Brevet FR2104709A1 — publié le 19720421

La présente invention concerne un véhicule aérien, comprenant un fuselage, qui porte latéralement au moins deux propulseurs. On connaît déjà des véhicules aériens de ce genre, pourvus ou non de surfaces portantes, telles que des ailes, dont les propulseurs, par exemple des réacteurs, sont montés de manière à pouvoir pivoter dans des plans verticaux, parallèles à l'axe longitudinal du fuselage, pour la propulsion horizontale ainsi que le décollage et l'atterrissage verticaux. Le véhicule aérien selon la présente invention est du type qui vient d'entre indiqué, et il est caractérisé en ce que, pour permettre en outre les changements de directions par des pivotements limités des propulseurs dans des directions transversales à l'axe longitudinal du fuselage, les supports de certains au moins des propulseurs sont montés sur les parois latérales du fuselage par l'intermédiaire de joints à rotule. Alors que, dans les véhicules aériens mentionnés précédemment, le degré de liberté unique des propulseurs par rapport au fuselage permettait seulemen+. de faire varier 11 altitude et éventuellement la vitesse du vinicùie, le degré de liberté supplémentaire que procure 11 emploi de joints à rotule pour certains au moins des propulseurs du véhicule selon la présente invention, apporte la possibilité supplémentaire de faire varier la direction du véhicule sans avoir à recourir aux gouvernails de grande surface, et par suite lourds et encombrants, qui sont nécessaires pour diriger les véhicules aériens de poids élevé et susceptibles de déplacements à des vitesses lentes ou très lentes, comme c'est le cas pour les appareils à décollage et atterrisages verticaux. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schémati quement au dessin annexé plusieurs formes ds réalisation du véhicule aérien selon la présente invention. Les fig. I et 2 représentent respectivement en vue de cté et en plan un véhicule aérien selon la présente invention, équipé de quatre réacteurs, qui, sur ces figures sont représentées dans la position verticale, correspondant au décollage et à 11 atterrissage verticaux. La fig. 3 est une vue de face du véhicule aérien des fig. 1 et2, sur laquelle on a indiqué en traits mixtes les positions que doivent prendre par exemple les deux réacteurs avant pour produire un virage à droite ou à gauche du véhicule en déplacement horizontal. La fig. 4 est une vue en plan, correspondant à la fig. 2, sur laquelle les quatre réacteurs sont représentés dans les positions qu'ils doivent avoir pour produire un virage à gauche du véhicule aérien en déplacement horizontal. La fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 3, d'une première forme de réalisation d'un joint à rotule selon la présente invention, le réacteur correspondant ayant cependant été représenté en position horizontale. La fig. 6 est une vue en coupe partielle, correspondant à la fig. 5, d'une seconde forme de réalisation d'un joint à rotule selon la présente invention0 La fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne VIIIVII de la fig. 1. '1 La fig. S est une vue en coupe par un plan vertical, parallèle à l'axe longitudinal, d'une forme de réalisation du véhicule aérien selon la présente invention, comportant trois réacteurs de chaque ceté de son fuselage. La fig. 9 représente schématiquement un système de porte pour le v-éhicule aérien selon la présente invention. Le véhicule aérien selon la présente invention, qui est repré- senté schématiquement sur les fig. 1 à 4, est constitué essentiellement par un fuselage 1, qui peut d'ailleurs avoir une forme quelconque, différente de celle illustrée, et qui porte latérallement, dans l'exemple considéré, une paire de propulseurs avant, 2 et 3, et une paire de propulseurs arrière, 4 et 5 ; ces propulseurs peuvent-être d'un type quelconque ; il peut s'agir de propulseurs à hélice, dont ltorgane moteur peut être un moteur à combustion interne; à