Brevet FR2323578A1 — publié le 19770408

L'objet de la présente invention concerne un groupe moteur pour avions, consistant en un moteur et un ensemble de voilure tournante actionnée par ce moteur par l'intermédiaire d'engrenages et d'un arbre de transmission. Les avions trouvent leur emploi comme moyen de transport par leur déplacement dans l'air. Le véhicule aérien se trouve de ce fait placé sous l'influence d'une commande motrice verticale et d'une commande horizontale de progression en avant. L'avion acquiert, comme on le sait, sa faculté portante par la poussée dynamique agissant sur les surfaces portantes des ailes et qui est de plus soutenue par la dépression se produisant audessus des ailes. La résistance à l'avancement qui se produit à l'encontre d'un corps volant est surmontée par la force motrice commandant la marche en avant. Dans le cas de l'avion cette propulsion est fournie par la traction ou la poussée de l'hélice avec l'arbre moteur horizontal, laquelle produit aussi, en même temps, la force motrice dynamique indirectement par la forme en section transversale des pales. L'ensemble moteur pour actionner l'hélice consiste alors en un moteur avec engrenages et un ou plusieurs arbres de transmission suivant le nombre d'hélices. La présente invention suit, pour la production de la poussée d'ascension et de la poussée de progression, vis-à-vis des modes connus une voie nouvelle pour la solution du problème en créant pour les véhicules aériens un ensemble moteur avantageux qui, même dans le cas d'un appareil volant à ailes, rend possible la montée verticale, cependant que pendant le vol en avant la vitesse habituelle est assurée. Dans le détail la solution du problème réside dans le fait qu'aux extrémités des deux ailes portantes, transversalement à celles-ci, et à l'extrémité arrière du fuselage, dans le sens longitudinal de celui-ci, il est disposé respectivement un organe à pales rotatives actionné pour tourner dans le plan vertical, chacun de ces organes tournants présentant deux ou plusieurs pales pouvant pivoter, à réglage progressif. Les lames des pales rotatives sont montées chacune sur un axe de pivotement s'étendant dans le plan de rotation, cependant que les supports des axes de pivotement sont disposés dans une tête de maintien fixée à l'extrémité de l'arbre de commande motrice. De plus, il est prévu dans la tête de maintien, pour chacun des axes de pivotement, une fente disposée de façon que les lames des pales rotatives peuvent chacune pivoter entre 0 et 900; il est prévu en outre des dispositifs qui bioquent ces lames aux positions angulaires choisies entre 0 et 900. I1 est prévu aussi, pour les deux ensembles à pales tournantes placés aux extrémités des ailes ae l'avion, des dispositifs de commande pouvant être actionnés du siège du conducteur indépendamment l'un de l'autre, pour gouverner en hauteur et latéralement, ainsi que pour régler la vitesse de vol. Pour l'ensemble à pales tournantes monté à l'extrémité du fuselage il est prévu aussi un dispositif à commander du siège du pilote pour gouverner en hauteur et latéralement, ainsi que pour régler la vitesse de vol. On remarquera enfin que les organes de commande logés dans la tête de maintien pour faire tourner l'arbre de pivotement avec ses lames de pales, ainsi que les câbles de tirage ou tringles de commande passant à l'intérieur de l'arbre de commande motrice, sont disposés pour aller jusqu'au siège du pilote. La réalisation d'une telle méthode nouvelle consiste en ce qu'un corps volant, sous la forme d'un avion, présente trois groupes moteurs, et que ces groupes moteurs sont constitués sous forme d'ensembles à pales tournantes. Ces ensembles présentent la particularité et l'avantage de ce que les lames de leurs pales tournantes sont réglables de l'extérieur, par pivotement et peuvent être bloquées dans toute position désirée. Un ensemble à pales tournantes est disposé, avec arbre horizontal, à chacune des extrémités extérieures des deux ailes portantes de l'avion, et un troisième ensemble sur l'axe médian longitudinal de l'avion, à l'extrémité de son fuselage. Les deux ensembles à pales tournantes montées aux extrémités des ailes portantes, perpendiculairement et à