Brevet FR2575800A1 — publié le 19860711

La présente invention concerne le domaine des amor- tisseurs de vibrations et plus particulièrement le domaine des amortisseurs de vibrations dans des moyeux de rotor d'hélicoptère. Lorsqu'un moyeu de rotor d'hélicoptère fait tour- ner ses pales pendant le vol, l'air supportant I'h6licoptère impose une charge vibratoire aux pales du rotor principal, en créant des forces intervenant à la fréquence du passage des pales. Ces forces se combinent, à l'endroit du moyeu de In rotor d'hélicoptère, suivant trois directions de référence, à savoir la direction longitudinale qui s'étend d'une ma- nière générale suivant la longueur de l'hélicoptère mais dans le plan de la rotation des bouts des pales, la direc- tion latérale tournée vers les côtés de l'hélicoptère, dans ce même plan, et perpendiculaire à la direction longitudi- nale, et enfin naturellement la direction verticale. Un type d'amortisseur de vibrations pour hélicoptère est connu en tant qu'amortisseur de moyeu rotatif "monofi- laire". Cet amortisseur assure effectivement une compensa- tion en ce qui concerne les forces "(n-l)/tour" et "(n+l)/tour" contenues dans le plan de rotation. Cependant cet amortisseur ne s'est pas révélé efficace et utilisable en pratique. L'amortisseur "monofilaire" est conçu pour réagir h l'égard des deux forces se trouvant dans le plan de rotation mais non pas à l'égard des forces s'exerçant dans la direc- tion verticale. Cet amortisseur provoque également une tral- née indésirable tandis que l'hélicoptère avance pendant le vol. Un autre type d'amortisseur de vibrations est appelé amortisseur de moyeu de rotor "bifilaire". Ce type d'amor- tisseur utilise des forces centrifuges pour maintenir la raideur exigée pour contrebalancer des forces vibratoires. Le type "bifilaire" d'amortisseur peut être accordé et o- rienté de manière à réagir avec des forces verticales à des multiples de la rotation des pales par rapport au nombre de pales, c'est-à-dire à n/tour, ou bien avec les forces dans le plan de rotation à "(n-l)/tour" ou "(n+l)/tour", par rapport aux axes de référence de rotation. Ces deux derni- res forces se combinent pour créer des forces latérale et longitudinale "n/tour" par rapport aux axes de référence fixes. Cependant l'amortisseur "bifilaire" réagit unique- ment avec l'une des composantes des forces précitées. Ce type d'amortisseur impose en outre une valeur de traînée importante s'exerçant sur l'hélicoptère en vol, par suite de sa forme et de ses dimensions. Par ailleurs son agencement 1) exige l'utilisation d'une quantité appréciable de masse inefficace. Il exige en outre l'observation de tolérances étroites pendant la fabrication et néanmoins il se trouve être soumis à des effets dynamiques indésirables. Il existe d'autres amortisseurs de moyeu de rotor qui réagissent avec les forces latérale et longitudinale "n/tour". L'un de ces amortisseur peut être obtenu en fixant une masse au moyeu du rotor. La masse ainsi fixée est reliée au moyeu par un ensemble de ressort qui assurent une rai- deur symétrique entre le moyeu et la masse de l'amortisseur 2f dans n'importe quelle direction dans le plan de rotation c'est-à-dire dans n'importe quelle direction horizontale. D'autres amortisseurs de vibrations sont limités uniquement à la réaction à l'égard de forces situées dans le plan de rotation. De tels amortisseurs sont en outre limités à des applications à fréquence constante, sans possibilité d'accord. Leur caractéristique ne varie donc pas avec la vitesse du rotor pour maintenir l'absorption de la vibration de résonance lors d'un changement de la fréquence de passage des pales "n/tour". Ainsi un inconvénient commun à tous ces dispositifs est qu'ils sont limités à une réaction à l'égard d'une seule ou de deux des forces d'excitation suivant les axes de réfé- rence, au lieu de pouvoir réagir h l'égard de l'ensemble des trois forces. En outre aucun des dispositifs connus anté- rieurement ne constitue un amortisseur de vibrations pour moyeu de rotor d'hélicoptère qui soit accordable d'une ma- nière variable, tout en réduisant la grandeur de la masse installie et en rdaqissant efficacement avec la totalit' des trois composantes de référence des forces appliquées au moyeu de rotor d'hélicoptère en rotation. Suivant l'invention un amortisseur de vibrations 5. pour un moyeu'de rotor d'hélicoptbre à masse suspendue est mont4, par rapport au moyeu de rotor d'hélicoptère princi- pal, de manière à absorber les trois composantes de référen- ce de forces appliquées respectivement le long de direc- tions verticale, latérale et longitudinale. La masse est ln suspendue au moyen d'un ressort pneumatique de raideur sé- lectionnée variable lequel est disposé de manière à rendre le dispositif résonnant d'une manière accordable à la fré- quence de passage des pales ou au voisinage de cette fré- quence. L'amortisseur peut comporter un ressort pneumatique ]5 et/ou m4canique pour supporter dans les trois directions la masse centrale, dans une forme d'exécution particulière de l'invention. Ainsi les forces vibratoires résultantes transmises au châssis de l'aéronef sont notablement r4duites. 