pistons coulissants ou rotatifs, une turbine à gaz ou à air, un moteur électrique, un turbo-réscteur...etc ; dans la forme de réalisation considérée, on a supposé par contre que les quatre propulseurs 2 à 5 sont des statoréacteurs.Chacun d'eux est porté par un support, 2a, 3a, 4a, ou 5a, qui est lui-même monté sur la paroi latérale correspondante du fuse lage i, par l'intermédiaire d'un joint à rotule, par exemple de l'un des types représentés sur les figures 5 et 6.Grâce à ces joints à rotules il est possible de donner aux lignes d'action 2b à 5b des quatre réacteurs 2 à 5 les différentes positions suivantes t 1. Les lignes d'action 2b à 5b des quatre réacteurs peuvent Autre orientées, dans des plans verticaux parallèles à l'axe du fuselage I (qui coïncide avec la ligne de coupe VIIIVII sur la fig. 1) de manière à etre perpendiculaires audit axe longitudinal du fuselage, qui prend alors lui-même une position horizontale ai les quatre réacteurs 2à 5 produisent des poussées égales ;; c'est la position connue, qui permet le décollage ou 11 atterrissage vertical, et qui est représenté sur les figures 1 et 2, ainsi que, en traits pleins, sur la fig. 3. 2.- Par pivotenents dans des plans verticaux paralleles à l'axc du fuselage 1, par exemple à partir des positions verticales précé demment indiquées, les lignes d'action 2b à 5b des quatre réacteurs peuvent titre orientées, en restant toujours parallèles entre elles, de manière à faire à un même angle aigu, de valeur appropriée, avec le plan horizontal passant par l'axe longitudinal du fuselage, de façon connue en soi et illustrée en traits mixtes sur la fig. 1 ; les poussées, toujours maintenues égales entre elles, des quatre réacteurs2 à 5 doivent alors présenter des composantes verticales ascendantes, dont la résultante, ou portance, assure le maintient du véhicule à une altitude constante si elle est exactement égale et opposée à son poids; ctest légalité des quatre composantes verticales, ascendantes, qui assure l'assiette horizontale du véhicule.Si en outre les quatre composantes horizontales, également égales entre elles, des poussées des quatre réacteurs sont dirigées par exemple vers la gauche de la fig. 1 elles communiquent au véhicule un mouvement rectiligne dans le sens de la flèche F t ce mouvement peut bien entendu être freiné, de façon connue en soi, en faisant pivoter, dans les plans verticaux parallèles à l'axe du fuselage 1, les lignes d'action des quatre réacteurs 2 à 5 de telle sorte que leurs poussées présentent alors des composantes horizontales dirigées dans le sens opposé à la flèche F. 3. Les joints à rotule selon la présente invention permettent également de faire pivoter chacun des réacteurs 2 à 5 dans des direc tion9t1ransversales à l'axe longitudinal du fuselage 1, c'est-à-dire par exemple autour d'axes verticaux lorsque l'assiette du véhicule est horizontale (il s'agit des axes 2c et 3c sur la fig. 3, la trace de l'axe de pivotement 2c étant également indiquée sur la fig. 5) ; comme visible sur la vue en plan de la fig. 4, qui correspond au déplacement horizontal du véhicule, pour lequel les poussées des quatre réacteurs 2 à 5, toujours maintenues égales, présentent des composantes verticales ascendantes ainsi que des composantes longitudinales dans le sens du mouvement indiqué par la flèche F, le virage à gauche dudit véhicule peut être obtenu en faisant pivoter vers la gauche les lignes action 2b et3b, maintenues parallèles, des deux réacteurs avant 2 et 3, et vers la droite les lignes d'action 4bat5b, maintenues parallèles des deux réacteurs arrière 4 et 5 ; des pivotements de sens contr3ire des deux paires de réacteurs avant et arrière permettraient évidemment le virage à droite ; on a représenté les positions correspondantes des réacteurs avant 2 et 3 en traits mixtes sur la fig. 3. Comme on l'a indiqué précédemment, il est essentiel, pour la stabilité du véhicule selon la présente invention que les pousséEs produites par