Brevet FR2465643A2 — publié le 19810327

FR 2465643 A2 19810327 FR 8020121 A 19800918 ',Rotor pour appareil à voilure tournante." La présente invention concerne un rotor d'appareil, ou aéronef, à voilure tournante comportant des pales qui, par l'intermédiaire de paliers permettant des déplacements angulaires, sont montées mobiles en rotation dans des supports appropriés solidaires d'une parie centrale de tête de rotor et s'étendant radialementvers l'extérieur, rotor selon la demande de brevet nO 78 07 683, ctest-à-dire dans lequel, d'une part, la partie centrale de texte de rotor est un corps intégral en matériau composite fibreux dans lequel les supports de pales, ou bras de rotor, ont chacun la forme d'une fourche dont les deux branches sont réalisées plates perpendiculairement au plan du rotor et, d'autre part,dans chaque support, un raccordement pouvant être soumis à compression dans le sens longitudinal de la pale correspondante, mais permettant des déplacements angulaires de cette dernière, est réalisé entre les deux branches de la fourche et ladite pale, ou le pied de pale correspondant. De plus, le pied de pale peut, de façon connue, se poursuivre jusqu'au palier de déplacement angulaire disposé sur le pied du support de pale par une pièce intermédiaire séparable dudit pied de pale et constituant en même temps le point d'appui, côté pied de pale, du raccordement pouvant être soumis à compression. Ce rattachement de chaque pale de rotor, ou pied de pale, au support de pale de façon adaptée à la configuration spécifique de la partie contrale de tête de rotor offre l'avantage de permettre d'utiliser des pales de rotor usuelles, en matière plastique renforcée de fibres, uni, à leur pied, de boucles de jonction sans qu'il soit nécessaire de modifier par exemple le raccordement de pied de pale à l'épreuve Se la compression. L'invention a pour objet un rotor de ce genre qui solt encldaOrfsé le sens d'économies de poids, de matériaux et de frais aussi poussées que possible sans que l'on doive renoncer pour autant à l'avantage de son raccordement de pales consistant dans l'inutilité d'une adaptation paPDiculière de la construction du pied des pales aux moyens de raccordement de celles-ci Ce rotor est caractérisé par le fait que la pièce in termédlaire est réalisée sous la forme d'une plaque multicouche en matériau composite fibreux évidée pour le raccordement pou vant être soumis à compression, laquelle est composée d'au moins deux couches extérieures comportant chacune une boucle fibreuse sans fin entourant la zone d'appui et les points de raccordement du piedde pale et, entre elles, une couche intérieure comportant au moins un secteur de boucle fibreuse n'entourant que les points de raccordement du pied de pale et s'étendant au-delà de la zone d'appui de ce dernier, les couches étant chaque fois deux à deux réunies en assemblage de matériaux par une couche intermédiaire à fibres orientées en croisement. L'invention ne réside donc pas uniquement dans l'utilisation d'unmatériau c-omposite fibreux garantissant, pour la configuration choisie de la pièce intermédiaire, une réalisation légère, simple et peu coûteuse. Elle repose davantage sur l'utilisation d'éléments -boucles et secteurs de boucles fibreuses à orientation des fibres unidirectionnelle, eu égard à ce que de tels éléments capables en pratique de haute sollicitations en traction seulement sont réalisables sans difficultés sous toute forme désirée, donc adaptables à la structure ramassée voulue de la pièce intermédiaire, présentent en outre pour la même section qu une structure en tissu pur une rigidité à peu près triple sow une charge de traction et enfin donnent, dans l'assemblage selon l'invention avec des couches intermédiaires sollicitables en traction et en compression, comme pièce intermédiaire, un corps stratifié qui, pour le cas de détérioration d'une boucle ou d'un secteur de boucle fibreuse, est même redondant pour sa fonction. Sans compter que la pièce intermédiaire remplit parfaitement l'exigence de reproductibilité pour une fabrication en série en atteignant à la demande, dans toutes les directions de sollicitation, la compacité maximale du fait des autres particularités possibles suivantes de l'invention : dans la couche intérieure, chaque alésage de raccordement de pied