Brevet FR2853560A1 — publié le 20041015

DESCRIPTION Indication du domaine technique de l'invention L'invention est une disposition pour le placement des hélices sur un moto-planeur radio5 commandé. Cela concerne donc l'aéromodélisme. Cette disposition des hélices permet la propulsion du moto-planeur pour le vol motorisé et permet également l'escamotage des hélices pour le vol plané. L'invention, peut être utiliser par extension pour le vol à voile avec les motoplaneurs grandeurs et pour l'aviation légère pour des avions alternant les vols motorisés et des vols planés. Indication de l'état de la technique antérieure faisant ressortir le problème technique posé Un vol d'un moto-planeur radio-commandés se passe en quatre phases, le décollage, le vol motorisé, le vol plané et l'atterrissage. Le décollage et le vol motorisé permettent au motoplaneur la prise de vitesse et la prise d'altitude. Pendant ces deux phases, l'hélice doit être à l'air 15 libre pour pouvoir propulser le motoplaneur. Pendant le vol plané, l'hélice n'est plus indispensable et elle pose un premier problème. Les pales de l'hélice créés une traînée aérodynamique qui joue le rôle d'un aérofrein et donc réduis les performances aérodynamiques du moto-planeur. Lors de l'atterrissage, l'hélice pose un deuxième problème. Elle a une position basse et avancée dans le nez du moto-planeur (figure 1). Elle a une forme longue et fine, ce qui 20 la rend fragile. En plus, les moto- planeurs ne sont pas équipés de train d' atterrissage. Les pistes d' atterrissages sont souvent des champs d'herbes cachant de nombreux obstacles pouvant frapper 1' hélice. Le nez est souvent la première partie du moto-planeur qui touche le sol. Avec les motoplaneurs, le contact avec le sol est souvent brutal. Ce qui entraîne, au fil des atterrissages, une détérioration de l'hélice. Une hélice qui est abîmée, perd de son efficacité pour la propulsion du 25 moto-planeur. Dans le cas, o le contact avec le sol est violent, l'hélice se brise. Le problème de la technique antérieure est d'une part cette vulnérabilité de l'hélice à l'atterrissage et d'autre part la traînée aérodynamique de l'hélice pendant le vol plané. Exposé de l'invention permettant la compréhension de la solution technique qui est apporté au 30 problème technique posé L'idéal serait que l'hélice disparaisse complètement du moto-planeur pendant le vol plané et l'atterrissage. Pendant le vol plané, la traînée aérodynamique serait supprimée ce qui améliorerait la performance du moto-planeur. Pendant l'atterrissage, l'hélice ne serait plus au contact avec le sol ce qui assurerait sa protection. L'invention se compose de deux hélices bipales (1 et 34) qui sont placées dans chacune des deux ailes de l'avion (figure 3). Les deux axes de rotation (2) des hélices sont intégrés dans les ailes et sont parallèle avec l'axe du fuselage. Des trappes (8) sont placés sur l'intrados et l'extrados de chaqu'une des ailes (figure 7 et 12). Chacune des quatre trappes peuvent effectuer une rotation 5 libre de 180 degrés (figure 8). Les deux hélices (1 et 34) sont propulsées par un moteur (21) situé dans le fuselage (figure 3). Trois courroies (6 et 7) transmettent la rotation du moteur aux deux hélices (figure 6). Pendant le décollage et le vol motorisé, les deux hélices tournent dans les ailes et propulsent le motoplaneur (figure 12). Lorsque les hélices se sont arrêtées, le pilote verrouille la fermeture des trappes (8) depuis sa télécommande. Dans le moto-planeur, un servo 10 (12) commande les quatre gaines (9) qui vont sortir des clapets (5) (figure 3). Les clapets et les trappes (8) forment un ensemble solidaire (figure 11). Les trappes ne sont donc plus maintenu en position ouvertes. Des élastiques (11) font revenir les quatre trappes (8) en position fermée. En se fermant, les quatre trappes frappent et forcent les deux hélices bipales (1 et 34) à s'aligner dans les logements à hélice (31) . Les deux hélices rentrent dans les ailes du moto-planeurs 15 (figure 7, 8 et 9). Les quatre trappes (8) obstruent les logements des hélices (31). La traînée aérodynamique des hélices disparaît. Le motoplaneur reprend une allure de vrai planeur (figure 2 et 13). Ceci est le premier avantage de l'invention. Pendant l'atterrissage les deux hélices étant complètement logées dans les ailes (figure 9), elles sont protégées des contacts avec le