Brevet FR2385585A1 — publié le 19781027

La presente invention a pour but de faire voler l'Homme avec sa propre énergie musculaire. L'Homme a toujours désiré voler de ses propres ailes.Poursuivant son rêve millénaire d'imiter l'oiseau, il propose actuellement plusieurs solutions originales pour ce merveilleux problème. Des expériences ont trouvé une place comme documents historiques dans les recherches poursuivies,d'autr res sont actuellement à l'essai. Aujourd'hui bien que l'on ait réussi à faire des progrés techniques considerables orientés dans le domaine de l'aviation légère ( là où 1' Homme a tendance à imiter le vol d'oiseau ) il semblerait utile de créer un véhicule qui serait à voilure tournante allant vers l'imitation de la nature volante des insectes. Le principe de la présente invention, Vehicule à plusieurs Helices actionné par l'effort musculaire est exactement le même que celui qui a étè expliqué dans le brevet antérieurement deposé,NO 146 1490 le 20 Septembre I965 au titre de "Vehicule à plusieurs Helices" qui par la suite s'appelera "POLYHELICES" dont le but est de résolver les différents problèmes de la Lir culation sur terre et dans l'air simultanément. Ceci tout simplement dans 16 intention de distinguer les deux inventions qui serraient d'une utilité differente. Le présent dépot est constitué de six Planches de dessin explicatives sur lequelles on reviendra plusieurs fois au courant de cet exposée Il contient également cinq parties expliquant l'etat technique de l'inventionw ar Un ensemble de tubes d'alliage solide et leger est destinné à soutenir tout la charge du vehicule.La base de cet ensemble de tubes geometriquement conçu, contient quatre pneus PI,P2,P3yP4 avec systeme de suspention prevue pour faciliter les atterissages.Les quatre supports SI,S2SS3,S4, for ment une cabine de protection pour le pilote au vol et assure aussi la stabilité du vehicule au repos.( PL. VI / 6 ) b) Quatre hélices HI,H2,H3,H4, contrerotatives, destinées à provoquer la traction verticale et la propulsion horizontal,aient chacune quat- re pales ( PL.I/6et IV /6 ). Le résumé technique de ces Hélices est le suiv vant: Les Hélices K3,H4 sont fixes et tournent inversement tandis cue les Hélices HILE2 sont commandées par le pilote, avec un systeme de commades reliée sur une tête de rotor orientable et contrerotatives.Les Hélices HI,H3 et H2,H4 sont coaxiales verticalement et contrerotatives tandis cue les Hélices diagonelement disposées HI,H4 et H2H3 tournent dans le même sens. L'ensemble des Hélices HI,H2,H3,H4 assure par leur rotation l'inertie de l'air et par l'inversion de rotation, la stabilité du vehicule en vol sur les trois plans de translation qui passent par son point de gravite G. Le principe théorique de ensemble des Hélices HI,H2,H3,H4 est le suivant: Les Hélices XIsH2 tournent invrsementy elles créent des forces ascendantes ,aspirant l'appareil vers le haut et elles poussent l'air verti calement vers le bas.les deux hélices H3,H4 prennent cet air et le refoulent vers le bas, ce qui fait dans l'ensemble un systéme d'Hélices rotatives et battantes.Ceci est dû à la vitesse de rotation des Hélices HI,H2 qui est le double ou le triple de H3,H4. Grace à cette difference de vitesse de rotatio n l'écoulement du fluide gazeux ( air ) change sur l'extrados des pales et ain si que le Nombre de Raynolds.En géneral cette difference d'écoulement donne naissance à une force supplementaire qui s'ajoute à la force ascensionnelle du profil aérodynamique de la pale. Ce système d'Hélices est valable pour maintenir l'inertie de l'air et l1empécher un certain temps de reculer. On doit se preocuper ici de la distance qu'on possera les Hélices entres elles verticalement et Horizontelement. Connaissant la vitesse de rotation de chaque pale , la surface du cercle de rotation et le pas de son avancement nous savons excactement le comportement des Hélices dans un cube d'air en un tempe donné,condition essensielle pour trouver un point d'apui dans l'espace. c) Le profil de la pale qui est destinée au vol à basse vitesse avec ou sans moteur est epais et concave. Chaque profil est disposé vertica lement sur un axe de courbe parabolique étudié sur les tri > is plas de trans lation. (PL. IV /6 ) Fig. I . La courbe ABO qui reuni tous les bords d'attaque de chaque profil ,forme le bord d'attaque de la pale. De la même manière la