Brevet FR2338845A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne les aérodynes dont la sustentation est assurée, au moins partiellement, par une voilure tournante à laquelle est appliquée tout ou partie de la puissance installe à bord des dits appareils par l'intermédiaire d'une transmission mécanique in terposé entre le moteur et les organes sustentateurs tournants. L'entratnement mécanique du rotor a pour conséquence que le couple moteur appliqué sur l'arbre du rotor provoque sur le-fuselage un couple de lacet qu'il faut équilibrer. Généralement, dans les appareils monorotor, ce couple est équilibré par une hélice arrière anticouple. Cette hélice est à pas variable de façon à fournir une poussée variable qui permet d'assurer le contrôle de l'appareil en lacet. Sa présence à l'arrière de l'appareil est un danger pour le personnel au sol et en vol. Afin de remédier à ce défaut hélice anticouple classique a été remplace sur certains appareils par une hélice carénées à pas variable logée à l'intérieur d'une drive de surface suffisante pour qu'en vol de croisière l'action aérodynamique de l'air sur la dite dé- rive convenablement cambrée suffise à équilibrer la plus grande partie du couple moteur. Cette disposition a pour effet d'exiger une puissance importante, notamment en cas de manoeuvre par vent de travers du fait de la présence de la dérive. De plus en raison du nombre relevé des composants dynamiques du système (articulations des pales, éléments de rétention des efforts centrifuges, etc...), le coût de ce dispositif est élevé ainsi que celui de sa maintenance. De plus une rupture de la transmission de puissance à l'hélice anticouple rend l'appareil incontrôlable en lacet. Ces inconvénients sont en partie éliminés par le dispositif selon la présente invention. A cet effet, selon l'invention, il est prévu d'assurer l'qui libre du couple moteur et le contrôle en lacet de-l'hélicoptère par une hélice carénée à pas fixe entraidée par le moteur -et dont la poussée est module par des aubages orientables situes dans la veine de l'heli- ce et en amont de celle-ci. La variation du calage des aubages orientables dfentrée modifie le débit de l'air qui traverse I'h8lice carénée, donc également la pousse produite par l'hélice et par conséquent le couple antagoniste du couple moteur, l'hélice étant calcule pour que, volets complètement ouverts, la poussée fournie par celle-ci correspon- de à la manoeuvre extrême. I1 est ainsi possible d'équilibrer le couple moteur et d'assurer le pilotage en lacet de l'hélicoptbre par un dispositif plus simple, plus rustique, moins coûteux que le système à hélice carénée à pas variable. Selon l'invention le dispositif décrit ici est complété par deux volets verticaux orientables situés de part et d'autre de la poutre de queue dont le braquage est commandé par la commande des volets d'entrée mentionnes ci-dessus et dont le rôle est triple. D'une part, assurer la stabilité de lacet de l'appareil, d'autre part, en vol de translation, participer à l'équilibre du couple moteur afin de réduire la puissance absorbé par l'hélice carénée anticouple. A cet effet, le calage des dites surfaces ou volets verticaux est lié à la commande de lacet de telle sorte qu'en vol de croisière, à partir d'une vitesse d'environ 120 km/h, la moitie environ de la pousses transversale nécessaire à ltéquilibre du couple soit fournie par l'action aérodynamique de l'air sur les dits volets verticaux. Enfin, en cas de panne moteur l'hélice anticouple n'étant plus entraînée la manoeuvrabilité en lacet est assures par le braquage des volets verticaux, comme dans un avion conventionnel. I1 on serait de même dans le cas d'une rupture de la transmission de puissance à l'he- lice anticouple. Dans cette éventualité l'appareil resterait pilotable, le contrle en lacet étant alors assure par le braquage des volets verticaux. Cette propriété constitue un avantage important sur l'hélicop- tère conventionnel qui, en cas de rupture de la transmission à l'hélice anticouple, n'est plus pilotable en lacet. La description qui suit et les dessins donnés à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment l'invention peut âtre réalisée. Sur les dessins annexes : - la planchel, représente un mode de réalisation de l'hélice carénée à pas fixe et volets d'entrée, - la planche2, représente schématiquement les différentes positions des voletsd'entrée en fonction de la manoeuvre effectuée par le pilote. - la planche3, représente l'ensemble du système anticouple comprenant hélice carénée avec sa transmission de puissance et ses volets d'en trée, les volets verticaux mobiles ainsi que la timonerie de commande de l'incidence des aubages d'entrée et le calage des volets verticaux. Sur la planche 1, un anneau caréné circulaire 1 supporte par l'intermédiaire de bras profilés 