les quatre réacteurs soient toujours égales ; par suite, le véhicule aérien selon la présente invention est également muni de préférence d'un dispositif de sécurité, qui, en cas de panne de l'un des quatre réacteurs 2 à 5, provoque immédiatement l'arrêt du fonctionnement du réacteur diagonalement opposé à celui qui vient de tomber en panne, afin de conserver une certaine stabilité au'véhicule. La forme de réalisation précédemment décrite du véhicule aérien selon la présente invention est susceptible de nombreuses variantes, dont beaucoup sont évidentes pour l'homme de l'art, et qui rentrent toutes dans le cadre de l'invention ; la forme du fuselage, le nombre et la disposition des propulseurs, ainsi que leur type, sont matières à option, ainsi qu'on l'a déjà indiqué ; le véhicule aérien selon la présente invention peut aussi entre muni éventuellement dtune ou plusieurs surfaces portantes telles que des ailes, fixes ou rotatives, assurant un supplément de portance et une possibilité de planage. Le joint à rotule représenté sur la fig. 5, en coupe par un plan passant par l'axe longitudinal du fuselage 1, est formé essentiellement par un manchon 6, à surface extérieure, 6a, cylindrique ou sphérique, qui est engagé dans un premier palier, 7, de même forme, qui est solidaire de la paroi latérale dufuselage 1 ; ce premier palier, 6, a été représenté sous la forme d'un palier à billes 8 tout autre palier à friction réduite, par;;xemple à rouleaux, peut y autre substitué sans sortir de l'invention t le manchon 6 comporte un évidement intérieur cylindrique 9 dont l'axe,1O, passe par le centre (2c sur la fig. 5) de la surface extérieure 6a du manchon 6, si elle est sphérique, ou bien coupe perpendiculairement l'axe (en 2c) de sa surface extérieure 6a, si elle est cylindrique ; dans l'évidement intérieur cylindrique 9 du manchon 6 est-disposé un second palier cylindrique, à friction réduite, 11, dans lequel est engagée une portée cylindrique 12, aménagée sur le support 2a du réacteur 2 correspondant, perpendiculairement à Sa ligne d'action (qui ntesipas visible sur la fig. 5 mais qui est perpendiculaire à l'axe 10 commun à l'évidement intérieur cylindrique, 9, du manchon 6, et à la portée 12 du support 2a).- D'autre part, dans la forme de réalisation illustrée sur la fig. 5, la surface extérieure, sphérique ou cylindrique, 6a, du manchon 6, porte un doigt radial 13, qui sort du premier palier 7, à travers une fente 14, allongée perpendiculairement à l'axe longitudina. du véhicule, c'est-à-dire sensiblement dans la direction de l'axa 10 ; ce doigt radial 13 est attaqué par la tige 15 du piston de plus grande surface,16, d'un multiplicateur hydraulique de force, 17, dont la tige 18 du plus petit piston 19 est elle-m8me attaquée par une crémaib 1ère 20, à laquelle un pignon 21, actionné par un dispositif moteur, non représenté, permet de communiquer des trsnslations parallèles à l'axe 10, qui permettent de déplacer le doigt radial 13 d'une extrémité à l'autre de la fente 14, ce qui a pour effet de faire varier l'inclinaison de la ligne d'action du réacteur 2 (supposée horizontale sur la fig. 5), par rapport à l'axe longitudinal de véhicule, entre deux valeurs limites, correspondant aux deux positions du ré- acteur 2, représentées en traits mixtes sur la figure 3, ceci permettant de doter la poussée du réacteur 2 d'une composante transversale, c'est-à-dire suivant l'axe horizontal 10, perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule et faire varier cette composante transversale en fonction du changement de direction désirée.D'autre part, la portéE cylindrique 12 du support 2a du réacteur 2 porte, à son extrémité située à l'intérieur du véhicule, une couronne dentée coaxiale 22, avec laquelle engrène au moins une roue dentée (non représentée), qu'un dispositif moteur, d'un type connu, permet de faire tourner, de manière à faire pivoter la ligne d' action du réacteur 2 autour de l'axe 10, c'est-à-dire