</B> fa-ire intervenir la -vitesse de transla tion de l'appareil ou le jeu des ballasts, tout en conférant<B>à</B> l'appareil un accroissement sensible du rendement dans la propulsion ho rizontale.
La convergence des plans de bout (perpen diculaires au plan vertical de symétrie de l'appareil) contenant les axes des propulseurs sur une lione de bout passant au voisinage du centre de poussée aérostatique de la carène, ainsi qu'il est dit plus haut, présente les avan tages suivants: <B>10</B> 011 peut naviguer sans donner au gou vernail de profondeur une incidence correc trice constante, puisque le centre de résistance aérodynamique est sensiblement confondu avec le point d'application de la traction lio- rizontale. Cette condition permet de réduire la traînée de l'appareil et, par suite, d'aug menter son rendement.
20 En réglant différentiellement les ef forts développés par les propulseurs d'incli naison diverse, on peut produire<B>à</B> volonté des inclinaisons variables de l'axe longitudinal de l'appareil dans le plan vertical, c'est-à-dire piloter l'appareil en profondeur,<B>à</B> peu près indépendamment de la vitesse horizontale de translation de l'appareil.
Cette manière d'opérer a toutefois l'incon vénient d'entraîner des modifications de Fé- quilibre longitudinal, lorsque, en cours de translation, l'effort développé par les hélices subit une variation accidentelle.
Il en résulte en effet une variation des moments résultants des forces agissant sur l'appareil par rapport<B>à</B> son centre de gravité qui ne se trouve pas au point de convergence des efforts des propulseurs.
Il peut donc être intéressant de ne plus faire converger les plans de bout contenant les axes des propulseurs sur la ligne de bout contenant le centre de poussée aérostatique, mais bien sur la ligne de bout contenant le centre de gravité de l'appareil.
On est alors obligé de donner au gouver- na-il de profondeur une incidence de correction permanente, puisque le couple<B>dû à</B> la résis tance de l'air n'est plus équilibré par le cou ple de sens inverse<B>dû à</B> l'effort de traction. Ce couple est en effet devenu nul, puisque son bras de levier est lui-même nul. En outre, on ne peut plus piloter l'appa reil par différentiation des efforts d'hélices; mais on<B>y</B> gagne un accroissement du couple de rappel qui est alors constamment égal au couple de rappel<B>dû à</B> la poussée aérostatique subie par l'appareil, -tandis que, dans le cas du centrage au centre de poussée, ce couple est diminué d'une certaine quantité due<B>à</B> l'existence de la poussée oblique.
En même temps, on supprime les déséquilibres dus aux variations accidentelles de l'effort de traction résultant.
Il peut donc être avantageux de faire converger comme l'indique la fig. <B>10</B> les plans de bout sur une ligne de bout H passant par un point situé sur la ligne qui joint le centre de poussée aérostatique<B>C</B> au centre de gra- vit6 <B><I>G</I></B> de l'appareil, ledit point étant placé entre le centre de gravité et le centre de poussée.
Plus cette ligne de bout H sera rapprochée du centre de gravité, plus on accroîtra la sta bilité propre en diminuant la stabilité de pi lotage par réglage de l'incidence, ou, d'une façon générale, par l'effort de traction des hélices.
Dans les formes d'exécution décrites, la carène, outre qu'elle confère une grande sta bilité<B>à</B> l'appareil, diminue l'effort de susten tation<B>à</B> demander aux hélices, ce qui est de la plus haute importance si l'on tient compte de la décroissance très rapide du rendement d'un sustentateur donné<B>à</B> mesure que l'on fait croître<B>la</B> charge qu'il soulève.
En outre, la résistance de l'air sur la ca rène, très faible dans le sens longitudinal, est extrêmement forte dans le sens perpen icu- laire et a pour effet de modérer la vitesse de descente en cas de suppression accidentelle de la puissance motrice.
Cette résistance au mouvement vertical descendant peut du reste être encore accrue par l'emploi de parachutes équatoriaux.