Brevet FR2890936A1 — publié le 20070323

Procédé et dispositif de blocage en pas d'une pale repliable d'un rotor de giravion. La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de blocage en pas d'une pale repliable d'un rotor de giravion. Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication d'hélicoptères. La présente invention est plus particulièrement relative à un dispositif d'immobilisation - ou limitation du mouvement - d'un manchon de pale d'un rotor principal et de sustentation d'un giravion, qui est destiné à maintenir une orientation déterminée - sensiblement horizontale - de la pale selon son axe de pas au moins, afin de permettre et faciliter le pliage de la pale. Comme exposé notamment dans le brevet US 5322415, il est utile de plier les pales d'un rotor d'hélicoptère pour réduire l'encombrement de ce dernier. Le dispositif de blocage décrit dans ce document comporte un cavalier solidaire du moyeu du rotor par l'intermédiaire des pattes de fixation d'un amortisseur, qui est installé à demeure; le dispositif comporte en outre un second cavalier qui est solidarisé temporairement au premier cavalier ainsi qu'au levier de pas de la pale à immobiliser, par trois goupilles; l'inconvénient de ce système est que le cavalier à demeure alourdit de façon relativement importante le moyeu et le rotor. Il a également été décrit dans le brevet FR 2750948 un dispositif de blocage en pas dans lequel le blocage est obtenu par engagement mutuel d'un doigt et d'une fourchette, l'un de ces éléments étant solidaire du moyeu et l'autre élément étant solidaire d'une pale; ce système comporte des actionneurs de verrouillage/déverrouillage et est complexe. Les brevets FR 2754779 et FR 2765550 décrivent d'autres systèmes de blocage de pales repliables: le premier document décrit un dispositif comportant plusieurs bielles de blocage pour immobiliser un plateau tournant entraînant les bielles de commande de pas, par rapport au moyeu; à cet effet, l'extrémité supérieure à rotule de chaque bielle de blocage est fixée à un flasque d'une pièce reliant un amortisseur de traînée au moyeu; le second document décrit un dispositif comportant des bielles de blocage pour immobiliser le plateau non tournant du système de commande de pas. Ces systèmes sont relativement complexes à utiliser. Un objectif de l'invention est de proposer un système simplifié de limitation des variations de pas des pales pour faciliter leur repliage. Un objectif de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif de blocage en pas (au moins) des manchons de pales d'un rotor de giravion, qui soient améliorés ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des systèmes connus de blocage en pas. L'invention s'applique à un rotor de giravion à pales articulées repliables, le rotor comportant un moyeu, chaque pale étant reliée au moyeu par un manchon, chaque manchon étant articulé selon un axe de pas par rapport au moyeu, le rotor comportant un amortisseur de traînée associé à chaque pale, chaque amortisseur étant articulé au moyeu d'une part et au manchon correspondant d'autre part, le rotor comportant un système de commande du pas des pales par l'intermédiaire d'un levier de pas respectivement solidaire de chaque manchon. L'invention utilise un outillage qui est temporairement solidarisé au moyeu du rotor pour immobiliser en pas une pale du rotor; conformément à un aspect de l'invention, les moyens intégrés - ou solidarisés à demeure au moyeu, qui permettent de solidariser l'outillage au moyeu, consistent essentiellement en deux butées: une première butée présentant une portée (ou surface d'appui) épousant une forme de révolution selon un axe de révolution, et une seconde butée conçue pour agir axialement selon ledit axe de révolution, qui est de préférence située à proximité immédiate de la première butée. L'invention permet de minimiser la masse des moyens de blocage installés à demeure sur le rotor. La surface de révolution de la première butée peut notamment présenter une forme de paraboloïde, d'hyperboloïde, de cône, ou de sphère, auxquels cas cette surface peut également former la seconde butée; cependant cette surface est de préférence cylindrique et de section circulaire, et distincte de la seconde butée. La surface de révolution de la première butée peut être formée à l'intérieur d'une pièce femelle , mais elle est de préférence formée sur la partie externe d'une pièce mâle . De préférence, la première butée est solidaire du système de liaison articulée entre un amortisseur