Dispositif d'hélices sustentatrices, propulsives, stabilisatrices et parachutes, pour appa reils volants du type hélicoptère, à direction, propulsion et stabilisation, par inclinaison clans tous les sens. On peut considérer comme la solution la plus simple du problème général de la direc tion, propulsion et stabilisation des machines volantes du genre hélicoptère l'emploi d'un dispositif comportant deux hélices, tournant en sens inverses et que l'on puisse incliner par rapport à la verticale dans tous les sens.
L'emploi de deux hélices tournant en sens inverses a pour objet de s'opposer au mouvement de rotation sur lui-même, que prendrait l'appareil, sous l'influence de la réaction d'une hélice unique. On comprend, cependant, que ce dispositif ne suffit pas à lui seul, pour assurer la stabilité de l'orien tation. Il est évident; en effet, que les hélices ne peuvent être construites avec une perfec tion rigoureuse. et que, par conséquent, de petites différences dans leurs angles d'atta que peuvent subsister. Ces différences, entre les deux hélices tournant en sens inverses, entraînent forcément une rotation plus ou moins rapide de l'appareil sur lui-même.
D'autre part, pour effectuer les virages, l'ap- pareil. doit changer son orientation et il sera alors nécessaire de lui communiquer, à l'aide d'une commande spéciale, ce mouvement de pivotement.
Le dispositif d'hélices pour appareils du type hélicoptère, qui fait l'objet du présent brevet est destiné à résoudre pratiquement par sa seule action, les problèmes de: - Direction - Propulsion -- Stabilisation - Descente lente sans dépense de force motrice - Freinage du mouvement de descente à l'atterrissage - Stabilité d'orientation en employant pour obtenir ces effets respec tivement = Le décentrement de la poussée des hélices = La diminution ou augmentation simul tanée et dans le même sens du pas dans les deux hélices. - La vairiation des pas des hélices en sens contraires par gauchissement des pales de celles-ci.
D'une façon générale, nous entendons par gauchissement des pales d'une hélice, une action mécanique qui consiste à faire varier l'angle d'attaque des surfaces qui constituent les pales, de telle manière que cette varia tion affecte seulement une partie plus ou moins étendue de la surface totale desdites pales.
Nous appelons hélices à pas variable, des hélices construites de telle manière que l'on puisse diminuer ou augmenter leuës pas pen dant le vol, la variation réalisée à un mo ment donné, étant égale pour toutes les pales de l'hélice considérée.
Enfin; le gauchissement peut être fait de manière à avoir des effets inverses dans les hélices du système si, en même temps que l'on augmente par voie de gauchissement (c'est-à-dire partiellement) les angles d'atta que dans toutes les pales d'une hélice, on diminue de la même manière ces mêmes an gles dans l'autre hélice du système.
Le gauchissement effectué en faisant va rier en sens contraires la valeur du pas des pales de chaque hélice dans des régions oppo sées de celles-ci, permet d'excentrer la pous sée donnée par les hélices et, par conséquent, de faire naître un couple capable d'incliner l'appareil. De cette inclinaison résulte la naissance d'une composante horizontale de la poussée qui donne lieu à une translation dans un sens déterminé. Le problème de la pro pulsion et de la direction est donc résolu de cette manière.
Le problème de la stabilisation ne peut être résolu que par l'intervention d'un couple antagoniste qui s'oppose aux couples pertur bateurs dûs à toute action atmosphérique. Le gauchissement résout aussi, par conséquent, ce problème puisqu'il permet de faire appa raître le couple redresseur nécessaire.
La diminution, pouvant aller jusqu'au changement de sens, du pas des hélices, per met d'obtenir la descente lente sans dépense de force motrice, c'est-à-dire et) vol plané par rotation des pales en sens normal.
Pour que l'auto-rotation des hélices soit efficace, il faut qu'elle s'effectue suivant un régime correspondant à un angle d'attaque tel. que la relation entre la résistance à la rotation et la poussée axiale soit minimum, ou voisine du minimum, que l'on peut obte nir avec le profil adopté pour les pales. Pour que ce régime puisse s'établir on doit con server aux pales leur vitesse de rotation nor male, en diminuant instantanément leur angle d'attaque, et même en le renversant, avant que la vitesse de chute ne soit trop accélérée.
Cette diminution du pas dans toutes les pales permet donc bien d'obtenir le vol plané de l'appareil. Une augmentation brusque in verse permettra de freiner le mouvement de descente au moment de l'atterrissage.
Enfin, s'il existe une différence entre les angles d'attaque desdites hélices, il sera facile de la corriger cri augmentant le pas de l'Hé lice qui offre la moindre résistance à tourner et en le diminuant dans celle qui présente la résistance la plus grande. D'une manière analogue, il est évident que cette même ma- noeuvre peut donner naissance à une inéga lité qui permet de changer l'orientation de l'appareil dans les virages.
Ceci posé, nous allons indiquer, à titre d'exemple, une réalisation pratique de telles hélices. Le dessin ci-joint représente une coupe verticale de l'ensemble dans la partie centrale des hélices.
Le tube central 1, sert d'axe commun aux deux hélices 2 et 3, dont les moyeux 4 et 5 sont tourillonnés sur ce tube au moyen de roulements à billes G, 7, 8, 9. Le tube central est construit en deux pièces réunies par la pièce intermédiaire 10, qui sert en même temps de support aux pignons coni ques 11. Ces pignons invertissent le mouve ment de l'hélice 3, en le transmettant à l'hé lice 2 par l'intermédiaire des couronnes den tées 12 et 13.
Pour plus de clarté nous diviserons notre description de manière à indiquer séparément les organes qui commandent 1 L'excentrement de la poussée.
