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" Perfectionnements apportés aux appareils plus lourde que l'air comprenant une partie "hélicoptère" et une partie "aéroplane","
L'invention est relative aux appareils plue lourds que l'air comprenant une partie "hélicoptère" et une partie "aéroplane", ci-après désignés par le nom "hélicoplane".
Elle a pour but, surtout, de rendre plus prati- ques les appareils du genre en question.
De nombreux projets et expériences ont été faits dans le domaine visé par la présente invention. On a proposé des aéroplanes dont la voilure est remplacée par une grande hélice porteuse qui tourne sous l'effet de la translation de l'aéroplane. L'axe de cette hélice porteu- se est légèrement incliné en arrière de la verticale. Les bras de cette hélice peuvent être soit rigides, soit arti- culée sur le moyeu (hélice Renard); dans ce dernier cas, lesdits bras s'orientent dans la direction de la résultan- te entre la force centrifuge sensiblement horizontale et
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la poussée sensiblement verticale. L'angle des pales avec l'axe de l'hélice a été choisi invariable dans cette cons- truction.
D'autres constructeurs ont utilisé une hélice porteuse soit directement entraînée par un couple moteur agissant sur son moyeu, soit entraînée par des hélices-ma- nège disposées sur ses pales, ces pales pouvant contenir des moteurs individuels pour l'actionnement des hélices- manège, Dans ces co@tions, l'angle des pales avec l'axe de l'hélice porteuse était rendu automatiquement variable, mais l'angle d'incidence de l'air sur la pale était main- tenu, en principe, constant, du fait que chaque pale était tourillonnée sur son bras radial et guidée dans l'air par un empennage, afin de former avec le vent relatif un angle d'incidence constant.
On avait remarqué que l'effet gyros- copique des hélices-manège modifie l'angle d'incidence du vent relatif et on a utilisé deux hélices-manège tournant en sens inverse pour annuler l'effet gyroscopique.
Les une ont proposé, dans les appareils compre- nant de sépales empennées à angle d'incidence automatique- ment maintenu, des hélices porteuses dont l'axe était fi- xement tourillonné dans la partie aéroplane qui était en dessous, et d'autres ont proposé des hélices porteu@ses dont le centre était relié à l'aéroplane au moyen d'un cardan, cependant, dans l'un et l'autre cas, on avait fait un tout rigide de l'ensemble des bras radiaux sur lesquels étaient tourillonnées les pales empennées.
Chacun des dispositifs connus mentionnés ci-dessus présente certains inconvé- nients,
L'invention consiste, principalement, à combi- ner, dans un appareil du genre en question, les éléments connus tels que : en premier lieu, des éléments d'avion tels qu'une hélice tractive, des ailes sustentatrioes pas- sives et des gouvernails; en second lieu, une hélice por- teurseactive actionnée par des moteurs et hélices-manège
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portés par ses pales, cette hélice porteuse comprenant, comme connue des pales empennées orientables autour des bras radiaux, les bras radiaux de ces pales étant articu- lés sur le moyeu central de l'hélice porteuse, de façon que les bras s'orientent selon la résultante entre la for- ce centrifuge horizontale et la poussée sensiblement ver- ticale;
en troisième lieu,, une sorte de genouillère uni- Terselle constituée par une rotule ou par un cardan, in- tercalée entre la partie hélice porteuse et la partie aé- roplane, ce qui signifie que l'hélice porteuse est libre en ce qui concerne l'angle de ses pales avec son axe, li- bre en ce qui concerne l'angle de ses bras radiaux avec le plan de son moyeu, et que la partie aéroplane est à son tour libre de se déplacer angulairement en tous sens par rapport à la partie hélicoptère, cette dernière arri- vant ainsi à conserver son plan, qui est sensiblement ho- rizontal, sans être dérangée par les mouvements angulaires divers de la partie aéroplane,
L'invention consiste, mise à part cette dispo- sition principale,
en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment: en une première autre disposition consistant, elle-même, à doter l'hélice porteuse d'un nombre de pales paire; en une deuxième autre disposition consistant, elle-même, à tourillonner d'une façon telle l'arbre de l'hélice porteuse de la partie hélicoptère et l'arbre de l'hélice tractive de la partie aéroplane, que cette derniè- re soit placée approximativement dans un plan vertical contenant le moyeu de l'hélice porteuse et que, de préfé- rence, l'axe des roues porteuses principales du châssis d'atterrissage soit approximativement contenu dans le même plan,
cette disposition permettant à la partie aéroplane d'exécuter tout mouvement angulaire par rapport à l'hélice
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porteuse sans que l'hélice tractive de la partie aéroplane bute contre les bras ou les pales de ladite hélice porteu- se; en une troisième autre disposition utilisable pour le cas ou chaque unité motrice et propulsive portée par les pales de 1*hélice porteuse comprend des éléments anti-gyroscopiques, donc des éléments à rotation contrai- re tels, que deux hélices-manège'tournant en censeinverse ou tel qu'une hélice-manège tournant en un sono et un autre élément tel qu'un disque tournant en sens inverse, cette disposition consistant elle-même, ss réaliser les éléments à rotation contraire de façon que l'effet gyroscopique de l'unité motrice et propulsive ne soit pae annulé,
