Brevet FR2689089A1 — publié le 19931001

La présente invention concerne un dispositif de visée pour aéronef à voilure tournante, et plus particulière- ment un hélicoptère, comportant un moyeu creux de rotor, sur lequel sont montées radialement des pales consti-5 tuant ladite voilure tournante et qui est relié à la boîte de transmission principale de l'aéronef par un arbre d'entraînement coaxial au rotor, ledit dispositif de visée comportant une tête de visée non tournante montée, par l'intermédiaire d'un support, à l'extrémité10 supérieure libre d'un mât non tournant disposé coaxiale- ment à l'intérieur dudit moyeu et dudit arbre d'entraî- nement du rotor, mât dont l'autre extrémité est fixée dans le fond de la boîte de transmission principale, un palier à roulements coaxial à l'axe rotor étant prévu15 entre ledit moyeu et ledit mât. Dans un tel dispositif, il est important d'adapter dynamiquement la structure de liaison de la tête de visée sur le moyeu, laquelle tête de visée est soumise à des vibrations du fait de son montage au sommet d'un mât20 solidarisé à un moyeu rotor susceptible d'être soumis à des vibrations, et cela pour obtenir un niveau vibra- toire suffisamment faible de la tête de visée permettant un fonctionnement correct des organes opto-électroniques qu'elle contient Jusqu'à présent, ce problème d'adapta-25 tion dynamique de la structure de liaison de la tête de visée sur le moyeu n'a pas été résolu de façon satisfai- sante par l'assouplissement ou la rigidification des pièces constituant cette structure de liaison. La présente invention concerne un dispositif de visée agencé pour fournir une meilleure adaptation dynamique de la structure de liaison de la tête de visée sur le moyeu de façon à réduire sa réponse aux excitations vibratoires générées par le rotor en rotation. A cet effet, le dispositif de visée, du type décrit ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que5 des moyens de suspension, destinés à filtrer les excita- tions en roulis et en tangage auxquelles est soumise ladite tête de visée, sont prévus entre la base du support de la tête de visée et l'extrémité supérieure du mât. On réduit ainsi le niveau vibratoire transmis à la tête de visée en roulis et en tangage. Avantageusement, lesdits moyens de suspension compren- nent une rotule en forme de zone sphérique dont le centre est situé sur l'axe du rotor et comportant de la15 matière souple fixée entre deux armatures interne et externe, ladite armature externe étant solidaire de la base du support de la tête de visée et ladite armature interne étant solidaire de l'extrémité supérieure du mât On obtient ainsi la filtration des moments dynami-20 ques de roulis et de tangage de la tête de visée par cisaillement de la matière souple fixée entre deux armatures constituées par des zones sphériques de même centre. Dans le cas o il est souhaitable d'accroître la sou- plesse angulaire de la rotule tout en conservant à cette dernière une grande rigidité radiale, la couche de matière souple fixée entre les deux armatures interne et externe est du type lamifié et est constituée d'une pluralité de couches de matière souple intercalées entre des coupelles sphériques rigides ayant même centre que la rotule, sur lesquelles coupelles lesdites couches de matière souple sont adhérisées On peut également prévoir, toutefois, une couche monolithique d'épaisseur constante adhérisée respectivement sur les surfaces externe et interne desdites armatures. En particulier, ladite matière souple peut être un élastomère ayant éventuellement une capacité de dissipa- tion d'énergie. De préférence, ladite rotule est couplée à une membrane en forme de couronne circulaire dans un plan sensible- ment parallèle au plan du rotor, fixée, d'une part, à sa10 périphérie interne, à l'extrémité supérieure du mât et, d'autre part, à sa périphérie externe, à la base du support de la tête de visée, ladite membrane étant rigide dans son propre plan pour transmettre les moments autour de l'axe de lacet et les efforts coplanaires,15 mais permettant grâce à sa souplesse en flexion des oscillations angulaires autour des axes de roulis et de tangage et les déplacements suivant l'axe de lacet autorisés par la souplesse axiale relative de ladite rotule La position en lacet de la tête de visée est20 donc transmise par ladite membrane, pratiquement sans déformation angulaire. Avantageusement, ladite membrane est fixée à l'extrémité supérieure du mât et à la base du support de la tête de visée par l'intermédiaire desdites armatures interne et25 externe, respectivement. Pour accroître sa souplesse, ladite membrane peut comporter au moins une nervure circulaire Par ailleurs, ladite membrane est avantageusement une membrane métal- lique. De plus, le dispositif peut comprendre un moyen de butée, constitué par un épaulement disposé à la base du support de la tête de visée et qui vient appuyer la membrane sur l'armature interne de la rotule lors d'oscillations angulaires autour des axes de roulis et de tangage de la tête de visée. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de visée pour voilure tournante d'aéronef selon l'inven- tion. La figure 2 montre, à plus grande échelle, la base du support de la tête de visée et l'extrémité supérieure du mât, avec les moyens de suspension selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe d'une variante de la rotule en forme de zone sphérique suivant l'invention,15 dans laquelle la matière souple de la rotule est du type lamifié, constituée par deux couches de matière souple adhérisées sur une coupelle sphérique rigide interca- laire. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif de visée est destiné à être monté sur le rotor d'un aéronef à voilure tournante (non représenté), tel qu'un hélicop- tère, qui présente un moyeu creux 1 de rotor, représenté de façon très schématique, sur lequel sont montées radialement des pales (non représentées) et qui est supporté et entraîné en rotation par la boîte de trans- mission principale 2 de l'aéronef Le dispositif de visée comporte, comme cela est usuel, une tête de visée 3 montée, par l'intermédiaire d'un support 4, à l'extré- mité supérieure libre 5 a d'un mât 5 disposé coaxialement à l'intérieur du moyeu 1, mât dont l'autre extrémité 5 b est fixée dans le fond du carter de la boîte de 2689089, transmission principale Par ailleurs, un palier consti- tué de deux roulements à billes 6 est prévu entre le moyeu 1 tournant et le mât 5 non tournant. Plus particulièrement, selon l'invention, des moyens de suspension 7, destinés à filtrer les excitations en roulis (autour de l'axe X-X de la figure 2) et en tangage (autour de l'axe Y-Y de la figure 2) auxquelles est soumise la tête de visée 3, sont prévus entre la base 4 a du support 4 de la tête de visée 3 et l'extrémi-10 té supérieure 5 a du mât 5. Sur la figure 2, on voit que les moyens de suspension 7 comprennent, dans cet exemple de réalisation, une rotule 8 en forme de zone sphérique de centre A situé sur l'axe rotor, ladite zone sphérique étant parallèle au plan défini par les axes X-X et Y-Y, et comportant une couche 9 de matière souple, notamment un élastomère ayant éven- tuellement une capacité de dissipation d'énergie, fixée entre deux armatures interne 10 et externe 11, par exemple métalliques (la couche d'élastomère pouvant être20 adhérisée aux armatures 10 et 11 notamment par collage ou vulcanisation). Sur la figure 3, on voit que les moyens de suspension 7 comprennent, dans cette variante de réalisation de la rotule 8, une couche souple 19, lamifiée, adhérisée aux25 faces internes des deux armatures interne 10 et externe 11, ladite couche 19 étant constituée de deux couches 19 a et 19 b de matière souple, notamment un élastomère, disposées de part et d'autre d'une coupelle sphérique rigide 19 c, par exemple métallique, avec laquelle elles30 sont adhérisées par vulcanisation ou collage. L'armature externe 11 est solidaire de la base 4 a du support 4 de la tête de visée 3, en pouvant y être fixée par des vis 12 traversant un rebord circulaire lla de l'armature 11, en saillie vers l'extérieur, les vis 12 pouvant être angulairement équi-réparties autour dudit rebord lla De façon analogue, l'armature interne 10 est5 solidaire de l'extrémité supérieure 5 a du mât 5, en pouvant y être fixée par des vis 13 traversant un rebord circulaire 1 Ga de l'armature 10, en saillie vers l'inté- rieur, les vis 13 pouvant être de même angulairement équi-réparties autour dudit rebord 10 a. Par ailleurs, la rotule 8 est couplée à une membrane 14, notamment métallique, en forme de couronne circulaire, fixée, d'une part, à sa périphérie interne, à l'extrémi- té supérieure 5 a du mât 5 et, d'autre part, à sa péri- phérie externe, à la base 4 a du support 4 de la tête de15 visée 3, la membrane 14 étant rigide dans son propre plan pour transmettre les mouvements autour de l'axe de lacet Z-Z et les efforts coplanaires, mais permettant grâce à sa souplesse en flexion (accrue par une ou plusieurs nervures circulaires 15) des oscillations20 angulaires autour des axes de roulis X-X et de tangage Y-Y et, si nécessaire, les déplacements suivant l'axe de lacet Z-Z autorisés par la souplesse axiale de la rotule 8. Comme on le voit sur la figure 2, la membrane 14 est fixée à l'extrémité supérieure 5 a du mât 5 et à la base 4 a du support 4 de la tête de visée 3 par l'intermé- diaire des armatures interne 10 et externe 11, respecti- vement, et cela grâce aux vis 12 et 13 déjà mentionnées. En outre, le dispositif de visée selon