de traînée et le moyeu; lorsque cette liaison articulée comporte une chape recevant un arbre, comme décrit dans les brevets FR 2733961 et US 5636970 par exemple, la première butée est de préférence solidaire de cet arbre. Selon un mode préféré de réalisation, cette première butée est formée par une surface extérieure d'une bague traversée par cet arbre ou 20 intégrée à celui-ci. La surface de la seconde butée peut être plane et perpendiculaire à l'axe de révolution de la première butée. Selon un mode préféré de réalisation, cette surface épouse la forme d'un demi tore, notamment lorsqu'elle se présente sous forme d'une gorge annulaire formée dans une bague cylindrique dont la surface externe forme la première butée; ceci facilite notamment l'immobilisation de l'outillage contre ces butées, par insertion d'un pion cylindrique dans une partie de cette gorge. 2890936 4 L'outillage présente une première face d'appui complémentaire de la première butée, ainsi qu'une seconde face d'appui complémentaire de la seconde butée. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'outillage comporte des bielles de blocage du plateau tournant du système de commande de pas des pales du rotor; l'extrémité supérieure de chaque bielle de blocage comporte ladite première face d'appui qui est par exemple formée sous forme d'un alésage prévu pour être introduit avec un faible jeu autour de la bague portant la première butée cylindrique. Dans ce cas notamment, l'outillage comporte de préférence ledit pion coopérant avec la seconde butée sous forme de gorge annulaire (demi toroïdale), pour immobiliser la bielle de blocage par rapport au moyeu, en translation selon l'axe commun de l'alésage de la tête de bielle et de la première butée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'outillage comporte une coque de blocage présentant une dépression telle qu'une fourchette (respectivement une saillie telle qu'un doigt) prévue pour recevoir (respectivement être reçue dans) une saillie (respectivement une dépression) de forme complémentaire qui est solidaire du levier de pas fixé au pied - ou manchon - de pale. La coque présente un alésage (similaire à celui défini ci avant pour la bielle de blocage) conçu pour coopérer avec la première butée. La coque présente de préférence en outre une troisième face d'appui prévue pour coopérer avec une troisième butée solidaire du moyeu, pour immobiliser la coque en rotation selon l'axe de révolution de la première butée (et de l'alésage). L'outillage comporte de préférence en outre une vis (et le cas échéant un écrou) dont la tête permet de plaquer la seconde face d'appui (généralement plane) de la coque contre la seconde butée intégrée au moyeu; cette vis est de préférence engagée dans un orifice taraudé prévu dans le moyeu, en particulier dans l'arbre de la liaison articulée de l'amortisseur de traînée au moyeu. En variante, l'immobilisation de la coque en translation selon l'axe de révolution de la première butée, peut être réalisée par un pion engagé dans une gorge annulaire de la bague incorporant la première butée. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de blocage en pas d'un manchon d'une pale d'un rotor de giravion dans lequel: - on pré-cale en pas l'ensemble des manchons par l'intermédiaire des commandes de vol (avec assistance hydraulique) ; - on solidarise temporairement au moyeu l'outillage de blocage en pas, en utilisant les butées prévues à cet effet, puis on supprime l'assistance hydraulique. Dans le cas où l'outillage comporte des bielles de blocage du plateau cyclique tournant par rapport au moyeu: - on place la rotule équipant le pied d'une bielle de blocage sur une vis du plateau cyclique; - on bloque cette rotule avec une goupille; - on place la chape de fixation équipant la tête de la bielle de blocage sur la bague portant les butées; - on insert un pion d'immobilisation de la tête de bielle par rapport à la bague, que l'on fixe avec une goupille; puis - on arrête l'assistance hydraulique des commandes de vol. Le blocage du plateau cyclique ainsi obtenu évite tous mouvements 25 en pas des manchons lors de la manoeuvre de repliage des pales, sans assistance hydraulique des commandes de vol. 2890936 6 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés et qui illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un moyeu de rotor de sustentation d'un hélicoptère illustrant un arbre d'articulation d'un amortisseur de traînée associé à une première pale du rotor, ainsi que le levier de pas et l'extrémité supérieure d'une bielle de commande de pas d'une seconde pale du rotor qui est adjacente à la première pale. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'articulation de l'amortisseur de traînée de la figure 1, dont l'arbre porte une bague cylindrique incorporant les première et deuxième butées selon un mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue en perspective d'une bielle de blocage utilisée pour bloquer en pas une pale repliable d'un rotor d'hélicoptère comme illustré figures 4 et 5; la figure 4 est une vue en perspective partielle illustrant la fixation de la bielle de blocage de la figure 3, entre l'extrémité de l'arbre d'articulation de l'amortisseur de traînée et le plateau cyclique tournant du système de commande de pas des pales; la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 2, qui illustre plus en détail la fixation de la tête de la bielle de blocage sur l'extrémité de l'arbre d'articulation équipé de la bague incorporant les deux portées. La figure 6 est une vue en perspective partielle d'un moyeu de rotor d'hélicoptère illustrant particulièrement l'articulation d'un amortisseur de traînée ainsi qu'un levier de pas qui comporte une saillie conçue pour coopérer avec un outillage rapporté sur l'articulation pour bloquer en pas la pale équipée du levier de pas, comme illustré figures 7 et 8; la figure 7 est une vue en coupe similaire aux figures 2 et 5, qui montre la fixation temporaire d'un outillage prenant appui sur les butées solidaires de l'articulation, tandis que la figure 8 illustre en perspective l'engagement mutuel de cette saillie et d'une dépression prévue dans l'outillage. Par référence à la figure 1 particulièrement, le moyeu 10 du rotor d'hélicoptère comporte une structure 12 en forme générale d'anneau s'étendant autour d'un axe 11 qui correspond à l'axe de rotation du rotor. Un manchon (non représenté) sert à solidariser au moyeu une première pale s'étendant sensiblement radialement, par référence à l'axe 11, selon un axe 15; le manchon est solidarisé au moyeu par une butée sphérique lamifiée (repère 17) autorisant un débattement de la pale par rapport au moyeu, selon un axe de traînée sensiblement parallèle à l'axe 11, selon un axe de pas sensiblement confondu avec l'axe 15 et selon un axe de battement sensiblement perpendiculaire aux axes 11 et 15. Le manchon (ou le pied de pale) est solidaire d'une structure 16 saillante latéralement, dénommée levier de pas, à l'extrémité de laquelle est articulée, selon un axe 19, une chape 20 équipant l'extrémité supérieure d'une bielle 21 de commande de pas. Une seconde pale (non représentée) est articulée au moyeu de la même façon que décrit précédemment pour la première pale; chacune de ces pales est solidaire d'un amortisseur de traînée reliant le manchon de la pale au moyeu; seul l'amortisseur 14 de la seconde pale est visible figures 1, 6 et 8 notamment: l'amortisseur 14 s'étend sensiblement radialement, par référence à l'axe 11, selon un axe 13. Par référence à la figure 2 notamment, l'articulation de l'amortisseur au moyeu selon l'axe 18 qui s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe 11, se fait par l'intermédiaire d'une bride 22 solidaire de l'amortisseur, d'une chape comportant deux pattes 23, 24 solidaires du moyeu, d'un arbre fixe 25 ou palier solidaire de cette chape, et d'une rotule 26 montée sur l'arbre 25 et reliant celui-ci à la bride 22. L'arbre 25 traverse deux bagues 27, 28 respectivement emmanchées dans deux alésages coaxiaux 29, 30 respectivement formés dans les parois 23, 24 de la chape (voir figures 2, 5 et 7 en particulier). 2890936 8 L'arbre 25 présente une partie centrale lisse recevant la rotule 26, ainsi qu'une tête 31 saillante. Une bague 32 est montée sur l'arbre 25, pincée entre la face externe 33 de la patte 24 et la face d'appui 34 de la tête 31 de la vis dont le corps forme l'arbre 25. La bague 32 présente deux portions 35 et 36 de surface externe de forme cylindrique, d'axe 18 commun avec l'arbre 25, et de diamètre 37 supérieur à celui de la tête 31 de vis. Les deux portions de surface externe 35, 36 sont séparées par une gorge annulaire 38, de section demi-circulaire, délimitée par une surface 39 en forme de demi tore d'axe 18. Comme illustré figures 3 à 5, les surfaces 35 et 36 servent de portée cylindrique pour une face d'appui formée par la face interne d'un alésage 41, d'axe 42, qui traverse l'extrémité supérieure 43 d'une bielle 44 de blocage. Par référence aux figures 3 et 5, la bielle 44 comporte une