Brevet FR2677952A1 — publié le 19921224

L'invention a pour objet un appareil de sustentation et de propulsion utilisant au moins deux roues à pales rotatives et à cambrures variables. L'état de la technique peut être défini par les brevets suivants -FR-A-409.612 : la présente invention est relative à une machine volante caractérisé notamment par ailes rotatives à jalousies, pouvant rester parallèles à elles-mêmes pendant leur mouvement, fermées à la descente pour s'appuyer sur l'air, ouvertes à la montée pour offrir peu de résistance à l'air, et dont l'inclinaison d'avant en arrière est réglable, même pendant la marche, à la volonté du pilote. Ce brevet décrit une machine volante comportant des ailes à mouvement rotatif continu et inclinaison variable. L'inclinaison des roues est réalisée à l'aide d'une transmission à chaînes et roues dentées. -FR-A-487.534 Ce brevet décrit une machine volante comportant des roues à ailes rotatives dont le mouvement de rotation est obtenu par une transmission à chaînes et roues dentées. -FR-A-417.742 = l'invention consiste en un propulseur orthogonal comprenant des axes porteurs d'aubes, accouplés de telle façon que l'orientation voulue des aubes et leur parallélisme soient conservés pendant le mouvement de l'appareil, ce dernier s'appliquant soit à la propulsion ou à la sustentation dans l'air, soit à la propulsion ou à la sustentation dans l'eau. Dans ce dernier cas, le propulseur pouvant être placé dans une cavité contenant de l'air comprimé, et l'air pouvant être injecté dans cette cavité à l'aide d'une trompe à eau. -FR-A-756.29S : En résumé, la présente invention consiste dans l'utilisation de roues où les aubes, ou pales, ou ailes, au lieu d'être fixes, sont animées d'un mouvement de rotation inverse de celui de la roue elle-même et de vitesse angulaire égale, soit à la moitié de celle de la roue, soit à cette vitesse. -FR-A-421.097: cet appareil est essentiellement constitué par des autoplaneurs ou tambours formés par des augets distribués circulairement autour de l'axe. Le profil des ces augets est analogue à celui des ailes d'un oiseau : il présente, à la partie inérieure, une concavité par laquelle l'auget, tournant autour de l'axe, viendra prendre appui sur l'air ou le refouler, pour assurer la sustentation ou la propulsion et, à la partie supérieure, deux convexités : l'une a pour objet de diviser l'air dans le sens de la progression, de le comprimer de manière à lui faire fournir, dans la partie concave, une détente utile à la sustentation ; l'autre a pour but de diminuer la résistance de l'air dans les mouvements de rappel de l'auget. Pour permettre à celui-ci d'agir à la façon de l'aile de 1 'oiseau, deux mouvements distincts lui sont imprimés. Le premier consiste dans sa rotation autour de l'axe, relié au moteur par l'intermédiaire des pignons. Le second consiste dans un mouvement de rotation sur lui-même, autour d'un axe, mouvement qui se produit en sens inverse du précédent, mais avec une vitesse angulaire égale, de telle sorte que chaque auget, tout en se déplaçant circulairement autour de 1 'axe, conserve toujours une position parallèle à sa position initiale. I1 en résulte que sa concavité peut toujours être orientée dans un sens favorable à l'ascension, à la sustentation et à la progression et que, dans le mouvement de rappel vers la partie supérieure du tambour, il heurte l'air par une surface convexe et fuyante qui diminue considérablement la résistance. -FR-A-1.347.155 : roue à ailes rotatives capable de donner naissance à une force de sustentation comprenant une aile de surface rectangulaire maintenue en son milieu par un axe, deux branches fixées sur un moyeu, entraînent 1 'ensemble. Sur le moyeu, un pignon prêt à recevoir le mouvement d'un moteur, à l'intérieur du moyeu, un axe porteur maintenu immobile par ses extrémités, deux pignons fixés sur cet axe, transmettent par l'intermédiaire d'autres pignons et d'arbres, le mouvement rotatif des ailes. Ayant effectué un tour complet autour du moyeu, l'aile tourne d'un demi-tour sur son propre axe, ainsi à chaque demi-tour d'une branche, l'aile passe du plan vertical au plan horizontal ou viceversa. I1 est donc connu d'utiliser des roues à pales rotatives dont le mouvement de rotation propre est réalisé par l'arbre moteur de la roue. L'invention tend à améliorer le rendement de ce type de roue à pales rotatives pour l'utiliser sur un appareil de sustentation et de propulsion. L'invention permet ainsi de