Brevet FR2493267A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte à un aérodyne à voilure tournante et elle se rapporte plus particulière- ment à un aérodyne à voilure tournante propulsée par des tuyères d'éjection qui comporte des moyens pour déplacer transversalement son ensemble de rotor par rapport au fu- selage de l'aérodyne. Dans les aérodynes à voilure tournante, il est essentiel de maintenir un centre de gravité aérodynamique- ment équilibré. Ceci est le cas dans tous les aérodynes mais ceci est particulièrement critique dans les aérodynes à voilure tournante, tels que les hélicoptères. Les héli- coptères sont caractérisés par le fait qu'ils comportent un ensemble de rotor qui comporte un mât pour le porter. Ce mât définit l'axe de rotation de l'ensemble de rotor et il devrait être, de préférence, situé directement au- dessus du poids équilibré de l'hélicoptère. Lors du char- gement d'un hélicoptère, il a été important de porter une attention particulière à la répartition du poids de la charge. S'il y a un décalage ou déplacement excessif du centre de gravité d'un aérodyne à voilure tournante, tel qu'un hélicoptère, il peut en résulter une perte de la maîtrise de l'aérodyne, en particulier dans des conditions de vol autres qu'idéales, étant donné que la réponse aux commandes dans une atmosphère agitée ou dans de très for- tes turbulences peut être inefficace dans le cas o la - répartition de la charge est incorrecte. Par conséquent, il serait extrêmement désirable de réaliser des moyens pour déplacer l'axe de rotation effectif de l'ensemble de rotor, par exemple, tel qu'il est défini par le mât de rotor, avant le vol ou pendant le vol afin de permettre une adaptation aux changements de conditions de vol ou simplement afin de permettre de rattraper une répartition initiale incorrecte de la charge. Les perfectionnements apportés aux turbines à gaz légères à hautes performances ont rendu de plus en plus facilement réalisable de fournir de l'énergir motrice à l'ensemble de rotor d'un hélicoptère en transportant par des conduites de l'air comprimé et/ou les gaz de turbine directement jusqu'à des tuyères d'éjection situées aux extrémités des pales du rotor. Cette technique d'entrai- nement du rotor supprime, à l'évidence, la nécessité de l'emploi de lourds organes de transmission de couple entre le moteur et les pales du rotor. Par conséquent, il est possible de réaliser de nouveaux moyens perfectionnés pour déplacer l'axe de rotation de l'ensemble de rotor avant ou pendant le vol afin de modifier la position de l'ensemble de rotor par rapport au fuselage et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention. Par conséquent, l'un des principaux buts de la présente invention est de réaliser, dans un aérodyne à voilure tournante, de nouveaux moyens perfectionnés pour déplacer latéralement l'axe de rotation de l'ensemble de rotor par rapport au fuselage de l'aérodyne, de façon à déplacer ainsi le centre de gravité aérodynamique de l'aé- rodyne. Dans le mode de réalisation de l'invention que l'on décrira ci-après à titre d'exemple, un aérodyne à voilure tournante comporte un fuselage, des moyens for- mant compresseur d'air disposés à l'intérieur du fuselage et un ensemble de rotor entratné par des tuyères d'éjec- tion, situé au-dessus du fuselage. L'ensemble de rotor comporte un axe de rotor autour duquel l'ensemble tourne et il est porté par des moyens supports de rotor de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de rotor. Les moyens supports de rotor comprennent un mât aboutissant à l'en- semble de rotor propulsé par des tuyères d'éjection. Les moyens supports de rotor et le fuselage sont assemblés de manière opérante par des moyens de montage qui permettent le déplacement des moyens supports de rotor. L'ensemble de rotor et, par conséquent, l'axe de rotor peuvent être déplacés latéralement par rapport au fuselage par un ac- tionnement des moyens de montage effectué de manière à déplacer le centre de gravité aérodynamique de l'aérodyne. Un conduit d'air flexible est disposé entre le mât de rotor creux et le compresseur d'air pour permettre le mouvement de translation latérale de l'ensemble de rotor par rapport