Brevet FR2579170A1 — publié le 19860926

2579170' La présente invention concerne un organe de centrage d'un plateau oscillant à bielles tanqentieiies pour ia commande du pas des pales d'un hAiicoptère. La commande du pas des paies d'un rotor principal d'un hélicoptère est habituellement réalisée au moyen d'un plateau oscillant comportant un anneau fixe et un anneau rotatif avec un palier iogé entre ceux-ci. L'anneau rotatif est accouplé aux "cornes" de rqéglage du pas prévues sur les paies du rotor. L'anneau fixe est accouplé à des actionneurs In qui répondent i des commandes d'entrée provenant du pilote ou d'un système de commande automatique du vol. La commande collective du pas des pales est réalisée en déplaçant en translation ie plateau oscillant vers le haut et vers ie bas par rapport à l'arbre du rotor, tandis que la commande cy- clique est obtenue en faisant basculer le plateau oscillant par rapport à cet arbre. Les organes de centrage de ce genre connus actuei- lement sont constitués par une sphère de centrage pourvue d'un alésage interne cylindrique et qui coulisse vers le haut et vers le bas sur l'arbre du rotor, lorsque l'organe interne du plateau oscillant tourne conjointement avec ip rotor, ou bien qui coulisse vers le haut et vers le bas sur un tube fixe monté sur la boite de vitesses lorsque i'orga- ne interne du plateau oscillant est fixe par rapport h la rotation du rotor. La translation (coulissement vers le haut et vers le bas) de la sphère de centrage permet le mouvement collectif du plateau oscillant. La sphère de centrage permet également le hascuie- ment du plateau oscillant pour tenir compte du mouvement cyclique de ce plateau oscillant. Des dispositifs de liaison à compas sont connectés entre un organe du plateau oscillant et ie rotor, afin d'entraîner le plateau oscillant lorsqu'il fait partie du système rotatif, ou bien entre le plateau osciiiant et un élément de ia celiuie afin d'empêcher le plateau oscillant de tourner lorsqu'il fait partie d'un sy- tème fixe. La demande de brevet français 85 1? 453 du 16 Aout 1985 décrit un organe de centrage flexible pour un plateau osciiiant comportant des rayons flexiibles généraiement ra- diaux. Ces rayons radiaux exigent des paliers cylindres à leurs extrémités externes, afin de permettre la translation collectif du plateau osciiiant, et des éléments tampons de 4 cisaillements à leurs extrémités externes afin de permettre i'aiiongement des rayons qui accompagnent également la translation coiiectif du plateau oscillant à partir d'une In position de commande collective moyenne. IJn but de ia présente invention est d'assurer le centrage d'un plateau oscillant sans faire appel à un joint sphérique, à un tube vertical et à des dispositifs de liaison à compas, ce qui permet de réduire le coût, le poids, la complexité et le jeu entre le plateau oscillant et la boite de vitesses. Suivant l'invention un anneau interne du plateau oscillant est centré et supporté autour de l'arbre du rotor au moyen d'un organe de centrage du plateau oscillant. Cet 2n organe de centrage est constitué de trois bielles de même longueur, équidistantes ies unes des autres, généralement tangentes à l'arbre du rotor et reliant l'organe interne du plateau oscillant à l'arbre du rotor (dans le cas d'un or- gane interne rotatif) ou à la boite de vitesses (dans le cas d'un organe interne fixe). Les bielles tangentielles sont montées dans un plan perpendiculaire à l'arbre du rotor iorsque le plateau oscillant est piacé dans une position de commande collective moyenne, sans commande cyclique, et elies autorisent une translation vers ie haut et vers le bas du plateau oscillant pour une commande collective tout en permettant au plateau oscillant de bascuier pour des commandes cycliques. Les bielles ont des joints ou embouts à rotuie sphériques à chaque extrémité, lesquels peuvent avoir une structure stratifiée en élastomère. Dans une variante d'exécution de l'invention on emploie, pour le centrage et pour la retenue de l'organe externe du plateau oscillant, des bielles tangentes à i ' or- gane externe