Brevet FR2050366A1 — publié le 19710402

î 2050366 La présente invention concerne une hélice à pas variable et plus particulièrement une hélice portant un grand nombre de pales,par exemple une hélice carénée de réacteur ou un ventilateur. 5 Dans ces dernières hélices,qui portent en moyenne souvent un nombre de pales supérieur à dix,il est difficile de loger un dispositif de changement de pas tel que ceux en usage sur les hélices classiques à deux, trois ou quatre pales. De plus, l'action de la force centrifuge développée sur 10 chaque pale est telle que l'ancrage des pieds de pale doit être particulièrement soigné tout en permettant sans frottement excessif la rotation de chaque pale sur elle-même conformément à l'incidence ordonnée. L'encombrement du système d'ancrage doit être réduit en 35 raison du grand nombre de pales fixées à un moyeu, dont le diamètre-doit nécessairement rester relativement faible.. Le changement de pas de toutes ces pales doit s'effectuer simultanément au moyen d'un organe central commun recevant les ordres du pilote. L'invention fournit un dispositif à rotule pour la fixa-20 tion de chaque pale d'une hélice et un mécanisme central unique à translation pour la commande de la variation de leur incidence» Un dispositif suivant l'invention comprend essentiellement une rotule de charge liée à la pale et commandée traversale-ment par rapport à l'axe de cette dernière,un organe de liaison 25 tournant disposé coaxialement à l'axe de la pale au niveau de ladite rotule,un élément mobile dejnoyeu lié à l'hélice et assujetti à se déplacer en translation selon l'axe de rotation de cette dernière sous l'effet d'un vérin électrique commandé par un organe central à la disposition du pilote,et des biellettes articu-50 lées liées d'une part à ladite rotule et d'autre part à des pivots solidaires du moyeu mobile,le fonctionnement de l'ensemble étant tel que tout déplacement du moyeu mobile entraîne simultanément le même changement de pas sur toutes les pales de l'hélice. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de 55 la description qui va suivre,faite en regard du dessin annexé,et donnant à titre purement indicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin : La figure 1 est une vue d'ensemble d'une hélice carénée 69 25977 2 2050366 d'un aérodyne A.D.A.V. La figure 2 est une vue en coupe partielle d'une pale d'une hélice à pas variable suivant 1'invention. La figure 3 est une vue de détail suivant II-II de" la 5 figure 1. La pale d'hélice 1 représentée sur la figure 2 appartient à une hélice carénée désignée dans son ensemble par 10 utilisée par exemple sur les aérodynes A. D. A.. V. pour leur sustentasion et leur propulsion.Un tel type d'hélice est fixé,dans la forme de 10 réalisation de la figure l,sur une aile basculante 3 et deux de ces ailes basculantes sont montées en pivotement de chaque côté du fuselage 2 de l'aérodyne A.D.A.V. Des volets de profondeur 4 placés dans le flux de sortie de l'hélice produisent le couple nécessaire au basculement de 1'ensemble.Des bras 5 réunissent le 15 carénage 6 de l'hélice au carénage central 7 lié à l'aile 3. L'hélice proprement dite 10 comprend essentiellement plusieurs pales 1 portées sur un moyeu tournant 8.Un moyeu fixe 9 porte un roulement de moyeu 10'#un moyeu mobile 11 étant déplacé en translation par un vérin électrique 12,un capot 13 étant fixé-au 20 moyeu 8 par des entretoises 14.Une boîte de commande de vérin 15 permet de déplacer,par rapport au moyeu fixe 9,1a vis de vérin 16 reliée au moyeu 11,au moyen d'une butée à joint tournant 17» Sur la figure 2,on voit que l'ancrage de chaque pied des pales 1 est assuré,d'une part,par un logement transversal ou 2 5 manchon de charge l8 bloqué par un écrou 19 lié au moyeu tournant 8 par des portées 20,lequel supporte le pivot de charge 21 solidaire de la pale et,d'autre part,par une liaison tournante 22 reliant l'extrémité de. chaque pale audit moyeu. On voit que l'axe théorique de la pale y-y' autour duquel 30 s'effectuent les changements de pas est perpendiculaire à l'axe x-x' de rotation de l'nélice.- Le déplacement en.translation du moyeu mobile 11 est assuré sous l'effet du vérin 15,1e long des axes de guidage 23 parallèles à l'axé-'x-x', qui pénètrent âvec coulissement dans une "douille à. 35 billes 24 solidaire dudit moyeu il. ; ' "Le pivotement des pales .est-obtenu au mc>yen dé bieilettes 25 orientées parallèlement à l'axe x-x' et réunissant chaque : articulation. 27- solidaire de chaque pale 7 à, une ârticulat'ian 28; solidaire de la douille 24 du moyeu 11. 