égale distance de l'axe de vol, avec plan de rotation parallèle à l'axe longitudinal de l'avion, avec pales pivotantes, et l'ensemble à pales tournantes monté à l'extrémité du fuselage, sont actionnés par le même moteur, mais par l'intermédiaire d'engrenages de démultiplication, éventuellement même variables, et commandés du siège du pilote. Chacun des trois ensembles à pales tournantes est destiné à produire la poussée en hauteur comme la poussée en avant, et est pour cela muni de pales pivotantes. A chacun des ensembles à pales tournantes, la position des pales peut être déplacée et fixée de l'extérieur, indépendamment des autres ensembles. Trois positions sont alors déterminantes, parce qu'elles provoquent chacune un autre effet : a) Les pales tournantes se trouvent dans le plan de rotation de l'ensemble à pales tournantes. Leur position est par suite sans changement angulaire; il n'est produit ni une poussée ascensionnelle, ni une poussée en avant. Cette position est essentielle pour le maintien de l'avion au sol, c'est-à-dire avant le départ et après l'atterrissage. b) Les pales tournantes sont aménées par pivotement à 900 de la position précédente; elles prennent ainsi leur position angulaire la plus grande. Les pales tournantes frappent de toute leur face, à angle droit, sur l'air touché de l'intérieur. La pale tournante, l'ensemble à pales tournantes ainsi que leur support, ensemble avec l'avion subissent une poussée verticale ascendante. c) Les pales tournantes se trouvent dans une position intermédiaire entre la position 1 et la position 2. La pale tournante, l'en- semble à pales tournantes, ainsi que l'avion subissent outre une poussée ascentionnelle partielle, en même temps une composante de poussée se manifestant comme poussée en avant. Il faut sans doute remarquer que le pivotement des pales tournantes à la position b) (900) ou c) (position intermédiaire) ne se fait pas sur toute la face circulaire de l'ensemble à pales tournantes, mais dans chaque cas seulement sur un secteur partiel, c'est-à-dire au plus jusqu'à un angle de rotation de 1800. Dans la zone de l'angle de rotation restant de 1800, les pales tournantes reviennent chaque fois à la position 1, c'est-à-dire la position de départ sans changement d'angle. Le pivotement des pales tournantes de la position a) à la position b) ou c) est alors assuré pendant un tour complet automatiquement par des dispositifs placés à l'intérieur de la tête de maintien et se déroule dans la région du plan de rotation sur la face circulaire dans laquelle les pales tournantes se déplacent du haut vers le bas. Sur l'avion entier sont prévus en tout trois ensembles à pales tournantes, qui sont actionnés, par l'intermédiaire de trois arbres séparés les uns des autres, par le même moteur; il est éventuellement intercalé entre le moteur et chaque ensemble à pales tournantes une transmission réglable. La commande de la position des pales 1 à 3 est assurée du siège du pilote par l'intermédiaire de câbles ou tringles, ces organes de commande (cible ou tringle) aboutissent dans la tête de maintien de chaque ensemble à pales tournantes, dans laquelle les pales sont montées à pivot au moyen d'un arbre de pivotement. La description qui suit va permettre de mieux expliquer l'invention, dont un exemple est représenté au dessin, dans lequel La figure 1 représente un avion vu de dessus, avec les ensembles à pales tournantes montés sur cet avion. La figure 2 représente en vue latérale l'avion de la figure 1. La figure 3 représente en vue latérale l'ensemble à pales tournantes, à trois pales. La figure 4 représente l'ensemble à pales tournantes à trois pales vu de front, en position de vol, c'est-à-dire avec les pales tournantes inclinées. A chacune des extrémités 1 des deux ailes portantes, ainsi qu'à l'extrémité 2 du fuselage de l'avion est monté un ensemble pales tournantes 3. De l'espace intérieur 11 du fuselage un arbre moteur 4 s'étend jusqu'à chacun des ensembles à pales tournantes 3. Ces trois arbres 4 reçoivent leur force motrice d'un moteur d'avion non représenté, logé dans le fuselage 10, 11 de l'avion. Les trois ensembles à pales tournantes 3 ont un sens de rotation commun, c'est-à-dire dans le sens du