de pale est entouré d'un secteur de boucle fibreuse particulier; la plaque comportant d'autrescouchesavecbou- cles et secteurs de boucles fibreuses une couche à un ou plusieurs secteurs de boucles fibreuses succède à une couche à boucle fibreuse en alternance de l'extérieur vers l'intérieur; les boucles et secteurs de boucles fibreuses sont soutenus par des corps de remplissage de la couche correspondante qui se raccordent à leurs bords longitudinaux et présentent une orientation en croisement de leurs fibres; les corps de remplissage sont réunis en assemblage de matériaux aux boucles et secteurs de boucles fibreuses correspondants ainsi qu'aulx couches intermédiaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en perspective des parties combinées entre elles pour le raccordement des pales de rotor d'un aéronef à voilure tournante; la figure 2 est une coupe longitudinale verticale d'un des bras de rotor de la partie de tête en liaison avec la pièce intermédiaire de raccordement de la pale, ces diverses parties conformes à la figure 1; les figures 3 à 5 représentent chacune une couche de la pièce intermédiaire agencée en corps stratifié selon la figure 2. Dans un aéronef à voilure tournante, le rotor comporte, comme celui du brevet principal, pour son raccordement direct à un arbre non représenté, une partie centrale de tête 1, figure 1, entièrement composée d'un matériau composite fibreux et munie de quatre supports de pales, ou bras de rotor, 2 à 5 en forme de fourches sur la base de l'assemblage choisi entre deux plaques 1.1, 1.2 en forme d'étoiles superposables et une partie intermédiaire coaxiale 1.4. Ainsi qu'on le voit sur la figure 2, une pièce intermédiaire 80 soutenue dans le support de pale 2 par deux paliers en élastomère 42 et 44 assure le raccordement de la pale de rotor correspondante, ou de son pied de pale 40, présentant à cet effet deux paires de boucles, audit support de pale 2. La pièce intermédiaire a la forme non pas d'une fourche, mais d'une plaque en matériau composite fibreux, par exemple en fibres de verre dans une matrice en résine synthétique, et comporte un évidement 80.1 pour la partie radiale axiale en élastomère 44 qui absorbe les forces centrifuges de la pale. Comme on le voit en outre sur la figure 2, cette pièce intermédiaire 80 a une structure multicouche, une couche 80.3 selon la figure 4 suivant, en alternance de couche de l'extérieur vers l'intérieur, une couche extérieure 80.2 selon la figure 3 et ces couches étant chaque fois réunies, en assemblage de matériaux, de la couche 80.2àJaCouche 80.5,oudela couche8Q3àlacothe80.2,peruneeouche intermédiaire 80.4 selon la figure 5.Le nombre des couches se règle d'après la rigidité requise; il faut prévoir au moins deux couches 80.2 selon la figure 3 comme couches extérieures par rapport à une couche intérieure 80.3 selon la figure 4 et deux couches intermédiaires 80.4 selon la figure 5 pour les réunir. La différence entre les structures respectives des couches 80.2, 80.3 et 80.4 est basée sur la fonction de la pièce intermédiaire 80, qui, de ses points de raccordement 46.1 du pied de pale 40, établis par exemple par des alésages, à sa zone 44.4 agissant en appui pour le pied de pale 40 sous les forces centrifuges de la pale, est soumise à une sollicitation en traction particulièrement élevée. A cet égard, chaque couche 80.2 selon la figure 3 comporte une boucle fibreuse 31 entourant la zone d'appui et les points de raccordement du pied de pale.Etant donné qu'il faut compter aussi sur une forte sollicitation de la pièce intermédiaire 80 à partir de la flexion de battement et de la flexion de tratnée de la pale avec, pour conséquence, une sollicitation de traction également dans sa partie arrière soutenue par le palier radial en élastomère 42, chaque couche 80.3 selon la figure 4 comporte, de préférence pour chaque alésage de raccordement 46.1 du pied de pale, un secteur de boucle fibreuse 82 qui entoure seulement ledit alésage et s'étend au-delà de la zone d'appui 44.4 du pied de pale.Enfin l'assemblage par le matériau de ces couches 80.2 et 80.3, ou de leurs boucles fibreuses 81 et secteurs de boucles fibreuses 82, est assuré selon la figure 2 par les couches intermédiaires 80.4 selon la figure 5 qui, pour raidir tout cet ensemble de la couche intermédiaire 