faire varier la cambrure de la pale en plus de sa rotation et de choisir à volonté la position angulaire par rapport à la roue du changement de cambrure de la pale. L'appareil de sustentation et de propulsion selon l'invention est du type utilisant au moins deux roues à pales rotatives entre les roues, est disposé un habitacle, le centre de gravité de l'appareil est plus bas que l'axe moteur, l'axe moteur entraîne les bras des roues en rotation, de chaque côté de l'habitacle, un ensemble de pales est commandé de part et d'autre par un pignon de commande d'un nombre de dents N, en bout de chaque bras, entraînant les pales en rotation, de part et d'autre, un pignon commandé est pourvu d'un nombre de dents 2N, les liaisons entre les pignons de commande et les pignons commandés sont assurés par courroies crantées, de manière à ce que l'axe moteur en rotation assure un demi tour de pale par tour d'axe moteur caractérisé par le fait que les pales sont en matériau souple leur permettant de s'incurver mais invariable en longueur, chaque pale est maintenue dans sa longueur, par ses extrémités, par un axe mobile monté dans des flasques longitudinales qui encadrent librement la pale dans sa longueur, lesdits axes mobiles en translation sont maintenus dans les flasques dans des trous oblongs, des moyens de maintien en agissant sur ces axes de maintien maintiennent mécaniquement les pales plates ou les libèrent pour qu'elles s'incurvent en arc de cercle (avec comme centre l'axe moteur). Le décollage dudit appareil s'effectue par accélération de la rotation de l'axe moteur qui entraîne automatiquement ou pas la libération des moyens de maintien des pales qui se cambrent avec le maximum d'efficacité et changent de côté de cambrure au point angulaire choisi. Les pignons de commande fixés au bâti sont positionnés en rotation, par des moyens de positionnement, de manière à modifier la direction de propulsion en choisissant la position angulaire du changement de cambrure des pales ou en modifiant cette position du changement de cambrure d'une roue à l'autre. Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien sont des éléments élastiques de rappel qui maintiennent les axes mobiles de maintien de la pale de manière à ce que ladite pale soit plate, la raideur des éléments élastiques est prévue pour qu'automatiquement la pale se cambre à une certaine vitesse de rotation de l'arbre moteur et change de cambrure en se retournant à la position angulaire adéquate. Selon un autre mode réalisation, les moyens de maintien sont des vérins qui manoeuvrent les axes de maintien de la pale de manière à ce qu'au cours de la rotation, chaque pale ait une traînée minimum dans son mouvement négatif, et l'effet maximum dans son mouvement positif; chaque pale redevient plate, puis s incurve dans l'autre sens. Selon un mode de réalisation les pales ont une surface lisse. Selon un autre mode de réalisation, les pales ont une surface gaufrée. Le cadre de maintien d'une pale est formé selon l'axe longitudinal de deux flasques qui encadrent la pale dans sa longueur, tandis que les extrémités latérales de la pale sont maintenues dans les axes qui sont mobiles dans les trous oblongs pour qu' en se rapprochant l'un vers 1 ' autre, la pale puisse se cambrer et qu'en s'écartant l'un de l'autre, la pale puisse être plate. Les flasques latérales haute et basse du cadre de maintien de la pale sont incurvées et font office de butée d'arrêt pour que la pale s'incurve dans un sens ou dans l'autre. Les flasques peuvent être pourvues de joint d'étanchéité de manière à éviter les fuites d'air. Les pignons de commande des pales peuvent être positionnés en rotation par des moyens de positionnement. Les moyens de positionnement sont une roue creuse entraînée par une vis sans fin qui autorisent le déplacement angulaire des pignons de commande de pales pour la rotation de ladite roue creuse entraînée par la vis sans fin. Au niveau de l'arbre moteur, un embrayage peut être mis en place entre les deux roues de manière à pouvoir faire varier la vitesse d'une roue sur l'autre. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention. La figure 1 est une vue schématique de l'appareil vu de côté. La figure 2 est une vue de face de l'appareil selon l'invention. Elle met en évidence les deux roues à pales rotatives et à cambrures actives. La figure 3 est une vue selon la figure 2 de l'appareil mais où les deux ensembles roues et pales forment entre eux un certain angle, c'est-à-dire inclinés par rapport à l'habitacle. La figure 4 est une vue mettant en évidence par une flèche la résultante de propulsion de l'appareil, le mouvement des bras support des pales, l'action de l'air, la forme des pales pendant un tour de roue. La figure 5 est une vue d'un détail d'une pâle en position angulaire de retournement de la cambrure. La figure 6 est une vue schématique d'une roue à pales rotatives et à cambrures actives, lorsque les pales sont plates, sans action. La figure 7 est une vue selon la figure 5 où les pales sont actives et où chaque bras supporte plusieurs pales à différents niveaux. La figure 8 est une vue d'une roue selon la figure 7, mais où les pales sont plates donc non actives. La figure 9 est une vue en plan du cadre de maintien d'une pale et de ses pignons commandés par le pignon de commande, de ses axes de maintien et de ses flasques longitudinales. La figure 10 est une vue de côté du cadre de maintien et de la pale selon la figure 9. La figure 11 est une vue en plan du cadre de maintien d'une pale où les moyens élastiques qui commandent les axes de maintien des extrémités de la pale sont des vérins. La figure 12 est une vue en coupe selon l'axe A-A représenté à la figure 11 mettant en évidence la cambrure de la pale et le joint mis en place sur les flasques pour éviter les fuites d'air. La figure 13 est une vue selon la figure 12 où la pale est plate. La figure 14 est une vue de détail de l'action des extrémités latérales d'une pale sur le joint d'étanchéité. La figure 15 est une vue de face de l'appareil mettant en évidence les moyens de liaison entre l'arbre moteur, les roues, les pales, les moyens de positionnement en rotation des pignons de commande, de l'embrayage entre les deux roues. La figure 16 est une vue de détail de l'embrayage et des moyens de positionnement. La figure 17 est une vue de détail de la roue creuse entraînée par une vis sans fin. L'appareil de sustentation et de propulsion selon l'invention, est représenté de manière schématique à la figure 1. Cet appareil de sustentation et de propulsion 1 est du type utilisant au moins deux roues 2, 3 à pales rotatives 4 ; entre les roues, est disposé un habitacle 5, le centre de gravité de l'appareil est, bien entendu, plus bas que l'axe moteur 6 qui entraîne les bras 7, 8, 9 et 10, en rotation. De chaque côté de l'habitacle, un ensemble de pales 4 sur chaque roue, est commandé de part et d'autre par des pignons de commande 33 et 11. Ces pignons de commande 33 et 11 ont un nombre de dents 2N en bout de chaque bras 7, 8, 9, 10, entraînant les pales 4 en rotation ; de part et d'autre, un pignon 12, 13 commandé est pourvu d'un nombre de dents 2N, de manière à ce que l'axe moteur 6 en rotation assure un demi tour de pale 4 par tour d'axe moteur 6. Les liaisons entre les pignons de commande 33, 11 et les pignons de commande 12, 13 sont assurés par les courroies crantées 15. L'axe moteur 6 est lui-même entraîné par une courroie crantée principale ou courroie moteur 16 qui est entraînée par l'arbre 17 du moteur 18 se trouvant dans la partie basse de l'habitacle 5, l'ensemble étant disposé dans un bâti 19. Dans la figure 6, il est mis en évidence la force F1 qui est la résultante de la propulsion de l'appareil de sustentation et de propulsion 1. La flèche F2 met en évidence le mouvement des bras 7, 8, 9, 10 support des pales 4. Les flèches F3 mettent en évidence l'action de l'air. La figure 4 permet de mettre en évidence la forme des pales 4 pendant le vol. Elle met également en évidence les pales 4 en position où la trace est au minimum et où l'effet de sustentation et d'effort est au maximum. La figure 5 met en évidence par la flèche F4 le retournement de la cambrure d'une pale 4 au point angulaire 20. La figure 6 représente une vue schématique d'une roue dont les pales 4 sont plates c'est-à-dire au point mort. Dans les figures 7 et 8, on retrouve à la figure 7 l'action des pales dans le cas où chaque bras fait office de support pour plusieurs pales 4. A la figure 8, la roue est du type représenté à la figure 7 mais où les pales 4 sont plates et au point mort. Chaque bras, bien entendu, comporte également plusieurs pales. Les pales 4 sont en matériau souple leur permettant de s'incurver et de rester invariables en longueur. Chaque pale 4 est maintenue à des extrémités 21, 22 par un axe mobile 23 monté dans les parois des flasques 24 et 25 longitudinales qui encadrent librement et latéralement la pale 4 dans sa longueur. Lesdits