Brevet FR2067144A1 — publié le 19710820

La présente invention concerne les hélicoptères combinés à réaction. On sait que les appareils de ce type comportent, d'une part, une voilure tournante, ou rotor, susceptible d'être entratnée par réaction et conçue pour permettre les manoeuvres en héli- copterewet, d'autre part, des moyens de propulsion, généralement un ou plusieurs réacteurs, qui fournissent une poussée utilisée pour le vol en translation. le fait d'entratner le rotor par réaction présente divers avantages : il supprime notamment l'obligation d'installer une hélice anti-couple à la queue du fuselage. Cependant, en raison de l'absence de l'hélice anti-couple, on est conduit, pour assurer la commande de lacet pendant le vol en hélicoptère, à se servir des gaz engendrés par les réacteurs de propulsion, ce qui soulève une certaine difficulté car, jusqu'à présent, ces moyens de propulsion étaient toujours situés au voisinage de l'axe du rotor. Par suite, pour avoir le couple nécessaire à la manoeuvre de lacet, il fallait amener à l'arrière du fuselage les gaz des réacteurs de propulsion pour qu'ils y soient déviés, ou prélever une partie de ces gaz pour qu'ils soient éjectés à l'arrière dans un sens convenable.Dans tous les cas cette mesure s'accompagne d'un certain nombre d'inconvénients, notamment une perte de puissance. Sous son aspect le plus général, l'invention propose comme moyen simple, pour assurer la commande en lacet pendant le vol en hélicoptère d'un hélicoptere combiné à réaction, de monter au moins un des réacteurs de propulsion à l'arrière de ltappa- reil. De cette façon, grâce à la grande distance qui sépare le réacteur de l'axe du rotor, on peut créer directement, avec les gaz de ce réacteur déviés dans un sens convenable, un couple de lacet relativement important, tout en évitant les problèmes posés par le déplacement de gaz chauds le long des parois du fuselage ou les risques d'entrée intempestive de gaz chauds dans la cabine, comme dans les solutions proposées antérieurement. Sous un aspect plus particulier, l'invention propose d'utiliser, à l'arrière de l'appareil, un réacteur particulier qui, dans cette application spécifique, présente un grand nombre d'avantages suppldment eres.- Dans son brevet français So4954899 la demandePess a décrit un réacteur double flux adapté pour fournir, daiis les meilleures conditions de rendement, aussi bien les gaz nécessaires pour entratner le rotor par réaction que les gaz nécessaires à la propulsion de l'appareil en vol de translation0 Un tel réacteur à double flux est équipé dun étage de turbine supplémentaire susceptible de travailler dans les gaz chauds du flux primaire pour entraSner un compresseur travaillant dans les gaz froids du flux secondaire du réacteur.Ce réacteur est ainsi adapté pour fournir au rotor un fluide à une pression supérieure à celle qui convient à la propulsion, de sorte que les rendements sont bons aussi bien en vol en hélicoptère qu'en vol de trans lation elle le rotor est en effet entratné par les gaz froids re- comprimés par le compresseur supplémentaire pendant que les gaz chauds subissent une détente complète dans l'étage de turbine supplémentaire, tandis quEn vol de translation, la quasi-totalité des gaz chauds et froids est utilisée pour la propulsion, l'étage de turbine supplémentaire étant mis en dérivation. Suivant l'invention, on dispose donc à l'arrière de l'appareil, un tel réacteur à double flux adapté, et on agence des moyens déviateurs de jet susceptibles de travailler dans le flux secondaire (gaz froids) du réacteur. Pour augmenter la pression des gaz dans le rotor et diminuer ainsi les pertes. de. charges, ce qui accroSt le rendement, on ne comprime dans le compresseur supplémentaire du réacteur qu'une partie du flux secondaire, en utilisant ainsi la quasitotalité des gaz chauds dans le réacteur. On a ainsi la possibilité d'utiliser une quantite appréciable du flux secondaire (c'est-à-dire les gaz froids restants) pour créer le couple de lacet0 