Brevet FR2124474A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne les hélicoptères et vise plus particulièrement un dispositif, mû par un moteur, pour le repliage des pales du rctor sur le rotor entre une position déployée de fonctionnement et une position repliée. 5 Les dispositifs connus de repliage.des pales mus par un mo teur comprennent généralement des charnières qui sont montées près de la tête du rotor autour duquel toutes les pales sont repliées sensiblement vers l'arrière de manière à reposer sc-it au-dessus du fuselage et du cône arrière, soit de façon adjacente, la lon-10 gueur de l'appareil pouvant en outre être réduite en position repliée par repliage vers l'avant de l'extrémité arrière du cône arrière. Cela signifie que la longueur de l'appareil en position repliée est au moins égale à la somme d'une longueur de pale et de la longueur du fuselage en avant de la tête du. rotor, ce qui 15 restreint sérieusement les dimensions des hélicoptères conçus pour évoluer et être garés dans des espaces confinés, comme c'est le cas' pour les opérations aéronavales. Les dessinateurs ont été obligés de limiter les dimensions des pales de rctor en vue de leur repliage dans ur.t espace donné, au lieu de concevoir libre-2C ment un système de rotor dont le diamètre ne soit déterminé qu'en vue de leur fonctionnement optimal en vol. Ce type d'agencement de repliage donne fréquemment une réduction de longueur d'environ 30% entre la longueur de vol et la longueur repliée de l'appareil. Un autre inconvénient des systèmes connus réside dans le fait 25 que leurs mécanismes d'actionnement sont très compliqués et lourds et ont une forme aérodynamique impropre qui pose des problèmes de sécurité et d'entretien et entraîne de sérieuses limitations dans le fonctionnement, par suite du poids et des caractéristiques élevées de traînée. 30 L'invention a pour objet un hélicoptère comportant un fuse lage et au moins une source d'énergie agencée de manière à entraîner un système de rotor principal, le système de rotor comprenant une tête de rotor et une pluralité de pales de rotor, chaque pale s'étendant radialement vers l'extérieur de son pied fixé à 35 ia tête du rotor jusqu'à sa pointe, une charnière orientée sensiblement dans le sens de la corde étant disposée dans chaque pale de rotor entre son pied et sa pointe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des figures jointes, données 72 03754 2 2124474 dans un but non limitatif, et qui représentent un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une vue en plan d'un hélicoptère dont les 5 pales sont allongées ; la figure 2 est une vue en plan du même hélicoptère dont les pales et le fuselage sont répliés ; la figure 3 est une vue de côté de la figure 2 dans laquelle on a omis deux des pales pour des raisons de clarté ; 0 la figure 4 est une vue en plan d'un mécanisme approprié de repliage des pales, avec certaines parties arrachées pour laisser apparaître les détails de construction ; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 4 ; et 5 la figure 6 est une vue suivant la flèche E de la figure 4. L'hélicoptère représenté sur la figure 1 comporte un fuselage 11 et un élément profilé constitué par une aile tronquée 12 qui s'étend de chaque côté du fuselage. L'aile 12 abrite deux moteurs 13 qui sont reliés par une transmission appropriée 14 de façon à 20 entraîner un système de rotor qui comprend une tête de rotor 15 et quatre pales de rotor 16, désignées respectivement par les lettres C, D, E et F. Le pied 17 de chaque pale est fixé à la tête de rctor 15 par n'importe lequel des nombreux moyens connus et la pale s'étend radialement vers l'extérieur à partir du pied 25 17 pour se terminer par une pointe 18. Un rotor de queue classique 20 est monté à l'arrière du fuselage 11. Un élément creux 19 en forme d'obus est disposé dans le sens de la corde, sur les pales entre leur pied et leur pointe. Cet élément comprend une charnière autour de laquelle la peinte de la 30 pale peut se replier, ainsi qu'un logement qui abrite un mécanisme d'actionnement pour effectuer mécaniquement le repliage de la pale. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément 19 a environ 23 cm de diamètre et il est disposé approximativement au tiers de la pale. L'élément 19 et le mécanisme d'actionnement sont repré-35 sentes en détail sur les figures 4, 5 et 6, et seront décrits plus loin. Il ressort clairement de la figure 1 que les éléments 19 sont disposés par rapport à l'axe longitudinal de la pale suivant un angle autre que normal. Sur la figux-e 4, cet angle fait environ 72 03754 3 2124474 7° avec la normale. Grâce à cet agencement, lorsque la pointe 18 est repliée dans la position de la figure 2, elle n'obstrue pas la tête de rctor 15 meis vient se placer tangentiellement à elle. Cour;;: représenté sur les figures 4, 5 et 6, l'élément 19 5 comprend un tord d'attaque 21, un bord de fuite 22 et une partie centrale 23 qui peut pivoter par rapport aux bords d'attaque et de fuite 21 et 22 auteur d'un axe-charnière 41. Des rebords ou joues 24 formés sur la partie intérieure 25 de la pale de reter sont fixés par deux vis 26 sur un rebord 27 10 qui est assujetti aux bords d'attaque et de fuite 21 et 22 de l'élément 19. Des rebords ou joues 28 formés sur la partie extérieure 2S de la pale de rotor sont fixés par les vis 30 sur un rebord 31 qui est solidaire de la partie centrale pivotante 23 de l'élément 19. De cette façon, l'élément 19 constitue "une char-15 nière auteur de laquelle la partie extérieure 29 de la ps.le peut pivoter.par rapport à sa partie intérieure 25. Une partie moulée 32 de forme aérodynamique correspondant à la pale de rctor est disposée entre la partie intérieure 25 de la pale et l'élément 19 et est fixée aux bords d'attaque et de fuite 20 21 et 22. Une partie moulée 33 de forme aérodynamique analogue est disposée entre la partie extérieure 29 de la pale de rctor et l'élément 19, et est fixée à la partie extérieure 29 de la pale. Ur. moteur électrique 3 7 est fixé dans la région centrale de l'élément 19 et est agencé de manière I faire tourner la partie 25 centrale 23 par 1'intermédiaire d'un réducteur 38 à rapport élevé disposé concentriquement au moteur 37 et à l'axe 41, et de cannelures 2 9 formées sur le diamètre intérieur de la partie centrale 23. Il en résulte que la marche du moteur 37 provoque le pivotement de la partie centrale 23 qui à son tour fait pivoter la par-30 tie extérieure 29 de la pale de rotor autour de l'axe-charrière 41. A titre d'exemple non limitatif, le rapport ce réduction entre l'entraînement du moteur et colui de la pale peut être de plus de 60C0 à 1. Il est à noter que ce rapport peut, varier eonsidéra-35 bleroent en fonction d'autres facteurs. Des rapports de réduction de cet crdre signifient qu'on peut utiliser un moteur petit et très léger, tel qu'un moteur de deux CV, comme dans l'exemple décrit. Un bras 34, (figure 5), solidaire de la partie centrale pivo 72 03754 4 2124474 10 tante 23 est agencé de façon que lorsque la pale de rctor est en position allongée (figures 3, 4 et 5), le bras 34 pénètre dans un évidement formé dans le rebord 24 de façon à s'appliquer contre une surface de 1'évidement pour constituer une butée effective pour la pale. Un mécanisme de commande de verrouillage de pale 35 est monté dans la partie intérieure 25 de la pale de rotor et est agencé de telle sorte que lorsqu'une tige de vérin 36 est allongée à partir du mécanisme 35, elle vient se loger dans des ouvertures correspondantes ménagées dans le bras 3 4 pour verrouiller la pale en position allongée. Le mécanisme de commande de verrouillage 35 peut être irai électriquement, pneumatiquement ou hyôrauliquement ; cependant, il est évidemment plus commode que le moteur 37 et le mécanisme 35 soient mus par la même source d'énergie. Les dispositifs de butée, de verrouillage et d'actionnement ce la pale ne sont décrits qu'à titre d'exemple non limitatif de l'une des nombreuses façons possibles d'actionner le dispositif de repliage de pales de rotor suivant l'invention. Un autre exemple d'un mécanisme de commande approprié est décrit dans la demande 20 de brevet britannique 5532/71 déposée par la Demanderesse le 26 février 1971, et comprend un système de verrouillage automatique. L'incorporation d'un tel mécanisme rendrait inutile l'emploi des systèmes de verrouillage séparés que l'on vient de décrire. Lorsqu'on d.esire replier les pales de^ rctor suivant l'inven-25 tion, on oriente la tête de rctor 15 de façon eue chacune des quatre pales de rotor 16 ferme un angle de 45° environ avec l'axe longitudinal du fuselage. La tige de vérin 3 6 est rétractée parle mécanisme de commande 35 pour déverrouiller la partie extérieure 29 d'avec la partie intérieure 25 de la pale. On met en marche 30 