dans un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal du fuselage, en fonction du changement d'altitude et/ou de vitesse désiré. La variante de la fig. 6 ne diffère de la forme de réalisation de la fig. 5 que par le fait que la surface extérieure 6a du manchon 6 porte, dans un plan diamétral, passant par l'axe 10, un secteur de crémaillère 23, qui engrène à travers une fente 14, allongée perpendiculairenent à ltaxe longitudinal du véhicule, ctest-à-dire sensi- blement dans la direction de l'axe 10, avec une roue dentée 24, calée sur un arbre (non représenté), qu'un dispositif moteur, d'un type connu, peut entraîner de manière à faire pivoter le secteur de crémeil lère 23 et le manchon G qui en est solidaire, d'une façon limitée, en fonction du changellent de direction désiré, de la manière décrite précédemment, à propos de la fig. 5. La fig. 7 représente schématiquement les moyens dont est pourvu de préférence, le véhicule aérien selon la présente invention, pour accoupler rotation les manchons 6 des joints à rotule associés à chaque paire de propulseurs, 2 et 3 d'une part, 4 et 5 d'autour part, situés de part et d'autre du fuselage, de manière à maintenir toujours égales et de mime sens les composantes transversales des poussées des réacteurs de chaque paire ; comme visible sur cette figure, on a prévu une seule crémaillère, 20a ou 20b, pour commander les pivotements des réacteurs de chaque paire 2-3 et 4-5 ; d'autre part, les pignons 21a, 21 b, qui attaquent respectivement les deux crémaillères, 21a à 1? avant et 21b à l'arrière sont calés sur deux arbres alignés 25b et 25a, sortant d'une meme boite de transmission 26, qui leur communique des rotations égales mais de sens inverses, de manière en outre à rendre égales, mais de sens opposés, les composantes transversales des pous sées produites respectivement par les réacteurs avant 2-3 et arrière 4-5, de façon que le véhicule pivote autour de son centre de gravité. La figs 8 illustre schématiquement, dans le cas d'un véhicule aérien selon la présente invention, comportant trois propulseurs de chaque côte de son fuselage, des moyens pour accoupler en rotation les portées des supports de tous les propulseurs, de manière à maintenir toujours parallèles, égales et de m81ne sens les composantes des actions de tous les propulseurs dans des plans verticaux, parallèles à l'axe longitudinal du fuselage ; sur la fig. 8, ces moyens consistent essentiellement en une chaîne sans fin 28, qui est tendue parallèlement à l'axe longitudinal du fuselage 1, en étant guidée par des galets 29 et 30, de manière à passer sur des pignons à chacune 27a, 27b, 27c, solidaires respectivement des roues dentées qui engrènent avec les couronnes dentées 22a, 22b, 22c, solidaires des portées dss supports des trois propulseurs situés d'un même côté du fuselage ; i'accouplement avec les portées des supports des trois propulseurs situés de l'autre côté du fuselage est évidemment assuré dans ce cas par trois axes transversaux, dont chacun assure ltaccouplement en rotation des roues dentées engrenant avec les deux couronnes dentées solidaires des portées des supports des deux propulseurs d'une même paire. Cette disposition est évidemment applicable quel que soit le nombra de paires de propulseurs prévues. La porte 31, dont est muni le véhicule aérien selon la présente invention, représenté sur la fig. 9, est constituée essentiellement par deux éléments 32a et 32b, dont le premier est articulé en 33 à la paroi du fuselage 1, et, en 34, à l'extrémité correspondante du seccnd élément 32b ; lorsqu'ils sont développés hors du fuselage 1, comme visible sur la fig. 9, les deux éléments 32a et 32b forment une rampe ou un escalier d'accès continu ; des câbles 35a, 35b permettent de les relever en les repliant l'un sur l'autre, de manière à obstruer complètement l'ouverture correspondante du fuselage lo R E V E N D I C A T I O N S 1. - Véhicule aérien, comprenent un fuselage, qui porte latéralem@ au moins deux propulseurs, montés de manière à pouvoir pivoter dans des plans verticaux, parallèles à l'axe longitudinal du fuselage, pl@ la propulsion horizontale ainsi que le décollage et l'atterrissage verticaux, caractérisé an ce que, pour permettre en outre les changements de direction par des pivotements limités des propulseurs dans de directions transversales à l'axe longitudinal du fuselage, les support de certains au moins des propulseurs sont montés sur les parois latérales du fuselage par l'intermédiaire de joints à rotule. 