Brevet FR2057085A1 — publié le 19710507

La présente invention a pour objet un engin de navigation aérienne à réaction permettant le vol vertical et le vol horizontal Cet engin de navigation aérienne comporte un ou plusieurs organes de voilure ou d'empanage susceptibles de fonctionner en pales de rotor lors d'un vol vertical, l'entraînement des pales de rotor se Faisant par un dispositif a réaction. Dans de tels avions ou autres engins de navigation aérienne et en particulier ceux fonctionnant sous la poussée de gaz chauds on prévoit a' à intérieur des pales de rotor des canaux d'amenée de gaz servant à L'écoulement des gaz chauds vers Les ajutages formés à la pointe des pales. Dans La plupart des cas, on utilise la partie principale des pales pour servir à 11 écoulement des gaz, cette partie devant pouvoir résister à ia chaleur des gaz chauds produits par La réaction. De plus et pour éviter toute perte de chaleur au cours de L'amenée des gaz aux ajutages, il faut prévoir un calorifugeage sur les extrémités des pales.Les sections droites des canaux d'écoulement des gaz déterminées essentiellement par Le débit de gaz nécessaire et L'encombrement de ce calorifugeage posent des exigences pour Les dimensions des profilés de pales permettant à celles-ci de comporter de tels canaux d1écoulement de gaz. il s'ensuit que les profilés des pales doivent souvent être surdimensionnés.Plus particulièrement dans le cas d'avions où les organes de La voilure et de l'empennage travaillent également comme pales de rotor, un tel surdimensionnement détermine un pois inutilement élevé ainsi qutun accroissement sensible de la résistance à L'avancement, de telle sorte que L'on a besoin d'une puissance supérieure; si les organes de L'empennage comportent pour le vol verticaL pour lequel ils fonctionnent en pales de rotor plusieurs parties coulissant télescopiquement, on se heurte à des difficuLtés importantes en ce qui concerne la connexion et L'étanchéité des amenées de gaz, à L'intérieur organes mobiles l'un par rapport à l'autre. L'invention a pour objet de supprimer tout surdimensionnement des organes de l'empennage et les mconvénients qui en découlent. Les organes servant pour des conditions de vol différentes d'une part comme empennage ou pour la sustentation et- d'autre part comme pales de rotor doivent pouvoir, tenant compte de Leurs fonctionnements différents et en utilisant le principe de la réaction pour l'entraînement des pales de rotor, se déployer au maximum et cela sans compensation de ces avantages par un accroissement de la résistance au cours du voL rapide De plus L'invention a pour objet de simplifier l'amenée de gaz aux ajutages d'éjection dans les pales de rotor montées télescopiquement. On a résolu un tel problème conformément à l'invention grâce à ce que lton prévoit sur la tSte du rotor un ou plusieurs bras d'éjection comportant des ajutages d'éjection dans la zone de leurs extrémités extérieures, ces bras pouvant être rabattus autour de leu-' pivots en position de travail tandis que l1on prévoit pour Le jet de gaz dirigé vers l'anicre et servant à La poussée nécessaire à l'avancement de l'avion un dispositif déviant le jet vers les bras d'éjection. Dans un avion ainsi constitué, les organes pouvant fonctionner avec l'empennage ou la voilure et aussi comme pales de rotor doivent être conçus indépendamment des sections droites nécessaires à l'écou- Liement des gaz. On économise ainsi du poids dans une grande mesure et les résistances à l'avancement sont considérablement réduites. Les bras d'éjection qui sont effacés pendant Le vol normal ou rapide coopèrent également à maintenir très faibles Les résistances à l'avancement. De plus, il est prévu dans le cadre de la présente invention une autre caractéristique importante consistant en ce que les bras d'éjection comportant à leur extrémité intérieure une entrée et un dispositif de déviation du jet peuvent basculer et pénétrer dans le jet de gaz de réaction sous l'effet du déplacement rabattant les bras vers l'extérieur. Avec une telle construction on supprime la nécessité d'un dispositif particulier permettant la divination du jet, Lorsque les bras d'éjection sont amenés en position