2 La variation simultanée du pas des hélices.
3 La variation en sens inverse du pas des hélices.
Ex;centrement <I>de la</I> poussée.
La tringle 14 est mobile dans tous les sens autour d'une suspension universelle 15; en 16 et 17 sont fixés deux anneaux por tant des bras 18, 19 qui traversent le tube central à travers des fentes et viennent se fixer dans les roulements à billes 20, 21.
L'anneau extérieur de ces roulements porte en face de chaque pale, une biellette 22, 23 qui lui est articulée. A son autre extrémité, cette biellette est unie par une autre articulation à des tiges 24, 25 qui peuvent coulisser à l'intérieur des longerons tubulaires 26, 27. Un câble 28, 29 qui com mande l'organe de gauchissement, est fixé à ces tiges. Nous rappellerons que par organe de gauchissement, nous désignons tout dis positif qui, par son action directe sur l'air, tend à augmenter ou à diminuer l'angle d'attaque ou la poussée de la pale dans la région dotée d'un tel dispositif.
Cet organe de gauchissement peut être réalisé de plusieurs manières équivalentes, par exemple, par une construction spéciale de la pale qui permet de faire varier la courbure de sa face dans une certaine région, ou bien par un aileron orientable, mobile autour d'un axe horizontal. Nous supposerons qu'on ait adopté ce dernier type et que la commande de cet organe au moyen d'un câble se fasse par l'intermédiaire d'une vis sans fin qui transforme la tension ou le relâchement du câble en mouvements de rotation de l'aileron.
Noirs ferons remarquer que ces vis sans fin doivent avoir des inclinaisons semblables dans l'hélice 2 et dans l'hélice 3 de manière que, à une tension du câble 28 (à gauche), et à un relâchement du câble 29 (à gauche), corresponde un mouvement en sens inverse dans les ailerons respectifs des deux hélices.
II est facile de comprendre que, si le pi lote manoeuvre la tringle 14 en l'inclinant dans un sens déterminé, par exemple à gauche, dans le plan du dessin, les angles d'attaque des pales de gauche devront diminuer, tandis que les angles d'attaque des pales situées à droite de l'axe devront respectivement aug menter.
Les biellettes 22, 23 doivent avoir leur articulation dans le roulement 20, libre et coulissante de cet anneau,- pour permettre l'excentricité du coussinet 20 dans n'importe quel sens sans gêner le mouvement de rota tion des hélices.
Diiiiiiaictioia oit augmentatiort simultanée <I>du pas</I> <I>des hélices.</I>
Le levier 30, à portée de la main du pilote, commande par l'intermédiaire d'une bielle 31, différents guides 32, 33, 34 unis entre eux par un ensemble de tiges 35, 36. Cette union a pour résultat que sous l'impul sion du levier 30, tout le système peut mon ter ou descendre en coulissant à l'intérieur du tube 1. Les guides 33 et 34 servent de support à la bague intérieure de roulements à billes 37, 38 par l'intermédiaire de bras qui traversent le tube central 1. Dans la bague extérieure de ces roulements sont arti culées en face de chaque pale, des biellettes 39, 40 dont l'autre articulation les relie aux pièces 41., 42 qui constituent des écrous dont le pas de vis est très long.
Les manchons 41, 42 portent à leur ex térieur des rainures rectilignes 43, 44 qui s'ajustent dans des rainures correspondantes d'un appui porté par le bras 46.
A l'intérieur de ces écrous 41, 42 pas sent les longerons 26, 27 qui sont filetés du même pas de vis.
On comprend donc que si le pilote ma- nceuvre le levier 30 de manière, par exemple, à faire monter les guides 33, 34 et avec eux, les roulements 37, 38, les biellettes 39, 40 obligeront les manchons filetés 41, 42 à s'approcher ou s'éloigner de l'axe de l'appa reil. Comme ces manchons ne peuvent tour ner sur eux-mêmes en raison des rainures 43, 44, c'est leurs vis, qui sont solidaires des longerons 26, 27 qui devront tourner sur elles-mêmes, en ',communiquant leur mouve ment à l'ensemble de la pale, ce qui produira une diminution ou une augmentation simul tanée du pas dans toutes les pales des deux hélices.
Variation <I>clic</I> 2)as <I>(les</I> hélices <I>en sens</I> irat;eî-se <I>par gauchissement.</I>
Nous avons déjà indiqué comment la commande du gauchissement périodique se faisait au moyen de la tringle 14. On re marquera en 47 un volant qui permet de faire tourner cette tringle 14 sur elle-même. Ce mouvement de la tringle est transformé par la vis 48 en un mouvement de montée ou de descente de l'ensemble de cette tringle. Les rotules 16, 17 sont alors obligés de les suivre dans ce mouvement, à même temps que les roulements 20 et 21.
Les biellettes 22, 23 transforment ce mouvement vertical en un déplacement horizontal des tiges 24, \215. Si, par exemple, la tige 14a monté, les tiges 24, 25 se seront rapprochées de l'axe de l'appareil en produisant dans tous les câ bles une tension. Nous avons déjà expliqué que cette tension se traduit dans l'hélice 2, par une augmentation partielle de l'incidence des pales et dans l'hélice 3, par une dimi nution de ladite incidence. On aura donc obtenu la variation du pas des hélices eu sens inverses par gauchissement.
De la disposition générale qu'indique le dessin, on déduit que les commandes de ces différentes actions sont complètement indé pendantes les unes des autres. D'autre part, nous n'avons pas représenté dans la figure ci-jointe, l'ensemble des pales qui sont cons truites et soutenues selon les principes bien connus, employés dans la construction des aéroplanes.