2 un carter central 3. Ce carter supporte à son tour une hélice à pas fixe 4 entraînée par une transmission mécanique classique 5 à régime constant qui reçoit son mouvement directement du moteur de l'hélicoptère. Des volets orientables 6 sont installes entre la carène 1 et le carter central 3. Les dits volets 6 sont portes par les paliers 7. Leur orientation est contrée par un plateau 8 relie à la commande de lacet de l'hélicoptère. Selon l'orientation des volets la section d'entrée de l'air qui traverse le plan de l'hélice varie et, de ce fait, la poussée de l'hélice varie également et dans le même sens, ce qui permet de contrler l'appareil en lacet. Sur la planche 2, sont représentées différentes positions typiques des volets d'entrée d'air par rapport à l'axe de l'hélice anticouple. Sur la figure 2-1, les volets 6 sont orientes parallèlement à l'axe de l'hélice anticouple. La section d'entrée est maximale et la pousses produite par l'hélice anticoupls correspond à la manoeuvre maxi mals en lacet dans le sens de rotation du rotor. Sur la figure 2-2, les volets 6 sont représentés dans la position correspondant à l'équilibre en vol stationnaire. Le calage des aubages d'entrée est tel que le débit d'air entrant dans l'hélice à pas fixe et régime constant produit la pousses correspondant au couple à équilibrer en vol stationnaire. Sur la figure 2-3, les volets 6 sont représentés dans la position correspondant à la manoeuvre extrême en lacet, dans le sens inverse du sens de rotation du rotor. Sur la planche 3, l'hélice carénée anticouple à pas fixe 4 est complétée par le système des volets verticaux mobiles 9 installés aux extrémistes du plan fixe horizontal 10 chargés d'assurer la stabilité de route de l'hélicoptère en vol de translation et commandés par une timonerie adéquate solidaire de celle qui commande les volets 6 et schématis sur la figure. Sur la figure 3-1, les dits volets sont représentés dans la po- sition correspondant à l'équilibre. L'incidence des volets 9 est telle -qu'en vol de croisière la pousses transversale produite par l'action aérodynamique de l'air sur les dits volets verticaux, équilibre partiellement le couple moteur dans le vol en translation afin ds réduire la puissance exigée par le système anticouple. Sur la figure 3-2, les volets 9 sont représentés dans la position correspondant à la manoeuvre extrême dans le méme sens que le rotor, les volets 6 étant alors dans la position d'ouverture maximale. Sur la figure 3-3, les volets 9 sont représentés dans la position correspondant à la manoeuvre extrême dans le sens opposé au sens ds rotation du rotor. L'action de l'air sur les volets 9 est fonction de la vitesse de l'appareil. En vol stationnaire leur action est nulle. Toutefois leur effacement partiel facilite la manoeuvre de l'appareil en lacet par vent de travers. Au contraire en vol de translation l'action aérodynamique de l'air sur les volets 9 convenablement dimensionnés et positionnés permet de contrôler l'appareil en lacet jusqu'à l'atterrissage .ie en cas de non fonctionnement de l'hélice carénée anticouple, causé soit par arrêt du moteur, soit par rupture de la transmission de puissance du moteur à l'anticouple. Cette dernière possibilité constitue un avantage important sur les systèmes conventionnels à hélice anticouple libre ou carénée dans lesquels la rupture de la transmission de puissance au dispositif anticouple entraîne la perte de contrôle de l'appareil en lacet risquant ainsi de provoquer sa-destruction. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation durits mais s'étend à toutes variantes conformes a son esprit. - REVENDICATIONS 1 - Le dispositif de contrôle en lacet des aérodynes sustentés par une voilure tournante selon l'invention utilisant principalement à cstte fin une hélice carénée à pas fixe, dont la poussée est modulée par des volets d'entrée orientable, est plus simple, plus rustique, plus économique que les systèmes conventionnels à hélice à pas va riablg libre ou carénée. 2 - Le dispositif selon l'invention a l'avantage d'une plus grande ef- ficacité que les systèmes conventionnels par suite de l'effacement, total ou partiel, des surfaces verticales qui assurent la stabili té de route en vol de translation. 3 - Le dispositif selon l'invention a l'avantage d'une consommation plus faible que celle de l'appareil conventionnel en croirière, qrâce.à l'optimisation du calage des volets verticaux mobiles char gés d'assurer la stabilité de route en vol de translation. 4 - Le dispositif selon l'invention a l'avantage d'accroitre la sécu- rité de l'appareil par la duplication du système de contrâle.en la cet en vol de translation, l'un des deux éléments du système - h- lice anticouple ou volets verticaux - suffisant alors à assurer le contrôle en lacet dans des conditions satisfaisantes.