au fuselage. Dans le mode de réalisation choisi comme exemple, les moyens de montage des moyens supports de rotor qui portent l'ensemble de rotor comprennent une plaque support mobile. La plaque support coopère avec le mât de rotor pour déplacer l'ensemble de rotor. Des moyens de guidage sont prévus pour guider la plaque support, ces moyens com- prenant une paire de vis sans fin approximativement paral- lèles. La plaque support comprend plusieurs écrous vissés sur les vis sans fin pour commander son déplacement. Dans un mode de réalisation préféré, un servomoteur est utilisé pour faire tourner les vis sans fin au moyen d'une chaîne d'entratnement commune et de deux roues à chaîne fixées chacune à l'une des deux vis sans fin pour la faire tour- ner. Cependant, d'autres moyens, tels qu'une manivelle à bras ou une commande hydraulique, actionnable par le pilote de l'intérieur de la cabine ou habitacle, peu- vent être également utilisés. Une autre caractéristique de l'invention réside dans la réalisation de moyens d'étanchéité disposés entre les moyens supports de rotor et le fuselage. Plus parti- culièrement, le fuselage comporte une ouverture à travers laquelle le mât de rotor creux s'étend jusqu'à l'ensemble de rotor propulsé par des tuyères d'éjection. Les moyens d'étanchéité comprennent une plaque d'étanchéité qui en- toure le mât de rotor creux et qui est suffisamment gran- de pour couvrir l'ouverture du fuselage d'une manière qui permet le mouvement de translation latérale du mât de ro- tor. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description 4 2493267 détaillée qui va suivre considérée en combinaison avec le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un aérodyne à voilure tournante propulsée par des tuyères d'éjection mettant en oeuvre les concepts de la présente invention, avec coupe et arrachement partiels pour mieux montrer les éléments actifs de l'invention; la figure 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle, des moyens de montage qui permettent de déplacer latéralement les moyens supports de rotor de l'ensemble de rotor de l'aérodyne. On se référera maintenant de manière plus détaillée au dessin annexé et tout d'abord à la figure 1 sur laquelle on a représenté un aérodyne à voilure tournante constitué par un hélicoptère qui comporte un fuselage, désigné par la référence générale 10 et un ensemble de rotor propulsé par des tuyères d'éjection, désigné par la référence générale 12. Un moteur à turbine à gaz léger 14 est monté d'une ma- nière appropriée à l'intérieur du fuselage 10 et sert à en- traîner un compresseur d'air 16. Un tunnel d'éjection 18 s'étend vers l'arrière à partir du moteur 14 de façon à diriger les gaz éjectés vers l'arrière vers une gouverne arrière verticale 20 qui est utilisée pour la commande de lacet. L'aérodyne comprend également un habitacle en "plexiglas", désigné par la référence générale 22. L'ha- bitacle renferme un équipement classique, tel qu'un siège 24 de pilote, un tableau de commande 26, un manche 28 de pas collectif et un manche de pas cyclique classique 30 qui est muni sur le dessus de son sommet d'un interrupteur 32 actionné au pouce. L'aérodyne comporte également des patins d'atterrissage 34 qui sont montés sur le dessous du fuselage 10 à l'aide de jambes supports appropriées 36 ou analogues. L'ensemble de rotor 12 est du type propulsé par des tuyères d'éjection qui comprend plusieurs pales de rotor creux 38 munies de tuyères d'éjection 40 à leur extrémité distale. Les tuyères d'éjection s'étendent dans l'ensem- ble tangentiellement aux pales de rotor, aux extrémités des pales, et elles servent à éjecter l'air comprimé, ce qui provoque la rotation du rotor. L'ensemble de rotor 12 comprend également un ensemble de moyeu cylindrique verti- cal central 42 qui contient un réseau de conduits flexi- bles qui s'étend à l'extérieur dudit moyeu sous la forme de conduits d'air flexibles individuels 44, un pour chaque pale 38 de rotor. Des moyens supports de rotor sont utilisés pour porter l'ensemble de rotor 12 à rotation autour d'un axe vertical central défini par l'ensemble de moyeu 42. Plus particulièrement, les moyens supports de rotor comprennent un mât 46 de