Brevet FR2486020A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne un aéronef comprenant un support externe et au moins une unité d'entraînement interne,ainsi qu'une cabine ou un poste de pilotage,dans lequel un intervalle annulaire est prévu entre le support externe et l'unité d'entraînement, intervalle à travers lequel un courant d'air est guidé vers le bas. Dans un aéronef suivant la technique antérieure ,l'unité d'entraînement est montée à rotation dans le support externe et la cabine ou le poste de pilotage est monté à rotation par rapport au support et à l'unité d'entraînement, en particulier par l'intermédiaire d'un arbre monté sur des roulements à bille. Le support qui a de préférence une section droite en forme d'aile d'avion aérodynamique, est entraîné en rotation dans une direction opposée par rapport à la direction de rotation de l'unité d'entraînement elle-meme, produisant ainsi un couple antagoniste (voir le brevet autrichien ne353 105). L'un des buts de l'invention est de fournir un aéronef amélioré présentant une poussée aérodynamique plus intense et un effort mécanique réduit. Un autre but de l'invention est de fournir un aéronef dans lequel le support externe n'exécute pas un mouvement de rotation autour de son axe pendant le vol. Le premier but est atteint, avec un aéronef du type mentionné initialement , en prévoyant au moins deux couronnes de pales de pilotage avec au moins deux pales de pilotage dans l'intervalle annulaire ou immédiatement au-dessus de celuici, les couronnes de pales de pilotage étant placées l'une audessus de l'autre. Suivant l'invention,le support est entraîné par le courant d'air produit par l'unité d'entraînement et non pas par le couple antagoniste de cette unité d'entraînement.Suivant la position qu'occupent les pales de pilotage, le support peut être entraîné dans la même direction de rotation que l'unité d'entraînement ou bien dans une direction opposée à celle-ci. Il est essentiel que le couple antagoniste soit neutralisé par la couronne supérieure de pales de pilotage, si bien que le courant d'air soit partiellement aligné et dirigé vers le bas, et que par conséquent un courant d'air sensiblement laminaire, dirigé vers le bas ,soit produit par la couronne inférieure de pales de pilotage. La cabine destinée à recevoir la charge ou le poste de pilotage de l'aéronef demeure fixe dans l'espace pendant le vol. Suivant une forme d'exécution de 1 'invention,les pales de pilotage de chaque couronne de pattes sont montées à pivotement, de préférence conjointement, autour de leurs axes s'étendant sensiblement horizontalement. Ceci permet de faire varier la vitesse de rotation du support et d'accroître ou de diminuer ainsi l'effet gyroscopique du support, suivant les besoins, dans le but d'influer sur la stabilité de l'aéronef. Puisque la cabine destinée à recevoir la charge ou le poste de pilotage de l'aéronef demeure fixe dans l'espace pendant le vol, il est possible de relier rigidement l'unité d'entraînement et la cabine ou le poste de pilotage l'un à l'autre, en particulier au moyen d'un arbre. Ceci se traduit par une construction particulièrement simple et stable. Un mode de réalisation préféré de l'aéronef consiste en ce que la couronne supérieure de pales de pilotage est fixée uniquement à l'unité d'entraînement et la couronne inférieure de pales de pilotage est fixée d'une part au support et d'autre part à une plaque support pour l'unité d'entraînement, cette plaque support étant montée à rotation par rapport à l'unité d'entraînement. Il est également possible de pourvoir le support d'un dispositif d'entraînement additionel séparé. Au moyen de ce dispositif d'entraînement additionel qui n'est absolument pas nécessaire, on peut améliorer -encore plus le pilotage de l'aéronef. Le second but de l'invention est obtenu, dans l'aéronef mentionné précédemment, en pourvoyant l'aéronef etl ou l'unité d'entraînement d'au moins un dispositif pour déplacer le centre de gravité de l'aéronef. Dans cette forme d'exécution de 1' invention,le support reçoit sa poussée aérodynamique du courant d'air produit par l'unité d'entraînement et non pas du couple antagoniste produit par cette unité d'entraînement. Le support peut être ainsi piloté par le dispositif assurant le déplacement du centre de gravité de telle façon qu'il demeure fixe dans l'air pendant le vol, c'est-à-dire qu' il n'effectue pas un mouvement centre de gravité qui demeure fixe