Brevet FR2110441A1 — publié le 19720602

v. La présente invention concerne un dispositif de montage semi-rigide pour rotor d'aéronef à voilure tournante. Par dispositif de montage semi-rigide pour rotor, il faut entendre un dispositif dépourvu de charnières mécaniques de battement et de trainée au point de fonction entre chacune d'une plura-""té de pales de rotor et le moyeu du rotor, ces charnières étant — i amplacées par des organes de flexion' oui possèdent les caractéristiques de flexion élastique appropriées pour permettre.un cer-.'in degré de déplacement des pales du rotor dans les plans de bc 'tement et de trainée. Des charnières de changement de pas sont prévues pour permettre les changements de pas des pales du rotor. Parmi les avantages des dispositifs semi-rigides pour-rotors, il faut citer un prix de revient moin^ élevé du fait de la simplicité de construction, un poids réduit et une plus grande facilité d'entretien. invention a pour oc.jet un dispositif de montage se.-i-rigiciï pour rotor d?aéronef à voilure tournante, ce dispositif comprenant un moyeu de rotor duquel partent vers l'extérieur une pluralité - 'éléments flexion oui comprennent chacan uni partie interne jt une partie externe reliées entre el _l0S pS.3? XIZ1Ô clX^tyÎC"LI~* lation de changement de pas, la partie interne étant comprise entre le moyeu et l'articulation de changement de pas et la partie externe s5 étendant à partir de 11 articulation de changement de pas et se terminant par une extrémité agencée de manière à permettre le montage d'une pale de rotor. L'invention sera mieux comprise a la leccure ce la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à riôre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de 11 invention. La z''ig. 1 esr La S'ig. 2 est une vue de coté partiellement en coupe du moyeu du rote: et de l'unt.des éléments de flexion, montrant des détails de constx- tion de l'articulation de changement de pas. La ïig;. 'n est une vue en plan de la Fig. 2. Sur la i: 1, on a représenté un moyeu 10 qui'^est agencé de manière à être ?"lié par son extrémité inférieure à"l'arbre d'en- - r 71 36898 2110441 traînement du rotor. Quatre élènents de £la»;ion 11 partent du moyeu vers l'extérieur. Ils comprennent chacun des parties interne et externe 12 et 13 respectivement, les parties interne »+-terne de chaque élément étant reliées par une articulation de changement de pas 14. Dans le mode de réalisation représenté, les parties internes 12 sont faites d'un seul tenant avec le moyeu 10, le tout étant fabriqué par forgeage. Les parties externes 13 .et ble constitué par le moyeu 10 et les parties interne 12 à>jnt n titane. Cbacue partie interne 12 s'effile vers l'extérieur, d'une base de section sensiblement en forue de rectangle allongé da; , un plan horizontal au niveau du moyeu, à une extrémité externe .1* section sensiblement circulaire. L'extrémité externe de la par'.le interne 12 se prolonge corcne représenté en sur la Fig. 2 pv .a former l'enveloppe interne de exaque articulao..on de chancelier.", de pas 14» Oh-vr'ae partie externe 13 comporte à son extrémité interne "an n«nc?v:a 15 qui -coiiift---V:e 1 ' envelopp-: externe des c-.rt- . relation r "14 f 7?ie, 2), Les parties est en: es 1> sont de section cul-?ire et comportent des extrémités externes façonnées de façon appropriée 1?, pourvues de deux trous de vis oiir la fixation le pales de rotor 18 (ïig. 1). Conae représenté sur la l'ig» 2, des paliers 19 sont disposés dans l'articulation de changement de pas 1-4- entre le prolongeaent 15 de la partie interne 12 et Xr manchon 16 de la partie externe 13j afin de permettre à la partie externe 13 de tourner par rapport à la partie interne 12, afin d'assurer ce qui est générai-..— ment connu dans le domaine des voilures tournantes sous la dénomination de changements de pas collectif et cyclique. Cette rotation est effectuée par l'intermédiaire de bras 20 qui sont déplacés par des biellettes 21 et une tringlerie en étoile 22,mues par un levier de commande 23 ("ïig. 1 ) qui est relié aux commandes non représentées de l'hélicoptère. Une barre de torsion 24 (Fig. 2) est incorporée dans chaque articulation de changement de pas 14 pour absorber les efforts centrifuges et contrôler les surcharges de puissance imposées par les chargements de réglage de pas des pales de rotor. 