rotor, essentiellement creux. Le mât 46 de rotor forme un conduit d'air qui aboutit à l'ensemble de rotor 12 et plus particulièrement aux conduits d'air 44 qui communiquent avec les pales 38 de rotor. On doit noter à ce point que des moyens appropriés, que l'on n'a pas représentés pour ne pas surcharger le dessin, sont prévus entre l'ensemble de moyeu 42 et le mât 46 de rotor pour maintenir l'ensemble de rotor 12 sur le mat de rotor tout en permettant une rotation relative en- tre eux, divers moyens classiques de ce type étant connus et leur emploi étant naturellement prévu dans le cadre de l'invention. Il est prévu des moyens de montage qui sont assem- blés de manière opérante entre le fuselage et les moyens supports de rotor pour déplacer latéralement ces derniers de façon ainsi à déplacer l'axe de rotor et la totalité de l'ensemble de rotor latéralement par rapport au fuselage afin de changer le centre de gravité aérodynamique de l'aérodyne. Plus particulièrement, comme représenté sur la figure 2 à laquelle on se référera, les moyens de mon- tage comprennent un organe support mobile 48 constitué par une plaque qui est traversée par une ouverture cen- trale 50. Le mât de rotor creux 46 s'étend à travers l'ouverture 50 formée dans la plaque support 48 et peut être changé de position ou déplacé latéralement par cette dernière. En outre, et comme représenté sur la figure 2 à laquelle on continuera de se référer, des moyens sont prévus pour guider et déplacer la plaque support 48, ces moyens étant constitués par deux organes de guidage appro- ximativement parallèles 52 constitués par des vis sans fin. Plusieurs écrous suiveurs 54 sont vissés sur les vis sans fin 52 et fixés à la plaque 48 pour déplacer latéra- lement la plaque support en réponse à la rotation des vis sans fin 52. Un unique servomoteur est utilisé pour fai- re tourner les vis sans fin 52. Plus particulièrement, un moteur réversible 56 est monté d'une manière appropriée à l'intérieur du fuselage et comporte un arbre d'entraîne- ment 58 qui porte une unique roue 60 à chaîne à son extré- mité distale. Une roue 62 à chaîne est fixée à une extré- mité de chacune des vis sans fin et une chaîne d'entraî- nement commune 64 engrène de manière opérante avec les roues 62 à chaîne des vis sans fin et avec la roue 60 à chaîne fixée à l'arbre d'entraînement 58 du moteur. En outre, les extrémités des vis sans fin 52 opposées à celles qui portent les roues 62 à chaîne sont montées à rotation à l'intérieur du fuselage 10 de l'aérodyne. Comme repré- senté sur la figure 1 à laquelle on se référera, un second organe support 68 porte à rotation les vis sans fin 52 et les maintient à l'espacement correct au niveau de leurs extrémités adjacentes à la chaîne d'entraînement 64 mais l'organe support 68 n'a pas été représenté sur la figure 2 pour ne pas gêner l'illustration. Comme représenté sur la figure 1 à laquelle on se référera à nouveau, pour permettre le mouvement de trans- lation latéral de l'ensemble de rotor 12 c'est-à-dire du mât 46 de rotor par rapport au fuselage de l'aérodyne, des moyens 70 formant un conduit d'air flexible sont utilisés entre le mât de rotor et le compresseur d'air 16. Comme représenté sur la figure 1 à laquelle on continuera de se référer, des moyens d'étanchéité sont disposés entre les moyens supports de rotor et le fuselage afin de permettre la pressurisation de ce dernier tout en permettant le déplacement latéral de l'ensemble de rotor. Plus particulièrement, une ouverture élargie 72 est formée dans le dessus du fuselage de l'aérodyne, cette ouverture étant suffisamment grande pour permettre le déplacement latéral maximal de l'ensemble de rotor. Le mât 46 de ro- tor s'étend vers le haut à travers cette ouverture et est stabilisé audessous de l'ouverture par la plaque support 48. En outre, les moyens d'étanchéité comprennent une plaque ou joint diétanchéité 74 qui entoure le mât 46 de rotor et est adapté de manière étanche à ce dernier. Le joint d'étanchéité est en appui contre la face inférieure de la paroi de fuselage et entoure l'ouverture 72 à une distance suffisante à l'extérieur de cette dernière pour permettre le déplacement latéral maximal du mât de rotor. En