Cette quantité de flux secondaire, qui passe avec les gaz d'échappement de la turbine, crée une légère poussée horizontale qui facilite le décollage de l'appareil car le rotor est partiellement déchargé en poussée de propulsion.Bien entendu, une possibilité de freinage des roues doit être prévue pour tenir compte de cette poussée disponibleO ainsi, grâce à linvention, on dispose d'un couple de lacet appréciable en vol en hélicoptère, avec des moyens travaillant uniquement dans le flux secondaire froid, ce qui présente le double avantage de ne pas créer de pertes de charge parasites en vol de translation, lorsque l'étage de turbine supplémentaire est mis en dérivation, et de ne pas soumettre les moyens déviateurs de jet aux conditions de fonctionnement sévères imposées par la chaleur du flux primaire, étant entendu qu'en vol de translation l'action classique d'un gouvernail sur l'empennage fixe s'ajoute à celui des moyens déviateurs opérant dans les gaz froids. Il y a lieu de noter, en outre, que le confort des passagers est amélioré par la diminution du bruit ressenti dans la cabine, diminution qui résulte non seulement de la disposition du réacteur à l'arrière mais encore de la détente complète des gaz. Suivant un mode de réalisation avantageux, l'entrée d'air du réacteur à double flux situé à l'arrière de l'appareil est logée à la partie supérieure du fuselage de telle manière qu'elle permette une aspiration dans le souffle du rotor, ce qui accroît le rendement de la voilure tournante0 En plus du ou des réacteurs placés à l'arrière du fuselage selon l'invention, l'appareil peut comporter un nombre pair de réacteurs supplémentaires dessus ou dessous l'aile fixe, disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal de symétrie de l'appareil. Le complément de description qui suit avec le dessin annexé, donné surtout à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre, Sur le dessin - la figure 1 montre schématiquement en élévation un hélicoptère combiné à réaction, selon l'invention - les figures 2 et 3 représentent à plus grande échelle la partie arrière de l'appareil de la figure i, avec arrachement partiel, en élévation et en plan, respectivement - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 ; et - la figure 5 est une vue schématique en plan d'un ap pareil selon l'invention, équipé de trois réacteurs. L'hélicoptère combiné à réaction, représenté schématiquement sur la figure 1, se compose essentiellement d1un fuse lage 1, d'une voilure tournante 2 et de moyens de propulsion tels qu'un réacteur 3. le fuselage 1 est pourvu notamment d'une aile fixe 4 et d'un empennage classique latéral 5 et horizontal 6. La voilure tournante 2 dont les pales 7 peuvent entre en nombre quelconque, est un rotor classique d'hélicoptère à réaction dont le moyeu creux 8 est supporté par un pylône 9 solidaire du fuselage. Suivant l'invention, le réacteur 3 est disposé à l'arriere de l'appareil, par exemple, dans la queue du fuselage 1, de telle sorte que, grâce à la grande distance qui sépare le réacteur de l'axe du rotor 2, on peut créer directement un couple de lacet important-avec les gaz de ce réacteur convenablement déviés. Le réacteur 3 est de préférence un réacteur à double flux de façon que le flux primaire puisse être utilisé principalement en vol de translation tandis que le flux secondaire puisse servir à l'entraînement du rotor au moins pendant le vol en hélicoptère. Toutefois, selon une particularité de l'invention, ce réacteur à double flux-est plus précisément du type décrit dans le brevet français 1.495.489 précité0 Les détails de réalisation d'un tel réacteur, qui se caractérise essentiellement par la présence d'un étage supplémentaire de turbine susceptible de travailler dans le flux primaire pour entraîner un compresseur axial travaillant dans le flux secondaire, sont inclus dans la présente description par référence audit brevet français. Le compresseur supplémentaire 10, travaillant dans le flux froid est relié par des conduits tels que 