sol. Les hélices ne sont donc pas endommagées. Ceci est le deuxième avantage de l'invention par rapport 20 à l'hélice traditionnelle qui est placée dans le nez des moto-planeurs et qui est endommagée lors des atterrissages (figure 1) Brève présentation des différentes figures La figure 1 est une vue de haut montrant le motoplaneur classique cloisons ouvertes, échelle 4 25 La figure 2 est une vue de haut montrant le moto-planeur avec l'invention cloisons ouvertes avec les trappes fermées, échelle 4 La figure 3 est une vue de haut montrant le moto-planeur avec l'invention ouvertes avec les trappes en position ouvert, échelle 4 La figure 4 est une vue de haut montrant le motoplaneur avec l'invention avec la désignation 30 des coupes qui servent pour les figures 6, 7, 8, 9 et 10, échelle 4 La figure 5 est une vue de face montrant le moto-planeur avec l'invention, échelle 4 La figure 6 est une vue de face montrant le moto-planeur avec l'invention en coupe B - B échelle 4 La figure 7 est une vue de profil montrant le moto-planeur avec l'invention en coupe C - C avec 35 les trappes ouvertes, échelle 1,2 La figure 8 est une vue de profil montrant le moto-planeur avec l'invention en coupe C - C avec les trappes en fermeture, échelle 1,2 La figure 9 est une vue de profil montrant le moto-planeur avec l'invention en coupe C - C avec les trappes fermées, échelle 1,2 La figure 10 est une vue de profil montrant le moto-planeur avec l'invention en coupe D - D, échelle 1,2 La figure 11 est une vue de la trappe (8) avec la rotule (4) et le clapet (5), échelle 1,8 La figure 12 est une vue en 3 dimension montrant le moto-planeur avec l'invention avec les trappes ouvertes La figure 13 est une vue en 3 dimension montrant le moto-planeur avec l'invention avec les trappes fermés Exposé détaillé un mode de réalisation de l'invention, la structure des différentes parties, agencement et le fonctionnement L'invention est un système constitué par les éléments suivants; d'une hélice bipale, d'une contre-hélice bipale, un système de redistribution d'un mouvement de rotation du moteur aux deux hélices, un système de fermeture des hélices dans les ailes. Dans le cas o l'invention est installé sur un moto-planeur radio-commandé, l'invention comprend les éléments suivants; une hélice bipale (1), une contre-hélice bipale (34), trois courroies(6 et 7), trois axes de rotation (2 et 20 33) avec leur support (3), un servo (12), quatre gaines (9), quatre trappes (8) avec leur clapet (5) et leur rotule (4) et quatre élastiques (11). Pour l'installation de l'invention, il faut effectuer des modifications dans les ailes et réaménager les éléments dans le fuselage. Le réaménagement du fuselage, les modifications des ailes et le groupe d'éléments cité audessus constituent l'invention. Dans le fuselage, il faut placer le moteur (21) dans la cloison centrale (14), à la jonction avec les ailes (figure 2). Les batteries (29) de la radio-commande et les batteries (29) du moteur sont mis dans le nez de l'appareil dans la cloison avant (13) pour compenser le centre de gravité du motoplaneur. Le récepteur (30) est placé dans la cloison avant (13) derrière les batteries (figure 2). Les servos (12) sont placés dans la cloison centrale (14) devant le moteur (21). Au dessus du 30 moteur, il faut placer un axe (33) avec ces deux supports (3) qui doivent être aligner avec les ailes (figure 3). L'un des support (3) est soutenu par la barrette (28) dans la cloison centrale (14) (figure 3). Le mouvement de rotation du moteur est retransmis par la petite courroie (7) jusqu'à l'axe du fuselage (33). Cet axe (33) redistribue le mouvement de rotation par le biais de autres deux courroies (6) jusqu'aux deux axes (2) dans les ailes. Sur ces deux axes sont fixés les hélices 35 (1 et 34) (figure 3 et 6). Dans les ailes, il faut effectuer les modifications suivantes. Il faut percer un orifice rectangulaire pour le logement d'hélice (31) sur toutes l'épaisseur de l'ailes juste à côté de la barre de jonction des ailes (17) et avec une largeur et une longueur suffisamment grande pour pouvoir loger complètement une hélice (figure 3). Au milieu du logement de l'hélice (31), il faut placer un axe 5 (2) avec ces deux supports (3) qui sont fixés dans la structure de l'aile, (figure 3 et 7). L'hélice (1) est fixée sur cet axe (2). L'hélice peut donc tourner librement. Sur l'axe (2), il y a aussi la courroie (6) qui a une adhérence suffisante pour qu'un mouvement de la courroie (6) entrame une rotation de l'axe (2) et de l'hélice (1). Dans l'autre extrémité de la courroie (7), il y a l'axe du fuselage (33) (figure 3 et 6). Par l'intermédiaire de la courroie (7) du fuselage et des deux 10 courroies (6) des ailes, le moteur (21) transmet son mouvement de rotation aux deux hélices (1 et 34) (figure 3 et 6). Sur l'aile, devant le logement de l'hélice (31) et sur l'extrados et l'intrados de l'aile, il y a des surfaces planes (32), qui sont dans le prolongement du logement de l'hélice (31), et qui s'étendent jusqu'au bord d'attaque (23) de l'aile (figure 3 et 9). Ces surfaces planes (32) ont la même superficie que le logement de l'hélice (31). Ces surfaces planes servent au 15 placement des trappes (8) lorsque celle-ci sont en position ouvertes (figure 3 et 7). Ces trappes (8) sont muni de deux rotules (4) et d'un clapet (5) (figure 11). Les deux rotules (4) servent à fixer la trappe sur l'aile et permettent à la trappe effectuer une rotation sur l'aile de 180 degré (figure 8). Sur l'intrados et l'extrados des deux ailes, il y a des brins (27) qui servent à la fixation des rotules (figure 3). Le clapet (5) a deux rôles. Il permet d'abord la fixation de l'élastique (11) 20 sur la trappe. Les deux orifices supérieurs vertical du clapet (5) permettent le placement de l'élastique (11) (figure 11). Le clapet (5) permet ensuite la fixation de la gaine (9) sur la trappe. L'orifice horizontale permet le placement de la gaine (9) (figure 11). Ceci sert pour le maintient de la trappe en position ouverte (figure 3). Lorsque les trappes (8) sont en position fermée le logement (25) permet de ranger le clapet (5) (figure 7). Il faut aussi rajouter dans la structure de 25 l'aile des tubes de guidage (26) (figure 3 et 10). Ils vont servir au guidage de la gaine (9). Cette gaine est commandée par le servo (12) qui va permettre, lorsque les hélices sont arrêtées, de se décaler par rapport aux deux clapets (5). Sous la force des élastiques (11), les trappes (8) vont venir frapper l'hélice qui va s'aligner et rentrer dans les logements à hélices (31) (figure 8). Les deux trappes vont ensuite obstruer les logements des hélices (31) (figure 9). Dans le logement 30 des hélices (31), il faut aussi placer les deux crochets (10) qui servent à la fixation des élastiques (11). Ces deux crochets sont enfoncés dans la structure de l'aile (figure 7). Dans l'autre ailes du moto-planeur, les modifications sont identiques à l'exception de la courroie (6) qui est croisée (35) entre l'axe du fuselage et l'axe de la contre-hélice (34) (figure 6). Avec ce croisement de la courroie (35), cette contre-hélice (34) tourne dans le sens inverse de l'autre 35 hélice (1). C'est donc dans cette aile qu'il installer la contre-hélice bipale (34). Cette contre- hélice tourne dans le sens contraire que l'hélice classique (1), mais en donnant la poussée dans le même direction que l'hélice classique. Cette inversion de sens de rotation des hélices est nécessaire pour contrer l'effet de couple des hélices. Car si les deux hélices tourneraient dans le même sens, il se produirait l'effet de couple et le moto-planeur aurait une tendance à tourner 5 dans le sens inverse de celui des hélices sur l'axe de roulis. Ce qui rendrait le pilotage très délicat surtout que certains moto-planeurs radio-commandés ne sont pas équipés d'ailerons. Avec cette inversion de sens de rotation de la deuxième hélice (34) dans la deuxième aile, les deux hélices tournent en sens inverse et l'effet de couple est annulé. Avant le décollage, le pilote ouvre une des quatre trappes (8) Il introduit l'extrémité de la gaine (9) dans le clapet (5). La trappe (8) se maintient en position ouverte (figure 3 et 7). Le pilote répète cette opération quatre fois, pour chacune des quatre trappes. Le pilote allume le moteur du moto-planeur. Les deux hélices (1 et 34) tournent dans le logement des hélices (31). Le moto-planeur décolle et prend de la vitesse et de l'altitude. Après l'arrêt des 15 hélices, le pilote verrouille sur sa télécommande la commande pour la fermeture des hélices. Dans le moto-planeur, le servo (12) actionne la gaine (9) dont l'extrémité va sortir du clapet (5) (figure 2 et 3). Les quatre gaines (9) ne maintiennent plus les clapets (5). Les élastiques (11) ramènent