dans l'espace pendant le vol,c'est à dire qu!il n'effectue pas un mouvement de rotation autour de son axe. la couronne supérieure de pales de pilotage neutralise le couple antagoniste et aligne partiellement le courant d'air pour le diriger vers le bas, tandis que la couronne inférieure de pales de pilotage produit ensuite un courant d'air dirigé vers le bas et fortement laminaire. La cabine destinée à recevoir la charge ou le dispositif de pilotage de l'aéronef demeure fixe dans l'espace pendant le vol. Le dispositif assurant le déplacement du centre de gravité peut être un dispositif gyroscopique-monté à rotation par rapport à l'unité d'entraînement. Cependant, il est également possible de réaliser le dispositif assurant le déplacement du centre de gravité sous la forme d'au moins deux tuyères de pilotage montées sur le support. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe schématique axiale de l'aéronef suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan de l'aéronef représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en plan d'une variante d'exécution d'un aéronef suivant l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3. L'aéronef représenté sur les figures 1 et 2 comprend un support externe annulaire 1, présentant une symétrie de rotation, à section droite correspondant à un profil d'aile d'avion, et une unité d'entraînement interne 2 pourvue d'un propulseur 3. L'unité d'entraînement 2 est disposée coaxialement dans le support externe 1 et un intervalle annulaire 4 est formé entre le support 1 et l'unité d'entraînement 2.Le support 1, vu en section droite, a la forme d'un profil d'aile d'avion mais il pourrait avoir n importe quelle autre forme appropriée. L'unité d'entraînement 2 peut aussi avoir la forme d'un double propulseur ou d'une turbineà flux radial et elle pourrait également être disposée à 1' écart de l'axe du support 1.A l'unité d'entraînement 2 est reliée une cabine 1 destinée à recevoir une charge et comportant un train d'atterissage 6 ou un dispositif de pilotage pour l'aéronef. Cette liaison est réalisée au moyen d'un arbre 7 s'détendant essentiellement perpendiculairement à une plaque support 8 pour l'unité d'entraînement 2 et passant à travers cette plaque support. Cette plaque support est disposée en dessous de l'unité d'entraînement 2, elle peut tourner par rapport à cette dernière et elle constitue la circonférence interne dans la partie inférieure de l'intervalle annulaire 4. Le propulseur 3 est disposé au-dessus de la face supérieure du support 1. Une première couronne 9 de pales de pilotage est disposée immédiatement au-dessus de l'intervalle annulaire 4 tandis qu'une seconde couronne 10 de pales de pilotage est prévue en dessous de la première couronne de pales de pilotage, dans l'intervalle annulaire 4. La couronne supérieure 9 de pales de pilotage est fixée ,uniquement sur sa circonférence interner à l'unité d'entraînement2,tandis que la couronne inférieure 10 de pales de pilotage es-t fixée auet portée par le support externe 1 d'une part et la plaque support 8 de l'unité d'entraînement 2 d'autre part. Chacune des couronnes. 9,10 de pales de pilotage consiste en une pluralité de pales 11 montées respectivement à pivotement autour d'un axe sensiblement horizontal et pouvant être ajustées ensembleYindividuelle- ment au moyen d'un dispositif de règlage non représenté d'une manière détaillée, par exemple un dispositif de règlage actionné électriquement ou hydrauliquement, le règlage consistant en une rotation des pales 11 autour de leurs axes. En particulier, les pales de pilotage 11 de chacune des couronnes 9 et 10 peuvent être amenées à pivoter ensemble. La couronne supérieure 9 de pales de pilotage a un diamètre externe plus petit que la couronne inférieure 10 mais ceci n'est pas essentiel. Les dimensions peuvent être aussi bien inversées ou égales. il est également possible d'utiliser des couronnes comportant des pales de pilotage fixées rigidement. La plaque support 8 peut être remplacée par n'importe quelle autre type de structure de support, tel qu'un châssis, un boitier ou similaire. Elle peut être montée à rotation sur l'arbre 7 par l'intermédiaire de paliers. L'aéronef suivant l'invention fonctionne de la manière suivante L'air est aspiré, par le propulseur 3, à partir de la face supérieure du support 1. Ceci produit un mouvement circulaire de l'air à haute turbulence. Le courant d'air circulaire est guidé