mais qu'il lui soit laissé une valeur et un sens d'action tels, que l'angle d'incidence du vent relatif résultant pour les pales, pendant que le moteur travaille, diffère de celui qui s'établit pendant la descente planée avec moteurs ar- rêtés, le premier angle d'incidence résultant des effets combinés de l'empennage et du couple gyroscopique et le second résultant de l'effet de l'empennage seul ; ce dispo- sitif permettant de choisir les meilleurs angles d'inci- dence, d'une part, pour la condition du travail de l'héli- ce porteuse et, d'autre part, hour les conditions de la descen- te en vol plané au moyen de ladite hélice porteuse;
en une quatrième autre disposition consistant, elle-même, à. construite l'hélice propulsive et sa genouil- lère de réunion entre son moyeu et la partie aéroplane, de façon que le centre de gravité de l'hélice porteuse, donc aussi le centre de gravité de ses moteurs, soit placé plus bas que ladite genouillère, le résultat étant qu'à terre et au repos, ladite hélice tend à occuper une posi- tion horizontale;
en une cinquième autre disposition consistant, elle-même, à modérer la liberté absolue de la position de
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par rapport au plan de l'hélice porteuse 1'aéroplane/en faisant agir, sur la partie centrale de la- dite hélice porteuse, des ressorte tels qu'ils tendent à ramener la partie aéroplane vers une certaine position mo- yenne par rapport à l'hélice porteuse;
en une sixième autre disposition concernant le fonctionnement du dispositif qui empêche les pales articu- lées de l'hélice porteuse de tomber au repos jusqu'à ter- re, ce dispositif comprenant des câbles partant de l'arbre de l'hélice prolongé vers le haut et soutenant les pales, et consistant, elle-mime, à donner auxdite câbles une lon- gueur telle que lesdits câbles soient toujours plus ou moins relâchés pendant tout le fonctionnement de 1*hélice et ne limitent jamais le libre jeu des articulations des pales sur le moyeu de l'hélice porteuse ;
en une septième autre disposition concernant un mode de réalisation de la susdite sixième autre disposi- tion consistant, elle-même, à donner aux câblée de soutien une longueur telle que les pales soient au repos à peu tout au moins près horizontales ou/légèrement abaissées, le centre de gravité des moteurs montés sur elles étant suffisamment abaissé pour provoquer, pendant le fonctionnement, un re- lèvement suffisant de la pale pour assurer sa liberté d'os- cillation autour de son articulation du moyeu;
en une huitième autre disposition consistant, elle -môme, à disposer de façon telle le montage du palier à rotule ou à cardan de l'hélice porteuse sur le sommet de la partie aéroplane que ladite hélice porteuse puisse, avec ses moteurs, instantanément être lâchée, afin de dé- lester la partie aéroplane qui peut continuer son vol mé- canique avec l'unité de propulsion qui lui reste; en une neuvième autre disposition consistant, elle-même, à disposer d'une façon telle les carburateurs à niveau constant des moteurs logés sur les pales de l'hé- lice porteuse, que pour leur niveau constant, il soit te- nu compte de l'action de la force centrifuge à laquelle
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sont soumis lesdits moteurs ;
en une dixième autre disposition consistant, elle-même, à réaliser la susdite neuvième autre disposi- tion en plaçant l'axe de la chambre à flotteur du carbu- rateur à un angle qui est intermédiaire entre la vertica- le (position convenable pour le départ) et une ligne per- pendiculaire au niveau qui s'établit dans un liquide dès que l'hélice porteuse tourne à sa vitesse normale ; en une onzième autre disposition consistant, elle-môme, à réaliser la susdite neuvième autre disposi- tion en montant le carburateur en pendule, de sorte qu'il se place automatiquement sous un angle tel que l'axe de sa chambre de flotteurs soit toujours perpendiculaire au niveau de liquide que cette chambre contient.
L'invention vise plue particulièrement un certain mode d'application et certains modes de réalisation desdi- tes dispositions; et elle vise plus particulièrement enco- re,et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement et les machines ou outils spéciaux pour les confectionner.
Et elle pourra, de toute façon, être bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit, ain- si que des dessins ci-annexés, lesquels complément et des- sins sont, bien entendu, donnés surtout à. titre d'indica- tion.
Les fig. 1. 2 et 3 montrent, respectivement en élévation latérale, en élévation de front et en plan (ce dernier n'étant que partiel), un hélicoplane établi con- formément à un mode de réalisation de l'invention.
La fig, 4 montre, partiellement, la partie cen- trale @ son attache d'une hélice porteuse établie à qua- tre pales avec une rotule,le tout conformément à un mode de réalisation dion détail de l'invention.
