Brevet FR2616411A1 — publié le 19881216

Du fait de la vitesse de leur pale avançante, les gyravions ont forcément des vitesses de déplacement plus faibles que celles des Aéronefs à voilure fixe. Ces vitesses plafonnent, en général, vers les 350 Km/H. maximum, sauf utilisation de puissances motrices très élevées, donc de peu de valeur pratique ( par exemple, l'hélicoptère U.S."Cherokee"). De plus, aux vitesses de déplacement maximales possibles, correspond des vitesses de rotation des rotors d'hélicoptère plus importante, ce qui aggrave les effets sonniques sur les pales avançantes et les vibrations générales de 11 appareil, dues à la variation cyclique de pas des pales, qui se trouvent soumises à un régime instationnaire de portance. On est obligé alors de jouer sur le pas général, ce qui diminue le rendement global de sustentation propulsion. Les autogyres de type La Cueva, à ailes tournantes et abattantes, n'ont pas ou peu ces inconvénients. D'abord, le rotor étant tracté et non tracteur, sa vitesse de rotation est plus faible ( 3 fois environ) que celle d'un rotor d'hélicoptère, donc les pales avançantes présentent moins de limitation à la vitesse de déplacement de l'Aéronef. Les ailes tournantes du rotor sont battantes, c'est à dire que la pale avançante monte, comprimant un dispositif élastique, tandis que les pales reculantes descendent grâce au même dispositif, qui se détend, retrouvant par battements leur portance totale: Ce genre de rotor est exempt de tout effet gyroscopique sur la commande d'inclinaison du rotor, qui se faisait sur ce type d'autogyre, grâce à un manche directement lié à la tête du rotor, réalisant le pilotage le plus simple et le plus sûr qui n'ait jamais équipé un Aéronef. Ajoutons, ce qui ne gâte rien, que ce type d'autogyre ne pouvait absolument pas se mettre en perte de vitesse. L'inconvénient de ces autogyres était que leur rotor, sans pas commandé cycliquement, nécessitait un centrage assez précis de l'Aéronef et de sa charge. L'appareil que nous décrivons maintenant, répond donc et complète les techniques et avantages des autogyres La Cueva ( ailes battantes) et des hydrodynes (Hélicoptère dont le rotor anti-couple est propulsif) Notons, à propos des hydrodynes, en général abandonnés maintenant, que si l'idée d'utiliser l'anti-couple en propulseur était payante, du point de vue du rendement, par contre le pilotage combiné du rotor et de l'anti-couple, lorsque l'hydrodyne avance, était très complexe Le rotor que nous proposons, n'ayant pas les inconvénients pré-cités, permet de revenir à cette séduisante solution. La Figure 1 montre un "Aerogyre" à ailes battantes et à vitesses variablesautomatique- ment, et équipé selon l'invention. La Figure 2 montre la coupe d'une pale trainante et trainée. La carlingue "1C" porte un rotor "2R", actionné par un moteur "3M" et équipé de pales "4P" pivotantes horizontalement par deux, grace à une biellette"SB"L", qui fait que si la pale avançante ralentit, elle accélère automatiquement la pale reculante, lui restituant sa portance, sans variation de pas ( si possible, 2 fois deux pales). Les pales "4P", sont articulées en "6A-E", et rame nées å Zéro, par un dispositif élastique, comme sur les autogyres La Cueva. La fin du fuselage se termi ne par un empenage " 7Q ", portant une hélice ou un réacteur "anti-couple" et "propulsive", "8H", qui est à pas variable si sa rotation est donnée aussi par le moteur"3M", ou fixe si elle a son propre moteur"9M' Le rotor " 2R" est lié à la carlingue, grâce à un mât ( bipode ou tripode ), qui peut se déplacer grâce à des vérins électriques, ou autres, selon les flèches " 10 F ", pour faire coïncider le centre de portance du rotor et le centre de gravité du fuselage"lC", ( transmission par joint homo-cinétique ). Les vérins de " 10 F " sont-pilotés par des niveaux à mercure, qui, lorsque l'on fait décoller l'appareil, en le maintenant par inclinaison du rotor, immobile à la verticale, ramène le fuselage à l'horizontale. On peut aussi piloter l'appareil en vol en se servant de ces vérins ( pilotage de secours ). Le fuseau " 9M' ", porte-héli-ce anti-couple(et moteur), se termine par une gouverne " 11 ", soufflée par l'hélice " 8H ", permettant un réglage optimal en propulsion de n 8H " ( régime ou pas des pales ). PROCEDURES DE VOL. L'engin décrit peut voler de trois manières différentes: A)-Première procédure de vol: On fait décoller l'appareil dont le fuselage se met à l'horizontale automatiquement ( centrage rotor - centre de gravité,), puis on déconnecte les commandes des vérins et on bascule le rotor en avant pour faire avancer l'appareil, en réglant l'anti-couple-propulseur, pour garder le bon cap : le rotor