en direction de la première couronne supérieure 9 de pales de pilotage. A cet endroit, le couple est neutralisé et le courant d'air est guidé partiellement vers le bas. Le courant d'air atteint ensuite la seconde couronne inférieure 10 de pales de pilotage. A cet endroit est produit un courant d'air très fortement du type laminaire, dirigé vers le bas et essentiellement perpendiculaire. Ceci se traduit par une poussée aérodynamique très intense étant donné que le courant d'air produit s'étend pratiquement verticalement. L'unité d'entraînement 2 et la cabine 5 qui sont fixées l'une à l'autre par l'intermédiaire de l'arbre rigide 7,restent fixes. La direction de rotation du propulseur 3 est indiquée par la flèche 12, tandis que la direction de la rotation du support externe 1, qui tourne dans le même sens que le propulseur 3 ou en sens inverse de ce dernier, suivant la position des pales de pilotage, est indiquée par la flèche 13. Les pales de pilotage 11 fixées à la plaque support 8, montée à rotation , pour le support externe 1 , permettent de faire varier le nombre de tours du support externe 1 et un accroissement de l'effet gyroscopique obtenu par le nombre de révolutions du support 1, ce qui permet d'obtenir une influence sur la stabilité du dispositif. Pendant le vol, la cabine comportant le dispositif de pilotage demeure totalement fixe. Cette caractéristique a une importance particulière dans le cas où l'aéronef est destiné au transport de passagers. La transmission de la fonction de pilotage est facilitée du fait de la connexion rigide de l'unité d'entraînement et de la cabine au dispositif de pilotage, par l'intermédiaire de l'arbre rigide. Puisque l'aile de l'aéronef présentant une symétrie de rotation est montée à rotation sur cet arbre rigide, l'effort mécanique est négligeable. Dans la variante d'exécution illustrée sur les figures 3 et 4 , les mêmes numéros de référence sont utilisés pour indiquer des éléments déjà mentionnés sur les figures 1 et 2. L'aéronef représenté sur les figures 3 et 4 comprend, vu en plan, un support 1 en forme de flèche avec des ailes, et une unité d'entraînement interne 2 pourvue d'un propulseur 3. L'unité d'entraînement 2 est disposée dans le support 1, au centre de ce dernier, et un intervalle annulaire 4 est formé entre le support 1 et l'unité d'entraînement 2. Le support 1 peut avoir n importe quelle autre forme appropriée. L'unité d'entraînement 2 peut également avoir la forme d'un double propulseur (propulseurs coaxiaux tournant en sens inverse l'un de l'autre) ou d'une turbine à flux radial et elle peut être disposée à l'extérieur de l'axe du support. A l'unité d'entraînement 2 est fixée une cabine 5 destinée à recevoir une charge et qui comporte un train d'atterrissage 6 ou un dispositif de pilotage de l'aéronef. Cette liaison est réalisée par l'intermédiaire d'un arbre 7 qui s'étend sensiblement perpendiculairement et qui traverse une plaque support 8 pour l'unité l'entraînement 2. Cette plaque support 8 est disposée en dessous de l'unité d'entraînement 2, elle peut tourner par rapport à cette unité d'entraînement 2 et elle forme la circonférence interne dans la partie inférieure de l'intervalle annulaire 4. Le propulseur 3 est disposé spatialement au-dessus de la face supérieure du support 1. En outre, un dispositif permettant de déplacer le centre de gravité, sous la forme d'un dispositif gyroscopique14, est connecté à l'unité d'entraînement 2. De plus, des tuyères de pilotage 15 peuvent être disposées sur les ailes. Ces moyens sont essentiellement équivalents et ils peuvent être utilisés à volonté soit ensemble, soit séparément. Une autre possibilité pour déplacer le centre de gravité consiste en un dispositif pivotant 16 qui permet le pivotement de la cabine ou de l'axe durotor par rapport au support, comme. il est indiqué en traits mixtes sur la figure 4. L'amplitude angulaire du pivotement est indiqué par l'angle . Une première couronne 9 de pales de pilotage est disposée immédiatement au-dessus de l'intervalle annulaire 4 tandis qu'une seconde couronne 10 de pales de pilotage est située dans l'intervalle annulaire 4, en dessous de la première couronne 9. La couronne supérieure 9 de pales de pilotage est fixée ,uniquement sur sa périphérie. interne, à l'unité d'entraî- nement 2,tandis que la couronne inférieure 10 de pales de pilotage est solidaire d'une part du support 1 et d'autre part de la plaque support 8 de l'unité