Hélice pour appareils volants du type hélicoptère à direction, propulsion et stabilisation par inclinaison dans tous les sens. On peut considérer comme ïo, solution la plus simple du problème général de la direc tion, propulsion et stabilisation des machines volantes du genre hélicoptère l'emploi d'un système de deux hélices, tournant en sens inverses et que l'on puisse incliner par rap port â la verticale dans tous les sens.
Cependant, le problème étant ainsi résolu théoriquement, il n'est pas facile de lui don ner une solution pratique par suite de toutes les complications qu'entraîne la réalisation de l'inclinaison de l'appareil.
L'hélice, qui fait l'objet du présent brevet, résout précisément d'une manière générale toutes ces difficultés par l'excentrement de sa poussée.
L'excentrement de la poussée est obtenu en faisant varier en sens contraire la poussée des pales dans des régions opposées de l'aire de l'hélice. Cette variation de poussée peut d'ailleurs se localiser dans une région de chaque pale, c'est-à-dire être produite par gauchissement de celles-ci. Elle peut, au con traire, s'étendre â toute la pale, ou bien sa commande peut encore agir indépendamment ou simultanément sur la pale et sur un aileron.
Etant donné l'analogie des effets de ces diverses manoeuvres, il suffira dans ce qui suit de limiter l'exposition au cas où la varia tion d'incidence est localisée dans une région de la pale.
Les problèmes de direction et de propul sion se confondent, la direction étant l'amor çage de la propulsion. On peut donc les. énoncer dans leur ensemble de la manière suivante: Etant donné un appareil immobile en l'air, lui communiquer une certaine vitesse dans une direction quelconque d'un azimuth dé terminé La fig. 7 des dessins ci-joints représente schématiquement en plan une hélice d'un appareil immobile dans l'air. Ses pales sont numérotées 1, 2, 3, 4, 5, 6. Dans la seconde hélice, les phénomènes étudiés seront iden tiques. Supposons qu'à un instant donné le pilote veuille se diriger dans une direction déter minée de l'azimuth A.
La poussée totale E donnée par l'hélice peut être considérée comme la résultante de la poussée Ea four nie par les pales de la région hachurée mar quée<I>a,</I> et de la poussée Eb fournie par les pales de l'autre région hachurée marquée b. D'autre part, Ea et Eb sont considérés comme valeurs moyennes, fixes et constantes.
Si, maintenant, chaque pale prend un mouvement tel qu'à partir de la position a son angle d'attaque aille en croissant jusqu'à la position (3 pour ensuite décroître de @ jus qu'à r et g puis croître de nouveau de g à<I>a</I> etc., les points ,P et g de l'azimuth A cor respondant respectivement au maximum et au minimum de l'incidence de la pale,
une telle manoeuvre aura pour effet d'augmenter la poussée Eb et.de diminuer Ea. La pous sée totale<I>E=</I> Ea + Eb n'aura donc plus comme ligne d'action l'axe de l'appareil, mais bien une ligne parallèle, excentrée, que nous désignons par E' (fig. 9). Dès lors, l'appareil aura une tendance à s'incliner dans l'azimuthA.
On voit donc comment peut s'obtenir l'inclinaison de l'appareil, inclinaison dont la conséquence immédiate est l'apparition d'une composante horizontale $ qui produira un déplacement horizontal. Le problème est entièrement résolu, car nous pouvons nous déplacer dans toutes les directions de l'azi- muth A. En effet 1 Si la composante verticale est égale au poids de l'appareil, nous obtenons une marche horizontale; 2 Si la composante verticale est plus grande que le poids de l'appareil, nous ob tenons une marche inclinée ascendante.
3 Si la composante verticale est plus petite que le poids de l'appareil, nous obtenons une marche inclinée descendante; Le problème de la stabilité peut s'énon cer ainsi Par suite d'une perturbation atmosphérique quelconque, l'appareil primitivement vertical, s'est incliné. Le ramener à sa position nor male. La fig. 8 représente en OX l'axe de l'ap pareil qui n'est plus dirigé suivant la verti cale OY. En général comme la poussée de l'hélice est dirigée suivant l'axe OX de celle-ci qui passe par le centre de gravité G de l'appareil, aucune force n'apparaît, qui tende à le redresser.
Nous avons déjà expliqué que le gau chissement permet d'excentrer le point d'ap plication de la poussée. Il est donc possible pour obtenir l'effet correctif indispensable, d'effectuer la manoeuvre de gauchissement augmentant les angles dans la région a et les diminuer en b (fig. 7). Dès lors, la ligne d'action E devient E' et il apparaît un couple stabilisateur de grandeur<I>E X D</I> qui redresse l'appareil.
