Brevet FR2537089A1 — publié le 19840608

1. La présente invention concerne un rotor d'hélicop- tère, en particulier du genre à moyeu sensiblement conçu sous la forme d'une plaque plate munie de bras radiaux dont les extrémités libres sont reliées les unes aux autres par des éléments de pontage périphérique, destinés à relier chacun une pale au moyeu. Sur les rotors connus du type précité, on opère gé- néralement le raccordement des pales à l'aide d'un élément fourchu qui contourne l'élément de pontage et est disposé radialement, son extrémité ouverte regardant vers l'extérieur pour recevoir l'extrémité de raccordement de la pale Entre chaque élément fourchu et l'élément de pontage, on insère usuellement un support en élastomère pour amortir l'applica- tion à l'élément de pontage, et donc aussi au moyeu, des for- ces centrifuges et de cisaillement transmises par la pale. D'autre part, l'application au moyeu des forces engendrées dans le plan du moyeu par la traînée est atténuée par des a- mortisseurs sensiblement disposés dans le plan même du moyeu entre un point de chaque pale et un point du rebord de moyeu distant du point de raccordement de la pale. Un inconvénient majeur des rotors connus du type précité réside dans la présence de ces amortisseurs, qui n'- agissent usuellement que pendant des temps relativement brefs, mais dont la présence se traduit par une augmentation considérable du poids du rotor, rend l'équilibrage dynamique extrêmement difficile et est une cause fréquente de rupture. L'objet de-la présente invention est de proposer un rotor d'hélicoptère qui, tout en assurant une bonne maitri- se de l'oscillation des pales dans le plan du moyeu et par rapport au moyeu même, ne comporte aucun desdits amortis- seurs. La présente invention concerne donc un rotor dthé- licoptère comprenant un moyeu sensiblement plat muni d'un certain nombre de bras radiaux dont les extrémités libres sont reliées les unes aux autres par des éléments de pontage périphérique, un certain nombre de pales radiales et des mo- yens de raccordement de chacune de ces pales audit élément de pontage; lesdits moyens de raccordement comportant un élé- 2. ment fourchu qui contourne l'élément de pontage, un premier moyen de support en élastomère interposé entre l'élément de pontage et l'élément fourchu et un moyen amortisseur inter- posé entre ce dernier et le moyeu pour maîtriser l'action exercée par la pale sensiblement dans le plan du moyeu, ca- ractérisé en ce que ledit moyen amortisseur est constitué par un second moyen de support en élastomère monté en série avec ledit premier moyen de support en élastomère entre l'élément fourchu et l'élément de pontage. On va maintenant décrire des réalisations de l'in- vention, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: Fig 1 est une vue partielle en plan avec coupes d'un premier et d'un second agencement du rotor d'hélicoptè- re selon la présente invention; Fig 2 est une vue en coupe radiale suivant la li- gne II-II de la figure 3 dudit premier agencement de rotor selon la présente invention; Fig 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. On voit en 1 sur la figure 1 un rotor d'hélicoptère comportant un moyen 2 sensiblement sous forme de plaque pla- te Celle-ci comporte une zone centrale 3 qui peut être soli- darisée d'un arbre menant principal non représenté pour tour- ner avec lui autour de son propre axe-non représenté, et un certain nombre de bras radiaux périphériques 4 Chaque paire de bras 4 voisins définit une cavité 5-fermée à l'extrémité extérieure par un élément de pontage 6 solidaire de pattes 7 portées par les extrémités libres des deux bras 4 considé- rés A chaque élément de pontage 6 est relié un élément four- chu 8 de support d'une pale 9. Comme représenté sur la figure 3, chaque élément de pontage 6 est constitué par un axe tubulaire 10 auquel est relié à chaque extrémité une patte plate 11 Cette patte est traversée par un trou 12 dont l'axe est parallèle à celui du moyeu 2 et coïncide avec l'axe d'un trou 13 traversant la patte 7 Les deux oreilles de chaque paire de patte 7 et 11 sont reliées par un boulon 14 qui traverse les trous alignés 3. 