Brevet FR2290585A1 — publié le 19760604

la présente invention concerne une aile de rotor à profil variable par exemple d'éolienne ou d'hélicoptère (pour déplacement en translation). Elle a plus particulièrement pour objet une aile d'éolienne dont le profil peut varier en fonction de la vitesse de rotation de l'éolienne, de la pression aérodynamique qui s'exerce sur ladite aile et/ou en fonction de la force du vent. De façon plus précise les susdites variations du profil de l'aile ont pour but d'adapter, d'une part, le pas de l'aile à la poussée du vent, et d'autre part, notamment par une déformation de sa surface d'extrados, d'adapter ltépaisseur et le profil de l'aile à la vitesse de rotation de l'éolienne, de manière à permettre d'obtenir, sur l'axe de rotation de l'éolienne, un couple maximum pour une vitesse donnée. On a déjà réalisé des éoliennes comprenant des ailes à pas variable. Toutefois, ces ailes qui doivent autre réalisées en al- liages spéciaux leur conférait une certaine élascitité, et qui font intervenir des dispositifs d'orientation des ailes complexes et onéreux, ne permettant pas d'obtenir les résultats précédemment mentionnés : Une limitation de vitesse de rotation de ces ailes entrat- ne forcément une diminution du couple maximum disponible,ce couple maximum n'étant obtenu que lorsque les ailes atteignent leur vitesse maximale. C'est la raison pour laquelle l'invention a pour objet une aile d'éolienne à profil variable, de conception simple, et qui ne fasse intervenir que des matériaux usuels et peu onéreux qui suppriment les inconvénients précédemment mentionnés. En conséquence l'aile à profil variable selon l'invention se compose d'une Bme rigide centrale sur le rebord avant de laquelle est articulé un profil longitudinal servant de bord d'attaque; ce profil longitudinal est relié d'une part au rebord arrière de ladite âme par une bande en matière déformable oU en partie déformable formant la surface d'extrados et d'autre part par l'intermédiaire d'une bande en matière souple, à la face inférieure de l'ame ou à la bande rigide, solidaire de l'ame, servant de surface d'intrados.Le pivotement du profil servant de bord d'attaque ainsi que les déformations de la bande servant de surface d'extrados sont commandés respectivement par au moins deux chambres déformables en fonction de la pression ou de la dépression reliées a' un dispositif hydraulique ou pneumatique, et agissant entre ladite âme et respectivement ledit profilé et ladite bande déformable. Selon une caractéristique de l'invention, les deux susdites chambres sont respectivement commandées par les dépressions engendrées par deux venturis disposés à l'extrémité de l'aile. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite cham- bre associée au profil longitudinal servant de bord d'attaque est reliée au susdit premier venturi par un conduit muni d'une valve de sortie commandable en fonction de la force du vent, tandis que le soufflet associé à la bande déformable est reliée au susdit second venturi par l'intermédiaire d'un conduit comprenant une valve de sortie commandable en fonction de la vitesse de rotation de 11 éolienne. De préférence la valve de sortie commandable en fonction de la force du vent ne se ferme qu'au-dessus d'une force prédéterminée du vent, tandis que l'orifice de sortie commandable en fonction de la vitesse ne se ferme qu' partir d'une vitesse prédéterminée de l'éolienne. Bien entendu, dans le cas où l'éolienne comprend une pluralité d'ailes, les deux susdits venturis peuvent servir pour chacune des ailes. Un mode de réaiisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : La figure unique représente schématiquement en coupe transversale une aile d'éolienne à profil variable selon l'invention. Avec référence à la figure unique, l'aile 1 comprend tout d'abord une âme 2 constituée par un tube métallique 3 sur lequel sont soudées deux plats 4 et 5 diamétralement opposés . le plat avant 4 est coiffé par un profil longitudinal 6 servant de bord d'attaque, articulé d'un ctté sur le tube 5 et guidé, de l'autre ceté,par une glissière 7 solidaire du tube 3.La face inférieure du plat 5, de forme convenablement galbée,constitue en partie la surface d'intrados de l'aile 1, et est raccordée à la face inférieure du profil 6 par ltintermédiaire d'une bande souple 8.La surface d'extrados de l'aile 1 est constituée par une bande de t8le 9 légèrement cintrée, articulée sur une de ses bordures longitudinales à l'extrémité arrière du plat 5 servant de bord de fuite 10, et par une bande de matière déformable 1 reliant l'autre bordure longitudinale de la bande de tdle 9 à la partie supérieure du profil 6. ha rotation du profil 6 autour de son articulation est as su- ré par un soufflet 13 maintenu au repos ddployé par un ressort 14, dont la face inférieure 15 est fixée sur le plat 4 tandis que sa face supérieure mobile 16 est solidaire de la partie suprieure dudit profil 6. De même le pivotement de la bande de tôle 9 autour de son articulation est commandé par un soufflet 17 maintenu au repos déployé par un ressort 18 et dont la face inférieure 19 est fixée au plat 5 et la