de saillie, on obtient en même temps et automatiquement la déviation du jet de gaz servant à la poussée vers Les bras servant à amener Les gaz aux ajutages de réaction. En partant des caracténstiques ci-dessuston obtient une construction avantageuse en ce sens que les organes peuvent basculer et passer de leur position pour Laquelle ils agissent comme empennage ou voilure vers une position neutre . Pour Les or @ones de voilure ou d'empennage susceptibles de basculer et. de prendre des positions positives ou négatives, on supprime grace à la disposition des bras d'éjection la nécessité d'un passage des gaz de poussée entre des éléments effectuant des mouve ments relatifs et par suite on supprime également le problème de l'étanchéïté problème qui ne pourrait ecre résolu autrement qu'avec une dépense assez considérable. On peut donc régler la position des organes formant partie de la voilure ou de l'empennage d'une manière très simple en fonction des vitesses différentes à partir de leut orientation lorsqu'ils forment des plaes de rotor. En partant du fait que les bras d'éjection sont ramenés dans leur position de départ seulement lorsque ces organes travaillent comme pales de rotor, l'invention présente encore une carac téristique consistant en ce que les axes longitudinaux des bras en position effacée sont parallèles à l'axe longitudinal de l'a vion et que le déplacement vers l'extérieur re ces bras est assuré à L'encontre de l'action de ressorts de ragel par les forces centrifuges produites par l'entraînement du rotor. Une telle forme d'exécution permet de suppriner le mécanisme de déplacement et d'effacement qui serait autrement nécessaire ainsi que le dispositif de déclenchement agissant sur un tel mécanisme.Pour donner l'accélération nécessaire pour cette commande par force centrifuge au rotor et par suite aux bras d'éjection en position effacée, les pales de rotor peuvent recevoir une position assurant l'auto- rotation du rotor. On a représenté aux dessins une forme d'exécution de l'invention donnée à titre d'exemple. Sur ces dessins: Les figs. 1a et 1b représentent schématiquement en perspective L'avion en vol horizontal et en vol vertical respectivement. La fig. 2 représente une fraction de L'avion en vue longitudinale partielie à une échelle agrandie par rapport au figs. la et lb, les pales du rotor étant représentées en position effacée. La.fig. 3 est une coupe de l'avion en vue longitudinale à une échelle également agrandie, les pales du rotor étant représnn téées en position déployée. Les figs. 4 et 5 représenten en coupe longitudinale une partie de l'avion dont les organes d'e voilure ou d'empennage se trouvent dans des positions différentes. L'avion représenté est destin à voler à deux allures de vol différentes. Dabs un premier stade l'avion vole à peu près horizontalement et son avancement est assuré par un jet de gaz dirigé directement vers l'arrière et provenant d'un moteur réaction. Qu cours d'un stade ultérieur au cours duquel les organes de voilure travaillent comme pales de rotor, l'appareil vole à la manière d'un hélicoptère, l'axe longitudinal de l'avion étant dirigé à peu près verticalement. Le premier stade du vol form ainsi le stade de marche ou de vol rapide. Dans la fig. 1a l'appareil est représenté en marche normale et en fig. 1b au cours du vol vertical. 2 désigne l'ensemble de l'appareil, 3 le corps ue L'appareil t 4 sa voilure ou son empennage. A l'intérieur du corps 3 se trouve l'installation moLrice 5(fig.2) qui est constituée par un moteur à réaction avec Sa tubulure d'éjection se terminant par l'ajustage de sortie 9. Concentriquement à cette tubulure et à cet ajutage 9 se trouve un support ll disposé Le long du corps de l'appareil, support cui est suivant le cas fixe ou libre de tourner et porte les organes 1!: travaillant tantôt comme voilure et tantôt comme pales de rotor.Ces organes sont constitués par des éléments montés télescopiquement, les élélemnts 14' étant pendant la phase de vol vertical pour laquelle ces organes 14 agissent à la maniere de pales de rotor. Cette disposition ne forme cependant pas l'objet de la présente invention et c'est pourquoi on ne va pas décrite davantage cette