axes 23 sont maintenus dans les flasques 24, 25 dans des trous oblongs 28 qui autorisent le déplacement desdits axes mobiles 23. Le déplacement est un déplacement en translation desdits axes qui peuvent s'écarter l'un de l'autre pour rendre la pale 4 plate ou au contraire se rapprocher l'un vers l'autre pour cambrer la pale 4. Dans le mode de réalisation représenté dans les figures 9 et 10, les moyens de maintien des axes mobiles 23 agissent de manière mécanique. Ces moyens de maintien sont des éléments élastiques de rappel 26 qui maintiennent mécaniquement les pales plates ou les libèrent pour qu'elles s incurvent en arc de cercle avec, comme centre, l'axe moteur. Ces éléments élastiques de rappel 26 maintiennent les axes mobiles 23 de maintien de la pale 4, de manière à ce que ladite pale 4 soit plate. La raideur des éléments élastiques 26 est prévue pour qu'automatiquement la pale se cambre à une certaine vitesse de rotation de l'arbre moteur 6 et change de cambrure en se retournant à la position angulaire adéquate. Selon un autre mode de réalisation, représenté dans les figures 11, 12, 13, 14, les moyens de maintien des extrémités de la pale 4 sont des vérins 27. Lesdits vérins manoeuvrent les axes mobiles 23 de manière à ce qu'au cours de la rotation chaque pale 4 ait une traînée minimum dans son mouvement négatif et l'effet maximum dans son mouvement positif. Chaque pale 4 devient plate puis s'incurve dans l'autre sens. Le cadre de maintien d'une pale 4 est formé selon l'axe longitudinal de deux flasques 24, 25 qui encadrent la pale 4 dans sa longueur, tandis que les extrémités latérales 21, 22 de la pale 4 sont maintenues dans les axes mobiles 23 qui sont mobiles dans les trous oblongs 28, pour qu'en se rapprochant l'un vers l'autre les axes 23 libèrent les extrémités de la pale de manière que celle-ci puisse se cambrer et, pour qu'en s'écartant, les axes tendent la pale 4 pour que celle-ci puisse devenir plate. Les flasques latérales haute et basse du cadre de maintien sont incurvées et font office de butée d'arrêt pour la pale 4 lorsqu'elle s'incurve dans un sens ou dans l'autre. Les flasques 24, 25 peuvent être pourvues de joint d'étanchéité 29 de manière à éviter les fuites d'air. Les figures 15, 16, 17 mettent en évidence les différentes liaisons qui existent entre l'arbre moteur, les pales, les pignons de commande, les pignons commandés. Elles mettent également en évidence les moyens de positionnement des pignons de commande ainsi que les moyens d'embrayage. Les pignons de commande 33, 11, fixés au bâti 5, peuvent être positionnés par des moyens de positionnement en rotation de manière à modifier la direction de propulsion en choisissant la position angulaire du changement de cambrure des pales 4 ou en modifiant cette position du changement de cambrure d'une roue 2, 3 à l'autre. Les pignons de commande 33, 11 de pales 4 peuvent être positionnés en rotation par des moyens de positionnement. Les moyens de positionnement sont une roue creuse 30 entraînée par une vis sans fin 31 qui autorise le déplacement angulaire des pignons de commande 33, 11 de pales 4 pour la rotation de ladite roue creuse 30 entraînée par la vis sans fin 31. Au niveau de l'axe moteur 6, il est mis en place, entre les roues 2, 3, de manière à pouvoir varier la vitesse d'une roue 2 ou 3 sur l'autre, un moyen d'embrayage 32. Le décollage de l'appareil se produit par accélération de la rotation de l'axe moteur, car dans le mode de réalisation représenté dans les figures 9 et 10, les moyens de maintien des axes mobiles 23 sont des éléments élastiques. A une certaine vitesse de rotation de l'arbre moteur 6, la pale se cambre pour être active et change de cambrure en se retournant au point angulaire adéquat. Dans le mode de réalisation représenté à la figure Il, le décollage se produit quand la rotation de l'axe moteur est suffisante, mais également lorsque l'utilisateur escamote le vérin qui maintient les pales plates par les axes mobiles. REFERENCES 1. Appareil de sustentation et de propulsion 2, 3. Roues à pales rotatives 4. Pales rotatives 5. Habitacle 6. Axe moteur 7, 8, 9, 10. Bras 11. Pignon de commande 12, 13. Pignons commandés 15. Courroies crantées 16. Courroie crantée principale ou courroie moteur 17. Arbre du moteur 18. Moteur 19. Bâti 20. Point angulaire 21, 22. Extrémités latérales des pales 23. Axe mobile 24, 25. Flasques longitudinales 26. Eléments élastiques de rappel 27. Vérins 28. Trous oblongs 29. Joint d'étanchéité 