Brevet FR2660619A1 — publié le 19911011

La présente invention se rapporte à une pale d'hélicoptère. En particulier, la présente invention se rapporte à une pale d'hélicoptère comportant un dispositif d'accouplement destiné à relier la pale au moyeu du rotor au moyen d'un joint sphérique défini par deux éléments appariés respectivement sous la forme d'une tête sphérique et d'un logement sphérique, et dans laquelle l'un des dits éléments appariés fait partie intégrante du dispositif d'accouplement. Un des points les plus critiques sur le plan structurel des pales du type mentionné ci-dessus se trouve sur le dispositif d'accouplement, et correspond au point au niveau duquel la pale, particulièrement le dispositif d'accouplement, est reliée au dit élément apparié qui en fait partie intégrante. Le but de la présente invention est de prévoir une pale d'hélicoptère conçue de façon à garantir une liaison fiable dudit élément apparié à la pale. Dans ce but, il est prévu, selon la présente invention, une pale d'hélicoptère comportant un dispositif d'accouplement destiné à relier la pale au moyeu du rotor, caractérisée par le fait que ledit dispositif d'accouplement est réalisé en matériau synthétique composite, et comporte une partie d'extrémité tubulaire et des premiers moyens destinés à relier ladite partie tubulaire au moyeu; les dits premiers moyens d'accouplement comportant une broche logée à l'intérieur de la dite partie tubulaire et reliée à celle-ci par deux premiers axes traversants diamétraux décalés le long de la dite broche et engagés chacun dans une paire de premiers trous formés au travers de la dite partie tubulaire; le dit dispositif d'accouplement comportant, pour chaque premier trou, une bande substantiellement axiale en matériau en fibre synthétique enroulé autour du dit premier trou. Selon une première forme de réalisation préférée de la présente invention, la pale est repliable et comporte deux parties reliées de façon détachable, dont l'une est constituée par le dit dispositif d'accouplement; la dite pale comportant une partie de pied; le dit dispositif d'accouplement comportant deux seconds axes parallèles l'un à l'autre et s'étendant au travers de la dite partie de pied, et une partie en forme de fourche recevant la dite partie de pied et ayant deux paires de seconds trous débouchants pour les dits seconds axes respectifs; et les dites bandes étant en forme de boucle et enroulée chacune autour d'un second trou respectif. Selon une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, la pale est rigide; le dispositif d'accouplement constitue une partie intégrante de la pale; et la pale comporte un longeron en matière synthétique composite; chaque bande comportant deux branches s'étendant le long de la dite pale depuis le dit premier trou respectif de façon à former le dit longeron. Un certain nombre de formes de réalisation non limitatives de la présente invention va être décrit au moyen d'exemples en se référant aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: La figure 1 représente une vue en plan partielle d'une première forme de réalisation de la pale selon la présente invention et telle que montée sur le moyeu; La figure 2 représente une vue en plan partiellement en coupe, avec des parties enlevées par souci de simplicité, d'un détail de la pale de la figure 1; La figure 3 représente une vue de côté du détail de la figure 2, avec des parties enlevées par souci de simplicité; La figure 4 représente une coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3; La figure 5 représente une vue en perspective du détail de la figure 2; La figure 6 représente une vue partielle de côté partiellement en coupe d'une deuxième forme de réalisation de la pale selon la présente invention; La figure 7 représente une vue en plan partiellement en coupe de la pale de la figure 6 avec des parties enlevées par souci de simplicité; La figure 8 représente une coupe le long de la ligne VIII-VIII sur la figure 6. La référence 1 sur la figure 1 indique un rotor d'hélicoptère comportant un moyeu 2 faisant partie intégrante d'un arbre d'entraînement (non représenté) et comportant un corps central substantiellement cylindrique 3 et un corps périphérique annulaire 4 coaxiaux et angulairement d'un seul tenant l'un avec l'autre de façon à tourner autour de leurs axes avec le dit arbre d'entraînement. Le moyeu 2 est équipé d'un certain nombre de pales 5 se projetant substantiellement radialement vers l'extérieur depuis le moyeu 2, et constituée chacune d'une pale repliable comportant deux parties reliées de façon détachable 6 et 7 La partie 6 se compose de la pale en elle même, et la partie 7 d'un élément d'accouplement destiné à relier la pale 6 au moyeu 2. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 3, l' élément d'accouplement 7 comporte une fourche 8 constituée de deux plaques parallèles se faisant face 9 et s'étendant vers l'extérieur depuis les extrémités latérales opposées d'une tête conique il sur l'extrémité d'un manchon tubulaire substantiellement cylindrique 12 coaxial à la tête 11 Sur l'extrémité opposée à celle équipée de la fourche 8, le manchon 12 présente un trou borgne axial 13. Chaque plaque 9 et 10 présente deux trous débouchants 14 et 15 (figure 2) perpendiculaires à l'axe 16 du manchon 12 et coaxiaux aux trous 14 et 15 dans l'autre plaque 10 et 9 Lesdites deux paires de trous 14 et 15 sont engagées par des boulons respectifs 17 et 18, qui s'engagent dés des trous respectifs (non représentés) au travers d'une partie de pied 19 d'une pale rigide 6 logée entre les plaques 9 et 10 de la fourche 8. Le manchon 12 présente deux autres trous débouchants 20 et 21 coupant le trou borgne 13 et divisés par celui-ci en deux paires de trous 20 a, 20 b et 21 a, 21 b. Les trous 20 et 21 sont perpendiculaires l'un à l'autre et à l'axe 16, coupant l'axe 16 en deux points décalés l'un par rapport à l'autre, et forment des angles de 450 avec deux plans perpendiculaires 22 et 23 coupant l'axe 16 (figure 4), le plan 22 étant parallèle aux trous 14 et 15. Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, l'élément d'accouplement 7 est réalisé en matériau synthétique composite, et comporte une enveloppe extérieure tubulaire 24 et une enveloppe intérieure tubulaire 25 Les enveloppes 24 et 25 sont réalisées en matériau synthétique composite renforcé de fibres dans le sens transversal, et définissent un volume partiellement occupé par une structure de support ou ossature 26, et dont le reste est occupé par un matériau de remplissage synthétique 27. Comme cela est représenté sur la figure 5, l'ossature 26 comporte quatre bandes en forme de boucle 28, 29, 30 et 31, consistant de préférence chacune en une peau ou ruban de graphite, et s'étendant substantiellement longitudinalement le long de l'élément 7 avec une torsion de 450 autour de son axe entre une extrémité et l'autre En particulier, chacune des bandes 28 à 31 présente deux branches longitudinales substantiellement parallèles 32 et 33, dont les extrémités sont reliées par deux parties d'extrémité recourbées 34 et 35 respectivement enroulées autour d'un des trous 14 et 15 et d'un des trous 20 et 21. En particulier, chacune des bandes 28 à 31 est enroulée autour d'un premier trou 14 ou 15 et autour d'un deuxième trou constitué par celui des trous 20 ou 21 qui est situé, comme cela est représenté sur la figure 4, du même côté que le dit premier trou par rapport aux plans 22 et 23 Comme cela est représenté sur la figure 1, le manchon 12 est équipé, au moyen de deux boulons traversants 36 et 37 engagés dans les trous 20 et 21, des bagues internes de deux paliers en élastomère 38 et 39 faisant partie de l'élément d'accouplement 7 et permettant respectivement la liaison de la pale 5 au corps central 3 et au corps périphérique 4 du moyeu 2. En particulier, la -bague interne du palier 38 est constituée par une tête sphérique 40 ajustée dans une bague 41 logée à l'intérieur d'un trou 42 au travers du corps central 3 La bague 41 présente un siège interne en forme de bague sphérique concentrique à la tête 40 et reliée à celle-ci par l'intermédiaire de l'interposition d'une couche 43 de matériau élastomère renforcé La tête 40 est d'un seul tenant avec l'extrémité d'une broche métallique 44 logée à l'intérieur du trou 13 et ayant deux trous débouchants diamétraux (non représentés) coaxiaux aux trous 20 et 21 et engagés par les boulons 36 et 37. La bague interne du palier 39 consiste en un corps annulaire 45 sur l'extrémité d'un raccord 46 adapté sur le manchon 12 et ayant deux trous diamétraux (non représentés) engagés par les boulons 36 et 37, qui assurent par conséquent la fixation de la broche 44 et du raccord 46 l'un à l'autre et au manchon 12. En plus du corps annulaire 45, le palier 39 comporte une bague annulaire extérieure 47 faisant partie intégrante du corps périphérique 4 La bague 47 entoure un trou 48 formé au travers du corps périphérique 4 et engagé par le manchon 12, et est reliée au corps annulaire 45 par l'intermédiaire de l'interposition d'une couche 49 de matériau élastomère. L'ossature 26 de la pale 5 telle que décrite ci- dessus entoure les trous 14 et 15 sur un côté et les trous et 21 sur l'autre, de façon à renforcer tous les points critiques et maximiser la résistance de l'élément d'accouplement 7 pour un poids donné Par ailleurs, grâce aux enveloppes 24 et 25 et à la nature substantiellement indépendante des bandes 28 à 31, la défaillance de l'une des bandes n'a pas nécessairement pour résultat l'affaissement de l'élément