et connectées entre cet organe externe et la cellule. On décrira ci-après,h titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un plateau oscillant suivant la technique antérieure. La figure 2 est une vue en plan d'un organe de cen- trage d'un plateau oscillant suivant l'invention, pour ie centrage d'un anneau interne du plateau oscillant. La figure 3 est une vue en perspective d'un organe de centrage du plateau oscillant suivant l'invention pour le centrage d'un anneau externe fixe du plateau oscillant. Une forme d'exécution de l'invention sera étudiée dans le cas du centrage d'un anneau interne d'un plateau oscillant. Suivant la technique antérieure, ainsi qu'il est représenté sur la figure 1, un plateau oscillant in comporte un anneau interne 12 maintenu fixe par un dispositif de liaison à compas 14, et un anneau externe 16 qui est entraî- né en rotation conjointement avec un arbre de rotor 17, par une liaison à compas IR. L'anneau externe 16 tourne sur l'anneau interne 12 par l'intermédiaire de paliers 19.Cet anneau interne 12 répond, par l'intermédiaire d'organes de liaison et d'actionneurs 20, à des commandes d'entrée prove- nant du pilote ou d'un système de commande automatique. L'anneau externe 16 est reiié, par l'intermédiaire d'organes de liaison 22, aux "cornes" de réglage du pas des pales individuelles afin de déplacer ces surfaces aérodynamiques en réponse aux commandes d'entrée. L'anneau interne 12 est fixé, à sa périphérie inter- ne, h une douille 24, d' un joint sphérique 26 qui peut coulisser librement sur un tube vertical 28 entourant l'ar- bre du rotor 17. Ceci permet au plateau oscillant in de se déplacer en translation vers ie haut et vers le bas et de hascuier par rapport à i'arbre du rotor 17, respectivemernt pour la commande collective et pour la commande cyclique, tout en restant centré sur cet arbre. Suivant l'invention, ii n'est plus nécessaire d'uti- iiser les compas fixes 14, le joint sphérique 26, ou le tube vertical 28. La figure 2 représente l'organe de centrage du pla- teau oscillant à bielles tangentielles,suivant l'invention. Uin arbre de rotor 30 est entouré par trois pattes 34,35,36 équidistantes les unes des autres (à 120") et qui sont ré- parties autour de sa circonférence externe. Ces pattes 34-36 sont "fixes par rapport à la cellule", er étant fixées par exemple sur ia boîte de vitesses. Un anneau interne R38 du plateau oscillant comporte égaiement trois pattes 40,41,42 équidistantes les unes des autres et réparties autour de sa circonférence interne. Un paiier 44 relie un anneau externe 46 du plateau oscillant à 'anneau interne 38. Trois bielles 48,49,50 de même longueur sont fixées respectivement, à leurs extrémités internes, par l'inter- 2f médiaire de joints sphériques (du type embout à rotule) 52,53,54, aux pattes 34-36 et elles sont également fixées, à leurs extrémités externes par l'intermédiaire de joints sphériques (embouts à rotuie) 56-58 aux pattes 4n-42. Ces bielles sont qénéraiement tangentes à l'arbre du rotor. Natureiiement plus les pattes 34-36 sont proches de l'arbre du rotor 3n, plus les bielles 48-50 sont effectivement tan- gentes à cet arbre. Ces bielles empêchent la rotation de l'organe interne 39 du plateau oscillant en tension ou en compression (suivant le sens de rotation) et elles se trou- vent coplanaires avec le plateau oscillant lorsque celui- ci est dans la position moyenne de commande colilective moyenne, sans commande cyclique. Les joints sphériques 52-54 et 56-5R permettent à la fois le bascuiement et la trans- lation du plateau oscillant. (Dans le cas d'un anneau in- terne rotatif d'un plateau oscillant, ies extrémités inter- nes des bieiies seraient attachées à des pattes appropriées sur l'arbre du rotor iui-même). Lorsque le plateau osciiiant est déplacé collecti- vement dans un plan parallèle au plan du rotor, à partir de sa position de commande coiiective moyenne ii se produit un iéger mouvement circonférentiel de l'organe interne du pia- teau osciiiant, du fait les bielles 48-50 tournent en sor- tant du plan parallèle au plan du rotor. Lorsque