d'entraînement 2.Chacune des couronnes 9,10 de pales de pilotage consiste en une pluralité de pales pouvant pivoter autour d'axes sensiblement horizontaux, ces pales pouvant être entraînées en rotation autour de leurs axes, ensemble ou séparément, au moyen d'un dispositif de règlage non représenté en détail, tel qu'un dispositif de règlagle fonctionnant électriquement ou hydrauliquement. La couronne supérieure 9 de pales de pilotage a un diamètre plus petit que la couronne inférieure 10, bien que cette caractéristique ne soit pas indispensable. Les dimensions peuvent être également inversées ou bien encore les deux couronnes de pales de pilotage peuvent avoir le même diamètre.Il est également possible d'utiliser des couronnes comportant des pales de pilotage rigides. La plaque support 8 peut être remplacée par une autre structure de support tels que par exemple un châssis , un boitier ou similaire. La structure de support peut être montée à rotation sur l'arbre 7 par exemple au moyen de paliers. L'aéronef représenté sur les figures 3 et 4 fonctionne de la manière suivante L'air est aspiré à partir de la face supérieure du support 1, au moyen du propulseur 3. Ceci produit un mouvement circulaire de l'air à haute turbulence. Ce courant d'air circulaire est guidé vers la première couronne supérieure 9 de pales de pilotage. A cet endroit, le couple est neutralisé et le courant d'air est dirigé partiellement vers le bas. Ce courant d'air arrive alors à la seconde couronne inférieure 10 de pales de pilotage. A cet endroit est produit un courant d'air fortement laminaire qui est dirigé essentiellement perpendiculairement vers le bas. il en résulte une poussée aérodynamique très intense étant donné que le courant d'air est diri gé pratiquement verticalement. Le support 1, l'unité d'entraînement 2 et la cabine 5, qui sont fixés les uns aux autres par l'arbre rigide 7, demeurent stationnaires dans l'espace. La direction de la rotation du propulseur 3 est indiquée par la flèche 12. REVENDICATIONS 1. Aéronef comprenant un support externe et au moins une unité d'entraînement interne, ainsi qu'une cabine ou un poste de pilotage, dans lequel un intervalle annulaire est prévu entre le support externe et l'unité d'entraîne ment, intervalle à travers lequel un courant d'air est guidé vers le bas, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux couronnes (9,10) de pales de pilotage avec au moins deux pales de pilotage dans l'intervalle annulaire(4) ou immédiatement au-dessus de celui-ci. 2. Aéronef suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pales de pilotage (11) de chacune des couronnes (9,10) de pales de pilotage sont montées à pivotement autour de leurs axes s'étendant sensiblement horizontalement. 3. Aéronef suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement (2) et la cabine (5) ou le dispositif de pilotage sont fixés les uns aux autres en particulier au moyen d'un arbre (7). 4. Aéronef suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne supérieure (9) de pales de pilotage est fixée uniquement à l'unité d'entraînement(2) tandis que la couronne inférieure (10) de pales de pilotage est fixée d'une part au support (1) et d'autre part à une plaque support (8) pour l'unité d'entraînement (2), cette plaque support (8) étant montée à rotation par rapport à l'unité d'entraînement (2). 5. Aéronef suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couronne supérieure(9) de pales de pilotage a un diamètre plus petit que celui de la couronne inférieure (10) de pales de pilotage. 6. Aéronef suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (1) est pourvu d'un dis positif d'entraînement additionel séparé. 7. Aéronef suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support (1) est pourvu d'au moins un dispositif (15 ) pour déplacer le centre de gravité de l'aéronef. 8. Aéronef suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement (2) est pourvue d'au moins un dispo sitif/pour déplacer le centre de gravité de l'aéronef. 9. Aéronef suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif prévu pour déplacer le centre de gravi té de l'aéronef comprend au moins deux tuyères de pilotage (15) qui sont montées sur le support (1). 10. Aéronef suivant la revendication 8 caractérisée en ce que le dispositif prévu pour déplacer le centre de gravité de l'aéronef est un dispositif gyroscopique (14) qui est monté à rotation par rapport à l'unité d'entraînement.