le moteur électrique 37 qui, par l'intermédiaire du réducteur 38, fait piveter la partie extérieure 2 9 autour de la charnière d' aberd vers le haut, puis d'un arc d'environ 180° jusqu'à la position repliée sur elle-même représentée sur les figures 2 et 3. Sur la figure 3, on a représenté seulement la paire de pales E 3 5 et F afin de montrer plus clairement la configuration repliée des ^ales d'un côté de i'hélicoptère, l'autre paire de pales C et prenant une configuration analogue du côté opposé de l'hélicoptère, comme représenté en plan sur la figure 2. Dans le mode de-réalisation représenté, les pales sont déplacées par paires dans 72 03754 5 2124474 leur mouvement ascendant "fuis descendant, à commencer par la paire C et E, suivie par la paire D et F, les pales C et F se déplaçant sensiblement vers l'arrière et les pales D et E se déplaçant sensiblement vers l'avant. L'ordre de repliage peut être rendu automatique par organisation d'un fonctionnement en série des mécanismes de verrouillage 35 et des moteurs 37, des interrupteurs de fin de course étant incorpores pour arrêter le moteur lorsque la pale atteint sa position étendue ou repliée. L'agencement de repliage décrit évite le verrouillage en pas des pales pendant leur repliage, ce qui supprime les charges excessives imposées aux commandes de vol pendant le repliage effectué par des moyens classiques. Comme il ressort des figures 2 et 3, on tire un avantage maximum de l'agencement de repliage des pales sur l'hélicoptère par repliage vers le bas des ailes tronquées 12 et repliage de l'arrière du fuselage 11 autour d'une charnière 40 vers une position repliée adjacente à l'un des côtés de la partie avant du fuselage 11. Du fait du système de repliage décrit, dans lequel chaque pale est en fait repliée sur une partie de sa longueur pour utiliser la partie du fuselage 11 située en avant de la tête de rotor 15 comme zone de repliage des pales, ce qui n'existait pas jusqu'à présent, la charnière 40 est placée beaucoup plus en avant du fuselage 11 qu'il n'était possible dans les agencements connus. Cette caractéristique influe considérablement sur la longueur repliée de l'hélicoptère et donne, dans le mode de réalisation représenté, une réduction totale de la longueur de l'appareil d'environ 55%. On obtient également une réduction de la largeur hors-tout de l'appareil d'environ 70%. Une telle réduction est évidemment d'une grande importance pour les études d'hélicoptères destinés à évoluer à partir de zones où l'espace de parcage est un critère important, comme c'est le ces par exemple pour les opérations aéronavales. On peut doter 3'appareil de pales plus longues qu'il n'aurait été possible autrement, ce qui signifie qu'un hélicoptère plus gros et donc capable de transporter des charges plus encombrantes et plus lourdes avec de meilleures caractéristiques de vol et de sustentation peut être parqué dans un espace restreint, ce qui est impossible avec les agencements de repliage existants. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses 72 03754 6 2124474 autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. L'agencement, de repliage des pales de rotor suivant l'invention peut être monté sur un fuselage ayant n'importe quelle configuration, et son incorporation S. tout hélicoptère à un seul rotor confère à 1'appareil les mêmes avantages que ceux que l'on vient de décrire. 72 03754 7 2124474 RLVEl.'DI CATION S 1-- Hélicoptère comportant un fuselage et au moins une source d'énergie agencée de manière à entraîner un système de rctor t rinoipal, ledit système de rotor comprenant une tête de rotor 5 et une pluralité de pales de rotor, chaque pale de rotor s'étendant radialement vert l'extérieur de son pied fixé à la tête de rotor à sa pointe, ledit hélicoptère étant caractérisé en ce eu' une charnière dans; le sens de la corde est incorporée à chaque pale de rotor entre son pied et ss pointe. 2.- Hélicoptère suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les charnières séparent chaque pale de rotor en une partie intérieure e-.t une partie extérieure, ladite partie extérieure pouvant pivoter autour de la charnière, d'abord vers le haut à partir d'une position allongée vers une position repliée dans la- 15 quelle ladite partie extérieure est rabattue sur ladite partie intérieure le long d'une partie au moins de sa longueur. 3.