rotule 45 à son extrémité inférieure, et un corps 66 de longueur réglable reliant les extrémités 43 et 45 de la bielle. L'outillage de blocage temporaire en pas d'une pale comporte en outre un pion 46 cylindrique conçu pour être engagé dans un canal 47 percé dans la tête 43 de bielle 44; ce canal débouche tangentiellement, par référence à l'axe 42 de l'alésage 41, dans cet alésage. Le diamètre du pion 46 et la position du canal 47 sont prévus pour que le pion 46 s'engage à faible jeu dans la gorge 38 prévue dans la bague 32, lorsque la tête 43 a été emmanchée autour de la bague, de façon à immobiliser- en translation selon l'axe 18, 42 - la tête 43 de bielle 44 par rapport à l'arbre 25, et pour immobiliser ainsi la tête de la bielle de blocage par rapport au moyeu du rotor. Dans la position de blocage illustrée figure 4, la rotule 45 équipant le pied de la bielle 44 est engagée autour de l'extrémité d'un arbre 48 solidaire du plateau cyclique tournant 49 par l'intermédiaire d'une chape 50; l'arbre 48 sert également à la fixation de la bielle 21 de commande de pas au plateau 49. Pour bloquer en position le plateau cyclique 49 - et le pas des pales par l'intermédiaire de leur bielle 21 respective -, on procède de la façon suivante: - on solidarise d'abord la rotule 45 de la bielle 44 à l'extrémité de 10 l'arbre 48 d'articulation de la bielle 21 au plateau 49; - on engage la tête 43 de bielle 44 autour de la bague 32; - on insert ensuite le pion 46 dans la gorge 38 de la bague 32, et on immobilise de préférence ce pion par une goupille (repère 67, figure 3). On arrête ensuite l'assistance hydraulique des commandes de vol de l'hélicoptère. Ce système peut être temporairement fixé au rotor de façon simple, et peut être désolidarisé du rotor en vue du déploiement des pales, sans risquer de détériorer les pièces du rotor; la masse ajoutée à demeure, qui correspond sensiblement à la masse de la bague 32, est très faible. Dans le mode de réalisation illustré figures 6 à 8, un orifice taraudé 51 est percé dans la tête 31 de la vis 25, selon l'axe 18. L'outillage de blocage en pas d'une pale comporte une pièce 52 en forme de coque présentant un alésage principal 53 prolongé par un alésage secondaire 54 débouchant sur une face 55 de la pièce 52; les alésages 53 et 54 sont cylindriques et coaxiaux, d'axe 56. Sur sa face 57 opposée à la face 55 et sur laquelle débouche l'alésage 53, une saillie 58 présente une face d'appui 59 prévue pour coopérer avec une face 60 (figure 6) de la patte 24 de chape formant une butée en rotation. L'outillage comporte en outre une vis 61 vissée dans le trou taraudé 51, traversant l'alésage 54 de la pièce 52, ainsi qu'un écrou 62; l'écrou 62 est vissé sur la vis 61 pour appuyer sur la face 55 de la pièce 52 et mettre la face d'appui 57 de la pièce 52 au contact de la face externe (repère 33, figure 2) de la patte 24, ou bien pour mettre le fond 63 de l'alésage 53 au contact de la face 70 de la tête 31 de la vis 25, pour bloquer la pièce 52 en translation selon l'axe 18 par rapport au moyeu; ainsi, dans ce mode de réalisation, la gorge 38 de la bague 32 peut être supprimée, la seconde butée étant formée par la face 33 de la patte 24 ou bien par la face avant 70 de l'arbre 25. Le blocage en rotation de la pièce 52 par rapport au moyeu permet de positionner angulairement une cavité 64 prévue sur la face externe de la pièce 52, en regard d'une saillie 65 (figures 6 et 8) de forme complémentaire prévue à l'extrémité du levier de pas 16, de sorte que cette saillie 65 peut être engagée dans la cavité 64 pour bloquer en pas la pale correspondante. Dans les différents modes de réalisation de l'invention, les butées 35, 36, 39 solidaires du moyeu peuvent être formées sur (intégrées à) la tête 31 de l'arbre/vis 25 plutôt que sur une bague (telle que 32) séparée de l'arbre 25. Ces butées assurent, dans les différents modes de réalisation, le centrage ou positionnement de l'outillage de blocage, ainsi que son maintien en position de fonctionnement. La bague 32 ou les pièces incorporant ces butées qui coopèrent avec les faces complémentaires d'appui intégrées aux pièces de l'outillage, supporte(nt) les efforts verticaux transmis par le manchon, le levier de pas ou les bielles de pas et de blocage, lors du repliage ou du dépliage d'une pale. REVENDICATIONS 1. Rotor de giravion à pales articulées repliables, le rotor comportant un moyeu (10), chaque pale étant reliée au moyeu par un manchon, chaque manchon étant articulé selon un axe (15) de pas par rapport au moyeu, le rotor comportant un amortisseur (14) de traînée associé à chaque pale, chaque amortisseur étant articulé au moyeu d'une part et au manchon correspondant d'autre part, le rotor comportant un système de commande du pas des pales par l'intermédiaire d'un levier (16) de pas respectivement solidaire de chaque manchon, le rotor étant caractérisé en ce qu'il comporte deux butées prévues pour coopérer avec un outillage de blocage du pas des pales, une première butée présentant une portée (35, 36) épousant une forme de révolution selon un axe (18) de révolution, et une seconde butée (33, 39, 70) conçue pour agir axialement selon ledit axe de révolution. 