12 et 13 et est muni d'un écrou de serrage 15 Outre qu'il serre l'axe 10 contre le bras 4, l'écrou 15 est aussi conçu pour serrer un support sensiblement en équerre 16 dont une branche est munie de l'écrou 14, l'autre branche pénétrant dans la cavité 5 pour former une butée limitant l'oscillation de la pale 9 dans le plan du moyeu 2. Comme représenté sur la figure 2, chaque élément fourchu 8 est essentiellement composé d'une plaque coudée en U pour former deux bras 17, superposés l'un à l'autre et sen- siblement parallèles au plan du moyeu 2 à partir duquel ils s'étendent radialement vers l'extérieur Ces deux bras 17 sont reliés l'un à l'autre par une anse courbe 18 traversant la cavité 5 et par une plaque intermédiaire- 19 située du côté extérieur de l'élément de pontage 6. Comme représenté sur la figure 1, l'extrémité exté- rieure de chaque bras 17 est traversée par deux trous 20 ali- gnés avec deux trous appariés de l'autre bras 17 et avec deux trous non représentés traversant l'extrémité de raccordement de la pale 9 et le bras terminal d'un levier de réglage de pas 21 solidaire de la pale 9 Dans lesdits trous traversants sont enfilés deux boulons 22 pour le raccordement de chaque élément fourchu 8 à la pale 9. Chaque ensemble pale-élément fourchu 9-8 est relié à un élément de pontage 6 avec interposition de deux supports en élastomère 23, 24, Comme représenté sur la figure 1, le support 23 est du type à butée radiale afin de transmettre les efforts cen- trifuges et de cisaillement et de permettre le réglage de pas Dans un premier agencement du rotor 1, le support 23 est un support en élastomère cylindrique 23 a comportant des pa- tins plats intérieur 25 et extérieur 26 solidaires des extré- mités opposées d'un empilage cylindrique 27 constitué par un certain nombre de rondelles métalliques 28 alternant avec des rondelles en élastomère 29 solidaires des rondelles 28 Dans une variante d'agencement du rotor 1, le support 23 est cons- titué par un support en élastomère tronconique 23 b centré sur l'axe géométrique de l'axe 10 et comportant des patins tron- coniques intérieur 30 et extérieur 31, dont le premier est 4. partiellement inséré dans le second et qui sont reliés, le premier, à la face intérieure et le second, à la face exté- rieure d'un empilage 32 de lames métalliques tronconiques 33 alternant avec des lames en élastomère tronconiques 34 soli- daires des lames 33. Comme représenté sur la figure 2, le support en é- lastomère 24 est du type secteur radial pour transmettre les efforts de cisaillement et absorber les moments de portance et de traînée. Le support en élastomère 24 est du type couramment dit "en olive", c'est-à-dire qu'il comprend des chapeaux ex- térieur et intérieur reliés lâchement l'un à l'autre avec in- terposition d'une couche d'élastomère solidarisée des surfa- ces appariées Celles-ci ont une forme en olive ou, plutôt, en ballon rugby et sont obtenues par révolution d'un arc de cercle autour d'une corde non diamétrale et suppression des extrémités du solide de révolution résultant Deux de ces fa- ces en forme d'olive, l'une convexe et l'autre concave, sont appariées pour former un joint universel en ce sens qu'il per- met aux deux faces de décrire de faibles mouvements angulai- res autour de ladite corde ainsi qu'autour de tout arc per- pendiculaire à celle-ci, tout en permettant la transmission entre les deux faces de moments centres sur tout axe perpen- diculaire à ladite corde. Sur le support 24, ledit chapeau extérieur convexe est défini par un patin métallique sensiblement en U 35 soli- daire vers l'intérieur du patin extérieur 26 ( 31) du palier 23, dont le patin intérieur est solidaire de l'anse courbe 18 de l'élément fourchu 8 Le patin 35 est délimité vers l'exté- rieur par une face courbe "en olive" 36 dont la concavité est dirigée vers la pale 9 La section de la face 36 dans le plan passant par l'axe du rotor 1 et par l'axe de la pale 9 est un arc de cercle ( 36 a figure 2) coaxial à l'axe géométrique de l'axe 10, tandis que la section de la face 36 dans le plan qui passe par l'axe géométrique de l'axe 10 et est parallèle au plan du moyeu 2 est un arc de cercle ( 36 b figure 1) de plus grand diamètre que l'arc de cercle 36 a. Sur le support 24, ledit chapeau intérieur est dé- fini par une face latérale "en olive" convexe 37 de l'axe 10 appariée avec la face 36 au moyen d'une couche d'élastomère 38 La section de la face 37 dans le plan passant par l'axe du rotor 1 et par l'axe de la pale 9 est un arc de cercle ( 37 a figure 2) coaxial à l'axe 10, tandis que la section de la face 37 dans le plan qui passe par l'axe géométrique de l'axe 10 et est parallèle au plan du moyeu 2 est un