FR2564419A1 - Carene flexible aerodynamique pour aerodyne a voilure tournante - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN AERODYNE A VOILURE TOURNANTE COMPORTANT UN CONNECTEUR DE ROTOR FLEXIBLE 10 COMPRENANT AU MOINS UNE POUTRE FLEXIBLE 20, UNE BIELLE DE COMMANDE DE PAS 30 ET DES MOYENS POUR APPLIQUER UN COUPLE A LA BIELLE DE COMMANDE DE PAS, AFIN DE MODIFIER LE PAS DES PALES DU ROTOR. CET AERODYNE EST CARACTERISE EN CE QUE LE CONNECTEUR DE ROTOR 10 EST ENFERME A L'INTERIEUR D'UNE CARENE AERODYNAMIQUE ET FLEXIBLE 1 EN MOUSSE.
Description
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La présente invention concerne des structures aéro-
dynamiques et plus particulièrement des carènes.
Un développement récent dans la conception des mo-
yeux de rotor pour aérodyne à voilure tournante a consisté à utiliser un connecteur de rotor à la place du tube de tor- sion. Habituellement le connecteur de rotor contient un ou plusieurs organes structuraux, une bielle de commande de pas et un ensemble formant tige poussoir. L'extrémité interne de
cet ensemble est fixé au moyeu de rotor principal par l'in-
termédiaire d'un palier sphérique monté de manière à déter-
miner le centre de la rotation du pas et à réagir en cisail-
lement à la charge exercée sur la tige poussoir, tandis que la partie externe de cet ensemble est fixée à la pale du rotor. Grâce à l'actionnement de la tige poussoir et de la bielle de commande de pas il est possible de modifier le pas
de la pale du rotor afin de l'adapter à un mode de vol par-
ticulier. Ceci peut être réalisé en appliquant un couple à la partie interne de la bielle de commande de pas, par l'intermédiaire de la tige poussoir, en faisant tourner ou en tordant la bielle de commande de pas de telle façon
qu'elle modifie le pas de la pale du rotor reliée à l'ex-
trémité externe de la bielle de commande de pas.
Les connecteurs de rotor de ce type ont une longueur d'environ 0,9 à 1,5 m et puisqu'ils n'ont pas un profil aérodynamique, ils créent une tralnée aérodynamique en cours d'utilisation. En outre s'ils ne sont pas recouverts, ils sont soumis à des attaques de la part d'objet étrangers et à une érosion par les éléments. Dans le passé, lorsqu'une
structure n'était pas aérodynamique, une carène aérodynami-
que rigide était utilisée à la fois pour protéger la struc-
ture et pour lui donner une forme aérodynamique, en produi-
sant ainsi une portance additionnelle. Cependant une telle
structure rigide n'était pas capable d'encaisser les mouve-
ments de flexion et de torsion résultant de l'emploi de ces nouveaux connecteurs de rotors. Par conséquent il était nécessaire de trouver dans cette technique une carène souple
et flexible qui soit capable de conserver sa forme aérodyna-
mique en vol et qui ne perde pas son intégrité structurel-
le lorsqu'elle est soumise aux forces de torsion résultant
des modifications du pas des pales.
La présente invention concerne une carène flexible utilisable pour constituer une forme aérodynamique autour des connecteurs de rotor. De telles carènes peuvent être formées en mousse d'uréthane flexible qui conserve sa forme
lorsqu'elle est soumise à des charges centrifuges et aérody-
namiques. La carène en mousse d'uréthane n'entraîne pas un accroissement appréciable de rigidité lors de la flexion ou de la torsion des poutres flexibles lorsque le pas de la
pale est modifié. En outre la carène peut comporter un revê-
tement flexible en uréthane pour protéger la carène en mous-
se d'uréthane à l'égard de l'abrasion, de l'absorption d'hu-
midité et de tout autre contamination.
On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui est une vue en perspective d'une carène
flexible suivant l'invention utilisée sur un hélicoptère.
La mousse qui peut être utilisée pour la mise en oeuvre de la présente invention peut être n'importe quelle mousse d'uréthane flexible qui soit capable d'être façonnée avec une forme aérodynamique et qui conserve sensiblement sa forme quand elle est soumise à l'action des forces produites en vol et lors des changements de pas des pales. La mousse doit avoir une bonne résistance à l'égard de l'humidité et elle doit être suffisamment souple pour permettre à son extrémité externe de tourner, lors d'un changement de pas pouvant aller jusqu'à 30 degrés autour de l'axe normal,
sans se craqueler ou sans contribuer d'une manière apprécia-
ble à la raideur en torsion du connecteur de rotor. Un accroissement notable de la raideur peut se traduire par l'application de charges plus élevées sur la tige ou la commande du pas lesquelles pourraient mener à des qualités de conduite indésirable de l'aérodyne. En outre une telle raideur accrue peut exiger l'emploi de composants plus lourds et plus résistants par suite des contraintes plus
élevées apparaissant dans un produit moins désirable.