l'invention comprend un moyen de butée, constitué par un épaulement 16 disposé à la base 4 a du support 4 de la tête de visée 3 et qui vient appuyer la membrane 14 sur l'armature interne 10 de la rotule 8 lors d'oscillations angulaires autour des axes de roulis X-X et de tangage Y-Y de la tête de visée 3. Ainsi, les moyens de suspension selon l'invention permettent de filtrer les moments dynamiques de roulis5 et de tangage de la tête de visée par cisaillement de la ou des couches d'élastomère fixées entre deux armatures constituées par des zones sphériques de même centre En revanche, le moment de lacet de la tête de visée est transmis avantageusement d'une armature à l'autre par la10 membrane, pratiquement sans déformation angulaire. REVENDICATIONS 1 Dispositif de visée pour aéronef à voilure tournante comportant un moyeu creux ( 1) de rotor, sur lequel sont montées radialement des pales constituant ladite voilure tournante et qui est relié à la boîte de transmission5 principale ( 2) par un arbre d'entraînement coaxial au rotor de l'aéronef, ledit dispositif de visée comportant une tête de visée ( 3) non tournante montée, par l'inter- médiaire d'un support ( 4), à l'extrémité supérieure libre ( 5 a) d'un mât ( 5) non tournant disposé coaxiale-10 ment à l'intérieur dudit moyeu ( 1) et dudit arbre d'entraînement du rotor, mât dont l'autre extrémité ( 5 b) est fixée dans le fond de la boîte de transmission principale ( 2), un palier à roulements ( 6) coaxial à l'axe rotor étant prévu entre ledit moyeu ( 1) et ledit15 mât ( 5), caractérisé en ce que des moyens de suspension ( 7), destinés à filtrer les excitations en roulis et en tangage auxquelles est soumise ladite tête de visée ( 3), sont prévus entre la base ( 4 a) du support ( 4) de la tête20 de visée ( 3) et l'extrémité supérieure ( 5 a) du mât ( 5). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de suspension ( 7) comprennent une rotule ( 8) en forme de zone sphérique dont le centre (A) est situé sur l'axe du rotor et25 comportant de la matière souple ( 9,19) fixée entre deux armatures interne ( 10) et externe ( 11), ladite armature externe ( 11) étant solidaire de la base ( 4 a) du support ( 4) de la tête de visée ( 3) et ladite armature interne ( 10) étant solidaire de l'extrémité supérieure ( 5 a) du mât ( 5). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière souple fixée entre les deux armatures interne ( 10) et externe ( 11) forme une couche monolithique ( 9) d'épaisseur constante adhérisée5 respectivement sur les surfaces externe et interne des armatures ( 10) et ( 11). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière souple ( 19) fixée entre les deux armatures interne ( 10) et externe ( 11) est10 lamifiée et constituée d'une pluralité de couches de matière souple d'épaisseur constante intercalées entre des coupelles sphériques rigides ayant même centre que la rotule et sur les surfaces internes et externes desquelles lesdites couches de matière souple sont15 adhérisées. Dispositif selon l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite matière souple est un élastomère. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite rotule ( 8) est couplée à une membrane ( 14) en 'forme de couronne circulaire dans un plan sensiblement parallèle au plan du rotor, fixée, d'une part, à sa périphérie interne, à l'extrémité25 supérieure ( 5 a) du mât ( 5) et, d'autre part, à sa périphérie externe, à la base ( 4 a) du support ( 4) de la tête de visée ( 3), ladite membrane ( 14) étant rigide dans son propre plan pour transmettre les moments autour de l'axe de lacet (Z-Z) et les efforts coplanaires, mais permettant grâce à sa souplesse en flexion des oscilla- tions angulaires autour des axes de roulis (X-X) et de tangage (Y-Y) et les déplacements suivant l'axe de lacet (Z-Z) autorisés par la souplesse axiale relative de ladite rotule ( 8). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite membrane ( 14) est fixée à -5 l'extrémité supérieure ( 5 a) du mât ( 5) et à la base ( 4 a) du support ( 4) de la tête de visée ( 3) par l'intermé- diaire desdites armatures interne ( 10) et externe ( 11), respectivement. 8 Dispositif selon la revendication 6 ou la revendica- tion 7, caractérisé en ce que ladite membrane ( 14) comporte au moins une nervure circulaire ( 15). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ladite membrane ( 14) est une membrane métallique. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de butée, constitué par un épaulement ( 16) disposé à la base ( 4 a) du support ( 4) de la tête de visée ( 3) et qui vient appuyer la membrane ( 14) sur l'armature interne ( 10) de la rotule ( 8) lors d'oscillations angulaires autour des axes de roulis (X-X) et de tangage (Y-Y) de la tête de25 visée ( 3).