faoe supérieure 20 est solidaire de la bande de talle 9. Pour assurer le maintien de la bande de tôle 9 en position déployée, on peut prévoir des tirants souples 21 de low- gueur convenablement choisie reliant ladite bande de tôle 9 at plat 5. Le soufflet 13 associé au profil 6 est commandé par la d4- pression engendrée par un venturi 29 disposé à l'extrémité de l'aile 1. L. conduit ?4 relisat le venturi au soufflet conprend une dérivation conduisant à une valve 25 maintenue ouverte par un ressort 26 et dont le pointeau 27 est commandé par une plaque 28 soumise à l'action du vent (flèche F). Ainsi, pendant la rotation de l'aile 1, la dépression résul- tant du courant d'air circulant dans le veflturi 23 n. peut Outre transmise au soufflet 13 que si la force du vent est suffisante pour fermer la valve 25 contre l'action du ressort 26. Dans ce dernier, cas, sous l'effet de la dépression, le souf- flet 13 se contracte et fait pivoter le profil 6 en modifiant ainsi le pas de l'aile 1. D'une façon analogue le soufflet 17 associé à la bande de tOle 9 est commandé par un deuxième venturi 30 monté à l'extrélité de l'aile 1. Toutefois dans ce cas, le circuit de dérivation 31 conduit à une valve 32 maintenue ouverte par un ressort 33 dont le pointeau 34 est commandé en fonction de la vitesse de rotation de l'éolienne, par exemple à l'aide d'un régulateur à boules 35. Il est donc clair que la dépression résultant du courant d'air circulant dans le venturi 30 ne peut etre transmise au soufflet 17 que si la vitesse de rotation de l'éolienne est suffisante. Dans ce cas le soufflet 17 se contracte entraînant la bande de tôle 9, et l'aile présente ainsi un profil arrière. Bien entendu le nombre de chambres ou de soufflets n'est pas limité et varie en fonction du diamètre du rotor et en fonction de la captation désirée. Qn notera en outre que l'aile précédemment décrite peut astre utilisée à de nombreux usages, autre que la réalisation d'éolienne. À titre d'application particulièrement avantageuse,on men-tionnera l'utilisation d'une telle aile à la réalisation de rotors de sustentation d'hélicoptères. On sait en effet que les problb- mes que posent la réalisation de tels rotors présentent de nom- breuses similitudes et analogies avec ceux qui ont été résolus selon l'invention, dans des -éoliennes. REVENDICATIONS 1.- Aile de rotor, notamment pour éolienne ou pour hélicoptère , caractériséeen ce quelle se compose essentiellement d'une Ame centrale rigide sur le rebord avant de laquelle est articulé un profil longitudinal servant de bord d'attaque ; en ce que ce profil longitudinal est relié d'une part au rebord arrière de ladite âme par une bande en matière déformable ou en partie déformable formant la surface d'extrados, et d'autre part, par l'intermédiaire d'une bande en matière souple, à la face inférieure de l'âme ou à une bande en matière rigide solidaire de l'âme, servant de surface d'intrados, et enfin en ce que le pivotement du profil servant de bord d'attaque ainsi que les déformations de la bande servant de surface d'extrados sont commandés respectivement par deux chambres, déformables en fonction de la pression et de la dépression, et agissant entre ladite Sme et respectivement ledit profilé et ladite bande déformable. 2.- Aile de rotor selon la revendication 1, caractérisée en ce que la susdite bande en matière déformable servant de surface d'extrados est constituée par une bande rigide, par exemple en tle,articulée sur une de ses bordures longitudinales à l'extré- mité arrière de la susdite âme, et par une bande en matière ddfor- mable reliant l'autre bordure longitudinale de ladite bande rigide à la partie supérieure du susdit profil. 3.- Aile de rotor selon les revendications 1 et 2,caractérisée en ce que le déploiement de la bande en matière déformable est limité par des tirants souples. 4.- Aile de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que mouvement de rotation du susdit profil est limité par une glissière. 5.- Aile de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux susdites chambres sont respectivement commandées par les dépressions engendrées par deux venturis disposés à l'extrémité de l'aile. 6.- Aile de rotor selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite chambre associée au profil longitudinal servant de bord d'attaque est reliée au premier venturi par un conduit comprenant une valve de sortie commandable en fonction de la force du vent, tandis que la chambre associée à la bande déformable est reliée au second venturi par l'intermédiaire d'un conduit eomprenant une valve de sortie commandable en fonction de la vitesse de rotation de l'aile. 7 > - Aile de rotor selon la revendication 6, caractérisée en ce que la valve de sortie commandable en fonction de la force du vent est maintenue normalement ouverte par un ressort, sa commande étant effectuée par une plaque soumise à l'action du vent. 8.- Aile derotor selon la revendication 6, caractérisée en ce que la valve de sortie commandable en fonction de la vitesse est maintenue normalement ouverte par un ressort, et est commandée à l'aide d'un système du type régulateur à boules.