Brevet FR2314098A1 — publié le 19770107

La présente invention a pour objet un ensemble de rotor à voilure tournante pour giravion. Les ensembles de rotor à voilure tournante pour des giravions, notamment pour des giravions du type dit "autogire" comportent un arbre tournant dans -un~palier monté sur le fuselage du giravion et au moins un ensemble de deux pales coaxiales lie audit arbre. Dans le cas particulier de l'autogire, cet arbre, donc l'ensemble du rotor, tourne librement sous l'effet des forces aérodynamiques agissant d'une manière bien connue sur les pales du rotor pendant le vol. Selon une disposition classique, l'axe de rotation defini par l'arbre du rotor et, par conséquent, le cercle ou "disque" balayé par les pales lors de leur rotation peuvent être inclinés par rapport à la verticale par le pilote de l'appareil qui dispose à cet effet d'un mécanisme de commande approprié.Par ailleurs, également selon une disposition classique, les pales sont liées à l'arbre du rotor par l'intermédiaire d'un axe de pivotement perpendiculaire à l'axe géométrique de l'arbre et à l'axe longitudunal dit "axe de poussée" des pales. Il s'ensuit que les pales peuvent, pendant leur rotation et sous l'effet des forces aérodynamiques auxquelles elles sont alors soumises, modifier leur position angulaire par rapport à l'axe géométrique de l'arbre, c'est- -dire par rapport à l'axe de rotation du rotor. Par le jeu de ses forces, les pales tendent, d'une manière bien connue, à quitter leur position perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, pour prendre, par rapport à la direction d'avancement de l'appareil, une position d'autant plus cabrée que l'axe de poussée des pales coincide davantage avec ladite direction d'avancement, cependant qu'au moment où les pales se trouvent en position transversale par rapport à la direction d'avancement, elles prennent une position dans laquelle leur axe longitudinal (axe de poussée) est strictement perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. Cet angle de cabrage supplémentaire des pales devient plus petit lorsque la vitesse d'avancement de l'appareil augmente, et vice-versa. Il peut donc prendre une valeur quelconque, selon l'inclinaison de l'arbre de rotation, régléepar le pilote, et selon la vitesse d'avancement, cette valeur de l'angle de cabrage pouvant meme devenir négative dans certaines conditions, sans que le pilote puisse intervenir pour corriger ce paramètre qui peut atteindre des valseurs telles que l'appareil soit en perte de portance. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus, et d'autres inconvénients des rotors à voilure tournante connus L'ensemble de rotor faisant l'objet de l'invention est remarquable en ce que l'axe de pivotement assurant l'articulation dg deux pales coaxiales sur l'arbre de rotor est décalé par rapport à une position perpendiculaire à l'axe longitudinal des pales, dans un pTan perpendiculaire à l'axe géométrique de l'arbre et dans le sens contraire de celui de la rotation du rotor, de telle manière que ledit axe de pivotement forme avec l'axe longitudinal des pales un angle d'environ 65 à 89,5 . Grâce à cet agencement, l'angle de cabrage supplémentaire précite des pales devient pratiquement nul, c'est-à-dire l'inclinaison de l'axe longitudinal des pales par rapport à la direction d'avancement de l'appareil est à tout moment, pendant le vol, déterminée par l'orientation que le pilote donne à l'arbre du rotor. On comprendra que, de ce fait, l'appareil acquiert une stabilité en vol plus grande et peut être piloté de manière plus précise, donc plus sûre, que les appareils équipés d'un rotor classique. L'élimination, grâce à l'invention, du cabrage supplémentaire décrit ci-dessus des pales s'explique par le fait que dès l'instant où l'angle de cabrage supplémentaire tend à atteindre une certaine valeur, l'incidence de la pale "basse" (pale qui se trouve à l'arrière de l'axe de rotation en référence au sens de l'avancement de l'appareil) tend à augmenter, tandis que l'incidence de la pale "haute" (celle qui se trouve en avant de l'axe de rotation) tend à diminuer, ce qui entraîne une modification correspondante des valeurs respectives de la portance des pales précitées. Il en résulte, grâce à l'agencement selon l'invention, tel que défini ci-dessus, un couple de redressement qui tend à maintenir l'angle de cabrage supplémentaire à une valeur sensiblement égale à zéro.On a constaté que la valeur de ce couple de redressement varie en fonction directe, d'une part, de l'angle de décalage de l'axe de pivotement par rapport à la position classique perpendiculaire à l'axe longitudinal des pales, et d'autre part, de l'inclinaison donnez par le pilote à l'arbre du rotor par rapport à l'axe de lacet de l'appareil. Afin d'augmenter la stabilité en vol d'un giravion et l'efficacité du rotor, ce dernier peut également comporter plusieurs ensembles superposés de paires de pales coaxiales, les axes longitudinaux respectifs de ces ensembles de paires de pales formant entre eux, vus en projection, un angle ne dépassant pas environ 60". De préférence, la distance verticale entre chaque ensemble de pales et l'ensemble de pales voisin est comprise entre environ 0,5 et 1,5 fois la longueur de la corde des pales. Selon la nature désirée de l'interaction aérodynamique entre les ensembles de pales superposées, l'ensemble supérieur peut être situé à l'avant ou à l'arrière, en référence au sens de rotation. Les extrémités des pales peuvent être pourvues de plaques sensiblement perpendiculaires aux axes longitudinaux respectifs des pales. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des figures jointes, données dans un but non limitatif, et qui représentent plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 montre schématiquement, en perspective, un ensemble de rotor selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en plan de ce meme ensemble. La figure 3 montre schématiquement en plan la disposition de plusieurs ensembles de pales coaxiales d'un ensemble de rotor selon un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 4 et 5 montrent schématiquement, en vue latérale, deux dispositions différentes des ensembles de pales selon la figure 3. L'ensemble de rotor représenté sur les figures 1 et 2 comporte un arbre 1 orientable par le pilote, par rapport à l'axe de lacet 2 du giravion associé (non représenté), et deux pales coaxiales dont seuls les pieds de pale 3, 4 solidaires sont indiqués. Ces derniers sont liés à l'arbre 1 par un axe de pivotement 5 perpendiculaire à l'axe géométrique 6 de l'arbre 1, et un évidement 7 convenable permet aux pieds de pales et par conséquent aux pales associées de pivoter autour de l'axe 5. Ainsi qu'il ressort des figures, l'axe de pivotement 5 n'est pas perpendiculaire à l'axe longitudinal (ou axe de poussée) 8 des pales, comme dans les giravions classiques mais est décale angulairement par rapport à cette position perpendiculaire classique dans le sens contraire du sens de rotation indiqué par la flèche 9, et dans un plan perpendiculaire à l'axe 6 de l'arbre formant axe de rotation du rotor, de manière -tel le qu'un angle a différent de 90" soit formé entre l'axe de pivotement 5 et l'axe de poussée. Comme indiqué ci-dessus, cet angle a peut être compris entre environ 65" et 89,5 , c'est-à-dire que l'axe de pivotement 5 est décalé d'environ 0,5 à 25 par rapport à la position classique perpendiculaire à l'axe de poussée 8. La figure 3 montre un ensemble de rotor comportant trois ensembles superposés de pales coaxiales 10, 10a et 11, Ila et 12, 12a dont les pieds ne sont pas représentés, pas plus que l'arbre du rotor afin de simplifier le dessin. On voit que les axes de poussée 10', 11', 12', respectifs des ensembles de pales sont décalés angulairement, en projection, autour de l'axe de rotation 60, de manière à former, entre les deux axes extérieurs un anglet, qui comme déjà indiqué ci-dessus, ne dépasse de préférence pas environ 60 , car on a constaté qu'en respectant cette valeur limite, on obtient les meilleurs résultats en ce qui concerne la répartition des forces aérodynamiques, et par conséquent, la stabilité et la manoeuvrabilité de l'appareil associé. La figure 4 montre un mode de réalisation dans lequel la pale inférieure 12 du rotor de la figure 3 est placée à l'avant, la pale 11 intermédiaire étant placée au milieu et la pale supérieure étant placée à l'arrière, en référence au sens de rotation 90 autour de l'axe de rotation 60. Dans un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 5, la pale supérieure 12 est placée à l'avant, la pale intermédiaire 11 est placée au milieu, et la pale inférieure 10 est placée à l'arrière, toujours en référence au sens de rotation 90, autour de l'axe 60. L'ensemble de rotor peut aussi ne comporter que deux ensembles de pales coaxiales dont les axes de poussée respectifs forment, en projection, un angle ne dépassant pas environ 60 . il peut aussi comporter plus de trois ensembles de pales coaxiales dont les deux ensembles extérieurs, vus en projection, forment un angle ne dépassant pas environ 60 . On comprendra que l'invention est applicable à tous les giravions, qu'ils soient du type autogire ou du type hélicoptère. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Ensemble de rotor à voilure tournante pour giravion, comportant un arbre tournant dans un palier monté sur- le fuselage du giravion et au moins un ensemble de deux pales coaxiales lié audit arbre par un axe de pivotement, caractérisé en ce que l'axe de pivotement assurant l'articulation des deux pales coaxiales sur l'arbre du rotor est decale par rapport à une position perpendiculaire à l'axe longitudinal des pales, dans un plan perpendiculaire à l'axe géométrique de l'arbre et dans le sens contraire de celui de la rotation du rotor, de telle manière que ledit axe de pivotement forme avec l'axe longitudinal des pales un angle d'environ 65 à 89,5 . 2.- Ensemble de rotor selon la revendication 1, comportant au moins deux ensembles superposés de paires de pales coaxiales, caractérisé en ce que les axes longitudinaux respectifs de ces ensembles de paires de pales forment entre eux, vus en projection, un angle ne dépassant pas environ 60". 3.- Ensemble de rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance verticale entre chaque ensemble de pales et l'ensemble de pales voisin est comprise entre environ 0,5 et 1,5 fois la longueur de la corde des pales. 4.- Ensemble de rotor selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble de pales coaxiales supérieur est situé à l'avant, en référence au sens de rotation du rotor. 5.- Ensemble de rotor selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble de pales coaxiales inférieur est situé à l'avant, en référence au sens de rotation du rotor. 6.- Ensemble de rotor selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte trois ensembles superposés de paires de pales coaxiales. 7.- Ensemble de rotor selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pales sont pourvues à leurs extrémités, de plaques sensiblement perpendiculaires aux axes longitudinaux respectifs desdites plaques.