la commande collective est augmentée, ce mouvement circonférentiei s'ac- croît. Le mouvement circonférentiei de l'organe interne du plateau oscillant se traduit par une variation asservie de Hi longueur dans le sens vertical pour un plateau oscillant à organe interne fixe ou par une variation de longueur, dans le sens vertical, d'une tige de commande pour un plateau oscillant à organe interne rotatif. Cette variation est minimale et elle est comprise dans la gamme allant de 8 à 0,12mm. Le plateau osciiiant demeure cependant centré autour de l'arbre du rotor puisque toutes les bielles ont la même longueur et sont également espacées les unes des autres autour du plateau oscillant. Dans le cas d'un organe interne fixe d'un plateau oscillant, lorsque le basculement pour la commande cyclique est introduit, ie centre du plateau oscillant reste coin- cider avec le centre de l'arbre du rotor uniquement au point correspondant au pas moyen milieu. Lorsqu'une com- binaison d'une commande collective et d'une commande cycli- que a lieu, ie centre du plateau oscillant s'écarte du centre de l'arbre du rotor d'une faible distance comprise dans ia gamme allant de 0,f025mm à 0,56mm. Ce déplacement latéral de l'organe interne du plateau oscillant demeure constant jusqu'h ce que le basculement cyclique soit modi- fi4. La variation résultante de la longueur jusqu'à un dis- positif d'avertissement vertical entraîne une combinaison d'un mouvement circonfdrentiei ainsi que d'un déplacement latéral de l'organe interne du plateau oscillant. Là encore le changement combiné est minimal et reste compris dans la gamme allant de n à 0.l2mm. Le mouvement circonférentiei dû à ia variation cyciique peut être de l'ordre de 15 minutes du mouvement angulaire et il peut être toléré par les servo- mécanismes d'actionnement ou les tiges de commande. TI convient de noter que la iongueur des bielles est grande, plus la longueur des servomécanismes est grande et plus ia gamme de commande cyclique et de commande collective du plateau oscillant est minimale, plus lia variation de ionqueur des servomécanismes diminue corr4iativement. Les trois bielles demeurent fixes avec une orienta- tion particulière par rapport à l'organe interne du plateau oscillant jusqu'à ce qu'une autre modification de la com- mande collective ou de la commande cyclique ait lieu. Dans le cas d'un organe interne rotatif d'un plateau oscillant, lorsqu'un basculement cyclique a lieu, le centre du plateau oscillant demeure coïncider avec l'arbre du rotor uniquement au point correspondant au pas moyen. Lorsqu'une combinaison d'une commande collective et de commande cy- clique est introduite, le centre du plateau oscillant s'é- carte d'une faible distance par rapport au centre de l'arbre du rotor. Le déplacement iatéral de l'organe interne du plateau oscillant augmente au fur et à mesure que la com- binaison des la commande coiiective/cyclique augmente. Ce déplacement latéral de l'organe interne du plateau oscillant change continuellement tandis que l'arbre du rotor tourne autour de son axe, et les bielies de liaisons modifient continuellement leurs plans par suite du bascuiement cycli- que de l'organe interne du plateau oscillant. Le centre du plateau oscillant décrit un trajet elliptique lorsque i'ar- bre du rotor d'entraînement tourne de 36n". Cette ellipse varie d'un axe majeur à un axe mineur et cette variation est seulement de O,lmm. La variation de longueur résultante à une tige de commande verticaie se traduit par une combinai- 3n son d'un mouvement circonférentiei et d'un déplacement iatéral, changeant continuellement pendant un tour de l'or- gane interne du plateau oscillant. Cette variation à une tige de commande verticale est minimale et elle est comprise dans la gamme allant de 0 à n, 976mm. Le centre déplace de l'organe interne du plateau oscillant, par suite de la com- mande cyclique, n'est pas déplacé dans la direction du bas- culement du plateau oscillant, mais il est décalé d'environ " par rapport à celui-ci. La figure 3 illustre un organe de centrage pour un anneau externe fixe 64 d'un