Aérodyne La présente invention se rapporte à un aérodyne du type pouvant, d'une part, décol ler et atterrir à la verticale et, d'autre part, voler dans n'importe quelle direction en gar dant l'assiette la meilleure et, plus particuliè rement, à ceux de ces appareils qui utilisent une poussée dirigée, pour assurer, par réac tion, leur sustentation et leur propulsion.
On connaît maintes tentatives dans ce genre d'idées. Elles se heurtent toutes aux difficultés majeures qui sont, en premier lieu, celle de réaliser une poussée suffisante pour le décollage à la verticale et, ensuite, celle de réaliser une poussée dirigée, pour permettre au même dispositif d'assurer la sustentation et la propulsion.
L'invention a pour but de réaliser un aérodyne de ce type et d'apporter une solu tion aux difficultés ci-dessus mentionnées. L'aérodyne selon l'invention d'assiette nor male horizontale comprenant un dispositif de propulsion- propre à assurer, par réaction, la sustentation et la propulsion de l'aérodyne est caractérisé en ce que ce dispositif comporte au moins deux compresseurs contrifuges d'axe parallèle à l'axe de tangage de l'aérodyne et à chacun desquels est associé un collecteur en forme de spirale, ledit collecteur étant orien- table, dans un angle d'au<U>minim</U>um 80 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 générale ment verticale vers le bas à une direction sen siblement horizontale vers l'arrière, ou vice versa, des moyens pour actionner lesdits com presseurs et des commandes pour orienter les collecteurs qui leur sont associés, grâce à quoi; lorsque la direction des jets d'air des compres seurs est horizontale, ledit dispositif assure à l'aérodyne une propulsion horizontale, tandis que lorsque ces jets d'air sont verticaux, ledit dispositif sollicite l'aérodyne verticalement vers le haut, soit au décollage; soit à l'atterrissage, soit en vol stationnaire, l'aérodyne 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'aérodyne, chaque compresseur 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 de l'aérodyne, les compresseurs sont montés par groupes d'au moins deux compresseurs, cha que groupe étant actionné par une seule source d'énergie, lesdits compresseurs 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 ap pliquées au fuselage, passe sensiblement par le centre de gravité de l'aérodyne.
Suivant une @ forme d'exécution, les com presseurs sont disposés en deux rangées paral lèles, symétriquement par rapport au plan vertical passant par l'axe du roulis, et sont actionnés par des sources d'énergie, chaque source actionnant un nombre égal de compres seurs dans chacune desdites rangées, la dispo sition desdits compresseurs 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 sensi blement par le centre de gravité de l'aérodyne volant et, d'autre part,
la défaillance de l'une desdites sources d'énergie n'entraîne pas un déséquilibre de poussée de l'appareil volant.
Dans une forme d'exécution, au moins deux compresseurs ayant des collecteurs en forme de spirale 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'aérodyne.
Un des avantages de la disposition des compresseurs en deux rangées, l'une à côté de l'autre, parallèles à l'axe de roulis de l'aéro dyne, consiste en ce que, si l'un des compres seurs compris dans l'une des rangées venait à tomber en panne, il suffirait de diminuer légè rement le régime des compresseurs de l'autre rangée pour conserver l'équilibre de poussée.
Suivant une forme d'exécution, la sortie d'air des compresseurs est aménagée de façon à servir de chambres de combustion, l'alimen tation en carburant étant assurée au moyen d'injecteurs appropriés, grâce à quoi, la pous- sée dynamique du fluide sortant est augmentée par un apport d'énergie thermique, dont la conversion en poussée s'effectue dans lesdites chambres de combustion à la sortie des com presseurs.
Suivant une forme d'exécution, les sources d'énergie qui actionnent les compresseurs sont constituées par des turbopropulseurs qui transmettent le mouvement à chaque com presseur, au moyen d'un renvoi d'angle.
Suivant une forme d'exécution les moyens de commandes qui permettent d'effectuer les déplacements angulaires des collecteurs sont des servocommandes qui effectuent les déplacements angulaires de chaque collecteur au moyen d'une crémaillère et d'un pignon solidaire dudit collecteur.
Suivant une forme d'exécution, les com presseurs sont actionnés par des turbopropul seurs, dont l'échappement est muni de dévia- teurs de gaz à direction variable, la manaeuvre desdits déviateurs étant contrôlée par des organes synchronisés avec les organes qui commandent l'orientation des collecteurs de façon que les directions de sortie desdits gaz d'échappement soient toujours sensiblement parallèles aux directions de sortie de l'air des compresseurs, les poussées des compresseurs et des turbopropulseurs 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 dévia tions pouvant aller jusqu'à 80 et plus.
Dans l'aérodyne décrit ci-dessus, la stabi lisation en plein vol est assurée, comme dans les avions en général, par l'empennage et les ailerons. Cette stabilisation est donc une sta bilisation externe. Il n'en est pas de même lors du décollage, de l'atterrissage ou de vol à allure réduite, lorsque la vitesse est insuffi sante pour que l'empennage et les ailerons puissent assurer, à eux seuls, la stabilité de l'aérodyne. Cette dernière peut alors être ob tenue au moyen d'un dispositif particulier. A savoir : les compresseurs étant entraînés par des turbopropulseurs, on utilise, pour assurer la stabilisation, des gaz prélevés à la sortie desdits turbopropulseurs.