courbe ADC forme le bord de fuite de la pale. La corde de reference L est la ligne reunissante le bord d'attaque avec le bord de fuite.Elle indique la largeur de la pale et elle est variable. Quand elle passe par le plan de pro jection du point maximun d'épaissaire H elle a aussi sa plus grand valeur. Sur les points A etX attent les valeurs minimum sans jamais devenir nulle. L'interné de cette disposition decrit ci-dessus est indispen sable grace au mouvement circulatoire que la pale doit fournir dans le mie fluide gazeu (air) toujours laminaire. Condition du vol air calme et basse altitude pour eviter les importants effaits du sol. L'experience nous montre que lorsque la vitesse de rotation reste au dessous d'une certaine valeur, I'ecoulement du fluide (air) sur l'extradons de la pale est laminaire. En aug mentant progressivement la vitesse de rotation on constate que les filets d' air restent encore parallelement disposés de manière laminaire et puis à un point precis T (PL. IV /6 ) qui s'appelle point de transition se diffusent rapidement vers le bord de fuite. Entre le point H qui est le point maximum de la courbure d'extrades situé au 1/4 de la longueur et au 1/3 de la largeur du profil choisie, et le point T de transiti on, se déplace progreusivement le point P (poussée de la pale) par rapport au changement dtincidence. Par construction l'angle d'incidence (angle formé par la corde de reference avec sa projection sur le plan de rotation E) varie à chaque porti on du profil de la pale.Ceci est inevitable car l'angle d'attaque (angle for mé par la corde de reference avec la direction du Vent) varie à chaque mouY vement rotationnelle. Le trajectoire du point P (pousée) suit l'axe paraboli que de la pale et se joint progressivement avec le trajectoire qui suit le point de transition T, formant ainsi un aire ellipsoidale sur lequel on examine le comportement de la poussée de la pale pour son mauilleur rendement aérodynamique et aussi le Nombre de Eaynolds. C'est pour cette raison que l'epaisseur de la pale a une grande importance pour les faibles vitesses de rotations et les faibles puissances motrices ou non.Selon tous ces indicati ons au sujet de la pale on construit l'Helice à quatre pales qui servira à la sustantation de l'appareil.(PL.IV/6. Fig.2 9 d) Le mouvement mecanique de la rotation des Hélices est assuré par un systéme de transmition qui est prevu pour developer des importantes desmultiplications de chaque élement mecanique en rotation.(PL. V/6.Fig.I ) Du pedalier M au point A l'ordre de la desmultiplication est de trois àdix fois selon le besoin de I'experiance et le puissance que le pilote dispose. Du point À au point B l'ordre est quatre fois superieur.En C,C' 11 ordre est egalement quatre fois du presedant et en D,D' il varie entre deux et cinq fois. Les chiffres ci-dessus ne sont qu'approximatives,ils peuvent varier avec les améliorations apportées à la forme et au profil de la pale. e) Le systeme de gouvernes est conçu de deux longues tubes qui sont liées sur les rotors d'Hélices Hie2. I1 est aussi attaché à la cambine du pilotage aveus quatre resorts de traction.( PL. V / 6 Fig. 2 ).Ce systeme est guidé par le pilote avec simple mouvement des bras.Il assure l'horientation des rotors des Hélices supérieurs et la translation horizontal et verti cale du "Vehicule POLYHELICES actionne par l'effort musculaire" au vol. Le principe théorique du vol est le suivant: ... L'Homme,il faudrait trouver son point d'appui sur l'espace en utilisant des surfaces portantes com: e des ailes battantes,des ailes à oscillation.Pour resoudre le problème de l'inertie de l'air dans le cas des ailes rotatives on observe que,lorsque la vitesse de rotation est acquise l'inertie de l'air survolé devient la seule force sustentatrice.Le but des oscillations de battement ou de rotation d'aile n'est pas la sustentation mais uniquement l'entretien de la propulsion chargée elle-même de rendre les surfaces sustentatrices.Les observations sur les animaux revelent que plus l'oiseau acquière de vitesse plus les coup d'ailes deviennent rares et plus lentes les oscillations.D'où on arrive à demontrer que toute machine animale a tendance à economiser l'ef fort.Le probleme d'inertie résoluspour obtenir une propulsion vers l'avant de l'ensemble du véhicule,on doit lister comme l'oiseau,contre-la pesanteur. Donc les propulseurs qui sont