plateau oscillant, l'anneau interne étant indiqué par la réfêrence 6n. Trois pattes 66,67,68 sont réparties régulièrement autour de l'anneau externe 64. Trois bielles 70,71,72 de même longueur sont fixées, h l'une de leur extrémités, par i'intermédiaire de joints sphériques ou embout à rotule, aux pattes 66-68, tandis qu'elles sont fixées h leurs autres extrémités, par l'intermédiaire de joints sphériques ou embouts à rotule, à des pattes appropriées 74 prévues sur un élément fixe de la celiule tel que ila botte de vitesses. Les pattes 74 sont espacées r4guiièrement autour de l'arbre du rotor (non re- présent). Les bielles 70-72 sont généralement tangentes à l'anneau externe 64 et elles peuvent être sollicit6es, ainsi qu'ii est représenté pour un pas collectif plus grand. Des servomécanismes 76 peuvent également utiliser les pattes 66-68 en tant que points d'attache. REVENDICATIrnNS ]..- Organe de centrage pour centrer un plate-au os- cillant autour d'un arbre d'un rotor et pour lui permettre de se déplacer en translation et de basculer, ce plateau osciiiant comportant un anneau externe fixe attaché à un éiément fixe d'une cellule d'un aéronef et un anneau interne rotatif attaché h l'arbre du rotor, caractérisé en ce qu'il comprend des premières pattes (34-36) attachées à l'arbre du rotor et espacées d'une manière égaie autour de cet arbre, des secondes pattes (4n-42) attachées h l'anneau interne et espacées d'une manière égaie autour de celui-ci et des biei- les (48-50) de même longueur qui sont attachées chacune, à l'une de leurs extrémités, par i'intermédiaire de joints sphériques (52-54), aux premières pattes (3A-36) et, h leurs autres extrémités, par i'intermédiaire de joints sphériques (56-58) aux secondes.pattes (40-42), si bien que lès bielles (48-50) s'étendent d'une manière générale en étant tangentes à l'arbre du rotor. 2.- Organe de centrage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lorsque le plateau oscillant se trou- ve dans une position de commande collective pour un pas moyen, sans commande cyclique, les bielles (4R-5n) se trou- vent dans le même plan que ie piateau oscillant. 3.- Organe de centrage pour centrer un plateau os- cillant autour d'un arbre d'un rotor et pour lui permettre de se déplacer en translation et de basculer, ce plateau osciiiant comportant un anneau externe fixe attache h un élément fixe d'une ceiluie d'un aéronef et un anneau interne rotatif attaché à l'arbre du rotor, caractérisé en ce qu'il comprend des premières pattes (34-36) attachées h l'arbre du rotor et espacées d'une manière égaie autour de cet arbre, des secondes pattes (4n-42) attachées à l'anneau interne et espacées d'une manière égaie autour de celui-ci et des biel- ies (48-5n) de même longueur qui sont attachées chacune, l'une de leurs extrémités, par l'intermédiaire de joints sphériques (52-54), aux premières pattes (54-36) et, h leurs autres extrémités, par l'intermédiaire de joints sphériques (56-58), aux secondes pattes (40-42). si bien que les biei- ies (48-5n) s'étendent d'une manière nénérale en étant tan- gentes à l'arbre du rotor. 4.- Organe de centrage pour centrer un plateau os- cillant autour d'un arbre d'un rotor et pour lui permettre de se dépiacer en translation et de basculer, ce plateau oscillant comportant un anneau externe fixe attaché à un élément fixe d'une cellule d'un aéronef et un anneau interne rotatif attaché à l'arbre du rotor, caractérisé en ce qu'ii comprend des premières pattes (74) attachées à l'élément fixe de ia cellule de l'aéronef et espacées d'une manière égaie autour de l'arbre du rotor, des secondes pattes (66-68) attachées h l'anneau externe et espacées d'une ma- nière éqaie autour de celui-ci et des bielles (70-72) de même longueur qui sont attachées chacune, à l'une de leurs extrémités, par l'intermédiaire de joints sphériques (890-82), aux premières pattes (74) et, à leurs autres extré- mités, par L'intermédiaire de joints sphériques (76-78) aux secondes pattes (66-68), si bien que les bielles (70-72) s'étendent d'une manière générale en étant tangentes à i'an- neau externe.