construction Comme on le voit sur les figs. 2 à 5, le support ll porte en dehors des deux organes 14 disposés diamétralement en face l'un de l'autre des bras d'éjection 16 dans le même plan transversal ou dans un plan transversal qui lui est parallèle, Ces bras 16 se trouvent également dans des positions diamétralement oppo ses et sont décalés à la périphérie du support de 90 . par rapport aux organes 14.Aux extrémités extérieures 15 des bras d'éjection 16 sont disposés les ajutages d'éjection 17. L'amenée des gaz aux ajutages d'éjection est assurée par les bras d'éjection creux 16 portés eux-mêmes par l'intermédiaire de pivots 20 par le support lI du rotor. Les bras d'éjection 16 peuvent basculer autour de leurs pivots 20 pour prandre une position neutre ou de travail. En position neutre les bras d'éjection sont appliques étroitement Le long du corps 3 de I' avion, les axes principaux des bras 16 étant ainsi parallèles a stade de l'avion. on peut cependant aussi bien former à L'intérieur du profil de l'avion des chambres pour loger Les bras déjection 16 pour réduire Les résistances. La deuxième position représentée en fig. 3 des bras d'éjection 16 montre ces bras dirigés radiaLement vers l'extérieur entre les pales de rotor 14 et se trouvant dans un même pian avec ces derniers ou bien dans un plan parallèle. Les extrémités intérieures 25 des bras d'éjection 16 font face à l'ajutage d'éjection 27 et des palettes de déviation du jet 28 tandis que les sections droites de ces extrémités 25 présentent au droit des ouvertures 5 une forme semi-circulaire, l'ensemble des ouverture 27 correspondant en section droite à l'ajutage d'éjection 9.Pour pouvoir assurer le déploiement et le rabattement des bras d'éjec- tion 16, on prévoit pour chacun de ces bras un moteur fixe 30 qui peut être actionné par voie électrique ou hsrdraulique. Les figes, 2 et 3 représentent respectivement les deux postions extrêmes des bras d'éjection 16. En fig. 3 on voit Les deux bras d'éjection à l'état déployé dirigés radialement vers l'extérieur. Les ajutages d'éjection L7 étant dirigés de la même manière par rapport au mouvement périphérique de leurs bras. Les extrémités intérieures 25 de ces bras se trouvent alors disposées de maniere à ce que leurs ouvertures 27 pénetrent dans le jet de gaz sortant de l'ajutage d'éjection 9 pour guider ces gaz en courants partiels correspondant aux ajutages 17 à considérer. La fig. 2 représente par contre Les bras d'éjection en position rabattue. Le jet de gaz sortant de l'ajutage d'éjection 9 peut donc sortir Par l'arrière sans dérivation et sert ainsi à faire avancer l'avion. On va maintenant indiquer le fonctionnement de L'avion ainsi décrit. Si l'avion se trouve dans la position représentée de marche normale ou de vol rapide suivant les figes. la et 2, les deux bras d'éjection 16 sont rabattus au contact de la cellule de l'avion. Leurs extrémités intérieures se trouvent alors en dehors du jet de gaz du moteur à réaction 5 et de l'ajutage d'éjection 9 de telle sorte que le jet de gaz sort a' L'arrière et assure l'avancement de l'avion. Lorsque l'avion se trouvant dans la position de vol suivant La fig. L doit passer au- stade correspondant à l'atterissage, on supprime Le blocage entre Le corps de l'avion 3 et Le support 4 du rotor 11 pour donner une position différente aux organes 14 travaillant jusqu'à ce moment comme voilure et comme empennage, Grâce à cette modification de position, le rotor ll avec les organes 14 qui lui sont associés effectue un mouvement d'autorotation.En raison de LA position du centre de gravité de la poussé dans L'avion, celui-ci passe du stade de marche normale a la position de vol vertical suivant la fig. 1b au cours duquel vol les organes 14 fonctionnent comme pales de roter. L'axe vertical de L'avion est ainsi dirigé lui-même essentiellement dans le sens vertical. En même temps que ce passage vers un nouveau stade de vol, les moteurs fixes 30 sont mis en marche pour déployer les deux bras d'éjection 16.Ceci détermie l'introduction des extrémités inférieures 25 des bras 16 avec leurs ouvertures 27 à l'intérieur de l'ajustage d'éjection 9 du moteur à réaction 5 pénétrant ainsi dans le jet de gaz