Dans ce but, des dérivations appropriées amènent une partie des gaz de sortie, d'une ,part, à l'extrémité arrière de l'aérodyne et d'autre part, aux extrémités des surfaces portantes. Des dévia- teurs 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; la stabilisation de l'aérodyne peut être assurée, non pas par des gaz prélevés sur les échappements des turbo propulseurs, mais par ceux fournis par un générateur de fluide sous pression, spéciale ment prévu à cet effet.
Ce dispositif qui assure la stabilité au dé collage, 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.
Un certain nombre de compresseurs, fai sant partie d'un ou de plusieurs groupes pro pulseurs, peuvent être munis de vannes à l'en trée et/ou à la sortie du collecteur, de façon que l'on puisse aux moyens de commandes (éventuellement automatiques obstruer le pas sage d'air à travers lesdits compresseurs, et, de ce fait, les faire tourner à vide sans qu'ils fournissent aucun travail. Ce court-cir- cuitage est particulièrement destiné à être uti lisé lors du vol de croisière, afin de régula riser le débit des compresseurs et d'éviter le phénomène connu sous le nom de pom page .
Suivant une forme d'exécution, l'aérodyne est pourvu d'un train d'atterrissage tous ter rains , le train principal se composant de deux patins articulés sur amortisseurs oléo- pneumatiques, lesdits patins, qui s'escamotent en vol, étant munis de crosses escamotables de freinage et d'un amortisseur de rappel à débattement angulaire. Le dessin représente à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement une coupe verticale partielle d'une partie du dis positif de propulsion.
La fig. 2 représente schématiquement la même partie durant une autre phase de-fonc- tionnement.
La fig. 3 représente une vue en plan sché matique avec arrachement partiel de la même partie du dispositif.
La fig. 4 représente une coupe schémati que verticale suivant la ligne 4-4 de la fig. 1. La fig. 5 est une coupe horizontale sché matique d'un aérodyne montrant le dispositif de propulsion.
La fig. 6 représente une coupe verticale schématique du même aérodyne.
La fig. 7 représente schématiquement une coupe horizontale d'une autre forme d'exécu tion de l'aérodyne.
La fig. 8 représente une coupe schémati que verticale du même aérodyne, .suivant la ligne 8-8 de la fig. 7. Les fig. 9, 10 et i l représentent schéma tiquement les répartitions des transmissions de mouvement dans trois modes de constructions particuliers du dispositif propulseur.
La fig. 12 représente une coupe horizon tale d'une autre forme d'exécution de l'aéro- dyne. .
La fig. 13 représente une coupe verticale du même aérodyne.
La fig. 14 représente une coupe verticale d'une partie du même aérodyne, et les fig. 15 et 16 représentent, respective ment, deux. positions d'un collecteur et de son compresseur, à deux stades différents de vol.
Sur les fig. 1, 2, 3 et 4, on a représenté pour plus de clarté l'agencement d'un seul compresseur. Sur ces figures, la référence 1 représente un turbopropulseur dont l'arbre moteur 2 transmet le mouvement à l'axe du compres seur 3 au moyen d'un renvoi d'angle 4. L'axe 3, sur lequel est calé le rotor 5 du compres seur, est monté sur des paliers 6 et 6' dans une buse 7, par laquelle l'air pénètre dans le compresseur et le turbopropulseur.
La r6fé- rence 8 représente le collecteur en forme d'escargot du compresseur; il peut tourner autour de l'axe 3 et sa position angulaire est définie par un secteur denté 9 dont il est soli daire et qui est en prise, d'autre part, avec une vis tangentielle 10 commandée par une servocommande 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 posi tion verticale représentée sur la fig. 1 à la position horizontale représentée sur la fig. 2 et vice versa.
La fig. 5 représente en coupe horizontale un groupe propulseur comportant deux com presseurs centrifuges dont les rotors sont re présentés par les références 15 et 15', et les collecteurs en forme d'escargots par 18 et 18'.
Les compresseurs 15 et 15' sont actionnés par deux turbopropulseurs 21 et 21', respec tivement, le mouvement étant transmis au moyen 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 per mettent de manaeuvrer les directions de sortie d'air du compresseur ne sont pas représentés sur ces figures. Le même dispositif est repré senté 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 schémati que 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 autre aérodyne.
Dans cet appareil, le dispositif propulseur est constitué par quatre compresseurs dont les rotors représentés en 25, 25', 25", 25"', sont actionnés par deux turbopropulseurs 31, 31'. Le propulseur 31 fixé dans le fuselage trans met le mouvement aux rotors 25 et 25" au moyen de renvoi d'angles 24 et 24" respec tivement. Le propulseur 31' transmet le mou vement 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 propul seur travaille à la propulsion horizontale, tandis que les flèches verticales correspondent au vol vertical : soit au décollage, soit à l'at terrissage, soit en vol stationnaire de l'aéro- dyne.