service, la commande du centre de gravité aéro- dynamique critique de l'aérodyne est extrêmement simple. Comme précédemment indiqué, le mât de rotor doit, de préfé- rence, être situé directement au-dessus du poids équilibré de l'aérodyne. Avec l'invention décrite ci-dessus, le pilote de l'aérodyne peut facilement déplacer le mât 46 de rotor latéralement par rapport au fuselage 10, de l'in- térieur de l'habitacle 22, simplement en actionnant le mo- teur réversible 46 dans-un sens ou dans l'autre. Par exem- ple, on peut utiliser à cette fin l'interrupteur 32 actionné au pouce monté sur le manche de pas 30. En variante, on peut envisager d'utiliser une manivelle à bras ou une com- mande hydraulique que le pilote pourrait actionner de l'in- térieur de la cabine ou habitacle. Dans le cas du mode de réalisation cidessus décrit, cependant, la plaque support mobile 48 peut être déplacée latéralement le long des vis sans fin 52 par actionnement du moteur réversible 56, le sens de rotation du moteur déterminant le sens de rotation des vis sans fin entraînées par l'intermédiaire de la chat- ne d'entraînement commune 64 et des roues 60, 62 à chaîne de façon ainsi à déterminer le sens de déplacement de la plaque support et, de ce fait, le sens de déplacement la- téral du mât 46 de rotor. Comme précédemment indiqué, le déplacement du mât de rotor provoque, à son tour, le déplacement de l'axe de rotation de l'ensemble de rotor 12 et déplace de ce fait, le centre de gravité aérodynamique- ment critique de l'aérodyne. Cette invention d'un fonc- tionnement simple assure efficacement une réponse contr8- lée de l'aérodyne dans une atmosphère agitée ou dans de très fortes turbulences dans le cas o le poids de l'aéro- dyne peut être mal réparti, ce qui est une caractéristique nouvelle et originale dans les aérodynes à voilure tournante propulsée par des tuyères d'éjection. Il est bien entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention sous d'autres formes spécifiques sans s'écarter pour cela de son esprit ou de ses caractéristiques essen- tielles. Par conséquent, le présent mode de réalisation doit être considéré à tous égards comme donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention ne doit pas être li- mitée aux détails donnés ici mais peut être modifiée sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Un aérodyne à voilure tournante, caractérisé en ce qu'il comporte un fuselage (10), des moyens compres- seurs d'air (14, 16) associés au fuselage, un ensemble de rotor (12) propulsé par des tuyères d'éjection (40) dis- posé au-dessus du fuselage et ayant un axe de rotor autour duquel ledit ensemble tourne, des moyens supports de ro- tor portant l'ensemble de rotor à rotation autour de l'axe de rotor et comportant un mât (46) de rotor essentielle- ment creux qui forme un conduit d'air aboutissant à l'en- semble de rotor, des moyens de montage assemblés de manière opérante entre le fuselage et les moyens supports de ro- tor pour déplacer latéralement les moyens supports de ro- tor de façon à ainsi déplacer l'axe de rotor et l'ensemble de rotor latéralement par rapport au fuselage afin de chan- ger le centre de gravité aérodynamique de l'aérodyne et des moyens formant conduit d'air flexible disposés entre le mât de rotor creux et les moyens compresseurs d'air pour permettre le déplacement latéral de l'ensemble de rotor et de l'axe de rotor par rapport au fuselage. 2) Un aérodyne selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de montage comprennent un or- gane support mobile (48) et des moyens (52, 54) pour gui- der latéralement les mouvements de l'organe support. 3) Un aérodyne selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'organe support comporte une plaque sup- port (48) coopérant avec le mât de rotor de façon ainsi à déplacer les moyens supports de rotor et l'ensemble de rotor. 4) Un aérodyne selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les moyens de guidage de l'organe support - (48) comprennent deux organes de guidage (52) approxima- tivement parallèles. ) Un aérodyne selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les organes de guidage sont constitués par deux vis sans fin (52) et en ce que l'organe support (48) comporte des moyens suiveurs (54) qui se vissent sur les vis sans fin pour déplacer l'organe support le long des vis sans fin en réponse à la rotation de ces dernières. 