moteur et en recouvrant l'ajutage 9 lorsque les bras d'éjection 16 ont atteint leur position finale. L2 jet de gaz moteur est alors dévié de sa direction de sortie primitive et est amené en fractions égales aux bras d'éjection 16 et par suite aux ajutages déjection L7 sur Les extrémités extérieures 15 de ces bras.Le gaz sort sous l'effet des ajutages éjection 17 de telles sorte que le rotor 11 est entraSné par réaction avec les pales 14. L avion se déplace alors au cours de ce dernier stade à La maniere d'un héLicoptère et peut par une commande appropriée des pales du rotor se diriger vers un point d'atterissage au sol déterminé et y atterrir effectivement. Les organes 14 se déploient entre les bras d'éjection 16 pour assurer leur fonctionnement aussi bien comme voilure ou empennage que Comme pales de rotor sans qu'il soit nécessaire de tenir compte des sections droites et des problèmes d'étanchéité des amenées de gaz. Un rabattement des bras d'éjection permet d'atteindre de plus un profil offrent peu de résistance au vol rapide de l'avion Comme on Le voit sur les figs. 4 et 5, l'orientation des organes L4 agissant comme voilure ou empennage peut être réglée au cours de la phase de vol rapide. En fig. 4 Les organes L4 sont représentés avec l'orientation correspondant au vol rapide tandis qu'en fig. 5 ces organes 14 ont pris la position en rotor assurant le vol vertical. Pour rendre plus claires Les deux positions possibles, l'un des organes L4 est représenté en fig. 15 dans la position correspondant à un vol lent, l'autre organe 14 se trouvant par contre dans la position correspondant à un vol vertical. Pour pouvoir amener les organes 14 dans l'orientation correspondant au vol rapide, les organes 14 peuvent être réglés en orientation par rapport au corps 3 de l'avion en les faisant tourner dans leur palier 40. De plus on prévoit des dispositifs d'amortissement du basculement 42 agissen simultanément comme moteurs fixes. L'utilisation d'une géométrie variable pour la voi lure dans la forme d'exéction représentée est rendue possible très simplement grâce à la suppression de l'amenée de gaz par l'intermédiaire des organes de la voilure. Les étanchéïtés compliqués et onéreuses ne sont plus nécessaires pour le guidage des gaz entre le rotor 11 et les organes 14 travaillant sélectivement comme pales de rotor et comme voilure. REVENDICATIONS 1. Avion ou autre engin de navigation aérienne à réaction susceptible de voler tant verticalement qu'horizontalement comportent au moins un organe de voilure ou d'empennage susceptible de pouvoir travailler en pale de rotor au cours du vol vertical, l'entraînement des plaes de rottor étant alors assuré par réaction, cet avion étant caractérisé par le fait que la tête du rotor porte au moins un bras d'éjection présentant à son extrémité extérieure un ajutage d'éjection, ces bras pouvant basculer et prendre une position de travail en tournant dans leur palier tandis qu'un dispositif de déviation du jet amène aux bras d'éjection le jet de gaz moteur dirigé vers l'arrière en assurant l'avancement de l#avion. 2. Avion suiant la revendication 1 caractérisé par le fait que les bras 3' d'éjection comportent Les ouvertures d'entrée et des éléments de déviation du jet à leurs extrémités intérieures qui peuvent basculer avec les bras d'éjection pour pénétrer dans 1 jet re gaz moteurs. Avion suivant les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les axes longitudinaux des bras d'éjection sont parallèles à l'axe longitudinal de l'avion dans leurs position effacée et que le déplacement vers l'extérieur des bras d'éjection à l'encontre de l'action de ressorts de rappel est assuré par les forces centrifuges produites par l'entraînement du rotor. avion suivant l'une quelconque des revendications caractéris par le fait que les bras d'éjection se trouvent en position effacée, au moins pour la plus grande partie, à l'intérieur du profil extérieur de l'avion. vion suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé par le fait que les organes destinés à former les pales de rotor peuvent basculer et prendre l'orientation voulue partant de leur position de voilure ou dans l'empennage vers une position neutre.