vol. Chacun des trois ensembles à pales tournantes 3 possède son arbre de transmission motrice 4. Celui-ci s'étend, pour les ensem bles latéraux 3, de l'espace intérieur 11 du fuselage au voisinage immédiat du siège 10 du pilote, jusqu'à l'intérieur de la tête de maintien 9 de l'ensemble à pale tournante latéral 3, où il est monté à rotation. Il transmet son mouvement de rotation produit par le moteur non représenté, par l'intermédiaire d'éléments de transmission de moment de rotation et organe de commande, aux trois arbres de pivotement 8 des lames pivotantes 7, qui sont maintenues dans la tête de maintien 9 à égale distance angulaire. A chaque arbre de pivotement 8 est fixée la pale pivotante 7. La transmission de force motrice à l'ensemble à-pales tournantes 3 de l'arrière de l'avion est disposée autrement, c'est-à-dire à l'aide d'engrenages de type connu. Chaque pale tournante 7 peut pivoter de 900, de la position horizontale à la position verticale. Ce mouvement de pivotement est engagé et dirigé de l'intérieur de la tête de maintien 9; l'ergot 12 fixé à chaque pale 7 sert d'élément de transmission de mouvement à cette pale 7, et est guidé dans une fente en arc 13 ménagée dans l'enveloppe de la tête 9. A l'intérieur de la tête de maintien 9 sont prévus des organes de blocage réglables non représentés qui, d'une part limitent l'angle de pivotement des pales 7 de l'amplitude maximale de 900 pour la poussée ascensionnelle à un effet maximal de poussée en avant, par exemple de 450, et d'autre part font qu'au cours d'une révolution complète de ensemble à pales tournantes 3 de 3600 le pivotement des pales 7, d'un angle de pivotement de 900 pour le mouvement vertical de l'avion à un maximum de 450 pour sa poussée horizontale en avant, se fait exclusivement et simplement au cours d'une demi-révolution de l'ensemble à pales tournantes 7, c'està-dire suivant un angle de rotation de 1800, et est maintenu.Pendant l'autre demi-tour de l'ensemble à pales tournantes de 1800, les pales 7 reviennent à leur position départ décrite comme position a), c'est-à-dire reviennent en pivotant dans le plan de rotation de l'ensemble à pales tournantes 3 jusqu'à la prochaine dét viation. De cette façon, un pivotement dans un sens ou dans l'autre (vers l'extérieur ou vers l'intérieur) des pales 7, effectué au cours d'un tour complet de l'ensemble à pales tournantes 3 sous l'action de l'arbre de commande 4, ce pivotement se faisant à l'aide de l'arbre de pivotement 8, peut être observé. De l'espace intérieur Il du fuselage, à proximité immédiate du siège de pilote 10, partant des câbles ou des tringles de commande qui s'étendent dans l'espace intérieur de la tête de maintien 9, pour que, à partir du siège de pilote 10, il soit possible d'effectuer des mouvements de commande pour que se réalise ltopéra- tion de pivotement. Comme l'opération de pivotement à l'intérieur de la tête de maintien 9 se déroule automatiquement en mesure avec la rotation de l'ensemble à pales tournantes 3, de tels mouvements de commande ne sont, comme interventions dans la commande, nécessaires que si une correction aux ensembles à pales tournantes 3 des extrémités 1 des ailes de l'avion devient nécessaire. Dans le cas d'un vol en ligne droite, une telle correction aurait pour effet, le pivotement des pales 7 étant différent sur le côté droit et le côté gauche de l'avion, qu'une commande en courbe supplémentaire pour l'avion serait créée. Cette commande supplémentaire serait, relativement à la mobilité de l'avion, une solution supplémentaire avantageuse. Les avantages de l'objet de l'invention, vis-à-vis des groupes moteurs présentement en usage pour véhicules aériens, consistent en ce que sont réunis dans cet objet le principe dynamique de vol de l'avion actionné par un moteur à hélice ou à réfaction, et les particularités typiques de l'hélicoptère (départ vertical). Ainsi la capacité de vol et de flottement de l'avion muni du groupe moteur conforme à l'invention est assurée d'une part par la présence d'ailes portantes, et d'autre part par celle d'une propulsion multiple. Il en résulte que pour la poussée en avant c'est la force fournie par l'ensemble à pales tournantes installé à 1'extrémité arrière du