71 36898 5 2110441 Un angle de cône est prévu dans le dispositif suivant l'invention, comme représenté sur la Fig- 2 où une ligne perpendiculaire à l'axe vertical du moyeu 10 est comparée avec l'axe de l'élément 11, cet angle de cône étant indiqué en 25. La position 5 de l'axe 26 de l'élément 11 sur la Fig. 3 montre que ces éléments sont décalés par rapport à l'axe de rotation 27 du moyeu 10. Lorsque l'ensemble du dispositif fonctionne, les parties internes 12 des éléments de flexion 11 répondent aux déformations de battement des pales de rotor par les caractéristiques de fie— 10 xion élastique et de forme de l'élénent 11. La flexion qui permet les déplacements en poussée et en trainée des pales de rotor est répartie entre l'extrémité externe (section circulaire) des parties internes 12 et les parties externes 15 auxquelles les pales de rotor 18 sont fixées. 15 II est donc clair que les parties internes 12, qui assurent les mouvements de battement sont disposées à l'intérieur par rapport aux articulations de changement de pas 14 et que leurs extrémités internes se trouvent aussi près qu'il est matériellement possible de l'axe 27 de l'arbre d'entraînement du rotor. Cet agen-20 cernent réduit effectivement l'augmentation de puissance nécessaire pour la commande du rotor semi-rigide par rapport au type articulé, afin de maintenir dans des limites acceptables les caractéristiques les moins souhaitables des puissances élevées de commande, telle que les moments d'inclinaison et l'oscillation. La 25 disposition de chaque articulation de changement de pas 14 fait que l'axe de l'articulation suit d'assez près la déformation de la pale, ce qui assure que les changements de pas de la paie dûs au mouvement de trainée sont réduits, ce qui diminue les besoins d'amortissement de la pale dans le plan de trainée pour supprimer 50 l'instabilité en pas et trainée tout en maintenant les caractéristiques souhaitées de réponse. Bien que la plus grande partie de la déformation par flexion dans le plan de trainée s'effectue extérieurement à l'articulation de changement de pas 14, la rigidité obtenue extérieurement 35 à l'articulation par l'emploi de sections circulaires pour les parties externes 13 assure qu'il ne se produit pas de moments d'inclinaison et de déformations contraires du fait des mouvements 71 36898 2110441 de battement et de trainée des pales. La disposition des parties internes 12 et externes 15 des éléments de flexion 11 par rapport aux articulation de changement de pas 14 assure que la partie interne 12 qui est flexible en torsion ne subit pas de moments de 5 torsion, ce qui permet d'obtenir une fréquence naturelle de torsion fondamentale élevée de la pale, ce qui est une caractéristique très intéressante du point de vue aéro-élastique. La présente invention sépare virtuellement la dépendance des fréquences fondamentales de battement et de poussée-trainée 10 du degré de rigidité d'un élément d'une seule pièce par contrôle respectif de ces fréquences dans les parties séparées interne et externe 12 et 13 des éléments de flexion 11. En outre, l'effort critique supporté par le pied des pales dç rotor est largement séparé des problèmes d'obtention des fréquences fondamentales vou-15 lues de battement et de poussée et trainée. Le dispositif de montage pour rotor suivant l'invention améliore la maniabilité et la stabilité car il donne une meilleure réponse aux commandes ainsi qu'une augmentation de l'amortissement aérodynamique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exem-20 pie décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans ru'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. C'est ainsi eue les parties internes 12 peuvent être fabri-25 quées séparément et fixées au moyeu 10 du rotor par tout moyen approprié tel que vissage. Des paliers de butée peuvent être incorporés à chaque articulation de changement de pas 14 en plus des paliers 19, afin d'améliorer l'unité de structure de l'ensemble. Tout matériau possédant des propriétés convenables peut être uti-30 lisé pour la fabrication des parties internes et externes 12 et 13 respectivement des éléments de flexion 11. 