Brevet FR3067001A1 — publié le 20181207

- 1 - La présente invention concerne un rotor d'hélicoptère avec deux disques rotor coaxiaux étagés à pales contre rotatives. Un tel dispositif, utilisé très rarement sur les giravions de ce type, comprend deux mats rotor coaxiaux, l'un en rotation à l'intérieur de l'autre, chacun tournant en sens inverse avec leur disque rotor correspondant. Pour cela un dispositif d'accouplement complexe par engrenages est nécessaire dans leur boite de transmission commune. Il en est de même pour les modèles réduits de maquettes de ce type d'appareil. Pour remédier à cela, dans un souci de simplification technologique, la présente invention se caractérise d'abord par l'utilisation d'un mat rotor fixe assemblé sur le fond de boite de transmission de telle sorte que sur les roulements externes de celui-ci l'arbre du premier disque rotor (inférieur) soit seul mis en rotation par la force motrice (turbine par exemple), l'embout inférieur de cet arbre comprenant pour cela la denture directement en contact avec l'engrenage conique moteur. En dessous de ce premier disque rotor inférieur, et pour sa commande de pas, un premier plateau cyclique avec les biellettes, compas d'entraînement, et les trois servos sont prévus. Un deuxième arbre externe, pour la mise en rotation inverse du deuxième disque rotor, est aligné sur celui du premier disque rotor et tourne lui aussi sur les roulements de l'arbre fixe, lequel comprend deux engrenages coniques diamétralement opposés, en rotation libre autour d'un axe radial dans celui-ci, et en prise directe avec la denture radiale prévue à cet effet en bout de ces deux arbres de façon à assurer leur rotation inverse dès que l'arbre inférieur est animé par la force motrice. 3067001 - 2 - Ce deuxième disque rotor comprend lui aussi son propre plateau cyclique pour sa commande de pas avec les biellettes correspondantes et compas d'entraînement. Ces deux plateaux cycliques sont articulés chacun sur 5 leur rotule centrale assemblée glissante sur un guide tubulaire correspondant. Un tel dispositif où la rotation inverse des deux disques rotor doit générer l'équilibre de leur couple respectif se doit, à cet effet, en vol rectiligne, afficher les mêmes variations de pas cycliques et collectifs 10 sur les pales de ses deux disques rotor. Pour cela, et selon une deuxième caractéristique de ce dispositif, trois biellettes de liaison sont donc fixées et articulées chacune : - D'une part sur le plateau cyclique tournant du disque rotor inférieur avec son compas d'entraînement lié à 15 l'arbre de celui-ci, - Et d'autre part, sur le pourtour extérieur du plateau du disque rotor supérieur, ce plateau tournant dans le même sens grâce à son dispositif d'entraînement par clavette logée dans une rainure de sa rotule centrale solidaire 20 elle aussi de l'arbre du disque rotor inférieur. Ainsi les variations identiques de pas collectif et cyclique sur les deux disques rotor s'effectuent à l'aide des deux manches classiques : cyclique et collectif. Toutefois, le pilotage en lacet de l'aéronef nécessite une 25 commande supplémentaire avec palonnier et selon une troisième caractéristique ce dispositif comprend donc à cet effet : - Une servo commande logée à l'intérieur du mat rotor fixe et reliée à un plateau de commande coulissant dans la partie supérieure de celui-ci pour permettre la variation de pas collectif du disque rotor supérieur grâce à sa 30 liaison avec la rotule coulissante de ce dernier, d'une part. - Une couronne en élastomère, souple en cisaillement vertical, interposée et solidaire entre les deux plateaux constitutifs externes sur le disque rotor supérieur et 3067001 - 3 - sur lesquels sont liées les trois biellettes de liaison entre les deux plateaux cycliques cités plus haut, d'autre part. Ainsi, de la sorte, seules les variations de pas 5 collectif complémentaire, en plus ou en moins, peuvent être appliquées seules sur les pales du disque rotor supérieur pour lui augmenter au diminuer le couple de rotation et donc modifier la trajectoire en lacet de l'aéronef avec sollicitation simultanée du manche collectif et palonnier pour 10 garder la même portance. Les dessins annexés illustrent l'invention : - La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention. - La figure 2 représente le principe de base schématisé de 15 l'invention. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un arbre rotor (21) fixé sur le fond de la boite de transmission (2) solidaire du plancher mécanique (1) de l'appareil. Cet arbre fixe (21) comprend dans sa partie supérieure deux 20 engrenages coniques (18) en rotation libre suivant un axe radial et diamétralement opposés dans celui-ci, en prise directe avec la denture en bout des deux arbres (22) et (23) tournant par roulements interposés sur cet arbre fixe. De la sorte, l'arbre (22) animé en rotation par 25 l'engrenage (19) de la force motrice (24) induit la rotation inverse de l'arbre supérieur (23). Ces deux arbres (22) et (23) sont chacun équipé de leur disque rotor respectif, (12) pour l'un et (12') pour l'autre. Le disque rotor (12) est sollicité en variation 30 d'incidence par les trois servo-commandes (4) en liaison