40 On va maintenant indiquer le fonctionnement du mécanisme bad original 69 25977 3 2050366 qui effectue le changement de pas des-pales d'hélice commandé par un poste de commande central. Un tableau de commande 15,à la disposition du pilote,est relié , par des liaisons électriques convenables 26,à l'alimenta-5 tion du vérin électrique 12 à double sens de marche.Ce vérin agit, de façon connue en soi au moj;en d'une vis l6,sur le moyeu mobile 11,dont le plan d'extrémité 29 vient alors occuper une position comprise entre les positions limites 30 et 31 tandis que les bieilettes 25 font alors tourner les pales d'un angle "o£" de plus 10 ou moins 5 degrés par exemple entre les positions angulaires limites A et B. Une hélice selon la forme de réalisation de l*invention qui est représentée sur la figure 2,porte par exemple 12 pales de 0,7 Kg chacune.Le diamètre d'une telle hélice est de 1,34 m, 15 la puissance développée à 2.500 T/mn est de 1400 CV soit environ 1000 Kw. L'action de la force centrifuge : Fc = m. iA) ^ . R où R est pris égal à 0,47 m représente donc sur chaque rotule de charge 21 20 x ( 2Trgo250°)2* °>47 ^ 2100 Kë ' Si les frottements sont estimés,pour un coefficient de 0,03 à : 2100 x 0,03 = 63 Kg,le vérin devra posséder une force globale dé :(pour les 12 pales) 63 x 12 = 756 Kg 25 On voit donc que la réalisation mécanique d'un tel dispo sitif permet d'utiliser un mécanisme connu en soi et que sa réalisation ne soulève pas de problèmes nouveaux particulièrement délicats. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans 30 tous les cas où une faible variation d'incidence de pale d'hélice est suffisante et tout particulièrement lorsque l'encombrement du moyeu de cette hélice doit être réduit et' le nombre de ses pales important. Des applications particulièrement importantes peuvent 35 être faites sur les aérodynes à décollage et atterrissage vertical. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toute équivalence dans 40 ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 25977 4 2050366 REVENDICATIONS 1.- Hélice à pales à pas variable caractérisée en ce qu'elle comprend un premier moyeu fixe,un second moye.u mobile tournant autour du premier moyeu,un roulement à billes entre le 5 premier et le second moyeux,un troisième moyeu entraîné en rotation par ledit second moye.u et pouvant se déplacer en translation par rapport auxdits premier et second moyeux,plusieurs pales d'hélice ancrées radialement à pivot dans la périphérie dudit second moyeu,chaque pale portant une articulation désaxée 10 reliée par une bielle axiale à une articulation solidaire dudit troisième moyeu,une liaison de longueur variable à volonté à joint tournant étant prévue entre le premier moyeu et le troisième moyeu pour permettre d'effectuer sur l'ordre du pilote un changement simultané du pas de toutes les pales de l'hélice. 15 2.- -Hélice suivant la revendication 1,caractérisée'en ce que chaque pale est fixée à pivot dans un pied de pale et dans un manchon de charge à proximité de ladite bielle. 3.- Hélice suivant la revendication 2 caractérisée en ce que le troisième moyeu porte une série de douilles coulissant 20 axialement sur des axes respectifs répartis sur la périphérie du second moyeu à la hauteur de chaque pale. 4.- Hélice suivant la revendication 1 caractérisée en ce que ledit troisième moyeu, porte un joint tournant à butée,ladite butée tournante étant reliée à une vis qui ne peut pas tourner 25 par rapport au premier moyeu fixe et est déplacée longitudinale-ment par un vérin,ledit vérin étant commandé électriquement par un poste au.tableau de commande de pilotage. 5.- Pale d'hélice à incidence variable autour de son axe longitudinal,caractérisée en ce qu'elle est fixée à pivot sur un 30 moyeu par deux portâges,un portage d'extrémité et un portage intermédiaire situé radialement à l'extérieur du portage d'extrémité, une articulation déporté eP^r apport à l'axe longitudinal de rotation de la pale étant reliée à une pièce entraînée en rotation avec les pales et mobile en translation suivant l'axe 35 de rotation de l'hélice, de façon à entraîner simultanément à la demande toutes les pales de l'hélice dans le même changement de pas. 69 25977 5 2050366 6.- Appareil à décollage vertical caractérisé en ce qu'il comprend une hélice suivant la revendication 1,ledit premier moyeu étant solidaire d'une aile basculante et entraîné en rotation avec l'aile à incidence variable. Ventilateur caractérisé en ce qu'il comprend des pales suivant la revendication 5.