Brevet FR2670744A1 — publié le 19920626

Aile verticale anti-couple pour hélicoptère ou giravion. La présente invention concerne un dispositif créant une force horizontale pour s'opposer à l'effet de couple du rotor d'un hélicoptère. Les hélicoptères ou giravions possédant un seul rotor horizontal ont habituellement un rotor arrière vertical anti-couple permettant également d'orienter le fuselage à droite ou à gauche. Certaines formules sans rotor arrière ont été réalisées comme le DJINN, hélicoptère français à rotor à réaction, dit aussi à thermopropulsion : formule n'ayant donné satisfaction que pour de petits hélicoptères et abandonnée pour le moment. Les rotors arrière dits aussi rotor de queue utilisent couramment de 20 à 30 % de la puissance du moteur, principalement en vol stationnaire, et c'est autant de puissance perdue pour la sustentation. D'autre part, le système de tranRession mécanique est assez lourd, complexe, fragile et d'un entretien coûteux. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients en réduisant la puissance nécessaire du rotor de queue et donc en réduisant ses dimensions et, dans certains cas, en supprimant ce rotor. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une aile d'avion dont l'axe de la corde est vertical ou voisin de la verticale. Cette aile verticale, en déviant le flux d'air descendant du rotor principal, crée une portance, une force horizontale dirigée contre l'effet de couple de ce rotor. Selon des modes particuliers de réalisation - La poutre de queue est carénée comme une aile verticale anti-couple selon la réalisation. - La poutre de queue carénée peut être utilisée avec un rotor arrière. La puissance requise pour ce rotor étant diminuée par la force anti-couple de la poutre carénée, les dimensions de ce rotor diminuent aussi. Le système de transmission mécanique supportant un moindre effort s'allège également. Pour une même puissance du moteur, la sustentation augmente par rapport à un hélicoptère dépourvu de poutre de queue carénée. - La poutre de queue carénée peut être pivotante pour faire varier 1'angle d'incidence et donc la force anti-couple : l'augmenter, la diminuer, la supprimer, voire la diriger dans l'autre sens. De ce fait l'hélicoptère peut être dirigé selon l'axe de lacet et s'il possède un rotor de queue, ce rotor peut être à pas fixe, et donc plus simple et plus léger. - L'hélicoptère ou giravion est préférentiellement muni de dérives pour le vol de translation, dérives pouvant être situées sur la poutre de queue. - La poutre de queue peut être munie de volets et de becs de bord d'attaque permettant de varier la portance. - Pour augmenter la portance, il peut y avoir plusieurs poutres de queue carénées en forme d'ailes verticales suivant les modes de réalisations précédentes. Pour un même profil, choisi de préférence assez épais, d'une poutre carénée, un système biplan ou multiplan de poutres de queue carénées, bien écartées, offre une portance, et donc une force horizontale anti-couple bien supérieure. La puissance requise du rotor arrière pour le contrôle de l'hélicoptère ou du giravion, diminue donc d'autant, et suivant les cas peut disparaitre. Si le rotor de queue n'est plus nécessaire, toute la puissance du moteur va au rotor horizontal. Dans ce dernier cas l'augmentation de puissance du moteur, augmente la vitesse du flux d'air descendant du rotor et donc la portance des poutres carénées. Le pilotage en est simplifié. - Une partie de la puissance du rotor horizontal est assuré par thermo propulsion, ce rotor étant donc en partie à réaction, l'effet de couple diminue d'autant. L'aéronef à voilure tournante avec une ou plusieurs poutres de queue carénées et ainsi équipé peut se passer de rotor à queue. Toute la puissance du moteur va au rotor horizontal. Suivant les cas, principalement avec plusieurs poutres carénées, et un rotor en partie à réaction, l'effet anti-couple à son maximum, dépasse largement l'effet de couple ainsi diminué et rend l'aéronef aisément dirigeable. - Le giravion est un girodyne. Le rotor horizontal est toujours entrat- né comme un hélicoptère. La propulsion est obtenue par un moteur, de préférence un turbopropulseur entraînant une hélice et l'effet anti-couple est assuré par le dispositif de poutre carénée et de ses variantes s'il y a lieu. - Le girodyne est pourvu d'ailes comme un avion, formule appelée aussi giravion combiné. La sustentation aux vitesses faibles ou nulles est assurée par le rotor. Les ailes assurent tout ou une partie de la sustentation dès que la vitesse est suffisante. La vitesse de translation est également assurée, totalement ou en partie, par une hélice propulsive ou par un turboréacteur. Le régime du rotor peut être réduit à vive allure, tourner en roue libre ou être stoppé. - L'arbre du rotor horizontal est coulissant vers la droite ou la gauche du fuselage en cours de vol rapide, la pale montante restant audessus du fuselage, et la pale descendante allant vers l'extérieur de ce fuselage. La vitesse de la pale montante est augmentée de celle de l'aéronef. La forte portance de cette pale, décalée latéralement, est transmise au fuselage au-dessus duquel elle est située. En contrepartie la pale descendante, n'ayant plus ou presque plus de portance à transmettre, ne déséquilibre pas l'aéronef, car elle se trouve à l'extérieur du fuselage et n'a par conséquent rien à supporter. - A une certaine vitesse du giravion combiné, le rotor horizontal est stoppé, puis replié sur la partie supérieure du fuselage ou fait avec lui un angle en flèche plus ou moins aigu. - L'hélicoptère ou giravion combiné est équipé d'ailes comme un avion pour le vol de translation, ailes devenant pivotantes selon la réalisation et ses variantes s'il y a lieu. Ces ailes verticales et pivotantes créent une force anti-couple pour les vols verticaux ou obliques. - L'hélicoptère ou giravion ne possède pas de poutre de queue et l'effet anti-couple est assuré par des ailes pivotantes anti-couple selon la réalisation. - Les ailes pivotantes anti-couple peuvent être munies de volets, de becs de bord d'attaque, de dérives, et équiper les divers types d'hélicoptères ou de giravions précédemment décrits. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente vu de dessus, en biais, le dispositif selon l'invention et quelques variantes, équipant un giravion combiné en vol vertical ou oblique. La figure 2 représente vu de dessus, un giravion combiné en vol rapide, pales repliées. La figure 3 représente vu de dessus, en biais, un hélicoptère selon l'invention et quelques variantes. En référence à ces dessins, le dispositif comporte deux ailes (1) disposées verticalement et pivotant pour faire varier la portance et donc la force anti-couple. Ces ailes (1) sont reliées au fuselage (2). Des poutres de queue carénées (3) comme des ailes (1) verticales et servant également de dispositif anti-couple variable sont reliées au fuselage (2) par des axes (4) sur lesquels elles pivotent. Le rotor (5) est entraîné partiellement par le moyeu (6) transmettant la puissance du moteur (7), de préférence à turbines. Le moteur (7) actionne aussi une hélice carénée (8) pour le vol de translaticn Pour ces vols également, des dérives (9) sont situées à l'arrière du fuselage (2) ou des poutres de queue (3), les ailes (1) pivotantes devenant voisines de l'horizontale. Dans la forme de réalisation selon la figure 2, le giravion combiné propulsé par une hélice carénée (8), pales (10) repliées, est en vol rapide, la sustentation est assurée par les ailes (1) pivotantes, positionnées comme les ailes d'avion, sur un plan voisin de l'horizontale. Les poutres de queue carénées (3) sont équipées de dérives (9). Dans la forme de réalisation selon la figure 3, l'hélicoptère est équipé de deux poutres de queue carénées (3) disposées verticalement et pivotant pour faire varier la force anti-couple. Le rotor (5) est entraîné partiellement par réaction et par le moyeu (6) transmettant la puissance du moteur (7). Selon une variante non illustrée, le giravion est muni d'une seule poutre carénée (3) pivotante à l'arrière de laquelle se trouve un rotor anti-couple. Selon une autre variante non illustrée également, l'arbre ou le moyeu (6) du rotor horizontal (5) se déplace latéralement suivant la vitesse, la ou les pales montantes restant au-dessus du fuselage (2), tandis que les pales descendantes s'en écartent. Selon une autre variante non illustrée, le giravion sans poutre de queue (3) a deux ailes (1) d'avion et une hélice carénée (8) pour le vol de translation. Pour les vols verticaux ou obliques ces ailes (1) pivotent et servent d'ailes anti-couple, le rotor (5) étant entraîné partiellement par réaction. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à créer un effet anti-couple pour les hélicoptères, girodynes et giravions combinés. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'aile (1) pour hélicoptère ou giravion, caractérisé en ce qu'elle crée,avec le flux d'air descendant du rotor (5) horizontal, une force également horizontale utilisée contre l'effet de couple de ce rotor (5). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'aile (1) verticale anti-couple est pivotante et, en faisant varier l'angle d'incidence, est utilisée comme système de contrôle et de stabilité en lacet. 3)Dispositif selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'aile (1) anti-couple est équipée de systèmes faisant varier la portance, par des volets, ou des becs de bord d'attaque. 4 ) Dispositif selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il y a plusieurs ailes (1) anti-couple. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que la ou les ailes (1) anti-couple servent de poutre de queue (3) pour J'aeronef. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce que la ou les poutres de queue (3) carénées en forme d'aile, sont équipées de rotor arrière anti-couple. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce que l'hélicoptère ou le giravion est dépourvu de rotor arrière anti-couple. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'effet de couple du rotor (5) horizontal est diminué, la puissance de ce rotor (5) est assurée en partie par réaction en bout de pale (10). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'hélicoptère ou le giravion combiné est équipé pour les vols de translation d'un système propulsif à hélice (8) ou turboréacteur distinct du rotor (5). 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'hélicoptère ou le giravion combiné est équipé d'ailes (1) comme un avion pour les vols de translation, qui deviennent pivotantes en créant une force anti-couple pour les vols verticaux ou obliques. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 8, 9 ou 10 caractérisé en ce que l'hélicoptère ou le giravion est dépourvu de poutre de queue (3). 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'arbre ou moyeu (6) du rotor (5) horizontal se déplace latéralement suivant la vitesse du vol, la ou les pales montantes restent au-dessus du fuselage (2) et les pales descendantes s'en écartent. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le rotor (5) horizontal étant arrêté, les pales (10) sont repliées vers l'arrière du fuselage (2).