fuselage qui. la produira, dès que ses pales auront été amenées à la position de pivotement 3. De plus il se crée encore, comme partie de l'action multiple, une poussée en avant axiale également par les deux ensembles à pales tournantes installés aux extrémités des ailes, dès que leurs pales se trouvent aussi dans la position de pivotement 3.La poussée en avant est réalisée de cette façon par trois sources de poussée en avant, l'ensemble monté à l'extrémité du fuselage fournissant la majeure partie de la force dans le sens axial, ç laquelle s'ajoute la part fournie par chacun des ensembles latéraux installés aux extrémités des ailes portantes. Une telle somme de forces de poussée en direction axiale permet, soit de voler particulièrement vite,- soit, en renonçant à la vitesse, de s'en tirer avec de petits ensembles à pales tournantes. Ce dernier avantage n'est pas sans importance, parce que le diamètre des ensembles à pales tournantes est en relation avec la hauteur de construction de l'avion, et a son effet sur le prix de revient. Est encore à considérer comme avantageux dans le cas de l'invention le fait que grâce aux deux ensembles à pales tournantes montés aux extrémités des ailes on obtient la possibilité de gouverner 11 avion en courbe, quand les deux ensembles fonctionnent avec des angles de pivotement différents des pales. Dans un tel cas, la pointe du fuselage s'articule vers la droite ou la gauche, et ainsi gouverne la direction de vol. A côté des avantages décrits pour le vol en avant, résultant des forces dynamiques de l'air atmosphérique agissant sur les ailes portantes, il y a aussi dans l'invention la possibilité du départ vertical, analogue au comportement d'un hélicoptère. Ainsi la présente invention offre, en résumé, pour la navigation aérienne un avantage appréciable en ce qu'elle réunIt en une seule et même unité de construction le départ vertical, comme avec l'hé- licoptère, et un vol en avant rapide, comme avec les avions à ailes portantes. REVEEDICATIONS 1 - Groupe moteur pour avions, consistant en un moteur et des ensembles à pales tournantes actionnés par ce moteur par l'intermédiaire d'engrenages et arbres de transmission, caractérisé par le fait qu'aux extrémités des deux ailes portantes et transversalement à celles-ci, et à l'extrémité du fuselage, dans le sens longitudinal de celui-ci, il est disposé un ensemble à pales tournantes, chacun de ces ensembles présentant deux ou plusieurs pales pivotantes à réglage progressif. 2 - Groupe moteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les pales pivotantes sont chacune montées sur un axe de pivotement s'étendant dans le plan de rotation, cependant que les logements des axes de pivotement sont disposés dans une tête de maintien fixée à une extrémité de l'arbre de commande motrice 3 - Groupe moteur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour chacun des différents axes de pivotement une fente est ménagée dans la tête de maintien, de façon que les diverses pales puissent pivoter entre 0 et 900, et qu'il est prévu des dispositifs qui arrêtent les angles de pivotement dans les positions angulaires réglées entre 0 et 900 4 - Groupe moteur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour les deux ensembles à pales tournantes disposés aux extrémités des ailes de l'avion il est prévu des dispositifs de commande pouvant être actionnés du siège du pilote et indépendamment les uns des autres, pour la direction en hauteur et la direction latérale, ainsi que pour la vitesse de lla- vion. 5 - Groupe moteur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour l'ensemble à pales tournantes disposé à l'extrémité du fuselage il est prévu un dispositif de commande pouvant être actionné du siège du pilote pour la direction en hauteur et la direction latérale, ainsi que pour la vitesse de 11 avion. 6 - Groupe moteur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que pour les organes de commande logés dans la tête de maintien pour le pivotement de chaque arbre de pivotement et sa pale pivotante il est disposé à l'intérieur de l'arbre de commande des câbles de traction ou des tringles pour actionner ces organes, ces câbles ou tringles allant jusqu'au siège du conducteur.