6) Un aérodyne selon la revendication 5, caractéri- sé en ce qu'il comporte, des moyens servomoteurs (56) pour faire fonctionner les vis sans fin (52). 7) Un aérodyne selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que chacune des vis sans fin porte un engrenage (62) et en ce que des moyens d'entraînement communs (64) sont accouplés à ces engrenages et aux moyens servomoteurs. 8) Un aérodyne selon la revendication 7, caracté- risé en ce que les moyens d'entraînement communs sont cons- titués par une chaîne d'entraînement et en ce que les en- grenages sont des roues (62) à chaîne. 9) Un aérodyne selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que les moyens suiveurs précités sont constitués par une série d'écrous (54) vissés sur les vis sans fin (52). 10) Un aérodyne selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que l'organe support est constitué par une pla- que support (48) coopérant avec le mât rotor afin de dé- placer les moyens supports de rotor et l'ensemble de ro- tor. 11) Un aérodyne selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les moyens de guidage de l'organe support (48) comprennent au moins une vis sans fin (52) et en ce que l'organe support comprend un organe suiveur (54) qui se visse sur la vis sans fin pour déplacer l'organe support le long de la vis sans fin en réponse à la rotation de cette dernière. 12) Un aérodyne selon la revendication 11, caractéri- sé en ce que l'organe suiveur est un écrou (54) vissé sur la vis sans fin (52). Un aérodyne selon la revendication 12, caractéri- 13) i1 sé en ce qu'il comporte des moyens servomoteurs (56) pour faire tourner la vis sans fin (52). 14) Un aérodyne selon la revendication 11, caractéri- sé en ce que l'organe support est constitué par une plaque support (48) coopérant avec le mât rotor afin de déplacer les moyens supports de rotor et l'ensemble de rotor. ) Un aérodyne caractérisé en ce qu'il comporte un fuselage (10), des moyens compresseurs d'air (14, 16) associés au fuselage, un ensemble de rotor (12) propulsé par des tuyères d'injection (40) disposé au-dessus du fu- selage et ayant un axe de rotor autour duquel ledit en- semble tourne, des moyens supports de rotor portant l'en- semble de rotor à rotation autour de l'axe de rotor et des moyens de montage assemblés de manière opérante entre le fuselage et les moyens supports de rotor pour déplacer la- téralement les moyens supports de rotor de façon ainsi à déplacer l'axe de rotor et l'ensemble de rotor latéralement par rapport au fuselage afin de changer le centre de gra- vité aérodynamique de l'aérodyne. 16) Aérodyne selon la revendication 15, caractérisé en ceque les moyens de montage comprennent un organe sup- port mobile (48) et des moyens (53, 54) pour guider laté- ralement les mouvements de l'organe support. 17) Aérodyne selon la revendication 16, caractéri- sé en ce que les moyens de guidage de l'organe support (48) comprennent au moins une vis sans fin (52) et en ce que l'organe support comprend un organe suiveur (54) qui se visse sur la vis sans fin pour déplacer l'organe support le long de la vis sans fin en réponse à la rotation de cette dernière. 18) Aérodyne selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'organe suiveur est un écrou (54) vissé sur la vis sans fin (52). 19) Aérodyne selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens servomoteurs (56) pour faire tourner la vis sans fin (52). ) Aérodyne selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'organe support est constitué par une plaque support (48) coopérant avec les moyens supports de rotor afin de déplacer ainsi les moyens supports de rotor et l'ensemble de rotor. 21) Aérodyne selon la revendication 15, caractérisé en ce que le fuselage (10) comprend une ouverture (72) à travers laquelle s'étendent les moyens supports de ro- tor ainsi que des moyens d'étanchéité (74) qui coopèrent avec les moyens supports de rotor, ces moyens d'étanchéité étant déplaçables latéralement avec les moyens supports de rotor.