directe avec son plateau cyclique (5) et le carter de boite de transmission (2) d'une part, ses biellettes de pas (15) et son compas d'entraînement en rotation (9) lié à l'arbre (22) d'autre part. Ce plateau cyclique est oscillant en tout sens 35 grâce à son assemblage avec la queue d'une clavette dans la 3067001 - 4 - rainure de la rotule (8) coulissante sur son guide cylindrique (3) lié au carter (2). Le disque rotor (12') est sollicité en variation d'incidence par son plateau cyclique (6) et ses biellettes de 5 pas (14). La mise en rotation de son plateau tournant peut- être assuré par le compas (10) lié soit sur l'arbre (23), soit au plateau cyclique tournant (16) utilisé pour le plateau de commande (11), car lui-même lié par ses cannelures (11') à cet arbre (23). L'ensemble plateau cyclique (6) comprend un 10 plateau externe (6') oscillant en tout sens grâce à son assemblage avec la queue d'une clavette dans la rainure de la rotule (17) coulissante dans les cannelures de son guide (20) associé à l'arbre rotor (22) et donc, de ce fait, tournant dans le même sens que le plateau externe (5') puisque tous 15 deux liés à l'arbre (22) du disque rotor (12). Cette disposition permet donc la liaison de ces deux plateaux (5') et (6') par les trois biellettes (13) et d'obtenir ainsi les mêmes variations de pas cyclique et collectif à tout moment sur les deux disques rotor. 20 Pour le pilotage en lacet -de l'aéronef, une servo- commande (7) est installée dans l'arbre rotor fixe (21) de façon à faire coulisser le plateau de commande en forme d'araignée (11) sur ses cannelures (11') dans l'arbre (23) du disque rotor supérieur (12') afin de modifier sur lui seul le 25 pas collectif, en plus ou en moins, grâce à la souplesse en cisaillement de la couronne en élastomère (6") solidaire du plateau externe (6'), tout cela afin de différencier le couple des deux disques rotor (12) et (12') et donc obtenir les variations de cap désirées en vol. 30 Ce dispositif de rotor d'hélicoptère à pales contre rotatives est particulièrement indiqué pour la simplicité d'accouplement et entraînement de ses deux disques rotor à rotation inverse. 35 REVENDICATIONS1 - Dispositif de rotor d'hélicoptère à pales contre rotatives caractérisé en ce qu'il comporte un arbre rotor (21) fixé sur le fond de la boite de transmission (2) solidaire du plancher mécanique (1) de l'appareil. Cet arbre fixe (21) comprend dans sa partie supérieure deux engrenages coniques (18) en rotation libre suivant un axe radial et diamétralement opposés dans celui-ci, en prise directe avec la denture en bout des deux arbres (22) et (23) tournant par roulements interposés sur cet arbre fixe. De la sorte, l'arbre (22) animé en rotation par l'engrenage (19) de la force motrice (24) induit la rotation inverse de l'arbre supérieur (23). Ces deux arbres (22) et (23) sont chacun équipé de leur disque rotor respectif, (12) pour l'un et (12) pour l'autre. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le disque rotor (12) est sollicité en variation d'incidence par les trois servo-commandes (4) en liaison directe avec son plateau cyclique (5) et le carter de boite de transmission (2) d'une part, ses biellettes de pas (15) et son compas d'entraînement en rotation (9) lié à l'arbre (22) d'autre part. Ce plateau cyclique est oscillant en tout sens grâce à son assemblage avec la queue d'une clavette dans la rainure de la rotule (8) coulissante sur son guide cylindrique (3) lié au carter (2). 3 -Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le disque rotor (12') est sollicité en variation d'incidence par son plateau cyclique (6) et ses biellettes de pas (14). La mise en rotation de son plateau tournant peut être assurée par le compas (10) lié soit sur l'arbre (23), soit au plateau cyclique tournant (16) utilisé pour le plateau de commande (11), car lui-même lié par ses 3067001 -6- cannelures (11') à cet arbre (23). L'ensemble plateau cyclique (6) comprend un plateau externe (6') oscillant en tout sens grâce à son assemblage avec la queue d'une clavette dans la rainure de la rotule (17) coulissante dans les cannelures de son guide (20) associé à l'arbre rotor (22) et donc, de ce fait, tournant dans le même sens que le plateau externe (5') puisque tous deux liés à l'arbre (22) du disque rotor (12). 4 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé en ce que cette disposition permet donc la liaison de ces deux plateaux (5') et (6') par les trois biellettes (13) et d'obtenir ainsi les mêmes variations de pas cyclique et collectif à tout moment sur les deux disques rotor. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte pour le pilotage en lacet de l'aéronef, une servo-commande (7) installée dans l'arbre rotor fixe (21) de façon à faire coulisser le plateau de commande en forme d'araignée (11) sur les cannelures (11') dans l'arbre (23)du disque rotor supérieur (12') afin de modifier sur lui seul le pas collectif, en plus ou en moins, grâce à la souplesse en cisaillement de la couronne en élastomère (6") solidaire du plateau externe (6'), tout cela afin de différencier le couple des deux disques rotor (12) et (12') et donc obtenir les variations de cap désirées en vol.