Brevet FR2608554A1 — publié le 19880624

ROTOR, NOTAMMENT POUR AERONEFS A VOILURE TOURNANTE. La présente invention concerne un rotor, notamment pour aéronef s à voilure tournante, dans lequel le raccordement de chaque pale à un moyeu de rotor est établi sans articulations de battement ni de tratnée. Dans le raccordement sans articulations de battement ni de trarnée des pales d'un tel rotor, la pale est reliée rigidement, sur son pied, au moyeu, ou à un bras de moyeu derotor, par exemple par des boulons, cependant qu'un agencement élastique approprié à la flexion en battement et en trainée d'un col de pale (demande de brevet allemand DE-PS 32 41 754) ou du bras de moyeu de rotor (demande de brevet allemand DE-PS 35 34 968) fait qu'une aile de pale prolongeant le col, ou la pale du rotor complète (sans articulations mécaniques), peut exécuter les mouvements de battement et de traînée. Les déformations élastiques ainsi provoquées dans le col de pale, ou le bras de moyeu de rotor, entrassent cependant une sollicitation importante du matériau qui pose à son tour l'exigence d'une rigidité aussi grande que possible. La section géométrique du col de pale, ou du bras de moyeu de rotor, joue naturellement un rôle important à cet égard. Le profil de section rectangulaire ou elliptique utilisé jusqu a présent à cet effet présente l'inconvénient que des "élévations de tension" ne peuvent pas être exclues sur le contour du profil, c'est-à-dire que la charge ne reste pas constante sur la section en cas de battement et de traînée de la pale. Cela impose un surdimensionnement en rigidité du profil de section en contradiction bien entendu avec l'exigence d'une réduction du poids de construction. L'invention a pour objet un rotor du genre annoncé qui résolve ce problème sans surdimensionnement des pièces élémentaires du raccordement de pale soumises aux déformations élastiques. Ce rotor est caractérisé par le fait que chaque pale comporte entre son pied et une aile un col de pale élastique à la flexion en battement et en tramée à section profilée en forme de double trapèze en direction de l'épaisseur de la pale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque pale du rotor est reliée à un bras de moyeu de rotor élastique à la flexion en battement et en tramée à section profilée en forme de double trapèze en direction de 11 épaisseur de la pale. L'invention réside ainsi dans un profil de section dans lequel on puisse compter sur une élongation constante sur tout son contour. Par l'élongation il faut entendre l'allongement de la pièce élémentaire en question par rapport à sa longueur initiale, cela en fonction du moment de sollicitation, du matériau (module d'élasticité), de la géométrie de la section (moment d'inertie) et de la distance à la fibre neutre. L'élongation comprend l'élongation dite de battement, de tramée et de force centrifuge de la pale. Dans ce sens, l'invention assure un relativement bas niveau d'élongation du col de la pale, ou du bras de moyeu de rotor, ce qui est une condition décisive de longueur de vie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel les figures 1 et 2 représentent chacune une vue en perspective d'un raccordement de pale de rotor d'un aéronef à voilure tournante; la figure 3 donne un modèle de section d'un profil du col de pale de rotor selon la figure 1, ou du bras de moyeu de rotor selon la figure 2. Selon la figure 1, le raccordement à un moyeu de rotor 1 de chaque pale de rotor 2, réalisée par exemple à partir d'une matière plastique renforcée de fibres, est établi au moyen de boulons 3 traversant le pied 2.1 de la pale en direction de son épaisseur. Afin que, dans ce raccordement dit rigide, ladite pale de rotor 2, ou son aile 2.3, puisse effectuer des mouvements de variation de pas ainsi que de battement et de tratnée, un col de pale 2.2 s'étendant entre le pied 2.1 et l'aile 2.3 de la pale est non seulement souple en torsion, mais aussi élastique à la flexion en battement et en tramée, ce que l'on obtient par la structure relativement allongée et plate, telle que représentée, du col de pale 2.2 à partir d'écheveaux de fibres unidrectionnelles selon la longueur de la pale. On donne en même temps au col de pale 2.2 un profil de section en forme de double trapèze en direction de l'épaisseur de la pale afin que, sous les mouvements de battement et de traînez de la pale, l'élongation reste constante sur le contour du profil. Dans la variante q'ie constitue le moyeu de rotor ll (par exemple- en matière plastique renforcée de fibres) selon la figure 2, un tel profil de section consiste en un bras de moyeu de rotor 11.1 auquel est-reliée rigidement une pale de rotor simple 21. D'après le modèle de section selon la figure 3, l'établissement du profil de section en forme de double trapèze du col de pale 2.2, ou du bras de moyeu de rotor 11.1, obéit aux conditions suivantes Dans ces expressions, b désigne la largeur du profil, hl la hauteur du profil en son centre et h2 la hauteur de ce même profil à ses extrémités. Sont donnés à l'avance le moment de flexion en battement Mbrs, le moment de flexion en traînée Mbr , la rigidité en battement EIA , la rigidité en traînée EIr et le module d'élasticité E du matériau. Ces relations permettent de déterminer par des procédés d'approximation numériques usuels les grandeurs b, hl et h2 qui définissent le profil de section en double trapèze. On calcule le profil de section sur la longueur du col de pale 2.2, ou du bras de moyeu du rotor 11.1, selon les dimensions du rotor et le coût envisageable, sur une pluralité de plans de coupe (imaginaires) par exemple espacés de 5 cm. Les lignes en trait discontinu de la figure 3 indiquent que l'on peut également modifier le cas échéant le profil de section selon l'invention en une forme de parallélogramme. Les moyens représentés en outre. pour la commande de variation de pas de pale et l'amortissement du mouvement de pales correspondent à ceux du rotor selon la demande de brevet allemand non encore publiée P 36 33 346.8. REVENDICATIONS 1. Rotor, notamment pour aéronefs à voilure tournante, dans lequel le raccordement de chaque pale à un moyeu de rotor est établi sans articulations de battement ni de tratnée, caractérisé par le fait que chaque pale (2) comporte entre son pied (1.1) et une aile (2.3) un col de pale (2.2) élastique à la flexion en battement et en tratnée à section profilée en forme de double trapèze en direction de l'épaisseur de la pale. 2. Rotor, notamment pour aéronefs à voilure tournante, dans lequel le raccordement à un moyeu de rotor est établi sans articulations de battement ni de tralnée, caractérisé par le fait que chaque pale (21) est reliée à un bras de moyeu de rotor (11.1) élastique à la flexion en battement et en tratnée à section profilée en forme de double trapèze en direction de l'épaisseur de la pale.