30. Roue creuse 31. Vis sans fin 32. Moyen d'embrayage 33. Pignon de commande Fl Force F2, F3, F4 Flèches REVENDICATIONS 1. Appareil de sustentation et de propulsion du type utilisant au moins deux roues (2, 3) à pales rotatives ; entre les roues est disposé un habitacle (5), un axe moteur (6) qui entraîne les bras (7, 8, 9,10) des roues en rotation ; de chaque côté de l'habitacle, un ensemble de pales (4) commandées de part et d'autre par un pignon de commande (33) d'un nombre de dents N, en bout de chaque bras (7, 8, 9, 10), entraînant les pales (4) en rotation, de part et d'autre, un pignon commandé d'un nombre de dents 2N, les liaisons entre les pignons de commande (33, 11) et les pignons commandés (12, 13) sont assurés par courroies crantées (15, 16), de manière à ce que l'axe moteur (6) en rotation assure un demi tour de pale par tour d'axe moteur (6) caractérisé par le fait que les pales (4) sont en matériau souple leur permettant de s incurver mais invariable en longueur, chaque pale (4) est maintenue dans sa longueur, par ses extrémités (21, 22), par un axe mobile (23) monté dans des flasques longitudinales (24, 25) qui encadrent librement la pale (4) dans sa longueur, lesdits axes mobiles (23) en translation sont maintenus dans les flasques (24, 25) dans des trous oblongs (28), des moyens de maintien en agissant sur ces axes de maintien maintiennent mécaniquement les pales plates ou les libèrent automatiquement pour qu'elles s'incurvent en arc de cercle et autorisent le décollage dudit appareil. 2. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pignons de commande (33, 11) fixés au bâti sont positionnés en rotation, par des moyens de positionnement, de manière à modifier la direction de propulsion en choisissant la position angulaire du changement de cambrure des pales (4) ou en modifiant cette position du changement de cambrure d'une roue à l'autre. 3. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens de maintien sont des éléments élastiques de rappel (26) qui maintiennent les axes mobiles (23) de maintien de la pale (4) de manière à ce que ladite pale (4) soit plate, la raideur des éléments élastiques (26) est prévue pour qu'automatiquement la pale (4) se cambre à une certaine vitesse de rotation de l'arbre moteur (17) et change de cambrure en se retournant à la position angulaire adéquate. 4. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens de maintien sont des vérins (27) qui manoeuvrent les axes de maintien de la pale (4) de manière à ce qu'au cours de la rotation, chaque pale (4) ait une traînée minimum dans son mouvement négatif, et l'effet maximum dans son mouvement positif; chaque pale (4) redevient plate, puis s'incurve dans l'autre sens. 5. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pales (4) ont une surface lisse. 6. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pales (4) ont une surface gaufrée. 7. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le cadre de maintien d'une pale (4) est formé selon l'axe longitudinal de deux flasques (24, 25) qui encadrent la pale (4) dans sa longueur, tandis que les extrémités latérales (21, 22) de la pale (4) sont maintenues dans les axes (23) qui sont mobiles dans les trous oblongs (28) pour qu'en se rapprochant l'un vers l'autre, la pale (4) puisse se cambrer et qu'en s'écartant l'un de l'autre, la pale (4) puisse être plate. 8. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les flasques latérales 24, 25) haute et basse du cadre de maintien de la pale (4) sont incurvées et font office de butée d'arrêt pour que la pale (4) s'incurve dans un sens ou dans l'autre. 9. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les flasques (24, 25) peuvent être pourvues de joint d'étanchéité (29) de manière à éviter les fuites d'air. 10. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les pignons de commande (11, 33) des pales (4) peuvent être positionnés en rotation par des moyens de positionnement ; les moyens de positionnement sont une roue creuse (30) entraînée par une vis sans fin (31) qui autorisent le déplacement angulaire des pignons de commande (11, 33) de pales (4) pour la rotation de ladite roue creuse (30) entraînée par la vis sans fin (31). 11. Appareil de sustentation et de propulsion selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'au niveau de l'arbre moteur (17), un embrayage peut être mis en place entre les deux roues (2, 3) de manière à pouvoir faire varier la vitesse d'une roue sur l'autre.