71 366*6 lllùhkl "• ■ ■' //-'J- l' -y - ---M => 1 - Dispositif semi-rigide ds montage du rotor d'un aéronef à voilure tournants, comprenant un aoyeu de rotor duquel partent vers 1 'extérieur une pluralité d*éléments de flexion, ledit 5 disposa tif étant caractérisé en ce eue chaque élément comprend ""es parti . 1 ' articulation de a a armement de pas * et le partis externe ;'étendant à oc* le 1!articulation de changeasût de pas et se 10 t-. -minant c&r -.Me a:;en«--éa de manière à permettre le mo bage d'une ;;ale -".s 2 - Ji - , ,..>aâv:? .iv' • a.. j U. \ -a andâcatic a 1, caractérisé en ce eue -quatre éloa.eac-e d- Ilex?on an:-:-v-ei£h du moyeu, vers l'extérieur. 15 > ■ ïiôpo--itir -/.i-*.. an4 j ~ .-'indication 1 on 2«, sasractér.l •• sé en ce rut s ^avdes éléments d- v\L~xic« sont faites u'v.a '-«-;uç-nt -vee le •T- - ' : ï-i ;>• .•*■'•_*. i.-*" «raiVC .]. -a-3 "? "elCOCqt-S ÛS t 1" rV pj:-vicâtic . '= là;' c-; '■'■■ en «e aue ahaeae partie interne a : 20 base du ' eovl^n cansibien-aar en forma de .^eetaagle allongé en plan hof.i.,?oi.-.'.-al ares ia narrea Ters une ©xtrésâàé enâe-ane de sec----tior eja- -.j.-- 3 - ■- ci à suivant i:uas quiioonçue a es raaen-nicaticaa 1 à 4, Cr.aa^:a !.• • = v:; ce rc? aaaç.ae partie externe est ds sectior. 25 circulaire. 6 - v: .•oo.'i.tif suivant l5 me quelconque des yevendicaticns 1 à 5, carsavérisê en ce ;a'aiï, i olanaeneat 50 l'exbréirâte interne de la psortie externe constitue une enveloppe externe pour ?. adite articulation. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que 1'enveloppe externe peut tourner sur des paliers montés sur l'en "oppe interne. 55 8 - «positif suivant 'L'une des revendications 1 à 7» ca ractérisé en ju'une barre d>r torsion est incorporée à chaque articulation c aanaement de 71 36898 2110441 suivant l'une ces re*v'~;-ûies trions .u a S, . ractérisé en ce qu'un angle de cône est ménagé dans chaque élément de flexion. 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à S,caractérisé en ce eue chaque élément de flexion est décalé par rapport à 1 ' axe de rotation dix rotor. 11 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 10*caractérisé en ce qu'en fonctionnement; les déformations des pales ' de rotor dans les plans de battement et de p on s sé e -trainé e soit contrôlées dans les parties interne et externe des éléments d-. f 3 «-ion. 12 - Dispositif suivant 3a revendication 11, caractérisa en ce que les déformations dans .1 c plan de battement sont ccntrct î-es * .'PS 1 es parties internes, tandis eue les déformations dans le pl-tn ce p ous ç é e-trainé e sont -'ortrôlées dani lis partie,s extt.-, e£. 13 - Dispositif ssmi--*ri:;;ide pour rotor û:aéronef à voilure tournante, ccraprtnanv une pluralité de paît-a de rotor fixées « un r,c:/en prr» : '--i-r.ts âo tlc-r.'.on, car acte •- ;• ; le,- -..laiis de 'cs.it ev eut et de goussée~trainëe ost contrôlée séuâ-rrrsert par les carectériotiquer de flexion élastique des partir-s interne et erct^rre clec élément.* de flexion, le;, parties inter-ms ev extern.-:; de jt.aque éléiaenc étant séparées par tu,-? --.rticulation. de changement do pas. ? 14- - Procédé de t..-r.t.-53 •- des déforma-trous de tattecerit -c de p ous s é e-traiué e pendant la rotation d'une pluralité de palts &a rotor d'an aéronef à voilure tournante, ledit procédé étair :-s- raotérisé en ce qu'il consiste à contrôler les déformations en battement de chaque pale dans un premier élément de flexion s'étco- 0 dant vers l'extérieur entre un moyeu de rotor et une articulation de changement -le pas, et à contrôler les déformations poussée -trainée de chaque pale dans un deuxième élément de flexion attendant vers 1'extérieur entre une articulation de changement de pas et la fixation du pied d'une pale de rotor. 5 15 - lête de rotor, caractérisé en ce qu'elle comprend un moyeu de rotor d'où partent radialement une pluralité de premiers éléments décalés de l'axe de rotation dudit rotor, cnacun des pre 71 36898 7 2110441 miers éléments comportant une articulation de changement de pas à son extrémité externe, des deuxièmes éléments s'étendant vers l'extérieur à partir de chaque articulation de changement de pas, chacun des deuxièmes éléments comportant des organes pour la fixation d'une pale de rotor. 16 - Aéronef à voilure tournante, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de rotor suivant les revendications 1 à 15.