tourne à la vitesse de celui d'un hélicoptère normal, mais la pale avançante, étant freinée par l'approche de la vitesse du sonique, recule la vitesse critique, tout en maintenant par accélération, la portance de la pale reculante. Le gain en vitesse de l'appareil par rapport à un appareil similaire classique est-de : 1,4. Cette-procédure est également celle que l'on applique, si l'on a gardé à l'appareil, le système classique anti-couple. B) Deuxième procédure de vol Après la procédure de décollage et de prise de vitesse, on ralenti le rotor et on lui donne une inclinaison inverse, afin qu'il soit "en trainage". Sa vitesse de rotation est plus faible que dans le premier cas (3 fois ), et donc la vitesse critique plus élevée : on peut doubler la vitesse par rap port à celle d'un Hélicoptère similaire classique. C)- Troisième Procédure de vol Les pales ayant un profil de section symétrigue,Fig C, après les procédures de décollage décrites plus avant, on débraye le rotor en inversant son inclinaison. I1 s'arrête et repart en arrière, agissant en rotor traîné d'autogyre. La gouverne soufflée" 11 D ", maintient le cap de l'appareil : c 'est le mode de fonctionnement le plus économique et le plus sûr, (effet autogyre en cas de panne de propulsion),c'est aussi, probablement, la méthode qui donne la vitesse la plus grande et: le pilotage le plus facile. La Figure " 3 " montre un Aéronef conforme à l'invention (Rotor et Anti-couple propulsif), différente en ce que le dit Anti-couple propulsif est constitué d'une hélice " 12 ", axiale au fuselage et carénée. Elle est munie d'un ou "n" volets déflecteurs servant de vernier anti-rotation: le souffle du rotor de sustentation transforme le carénage de l'hé- lice " 12 " en rotor de Magnus, donnant une poussée à 900 du dit souffle. Le dispositif décrit est montré Fig.3; il se compose d'un bloc "rotor-moteur", anti-couple à rotor de Magnus et vernier par déflecteurs montés en x-y sur une carlingue supportant le pilotage et la charge utile. La motorisation de l'hélice carènée anticouple, telle que décrite, est une simple transmission partant du bloc moteur " M ". L'invention est destinée à l'équipement d'hélicoptères existants et à la réalisation d'hélicoptères à contre-rotor-propulsif. L'invention vise, dans les deux cas, à apporter à ce genre d'Aéronef, une significative augmentation des performances liées paramétriquement à la vitesse de déplacement, couplée à une notable simplification du pilotage, tout en procurant une plus grande-su râté de fonctionnement en vol. REVENDICATIONS 10) - Rotor motorisé pour Hélicoptères ou tout autre appareil à voilure tournante, caractérisé en ce que les pales sont pivotantes dans le plan du rotor et liées 2 par 2, par une bieilette. 20) - Rotor Selon revendication 1, caractérisé en ce que les pales sont aussi articulées élastiquement, ce qui leur donne les caractéristiques d'ailes battantes, et élimine les effets d couple gyroscopique du rotor. 3S) - Aéronef à voilure tournante, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rotor anti-couple est un propulseur déporté (Hélice ou réacteur), entraîné par le moteur principal (hélice à pas variable, ou par un moteur particulier à hélice ou réacteur). 40) - Aéronef selon les revendications 1, 2 et 3, ca ractérisé en ce que le rotor, et éventuellement le moteur du rotor, sont liés au fuselage de l'Aéronef par un chariotage 'Ix,y" permettant le centrage de la portance du rotor et de la masse de l'Aéronef, ainsi que de sa cargaison. 5 )- Aéronef selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que l'anti-couple-propulseur souffle une dérive réglable (ou grille réglable: réacteur), permettant grâce à un profil adapté des pales, de foctionner économiquement en AutoGyre, sans problème de tenue de cap. 6 )- Aéronef selon les revendications 1, 2, 4 et 5 caractérisé en ce que le dispositif anti-couple-propulseur est constitué d'une hélice axiale, largement carénée, et dont le carénage tournant, grâce à des coupleurs pilotables, fluidiques, hydrauliques ou magnéto-électriques (courants de Foucauld, par exemple), servant de moteurs et de ralentisseurs, et soumis au souffle du rotor de sustensation, donne, par effet Magnus, une réaction à 900, correctrice de roulis : des déviateurs de jets, font office de Vernier, grâce au souffle de hélice propulsive. 7")- Aéronef selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé par l'utilisation du rotor avec pales liées en opposition par biellette les unes aux autres, à un autogyre traditionnel. 8 )- Aéronef selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé par ltutilisation -du dispositif anti-couple par effet Magnus sur un Aéronef à hélice déportée.