arc de cercle ( 37 b figure 1) concentrique à l'arc 36 b L'axe a un bossage ou chapeau médian 39 à surface extérieure en forme de couronne sphérique dont la section, dans le plan perpendiculaire à l'axe géométrique de l'axe 10, est un arc de cercle de même rayon que l'arc 37 a et coaxial à ce der- nier Le chapeau 39 est solidarisé des faces intérieures de deux tampons 40 disposés sur des bandes diamétralement oppo- sées du chapeau 39 suivant un diamètre sensiblement parallè- le à l'axe du rotor 1 Chaque tampon 40 est constitué par un empilage de lames métalliques 41 alternant avec des lames en élastomère 42 interposées entre elles La face extérieure de chaque tampon 40 est solidaire de la façade 43 de la face intérieure de la patte 44 faisant saillie sur le patin 35, cette face 43 étant en forme de chapeau sphérique, concentri- que au chapeau 39 et en épousant la face extérieure. L'axe 10 est relié à une patte radiale 45 dirigée vers la pale 9 et ayant une face-en pente 46 qui porte contre une facette terminale 47 d'un doigt 48 saillant sur la plaque 19 vers l'axe 10 pour régler l'inclinaison vers le bas de la pale 9. En service, le support en élastomère 24 agit en a- mortisseur pour amortir les oscillations décrites par la pa- le dans le plan vertical et particulièrement dans le plan ho- rizontal, c'est-à-dire le plan du moyeu 2 On peut régler le pouvoir d'amortissement d'oscillations du palier 24 dans le plan horizontal en faisant simplement varier la courbure des faces 36 b et 37 b dont le centre coïncide avec le point virtu- el de rotation pour les oscillations retardées de la pale 9, c'est-à-dire les oscillations provoquées par des forces agis- sant sur la pale 9 dans le plan du moyeu 2 Autrement dit, 6. en faisant varier la courbure des faces 36 b et 37 b depuis l'infini (faces 36 b et 37 b cylindriques) jusqu'à une valeur coïncidant avec celle du chapeau 39 (centre de retard coin- cidant avec le centre d'inclinaison), il est possible de passer d'un rotor rigide à un rotor quasi purement articulé. 7. REVENDICATIONS 1 Rotor d'hélicoptère comprenant un moyeu sensi- blement plat ( 2) muni d'un certain nombre de bras radiaux- ( 4) dont les extrémités libres sont reliées les unes aux au- tres par des éléments de pontage périphérique ( 6), un certain nombre de pales radiales ( 9) et des moyens de raccordement de chacune de ces pales ( 9) audit élément de pontage ( 6), lesdits moyens de raccordement comportant un élément fourchu qui contourne l'élément de pontage ( 6), un premier moyen de support en élastomère ( 23) interposé entre l'élément de pon- tage ( 6) et l'élément fourchu ( 8) et un moyen amortisseur in- terposé entre ce dernier et le moyeu ( 2) pour maîtriser l'ac- tion exercée par la pale sensiblement dans le plan du moyeu ( 2), caractérisé en ce que ledit moyen amortisseur est cons- titué par un second moyen de support en élastomère ( 24) monté en série avec ledit premier moyen de support en élastomère ( 23) entre l'élément fourchu ( 8) et l'élément de pontage ( 6). 2 Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second moyen de support en élastomère ( 24) est monté entre le premier moyen de support en élastomère ( 23) et l'élément de pontage ( 6) - 3 Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second moyen de support en élastomère ( 24) comporte deux faces appariées ( 36, 37) reliées l'une à l'autre avec interposition d'une couche d'élastomère ( 38) , l'une de ces faces ( 36, 37) étant prévue sur l'élément de pontage ( 6) et l'autre sur un patin extérieur ( 35) et chacune d'elles cons- tituant une partie de la surface de solides de révolution respectifs obtenus en faisant tourner des arcs concentriques respectifs ( 36 b, 37 b) de même courbure autour d'une corde parallèle à l'axe longitudinal de l'élément de pontage inté- ressé ( 6). 4 Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite corde est une corde non diamétrale. 5 Rotor selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit patin extérieur ( 35) a deux pat- tes ( 44) disposées, sur des bandes opposées de l'élément de pontage ( 6), parallèlement à l'axe du moyeu ( 2), la face des a. deux pattes ( 44) étant en forme de chapeau sphérique conca- ve et appariée avec une surface en forme de couronne sphéri- que convexe de l'élément de pontage ( 6) centrée sur ladite corde, les deux faces appariées étant reliées l'une à l'au- tre avec interposition d'élastomère ( 40).