11, logés dans le fuselage -1, ou dans un carénage prévu à cet effet derrière le pylône 9, au moyeu creux 8 du rotor 2 (figures 1, 2 et 3).En vol en hélicoptère, la ma-jeure partie du flux secondaire froid surcomprimé par le compresseur supplémentaire 10 est envoyée dans le rotor 2 et, en étant éjectée par les tuyères prévues à l'extrémité des.pales 7, elle assure l'entraînement, par réaction, du rotor . Lapartie restante du flux secondaire est éjectée du réacteur 3, en même temps que les gaz d'échappement détendus de la turbine, et crée une légère poussée horizontale qui joue un double rôle : - d'une part, elle facilite le décollage, car elle permet de décharger d'autant le rotor en poussée de translation - d'autre part, elle permet de créer le couple de lacet recherché ; il suffit pour cela de prévoir des moyens déviateurs de jet, par exemple des volets 12 classiques à cet effet, disposés à la sortie de la tuyère de détente du réacteur, et travaillant dans le flux secondaire froid. Selon une particularité de l'invention, la prise d'air destiné au réacteur 3 est située en 13 à la partie supérieure du fuselage, derrière le pylône 5, de façon qu'elle aspire l'air dans le souffle du rotor et l'amène par une conduite convergente 13 au compresseur principal du réacteur. Bien entendu, cette prise 13 peut entre complétée par un carénage convenable 15, destiné à en diminuer la trainée. La figure 5 montre une configuration dans laquelle l'hélicoptère est équipé de trois réacteurs à double flux, de préférence du type décrit dans le brevet français précité. Llun des réacteurs, portant la référence 3, est placé dans la partie arrière du fuselage, comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, tandis que les deux autres réacteurs 16 et 17 sont disposés au-dessus ou au-dessous de l'aile fixe 4, symétriquement par rapport au plan longitudinal de symétrie de l'appareil. Bien entendu, si l'on ne désirait pas bénéficier de tous les avantages mentionnés plus haut, on pourrait se contenter d'assurer la commande de lacet uniquement à l'aide des réacteurs 16 et 17, le réacteur arrière 3 n'existant pas0 Pour un nombre de moteurs plus grand, on peut combiner les solutions. Ainsi, un quadri-moteur peut recevoir deux moteurs sous l'aile fixe et deux disposés à la queue ou bien quatre moteurs disposés sur l'aile fixe et ainsi de suite. Revendicationz îo Hélicoptère combiné à réaction caractérisé en ce qu'au moins un moyen de propulsion est disposé à l'arrière de Itappareil et comporte un dispositif déviateur de jet pour assurer la commande en lacet lors des vols en hélicoptère. 2. Hélicoptère combiné selon la revendication 1., caractérisé en ce que le moyen de propulsion disposé à l'arrière de 8ap- pareil est un réacteur à double flux relié par au moins une conduite au moyeu du rotorS de façon qu'une partie au noins du flux secondaire puisse servir à l'entranement dudit ro tour, 3.Hélicoptère combiné selon la revendication 2., caractérisé en ce que le réacteur à double flux est du type décrit dans le brevet français 1495.489, c'est-à-dire équipé d'un étage de turbine supplémentaire susceptible de travailler dans le flux primaire pour entraSner un compresseur tra- vaillant dans le flux secondaire de façon qu'en vol en héli- coptère la majeure partie du flux secondaire surcomprimé serve à l'entraînement du rotor tandis que le restant du flux secondaire fournisse une poussée supplémentaire, le dispositif déviateur de jet travaillant dans le flux secondaire restant pour assurer la commande en lacet. 40 Hélicoptère combiné selon la revendication 2 ou 3, caractéri sé en ce que l'entrée d'air du réacteur à double flux est logée à la partie supérieure du fuselage de telle manière qu'elle permette une aspiration dans le souffle du rotor. 50 Hélicoptère combiné selon lvune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre pair de réacteurs supplémentaires dessus ou dessous l'aile fixe, disposés symétriquement par rapport au plan longitudinal de symétrie de l'appareil.