2.- Véhicule aérien, suivant le revendication 1, caractérisé en c que chaque joint à rotule est fermé essentiellement par un manchon à surface extérieure cylindrique ou sphérique, qui est engagé dans un premi palier, de même forme, à frictiqn réduite (par exemple par des billes ou des rouleaux), et solidaire de la paroi latérale du fuselage, lad manchon comportant du évidement intérieur cylindrique, dont l'axe pas par le centre, ou coupé perpendiculairement l'axe de sa surface exté rieure, sphérique ou cylindrique, et où est @ dispose un second pelier cylindrique1 à friction réduite, dans lequel est engagée une ortée cylindrique, aménagée sur le support du propulseur correspondant, perpendiculairement à s ligne actions 3. Véhicule aérien suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le surface extérieure, sphérique ou cylindrique, du rnanclinn de chat joint d rotule, porte un doigb radial, qui sort du premier pelier, à travers une fente allongée perpendiculairement à 1' axe longitudinal dr véhicule, et que des moyens, tels qu'un vérin hydraulique connu un transmission a crémaillère et rouc dentée, sont prévus pou faire piv@ le doigt radial dans la fente allongée, en fonction du changement de direction désiré. 4.- Véhicule aérien suivant la revendication 2, caractérisé en cc que la surface extérieure du manchon de chaque joint à rotule porte dans un plan diamétral un secteur de crémaillère, qui engrène, à trave une fente allongée parpendiculsirement à l'axe longitudinal du véhicul avec une roue dentéc, calée sur un arbre, et que des moyens, agissant sur ledit arbre, sont prévus pour faire pivoter le secteur de lère, et le manchon qui en est solidaire, d'une façon limitée, en fonc tion du chengement de direction désiré. 5.- Véhicule aérien suivant l'une d-s revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la portée cylindrique @@ @@@@ue support de propulseur porte une couronne dentée coaxiale et que des moyens, comportant au moins une roue dentée engrenant avec ladite couronna dentée, sont prévus pour faire pivoter la ligne d'action du propulseur correspondant dans un plan vertical, parallèle à liane longitudinal du fuselage, en fonction du changement d'altitude et/ou de vitesse désiré. 6, Véhicule aérien suivant l'une des revondications 2 à 5, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour accoupler en rotation les manchons des joints à rotule associés à deux propulseurs situés de part et d'autre du fuselage, sensiblement dans un meme plan perpendiculaire à son axe longitudinal, de manière à maintenir toujours égales et de même sens les composantes transversales des actions de ces deux propulseurs. 7.- Véhicule aérien suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour accoupler en rotation les manchons des joints à rotule associés à deux propulseurs situés d'un même cssté du fuselage, respectivement vers lavant et vers l'arrière, de manière à maintenir toujours égales et de sens opposés les composantes transversales des actions de ces deux propulseurs. 8. Véhicule aérien suivant l'une des revendications 2 à 7; caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour accoupler en rotation les portées des supports de tous les propulseurs de manière à maintenir toujours égales, parallèles et de même sens les composantes des actions de tous les propulseurs dans des plans verticaux, parallèles à ltaxe longitudinal du fuselage0