- Hélicoptère suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque charnière est montée sensiblement au tiers du rayon de chaque pale de rctor, mesuré à par- 20 tir de l'axe de rotation. 4.- Hélicoptère suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque charnière est disposée suivant un angle autre que ârcit par rap-pcrt à l'axe longitudinal de la pale de rotor. 25 5.- Hélicoptère suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle précité s'écarte de la normale d'environ 7°. 6.- Hélicoptère suivant l'une des revendications 1 à 5, comportant quatre pales de rotor qui s'étendent à partir de la tête du reter, caractérisé en ce que, avant repliage, on oriente 30 la tête de rotor de façon que chaque pale de roter forme sensiblement un angle de 45° avec l'axe longitudinal du fuselage, et en ce que, pendant l'opération ce rep-liaçe à partir de leur position étendue, les deux parties extérieures des pal.es orientées vers l'arrière se replient vers l'avant et que les deux parties 35 extérieures des pales orientées vers l'c.vant se replient vers l'arrière dans leur position repliée respective. 7.- Hélicoptère suivant la revendiceition 6, caractérisé en ce que les quatre parties extérieures des pales de rotor sont repliées par paires, chaque paire comprenant l'une des parties 72 03754 2124474 extérieures orientée vers l'avant et la partie extérieure orientée vers l'arrière du côté opposé par rapport à l'axe longitudinal du fuselage. 8.- Hélicoptère suivant l'une des revendications 1 à 7, carac-5 térisé en ce que la partie arrière du fuselage peut être repliée vers l'avant, autour d'une charnière sensiblement verticale, jusqu'à une position repliée adjacente à l'un des côtés de la partie avant du fuselage, ladite charrière coïncidant sensiblement avec le plan vertical contenant l'extrémité arrière des pales de rotor 10 repliées. 9.- Hélicoptère suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque charniëx-e de pale de rotor est formée dans un élément creux sensiblement cylindrique de forme aérodynamique comportant une extrémité d'attaque, une extrémité de 15 fuite et une partie centrale pivotante. 10.- Hélicoptère suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, dans chaque pale de rotor, la partie intérieure est fixée à'l'extrémité d'attaque et à l'extrémité de fuite tandis que la partie extérieure est fixée à la partie centrale pivotan- 20 te. 11.- Hélicoptère suivant la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'un moteur est logé dans l'élément creux de manière à. entraîner un. réducteur à rapport élevé disposé de manière à cdiucider avec 1 ' axe-charnière, la sortie du réduc- 25 teur engrenant avec des cannelures formées sur le diamètre intérieur de la partie centrale pivotante afin de faire pivoter ladite partie centrale par rapport aux parties d'attaque et de fuite. 12.- Hélicoptère suivant l'une des revendications 9 à 31, 30 caractérisé en ce qu'un bras solidaire de la partie centrale est agencé de telle sorte que, lorsque la partie extérieure de la pale de. rotor est en position complètement allongée, ledit bras s'étend vers l'intérieur et perte contre une surface de la partie intérieure de la pale adjacente à la charnière. 35 13.- Hélicoptère suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'un mécanisme d'actionnement est monté dans la partie intérieure de chaque pale de rotor adjacente à la charrière pour actionner un coulisseau qui, en position allongée, vient se loger dans des ouvertures correspondantes pratiquées dans le bras et 72 03754 9 2124474 dans la surface contre laquelle porte ledit bras. 14.- Pale de rotor d'hélicoptère comprenant un pied qui peut être relié à la tête de rotor d'un hélicoptère et une pointe, ladite pale étant caractérisée en ce qu'une charnière orientée 5 sensiblement 6ans le sens de la corde est disposée entre le pied et la pointe de la pale. 15.- Pale suivant la revendication 14, caractérisée en ce que la charnière sépare la pale de rotor en une partie intérieure qui se termine au pied de la pale et une partie extérieure qui se 10 termine à la pointe de la pale, lesdites parties pouvant pivoter autour de la charnière pour prendre une position dans laquelle el]es sont repliées l'une sur l'autre, au moins sur une partie de leur longueur. 16.- Pale suivant la revendication 15, caractérisée en ce que 15 des organes moteurs sont incorporés à la charnière pour rep;lier la pale de rctor.