La mousse de polyuréthane particulière qui est utilisée dépend des contraintes et des raideurs en torsion
particulières qui sont désirées pour un aérodyne particu-
lier. Il est clair qu'un connecteur de rotor plus important qui exige des organes structuraux plus grands ayant, d'une
manière inhérente, une raideur en torsion plus élevée pour-
rait s'accomoder d'une carène en polyuréthane moins souple.
Des mousses de polyuréthane typiques qui peuvent être uti-
lisées pour la mise en oeuvre de l'invention, sont disponi-
bles avec plusieurs densités, par exemple 0,048 g/cm3, 0,096 g/cm3, 0,16 g/cm3 etc. Ces mousses sont typiquement des systèmes à deux composants A et B dans lesquels la partie A est le matériau de base en uréthane et la partie B est le catalyseur. La mousse particulière sélectionnée ne doit pas non plus se détériorer (en se craquelant, en s'effritant, en devenant fragile etc) lorsqu'elle opère à des températures allant d'environ -47,8 degrés C à environ 65,5 degrés C. Ces mousses sont typiquement des mousses à cellules
fermées et elles sont caractérisées par des valeurs de com-
pression- déflexion. On pense que n'importe quel système de -mousse d'uréthane qui, lorsqu'il est traité se traduit par un module de compression de la mousse allant d'environ
345x103 Pa à environ 1206x103 Pa donne une carbne accepta-
ble. Cependant il convient de noter que le système de rotor particulier détermine les exigences particulières en ce qui
concerne la mousse.
On peut utiliser, pour former la carène, n'importe quelle technique conventionnelle, par exemple le moulage par injection directement sur la superstructure du connecteur de rotor ou bien encore le formage de la carène en deux ou plusieurs sections et l'emboîtage de ces sections sur le
connecteur de rotor. Il convient de noter que dans la tech-
nique de moulage par injection il peut être judicieux de protéger la zone comprise entre la bielle de commande de pas et la poutre flexible à l'égard de l'invasion par la
mousse qui pourrait augmenter la raideur apparente en tor-
sion du connecteur de rotor. Cependant la mousse peut être
autorisée à entourer la bielle de commande de pas à condi-
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tion qu'elle n'adhère pas à cette bielle et qu'une surface à faible coefficient de frottement ( par exemple du type "Teflon") soit placée entre eux. Suivant une variante un jeu autour de la bielle de commande de pas peut être nécessaire pour permettre une liberté de mouvement de la bielle de
commande de pas pendant le vol ou sous des charges dynami-
ques. Par suite de la susceptibilité de la mousse de polyuréthane à l'égard de dommages causes par l'humidité à l'abrasion, il est recommandé d'utiliser un revêtement en
caoutchouc polyuréthane résistant à l'abrasion et à l'humi-
dité. Ceci peut être réalisé en appliquant ce caoutchouc sous forme liquide ou en utilisant le caoutchouc sous la forme de feuille. Le caoutchouc uréthane particulier doit avoir pratiquement les mêmes qualités de flexion que la mousse de telle façon que, lorsque le pas des pales du rotor
est modifié et que la carène se tord, le revêtement anti-
abrasion ne se sépare pas de la mousse. Bien que l'on pense pouvoir utiliser un certain nombre de caoutchoucs uréthane, l'un de ceux qui peuvent être employés est celui connu sous le nom PR 1592, qui est un caoutchouc liquide fourni par la
société Products Research and Chemical Corporation. Ce maté-
riau peut être appliqué directement sur la carène en mousse, sous forme liquide, par brossage, balayage etc.., ou bien il
peut être moulé sous la forme d'une feuille pour être ensui-
te attaché à la mousse avec un adhésif. Il est également possible, lorsqu'on utilise une feuille de caoutchouc, de copolymériser conjointement la mousse et le revêtement en caoutchouc. Ceci peut être réalisé en garnissant le moule avec la feuille de caoutchouc brut et en injectant ensuite
la mousse dans le moule ainsi garni afin de former une carè-
ne complète au cours d'une seule étape de durcissement.
La figure du dessin illustre une carène flexible 1
qui est façonnée autour du connecteur de rotor 10 qui com-
prend deux poutres de flexion 20 et une bielle de commande
de pas 30.
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La nouvelle carène suivant l'invention constitue un revêtement protecteur aérodynamique pour des connecteurs de
rotor. Non seulement cette carène augmente la portance aéro-
dynamique de l'aérodyne mais encore elle le protège à l'égard de l'érosion par les éléments ou de dommages causes
par des objets étrangers qui pourraient endommager sérieu-
sement l'aérodyne et amener éventuellement celui-ci à
s'abattre au sol.
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Claims (2)
1. Aérodyne à voilure tournante comportant un con-
necteur de rotor flexible (10) comprenant au moins une pou-
tre flexible (20), une bielle de commande de pas (30) et des moyens pour appliquer un couple à la bielle de commande
de pas, afin de modifier le pas des pales du rotor, caracté-
risé en ce que le connecteur de rotor (10) est enfermé à l'intérieur d'une carène aérodynamique et flexible (1) en mousse.
2.- Aérodyne à voilure tournante suivant la re-
vendication 1 caractérisé en ce que la carène (1) est recou-
verte d'un revêtement en caoutchouc polyuréthanne flexible
et résistant à l'abrasion.
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