2? On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référehce au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe axiale et verticale d'une forme d'exécution préférée de l'invention dans laquel- le des ressorts pneumatiques et/ou mécaniques servent à amortir d'une manière-accordable des vibrations dans un moyeu de rotor d'hélicoptère. La figure 2 est une vue en coupehorizontale d'une autre forme d'exécution de l'amortisseur dans laquelle des 3n ressorts mécaniques additionnels interviennent dans une direction de référence dans le plan de rotation. La figure 1 représente un amortisseur de vibrations 1 pour un moyeu de rotor d'hélicoptère 14 portant des pales d'hélicoptère 15. L'amortisseur de vibrations 13 com- 3' porte un ressort pneumatique 19 tel que, par exemple, une vessie ou baudruche en caoutchouc torique dilatable, et une msne centrale 21. Le moyeu 14 est supporté par un mât 14 ' Snndrant dans un carter de transmission ' enqrPnanes iT. La pression d'air dans le ressort lQ peut être modifi4e afin de faire varier sa raideur. Au lieu d'un ressort pneumatique, torique unique 19, on peut utiliser plusieurs coussins pneu- matiques élastiques espacés dans le sens circonférentiel. A la place de l'air on peut utiliser d'autres fluides ou gaz compressibles, de préférence non volatils. La masse 21 disposée au centre peut être cylindrique par exemple et elle porte contre le ressort pneumatique 19. Le matériau constituant cette masse 21 peut être par exemple 1 matique 19 est maintenu dans une enveloppe métallique 23, de préférence aérodynamique ou symétrique, laquelle est fixée au moyeu du rotor 14, par exemple au moyen de boulons. L'enveloppe 23 agit en tant que couvercle ou carénage pour régulariser l'écoulement de l'air sur cette enveloppe, pen- dant le vol de l'hélicoptère. L'enveloppe 23 comporte un cache supérieur amovible 23' permettant d'avoir accès à la masse 21. Cette enveloppe 23 peut être montée, par exemple par des boulons, sur le mât 16, le long d'axes de boulons 2fl IS', les boulons n'étant pas représentés. Ainsi qu'il est représenté dans une forme d'exécu- tion préférée de l'invention, une collerette 66. du ressort pneumatique 19 est serrée et maintenue entre des parties adjacentes 21' et 21" de la masse 21. Ceci permet un amor- tissement des vibrations dans les trois directions en fonc- tion de la pression d'air dans le ressort 19. L'air est fournit au ressort 19 à travers un ensemble de conduits 25 ménagés dans la masse 21, pour établir un niveau de pression d'air variable donnant au lieu effectivement au degré requis 3l de raideur du ressort pneumatique 19. L'air est fourni aux conduits 25 à partir d'une source d'air commandée par une vanne manomktrique (non représentée), par l'intermédiaire d'un tube flexible 41 et un dispositif d'étanchéité 44. Des ressorts pneumatiques additionnels IQ' peuvent être placés au-dessus et/ou au-dessous de la masse 21,afin de créer une raideur verticale variable additionnelle. La pression d'air dans ces ressorts pneumatiques additionnels !'' peut être commandée, par exemple au moyen de conduits additionnels non représentés prévus dans la masse 2]. En plus ou ? la place de ceux-ci on peut prévoir plusieurs ressorts mécaniques 88 (certains de ceux-ci étant placés au centre ainsi qu'il est représenté à titre d'exemple sur la figure 1), afin de créer un niveau requis de raideur verti- cale. Suivant une variante on peut employer plusieurs res- sorts verticaux espacés symétriquement, au-dessus et en dessous de la masse 21, autour de l'axe vertical. En outre des ressorts mécaniques 88' situés dans le plan de rotation, ainsi qu'il est représenté sur la figure 2, peuvent être employés conjointement avec les coussins de ressorts pneumatiques 19 espacés ou segmentés. Grâce à l'u- tilisation de ressorts mécaniques en combinaison avec un ressort pneumatique accordable 19 on peut établir un niveau de raideur de base afin de permettre un accord fin au moyen du ressort pneumatique 19, en réduisant ainsi les exigences en-ce qui concerne le volume global d'alimentation en air. La pression d'air dans les ressorts 19 et/ou 19' est variable pour permettre des variations d'accord directement en fonction de la vitesse du rotor ou bien suivant des sys- tèmes à réaction de surveillance des vibrations connus plus complexes (non représentés) afin de faire varier la pression et de contrôler ainsi les vibrations de l'aéronef lorsque la vitesse du rotor et les conditions de vol changent. 25758"00 REVENDICATIONS 1.- Amortisseur de vibrations accordable pour un moyeu de rotor d'hélicoptère comportant une masse centrale suspendue dans une enveloppe externe montée fixe par rapport au moyeu du rotor, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques (19,19',88) maintenant la masse centrale (21) suspendue dans les trois directions. 2.- Amortisseur suivant la revendication 1 carac- t4risé en ce que la masse centrale (21) définit un conduit 1 de fluide (25) pour fournir, d'une manière variable, une pression de fluide aux moyens d'élastiques (19,19'). 3.- Amortisseur suivant la revendication 2 carac- tdris5 en ce que le conduit (25) est relié h une source d'air sous pression. 4.- Amortisseur suivant la revendication 1 carac- térisé en ce que les moyens élastiques (19,19') donnent un degré variable de raideur pour supporter la masse centrale (21). 5.- Amortisseur suivant la revendication 1 earac- térisé en ce que les moyens élastiques (19) sont reliés par une collerette (66) à la masse centrale (21). 6.- Amortisseur suivant la revendication 1 carac- t4risé en ce que le ressort pneumatique (19) est disposé d'une manière segmentée autour de la masse centrale (21). 7.- Amortisseur suivant la revendication 7 carac- tAris4 en ce que la masse centrale (21) est suspendue addi- tionnellement au moyen de ressorts mécaniques (88). 8.- Amortisseur suivant la revendication 7 carac- térisé en ce que la suspension de la masse centrale (21) est réalisée conjointement par des ressorts mécaniques (88) et pneumatiques (19). 9.- Amortisseur suivant la revendication I carac- t6risé en ce que l'enveloppe (23) est caractérisée par une forme aérodynamique de telle façon que la tralnée soit ré- duite pendant le vol de l'hélicoptère.