Brevet FR2623162A1 — publié le 19890519

La présente invention concerne des aéronefs à voilures tournantes et plus particulièrement les hélicoptères équipés d'un rotor qui permet d'améliorer les performances en vitesse, maximale, en charge utile et en consomation. La vitesse d'avancement d'un hélicoptère classique est essentiellement limitée par la dissymétrie des vitesses entre la pale avançante et la pale reculante. Alors que la pale avançante approche une vitesse, où les effets de compressibilité deviennent génants, la vitesse de l'écoulement sur la pale reculante est trés faible et même négative dans une zone proche du moyeu appelée cercle d'inversion. On compense normalement ce déséquilibre par la commande cyclique de pas, qui permet d'avoir une trés faible incidence sur la pale avançante et une forte incidence sur la pale reculante qui se trouve dans des conditions prochesdu décrochage en extrémité et crée une portance négative dans le cercle d'inversion. Le dispositif selon l'invention représenté fig.1 permet de remédier à ce problème en modifiant le vrillage de la pale de façon cyclique, ce qui permet de ne pas avoir d'inversion de portance. Chaque pale (1) du rotor est creuse, et souple en torsion. Une barre (2) rigide en torsion, passe à l'intérieur de chaque pale, une extrémité de la barre est fixée en un point de la pale choisie relativement proche de son extrémité, l'autre extrémité de la barre est articulée sur la ferrure de reprise (4) et comporte une corne de commande (3). Le systéme de commande de pas comporte deux plateaux cycliques indépendants, l'un permet de commander la corne de commande de pas classique (5), l'autre la corne (3) de la barre (2). En agissant différemment sur les deux plateaux cycliques, on obtient un vrillage de la pale qui peut-être cyclique en vol d'avancement ou constant en vol stationnaire. En combinant le vrillage initial de la pale et le vrillage cyclique on peut optimiser l'incidence et la répartition de la charge sur la pale dans tous les cas de vol. La partie de pale qui passe dans le cercle d'inversion devra avoir un profil qui fonctionne correctement dans le sens normal et présente une traînée réduite lorsqu'il est soufflé à l'envers avec une incidence adaptée. En extémité de pale le profil travaille à des vitesses qui sont, ou proches de la vitesse du son, ou trés faibles. Il est donc trés difficile d'avoir un bon rendement de la pale dans une aussi grande étendue de vitesse. Les figures 2,3,4 et 5 montrent un dispositif qui permet de modifier la courbure et l'épaisseur du profil pour l'adapter aux conditions d'écoulement qu'il rencontre au cours de la rotation. L'extrémité de la pale (1) est constituée d'une peau flexible (6) à l'intérieur de laquelle on trouve, un caisson (7) qui est seulement fixé à l'avant de la partie extrados de la peau dans la zone (A) et solidaire du reste de la pale, et une barre rigide en torsion (2) dont une extrémité épouse la forme du bord de fuite et est fixée sous l'extrados dans la zone (B), l'autre extrémité comporte comme dans le cas précédent une corne de commande (3) et est articulée sur la ferrure de reprise de la pale (4). La figure 3 représente une section de la peau dans la zone (A) avant l'assemblage, l'extrados est quasiment plat alors que l'intrados a la forme d'un intrados de profil cambré,la flexibilité de la peau n'est pas uniforme autour du profil, ce qui permet de localiser les déformations autour des génératrices C,D et E. Les deux cotés du bord de fuite sont ensuite assemblés, les zones d'assemblage sont représentées en traits forts sur les figures 3, 4 et 5. Lorsqu'on agit sur la corne (3), on crée un moment de torsicn qui entraine une torsion de la pale et une modification du profil dans la zone (A). Lorsqu'on applique un moment M-, l'extrados reprend la forme initiale, alors que l'intrados se trouve tendu re long des caissons, on a un profil adapté aux trés grandes vitesses fig.4. Lorsqu'on applique un moment M+, on assiste à une flexion de l'extrados alors que l'intrados reprend sa forme initiale, le profil est alors adapté aux basses vitesses et aux fortes incidences, la forme triangulée C,D,E est capable de résister sans féformation importentes aux efforts de pression aérodynamique fig.5. La raideur de chaque élément(caissons,extrados et intrados de la peau) est choisie due façon à obtenir un bon rapport entre la torsion de la pale et la modification du profil, et à éviter les les phénomènes de flottement. les matériaux utilisés doivent avoir une souplesse et une limite en fatigue adaptés aux emplitudes et fréquences élevés des cycles de déformation. Il est impossible de piloter les deux plateaux cycliques manuellement. On aura donc recours aux commandes de vol électriques par l'intermédiaire d'un calculateur qui prendra les ordres de cornmande du pilote, les informations sur les conditions du vol, la dynamique du rotor et optimisera la géométrie de celui-ci dans tous les cas de vol de l'hélicoptère. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour améliorer les performances des aéronefs à voilure tournante caractérisé en ce qu'il comporte des pales creuses (1) avec à l'intérieur une barre rigide en torsion (2). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une extrémité de la barre (2) est fixée à la pale en un point relativement proche de son extrémité, que l'autre extrémité de la barre (2) est articulée sur le systéme de reprise (4) et comporte un dispositif (3) permettant d'exercer un moment de torsion. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'une différence de moment de torsion appliquée entre la pale (1) et la barre (3) permet de modifier le vrillage. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un caisson (7) se trouve à l'intérieur de la pale, totalement solidaire de celle-ci sauf dans la zone (A) proche de l'extrémité de pale où il n'y a pas de fixation avec l'intrados de la peau. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisé par le fait qu'une extrémité de la barre (2) épouse la forme du bord de fuite dans la zone (B) alors que l'autre extrémité est articulée sur le systéme (4) de reprise de la pale et comporte un dispositif (3) permettant d'exercer un moment de torsion. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,4 et 5 caractérisé en ce que la fléxibilité de la peau (6) n'est pas uniforme autour du profil dans la zone (A). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,4, 5 et 6 caractérisé par le fait que des efforts de torsion différents appliqués sur la pale (1) et la barre (2) permettent de vriller la pale et de modifier le profil dans la zone (A) en faisant fléchir la partie extrados de la peau et tendant ou détendant la partie intrados.