d'accouplement 7. La variante des figures 6 à 8 se rapporte à une pale du type "intégré" 50 comportant, à une extrémité, une partie de pied 51 d'un seul tenant avec la pale 50 et correspondant, lorsqu'elle est pourvue des éléments de palier 38 et 39 (non représentés), à l'élément d'accouplement 7 sur la pale 5. Comme pour l'élément d'accouplement 7, la partie de pied 51 forme un manchon tubulaire 12 ayant un trou d'extrémité axial borgne 13 destiné à recevoir la broche 44 avec la tête sphérique 40, et les trous 20 et 21 engagés par les boulons 36 et 37. Comme pour l'élément d'accouplement 7, les trous et 21 sont entourés par des parties recourbées 52 de bandes respectives 53, 54, 55 et 56, comportant chacune deux branches longitudinales 57 et 58 reliées par une partie recourbée respective 52. Comme cela est représenté en particulier sur la figure 8, la partie de pied 51 de la pale 50 est la partie d'extrémité d'un longeron 59 défini par quatre bandes supérieures constituées par les branches côte à côte 57 et 58 des bandes 53 et 54; quatre bandes inférieures constituées par des branches côte à côte 57 et 58 des bandes 55 et 56; un élément de raccordement 60; et un élément de fermeture arrière 61, dont la surface extérieure arrière est dotée d'un élément eh nid d'abeille effilé 62. Le longeron 59 et l'élément 62 sont enfermés dans un revêtement extérieur tubulaire 63 réalisé en matériau synthétique composite renforcé de fibres dans le sens transversal, et replié sur un trou 13 et autour d'un matériau de remplissage 64 destiné à remplir les parties de la partie de pied 51 qui ne sont pas occupées par les bandes 53 à 56. REVENDICATIONS. 1 Pale d'hélicoptère ( 5; 50) comportant un dispositif d'accouplement ( 7; 51) destiné à relier la pale ( 5; 50) au moyeu ( 2) du rotor ( 1), caractérisée par le fait que le dit dispositif d'accouplement ( 7; 51) est réalisé en matériau synthétique composite, et comporte une partie d'extrémité tubulaire ( 12) et des premiers moyens ( 38) destinés à relier la dite partie tubulaire ( 12) au moyeu ( 2); les dits premiers moyens d'accouplement ( 38) comportant une broche ( 44) logée à l'intérieur de la dite partie tubulaire ( 12) et reliée à celle-ci par deux premiers axes traversants diamétraux ( 36, 37) décalés le long de la dite broche ( 44) et engagés chacun dans une paire de premiers trous ( 20 a, 20 b; 21 a, 21 b) formés au travers de la dite partie tubulaire ( 12); le dit dispositif d'accouplement ( 7; 51) comportant, pour chaque premier trou ( 20 a, 20 b, 21 a, 21 b), une bande substantiellement axiale ( 28, 29, 30, 31; 53, 54, 55, 56) en matériau en fibre synthétique enroulé autour du dit premier trou ( 20 a, 20 b, 21 a, 21 b). 2 Pale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les dits premiers trous ( 20 a, 20 b, 21 a, 21 b) et les dits premiers axes respectifs ( 36, 37) sont perpendiculaires l'un à l'autre. 3 Pale selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le dit dispositif d'accouplement ( 7; 51) comporte également des seconds moyens ( 39) destinés à relier la dite partie tubulaire ( 12) au dit moyeu ( 2); les dits seconds moyens d'accouplement ( 39) comportant un corps tubulaire ( 46) coaxial à et adapté sur la dite partie tubulaire ( 12); et les dits premiers axes ( 36, 37) s'étendant au travers du dit corps tubulaire ( 46). 4 Pale selon l'une quelconque des revendications précédentes, la pale ( 5) étant repliable et comportant deux parties reliées de façon détachable ( 6, 7), dont l'une est constituée par le dit dispositif d'accouplement ( 7); la dite pale comportant une partie de pied ( 19); le dit dispositif d'accouplement ( 7) comportant deux seconds axes ( 17, 18) parallèles l'un à l'autre et s'étendant au travers de la dite partie de pied ( 19), et une partie en forme de fourche ( 8) recevant la dite partie de pied ( 19) et ayant deux paires de seconds trous débouchants ( 14, 15) pour les dits seconds axes respectives ( 17, 18); caractérisée par le fait que les dites bandes ( 28, 29, 30, 31) sont en forme de boucle et enroulée chacune autour d'un second trou respectif ( 14; 15). Pale selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chacune des dits premiers axes ( 36, 37) forme un angle substantiellement éga L à 450 par rapport aux dits seconds axes ( 17, 18). 6 Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, la pale ( 50) étant rigide; le dit dispositif d'accouplement ( 51) constituant une partie intégrante de la dite pale ( 50); et la dite pale ( 50) comportant un longeron ( 59) réalisé en matière synthétique composite; caractérisée par le fait que chaque bande ( 53, 54, 55, 56) comporte deux branches ( 57, 58) s'étendant depuis le dit premier trou respectif ( 20, 21) le long de la dite pale et formant le dit longeron ( 59).