80, sont constituées par un laminé en tissu. I1 existe en outre également un assemblage par matériaux avec des corps de remplissage 83, également en laminé-tissu, qui se raccordent aux bords longitudinaux des boucles fibreuses 81 et secteurs de boucles fibreuses 82 correspondants et exercent, avec les couches intermédiaires 80.4, un effet de soutien sur lesdits secteurs et boucles, si bien que ces derniers peuvent être établis uniquement pour leur fonction prévue d'éléments d'accueil et de transmission de forces de traction. Par ailleurs, cet assemblage de la pièce intermédiaire 80 offre encore l'avantage que tous les alésages de raccordement ne traversent que du laminé en tissu, si bien qu'il n'en résulte de séparation pour aucun brin des boucles 81 et secteurs de boucles 82. Le fait que toutes les parties précitées de la pièce intermédiaire se pretent à une fabrication en série en étant parfaitement reproductibles sur machine et que l'on peut par conséquent réaliser ladite pièce intermédiaire 80, de façon particulièrement économique, par assemblage d'éléments prafabriqués constitue aussi un avantage essentiel. REVENDICATIONS 1. Rotor d'appareil, ou aéronef, à voilure tournante comportant des pales qui, par l'intermédiaire de paliers permettant des déplacements angulaires, sont montées mobiles en rotation dans des supports appropriés solidaires d'une partie centrale de tête de rotor et s'étendant radialement vers l'extérieur, rotor dans lequel, d'une part, la partie centrale de tête de rotor est un corps intégral en matériau fibreux dans lequel les supports de pales, ou bras de rotor, ont chacun la forme d'une fourche dont les deux branches sont réalisées plates perpendiculairement au plan du rotor et, d'autre part, dans chaque support, un raccordement pouvant être soumis à compression dans le sens longitudinal de la pale correspondante, mais permettant des déplacements angulaires de cette dernière, est réalisé entre les deux branches de la fourche et ladite pale, ou le pied de pale correspondant, rotor conforme en cela aux revendications 1 et 4 de la demande nO 78 07 683 et caractérisé en plus par le fait que, d'une part, de façon connue, le pied de pale (40) se poursuit jusqu'au palier de déplacement angulaire (44), disposé sur le pied du support de pale (2), par une pièce intermédiaire (80) séparable dudit pied de pale et constituant en même temps le point d'appui, caté pied de pale, du raccordement pouvant être soumis à compression et, d'autre part, la pièce intermédiaire (80) est réalisée sous la forme d'une plaque multicouche en matériau composite fibreux évidéepourle raccordement pouvant être soumis à compression, laquelle est composée d'au moins deux couches extérieures (80.2) comportant chacune une boucle fibreuse sans fin (81) entourant la zone d'appui (44.4) et les points de raccordement (46.1) du pied de pale (40) et,entre elles, une couche intérieure (80.3) comportant au moins un secteur de boucle fibreuse (82) n'entourant que les points de raccordement (44.4) du pied de pale et s'étendant au-delà de la zone d'appui de ce dernier, les couches étant chaque fois deux à deux réunies en assemblage de matériaux par une couche intermédiaire (80.4) à fibres orientées en croisement. 2. Rotor selon la revendication 1 caractérisé par le fait que, dans la couche intérieure (80.3), chaque alésage de raccordement (46.1) de pied de pale est entouré d'un secteur de boucle fibreuse (82) particulier. 3. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que, la plaque comportant d'autres couches avec boucles (81) et secteurs de boucles fibreuses (82), une couche (80.3) à un ou plusieurs secteurs de boucles fibreuses succède à une couche (80.2) à boucle fibreuse en alternance de l'extérieur vers l'intérieur. 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que les boucles (81) et secteurs de boucles fibreuses (82) sont soutenus par des corps de remplissage (83) de la couche correspondante (80.2 ou 80.3) qui se raccordent à leurs bords longitudinaux et présentent une orientation en croisement de leurs fibres. 5. Rotor selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les corps de remplissage (83) sont réunis en assemblage de matériaux aux boucles (81) et secteurs de boucles (82) correspondants ainsi qu'aux couches intermédiaires (80.4).