les quatre trappes (8) en position fermée. Cette fermeture est aidée par l'effet de la vitesse. C'est à ce moment précis que les trappes jouent un rôle d'aérofrein non-désiré au moto20 planeur (figure 8). Cela ne pose pas de problème si le pilote est prévenu. Il peut alors anticiper en faisant une brève accélération à son moto-planeur pour contrer cet effet d'aérofrein. Sous la pression des élastiques (11) et de la vitesse, les quatre trappes (8) frappent et forcent les deux hélices (1 et 34) à s'aligner et à se ranger dans le logement des hélices (31) (figure 8 et 9) . En se refermant, les quatre trappes (8) obstruent les logements à hélice (31) (figure 9). Le moto25 planeur retrouve l'allure d'un vrai Planeur (figure 2). Les traînées des pâles des hélices disparaissent améliorant ainsi les qualités de vol du moto-planeur. C'est le premier avantage de l'invention. Cet avantage est intéressant également pour les moto-planeurs grandeurs ou pour des avions pratiquant le vol plané. Lors de l'atterrissage, les hélices sont entièrement protégés dans les logements (31) (figure 9) dans les ailes et elles sont donc à l'abris des contacts violents avec 30 le sol. C'est le deuxième avantage de l'invention. L'invention présente également d'autre avantages. Le mécanisme de l'invention se situe principalement dans les ailes du moto-planeur. Or les ailes d'un moto-planeur sont vide. Les deux hélices ( 1 et 34) sont alignées avec le centre de gravité, si l'on regarde le moto-planeur de face (figure 5). Cela ce qui rend une stabilité du moto-planeur pendant le vol motorisé et facilite 35 le pilotage. L'invention présente également quelques inconvénient par rapport à un moto-planeur classique. Un moto-planeur avec l'invention est plus lourd car il a du matériel supplémentaire. Le repliage des ailes est plus difficile du fait de la courroie (6) (figure 3). Le profil de l'aile est déformée, car il y a la surface plane (32) et les logements des hélices (31) (figure 9). En résumé, voici la liste des avantages et des inconvénients de l'invention: Avantage: - protection totale des hélices lors de l'atterrissage - suppression de la traînée aérodynamique des hélices lors du vol plané - mécanisme principalement dans les ailes, or dans un moto-planeur les ailes sont vides - alignement par la vue de face (figure 5) des hélices avec le centre de gravité du moto-planeur, ce qui rend une stabilité du moto-planeur pendant le vol motorisé et facilite le pilotage Inconvénient: - alourdissement du moto-planeur car apport de matériel supplémentaire - aérofrein parasite lors de la fermeture des trappes (figure 8) - repliage des ailes plus difficile du fait des courroies (6) (figure 3) - déformation du profil de l'aile à l'emplacement des trappes (figure 9) REVENDICATION (J Moto-planeur caractérisé en ce que' les hélices sont montées de façon à pouvoir être escamotées dans les ailes pour le passage d'un vol motorisé à un vol plané, grâce à un dispositif composé de 5 clapets et trappes, actionné par des gaines et un servo, qui permet le rangement des hélices dans les ailes (figure 12 et 13). QMoto-planeur selon la revendication précédente caractérisé par le placement d'une hélice bipale (1 et 34) dans chacune des deux ailes du moto-planeur, les axes de rotation (2) des hélices sont intégrés dans les ailes et parallèle à l'axe de fuselage (figure 3 et 12). ile Moto-planeur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par l 'ensemble clapet (5) et trappe (8) qui forment un ensemble solidaire (figure 1 1). c2 Moto-planeur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par la présence d'un servo (12) dans le moto-planeur qui, après la sollicitation du pilote, va faire sortir les quatre gaines (9) des clapets (5) (figure 3). CC) Moto-planeur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par quatre élastiques (11), 20 qui ramènent les quatre trappes (8) en position fermée en effectuant une rotation de 180 degré suivant les rotules (4). (y Moto-planeur selon l'une des revendications précédentes caractérisé à ce que la fermeture des quatre trappes (8) frappent et forcent les hélices (1 et 34) à se rentrer dans les logements à hélices (31) (figure 7, 8 et 9). 25 Moto-planeur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par la fonction de loger complètement les deux hélices bipales dans les ailes de l'avion (figure 2, 13).