Comme cette manoeuvre peut s'effectuer en prenant n'importe quel azimuth, on obtient par ce procédé une stabilité commandée dans tous les sens.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente la disposition générale schématique d'un tel appareil. Il se compose de deux hélices 1 et 2 tournant en sens in verses autour d'un axe commun constitué par le tube vertical 3. Les moyeux de ces deux hélices sont réunis au moyen d'engrenages coniques 4 et le moyeu 5 de l'hélice in férieure recoit directement son mouvement du moteur 6, placé dans la nacelle 7 qui est unie rigidement au tube 3. Cette description sommaire fait comprendre immédiatement que pour obtenir la propulsion, ou bien conserver la stabilité de l'ensemble, il faudra incliner tout l'appareil, y compris les hélices.
1 En ce qui concerna le mécanisme qui commande la variation de la poussée, il com prend des organes qui agissent directement sur l'air et permettent de faire varier l'angle d'attaque, ou la poussée, dans une zone limitée de la pale. Le prototype de ces organes est un aileron, orientable, découpé dans la surface même de la pale. La fig. 2 indique qu'un tel dispositif se compose essen- bellement de l'aileron 1 mobile autour de l'axe 2.
La fig. 3 fera immédiatement comprendre que tout mouvement de rotation de cet aileron, depuis la position A à la position At, a pour effet de changer l'angle d'attaque dans la partie de la pale munie d'un tel dispositif.
20 Le mécanisme de commande qui permet d'obtenir la rotation de cet aileron autour de son axe est indiqué aux fig. 4, 5 et 6.
La fig. 4 représente une section verticale et la fig. 5 une vue en plan d'une hélice à plusieurs pales. Enfin, la fig. 6 est une coupe verticale à petite échelle pour faire com prendre la combinaison des différents organes représentés aux fig. 4 et 5 avec les pales de l'hélice, une seule pale d'hélices a été re présentée, car le dispositif est identique pour toutes les pales munies de ce mécanisme.
Le gauchissement des pales est commandé pendant le fonctionnement de l'hélice au moyen d'une tringle centrale 1 mue par le pilote et mobile dans tous les sens autour d'une rotule à billes 2 fixée au tube central 3. Ce tube central 3 constitue l'axe de rotation de l'hélice dont le moyeu est monté sur les roulements à billes 4 et 5.
La tringle 1 porte en 6 une rotule dont la partie intérieure fait corps avec elle et dont la pièce extérieure est munie de bras 7 qui traversent le tube central 3 et supportent l'anneau 8. Cet anneau constitue avec l'an neau 9 un roulement à billes.
En face de chaque pale, le cercle ex térieur 9 du roulement présente la forme d'une fourche dont les deux branches sont percées de trous cylindriques et de même axe 10 et 11. Dans ces cylindres peut cou lisser librement une tige 12 à laquelle est fixé rigidement le tube 13 muni à l'extérieur de nervures rectilignes et parallèles à son axe et fileté à l'intérieur d'une vis à pas très long. ' Les nervures extérieures dont on vient de faire mention s'emboîtent dans des rai nures correspondantes du support 14 formant partie du carter 15: Elles ont pour but tout en permettant à la pièce 13 de coulisser librement suivant son axe, de lui interdire tout mouvement de rotation sur elle-même.
Dans la vis intérieure de la pièce 13 est engagée une autre vis 16 constituant l'ex trémité d'un tube 17. Ce tube constitue l'axe de commande de l'aileron de gauchissement auquel il est fixé après son passage à l'in térieur du tube 18, longeron de la pale, dans lequel il peut tourner librement.
Le mécanisme se compose donc d'une partie qui ne participe pas au mouvement de rotation des pales, partie constituée par les pièces 1, 6, 7 et 8 et d'une autre partie qui tourne avec elles et dont les pièces sont numérotées de 9 à 18.
Si le pilote incline dans une direction quelconque la tringle 1, le roulement à billes, constitué par les pièces 8 et 9, sera décentré par rapport à l'axe de l'appareil. Son plan se maintiendra cependant horizontal grâce à la rotule 6. Une semblable manoeuvre aura donc pour résultat d'obliger les pièces 13 à prendre relativement aux pièces 14 un mouve ment périodique qui les rapproche ou les éloigne alternativement du centre de l'hélice. En môme temps, la pièce 12 devra égale ment prendre un mouvement alternatif selon son axe en coulissant dans les cylindres 10 et 11 qui lui servent de guide.
Le mouvement relatif alternatif de la pièce 13 se transforme, grâce à la vis 16 qui ne peut se mouvoir suivant son axe, en un mouvement périodique de rotation autour de cet axe, mouvement qui se transmet à l'aileron à travers les pales par l'intermédiaire de l'axe 17.
On pourrait obtenir par un mécanisme analogue une commande de nature à faire varier l'incidence de toute la pale.