dans le cas actuel les Hélices HI,H2,H3,H4 doivent encadrer le centre de gravité G. Cette dernière remarque oriente ver l'objet de l'invention dont les propulseurs rotatifs encadrent son centre de gravite pour que l'appareil combatte son poids et le poids de l'Homme oui le pilote. Le Vehicule en objet est soulevé verticalement.Deux forces de même droit d'action mais de sens contraire interviennent.La force musculaire est motrice et le poids de l'objet est résistant. Il faudrait donc s'occuper à gagner cette resistance. D'autre part ,si l'objet descend lentement la force musculaire en relentissant la chute est resistante alors que le poids joue le role de force motrice.Dans ce cas il faut s'occuper à resister à la chute. Le Vehicule Polyhélices actionné par l'effort musculaire c'est à prevoir, suivra une trajectoire desordonnée parceque tantôt la force musculai re deviendra motrice pour combatrele poids total,tantôt elle deviendra resistante. Pour que l'endurance du vol s8lt la plus longue possible,les echanges de roles ci-dessus seront succesifs pendant toute la trajectoire; Ce vol "Papillonné " est trés important parce qu'il permet de realiser la loi du moindre effort. C'est celles qui permet aux oiseux de se deplacer à des distances extraordinairement lointaines. En ce qui concerne le decollage lui-mame,quand la force motrice musculaire donnera l'elan au systeme mecanique de transmission les Hélices commenceront à tourner de plus en plus vit. Il arrivera un moment où la vitesse de rotation sera suffisante pour creer une quantite d'air suffisante. Le systeme d'Hélices se pose alors sur son inercie et à ce moment precis la force musculaire deviendra motrice pour combattre le poids qui s'oppose à faire soulever l'appareil en l'air. La difference de portance crée par la forme des pales et la difference d'ecoulement de l'air crée par la difference du mouvement rotationnelle aide la force musculaire motrice pour aspirer l'appareil vers le haut, donc decollage. Lorsque le pilote voudra faire un vol Horizontal il dosera sa puis sance pour eviter une cute incbntrolée. Il guidra son appareille par le syste me des commandes d'Hélices HI,H2 .La notion de la puissence à conditioné toutes les recherches des specialistes pour la realisation du vol musculaire. Apres toutes les explications precedentes ,on conclut donc que la force musculaire (tantat motrice tanttt resistante) , la force resultante du profil aérodynamique de chaque pale et la force crée par la difference de la vitesse de rotation de chaque Hélice sont trois élement indispensablez pour que l'Romme realise son vieux rêve ,imiter la nature volantet La presente invention peut par la suite d'un concours mondiale être utilisé dans l'industrie aéraunautiuecomme un vehicule sportif de l'aviation legers,comme jeu d'enfant en maquette et à d'autres utilitees possibles. R E V E N D I C À T I O N I) Le Vehicule à plusieurs Hélices (Polyhélices) actionné par l'effort musculaire permettre à 1'Homme de voler avec ses propres moyens de puissance musculaire. 2) Caracterisé selon la revendication NOf par le fait que: un ensemble de tubes d'alliage solide et leger est destinné à soutenir tout la charge du Vehicule.(Pneus,cambine de protection pour le pilote,accessoirs) 3) Caracterisé selon la revendication NO2 par le fait que: quatre Hélices contrerotatives et quadripales destinées à provoquer la traction verticale et la propulsion horizontal du Vehicule. 4) Caracterisé selon la revendication N03 par le fait que : le profil de la pale destinée au vol à basse vitesse avec au sans moteurs repais et concave est disposé verticalement sur un axe de courbe parabolique. Cette axe est étudié sur les trois plans de translation. 5) Caracterisé selon la revendication N4 par le fait que: le mouvement mecanique de la rotation des Hélices est assuré par un systeme de transmition qui est prevu pour developer de importantes desmultiplications de chaque element mecanique en rotation. 6) Sarecterisé gazon la revendication N05 par le fait que: Un systeme de gouverne actinné par les mouvement des bras du pilote assure l'horientation des rotors et plus generalement du Vehicule. La presente Invention peut par la suite d'un concours mondiale être utilisé dans l'industrie aéronautique comme un vehicule sportif de l'Aviation légers,comme jeu d'enfant en maquette et à dautres utilitées possibles.