2. Rotor selon la revendication 1 dans lequel la première butée présente une forme de portion de paraboloïde, d'hyperboloïde, de cône ou de sphère, et forme une partie au moins de la seconde butée. 3. Rotor selon la revendication 1 dans lequel la première butée est cylindrique et de section circulaire, et distincte de la seconde butée. 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la surface de révolution de la première butée est formée sur la partie externe d'une pièce male . 5. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la première butée est solidaire du système de liaison articulée entre un amortisseur de traînée et le moyeu. 6. Rotor selon la revendication 5 dans lequel la liaison articulée comporte une chape (23, 24) recevant un arbre (25), et dans lequel la première butée est formée par une surface extérieure d'une bague (32) traversée par cet arbre ou intégrée à celui-ci 7. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la surface de la seconde butée est plane et perpendiculaire à l'axe de révolution de la première butée. 8. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la surface de la seconde butée épouse la forme d'un demi tore, et se présente sous forme d'une gorge (38) annulaire formée dans une bague (32) cylindrique dont la surface externe forme la première butée. 9. Outillage de blocage en pas des pales d'un rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, qui présente une première face d'appui (41, 53) complémentaire de la première butée, ainsi qu'une seconde face d'appui (46, 57, 63) complémentaire de la seconde butée. 10. Outillage selon la revendication 9 qui comporte des bielles (44) de blocage du plateau (49) tournant du système de commande de pas des pales du rotor, l'extrémité supérieure (43) de chaque bielle de blocage comportant ladite première face d'appui qui est formée par un alésage (41) prévu pour être introduit avec un faible jeu autour d'une bague (32) portant la première butée cylindrique. 11. Outillage selon la revendication 10 qui comporte une goupille ou pion (46) coopérant avec la seconde butée sous forme de gorge annulaire (demi toroïdale), pour immobiliser la bielle de blocage par rapport au moyeu, en translation selon l'axe (18, 42) commun de l'alésage de la tête de bielle et de la première butée. 12. Outillage selon la revendication 9 qui comporte une coque (52) de blocage présentant une dépression (64) telle qu'une fourchette (respectivement une saillie telle qu'un doigt) prévue pour recevoir (respectivement être reçue dans) une saillie (65) (respectivement une dépression) de forme complémentaire, qui est solidaire du levier de pale. 13. Outillage selon la revendication 12 dans lequel la coque présente un alésage (53) conçu pour coopérer avec la première butée et présente en outre une troisième face (59) d'appui prévue pour coopérer avec une troisième butée (60) solidaire du moyeu, pour immobiliser la coque en rotation selon l'axe (18) de révolution de la première butée. 14. Outillage selon la revendication 12 ou 13 qui comporte en outre une vis (61), et le cas échéant un écrou (62), dont la tête permet de plaquer la seconde face d'appui (57, 63) généralement plane de la coque, contre la seconde butée (33, 70) solidaire du moyeu, cette vis étant de préférence engagée dans un orifice (51) taraudé prévu dans le moyeu, en particulier dans l'arbre de la liaison articulée de l'amortisseur de traînée au moyeu. 15. Procédé de blocage en pas d'un manchon d'une pale d'un rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel: - on cale en pas l'ensemble des manchons par l'intermédiaire de commandes de vol à assistance hydraulique; - on solidarise temporairement au moyeu un outillage selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, en utilisant les butées prévues à cet effet, puis on supprime l'assistance hydraulique.