Sur les fig. 9, 10 et 11, on voit schéma tiquement la répartition des transmissions de mouvement des sources d'énergie aux com presseurs, 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 fig. 7 et 8, qui vient d'être décrit.
Sur la fig. 11, on est en présence de six compresseurs actionnés par trois sources d'énergie ; les sources 41, 42, 43 transmettent le mouvement respectivement aux compres seurs 51, 52, 53, 54, 55, 56. Avec cette dis position, on obtient la stabilité de l'équilibre de poussée dans le cas d'une défaillance de l'une des sources d'énergie.
Cette dernière mettrait, éventuellement, hors de cause deux compresseurs dont les poussées sont équilibrées, ce qui, par consé quent, n'affecterait pas l'équilibre du propul seur restant en fonction.
Sur les fig. 12, 13, 14, 15 et 16, la réfé rence 57 représente le fuselage, dont la sec tion transversale est celle d'un ovoïde tronqué. Sur chaque flanc du fuselage sont disposés, en tandem, deux prises d'air 58 et 59, respec tivement. Les compresseurs et leurs collecteurs en forme de spirale représentés par les réfé rences 60, sont disposés, dans l'exemple re présenté, par groupes, verticalement, de cha que côté de l'axe du fuselage et occupent toute la hauteur disponible. Ils sont disposés deux par deux, sur un même axe, passant sous un couloir. Ce dernier permet de circuler de bout en bout de l'appareil.
Le poste de pilotage, représenté par 62, est situé à l'extré mité avant. Derrière lui, sont situés les deux premiers groupes propulseurs avant, compor tant chacun quatre compresseurs et un turbo propulseur (du type Bristol BE 25, par exem ple) placé obliquement sous le couloir. Les turbopropulseurs sont représentés par la réfé rence 63. Dans chaque groupe, le turbopro pulseur actionne directement les deux com presseurs avant. Une transmission mécanique 64 relie lesdits compresseurs avant aux deux compresseurs arrière du même groupe.
Derrière les deux groupes propulseurs avant, sont situées les cabines des passagers, disposées sur deux ponts superposés, repré sentés par 65 et 66, reliés par un escalier 67. Derrière les cabines se. trouvent les- deux groupes 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 combustible.
La référence 68 (fig. 14) représente sché matiquement la tige de commande qui permet d'orienter la sortie d'air des collecteurs en forme de spirale en les faisant pivoter autour des axes de leurs compresseurs au moyen des vis crémaillères 69. Parallèlement, la tige 68 fait tourner, au moyen d'une chaîne, une autre crémaillère 70 qui contrôle le déviateur 71 des gaz de sortie du turbopropulseur cor respondant. La commande ci-dessus est agen cée de façon que la direction de sortie des gaz du turbopropulseur soit toujours sensiblement parallèle à celle de la sortie d'air du com presseur.
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 synchronisés avec celui qui est représenté existent sur tous les compresseurs et sur tous les turbopropul seurs qui constituent les groupes propulseurs. Ils peuvent tous être manoeuvrés par la même tige de commande 68.
Une partie des gaz est prélevée à la sortie des turbopropulseurs au moyen d'une déri vation 72 (dont une partie seulement est re présentée 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 com mande, non représentée, peut se déplacer dans un plan vertical, en formant saillie, en haut ou en bas, d'un côté, ou de l'autre, à la sortie de la dérivation 72, oriente les gaz verticale ment et/ou horizontalement, ce qui assure une stabilisation 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 turbopropulseurs 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 représentés 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, complé tée par celle des gaz de sortie des turbo-pro- pulseurs. On voit sur la fig. 16, la position d'un compresseur à ce moment. Une fois que l'appareil est arraché du sol et le décollage effectué, on change progressivement l'orienta tion des compresseurs pour les amener dans les positions des fig. 12, 13 et 14. On obtient ce changement en faisant tourner les collec teurs en forme de spirale autour des axes de leurs compresseurs.
Les déviateurs 71 de sor- de des gaz des turbopropulseurs 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 au moyen des déri vations d'une partie des gaz des turbopropul seurs 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 (à 80 de la verticale environ). Ils sont dans les posi tions des fig. 13 et 14. Si, à partir de ce moment, on veut poursuivre un vol de croi sière, il est avantageux d'obstruer l'entrée et/ ou la sortie d'air d'un certain nombre de compresseurs, pour régulariser le débit et éviter le pompage. Ceci s'obtient au moyen de vannes représentées sur les fig. 15 et 16 et qui peuvent être actionnées par des com mandes d'un type usuel quelconque.
Lorsque l'aérodyne est en surcharge, un décollage oblique est, néanmoins, possible. Il s'effectue de la façon suivante :. les compres seurs étant orientés dès le début, horizonta lement, l'appareil bondit en avant, sous la poussée considérable des gaz et de l'air com primé. Ayant obtenu ainsi une accélération considérable, on dirige progressivement les poussées vers le bas, afin de délester l'appa reil. Une fois le décollage réalisé, on ramène les sorties des gaz et de l'air comprimé vers l'horizontale. L'appareil prend alors de l'alti tude en s'élevant obliquement 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 échappements des turbopropulseurs.