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Enfin, les fig, 5 et 6 montrent, partiellement, la partie centrale avec son attache d'une hélice porteuse, respectivement en coupe horizontale selon 5-5 fig. 6, et en coupe horizontale partielle selon 6-6 fig. 5, le tout con- formément à un autre mode de réalisation d'un détail de l'in- vention,
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application et ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir un hélicoplane utilisant, par exemple, la disposition prin- cipale et toutes les autres dispositions ci-dessus énumé- rées et établi avec une hélice porteuse à un nombre de pales pair, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue,
On établit, d'abord, un aéroplane comprenant,
1 2 comme à l'ordinaire,
un fuselage .a. , une paire d'ailes a , le tout muni d'ailerons et de gouvernails de profondeur et
3 de direction, mais, au lieu de situer l'hélice tractive a
4 sur le fuselage, on place cette hélice et son moteur a au- dessus du fuselage sur un support approprié, ainsi que c'est l'usage pour les hydro-aéroplanesà coque de canot, On si-
3 4 tue l'unité tractive a - a ,conformément à l'invention, de
3 façon telle que le moyeu de l'hélice A soit traversé,, dans son centre ou près de son centre, par une ligne verticale contenant le centre de gravité de l'aéroplane supposé monté.
On établit un châssis d'atterrissage de modèle approprié
5 quelconque, l'axe de ses roues principales ¯a. étant placé
3 dans un plan contenant celui de l'hélice tractive a.
On prolonge, conformément à l'invention, le
3 4 support de l'unité tractive a - a vers le haut, de façon qu'on puisse monter, sur son sommet, une genouillère uni-
6 verselle a qui peut être diversement réalisée, Selon la
1 fig, 4,, on tourillonne r'arbre vertical central b, de
60 l'hélice porteuse à l'intérieur d'une rotule sphérique a elle-même supportée par un coussinet sphérique et, selon
70 les fig. 5 et 6, on tourillonne une chape centrale a dans
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de cardan sur le sommet de la partie aéroplane, le cardan étant placé dans le centre du moyeu de l'hélice porteuse.
On établit l'hélice porteuse, de préférence, a- vec un nombre de palesjpair, par exemple avec quatre pales ainsi que le montrent les fig. 3-6, Selon la fig. 4, on articule, sur l'arbre de cette hélice, deux paires de cha- pes superposées, chacune d'elles comprenant, à sa partie
2 périphérique, une tige radiale très courte telle que b ,
2. la partie périphérique de cette tige b étant filetée ain- i que le montre nettement ladite fig. 4. On enfile, sur
2 3 cette tige b, un fourreau b pouvant librement tourillon- ner autour de ladite tige b. (ce fourreau étant destiné à former la racine de la membrure radiale principale de la,
4 pale d'hélice).
On place une rondelle antifriction b sur la tranche externe dudit fourreau et on visse, sur la tige
2 3 b,un écrou pour maintenir le fourreau b en place contre l'effort centrifuge qu'il aura à supporter. On construit,
5 de toute façon appropriée, une pale d'hélice b ,la. racine
3 de cette pale étant rivée audit fourreau b , Afin que la
5 pale b se présente au vent relatif sous un certain angle d'incidence désirable, on a recours à l'action d'un empen-
6 nage stabilisateur b (fig, 3) qui est ou bien réglé une fois pour toute et fixe, soit réglable à la main pendant la marche au moyen d'un système de commande approprié et non représenté. Dans ce qui suit, on suppose que le dièdre
5 formé par le plan principal de la pale b et le plan de
6 l'empennage b est invariable.
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On fixe sur la pale un moteur b, lequel mo- teur actionne deux hélices exerçant ensemble un effort de
8 manège, l'une des hélices, b, tournant dans un sens, et
9 l'autre, b, dans l'autre, les pas des deux hélices-manège étant de sens contraire de façon à fournir des efforts d'n- ne direction identique.
De préférence, on choisit de façon telle l'iner- tie et la vitesse de rotation des parties de l'unité mo-
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7 8 9 trice tractive b. , b, , b. , qu'il subsiste un faible effet gyroscopique résultant malgré la sens contraire des vites- ses angulaires. Ledit faible effet gyroscopique modifie l'angle d'incidence qui résulterait de l'action de l'em-
6 pennage b supposé seul. En effet, dès qu'on modifie le plan d'un corps tournant, il en résulte,, comme on le sait, un couple. Or, le plan des hélices-manège de l'unité mo- trice est incessamment modifié du fait que la grande héli- ce sustentatrice est en rotation.
Il en résultera soit un couple de cabrage, soit un couple de piquage de nez, selon que l'effet de l'inertie de l'une ou de l'autre des héli-
8 9 ces b ou b. prévaut sur l'autre. Ceci peut être le résul- tat soit d'une différence des moments d'inertie, les vi- tesses angulaires étant choisies égales, soit l'effet de moments d'inertie égaux et des vitesses angulaires diffé- rentes, soit enfin une combinaison appropriée de ces élé- ments de construction. Le sens du couple gyroscopique é- tant bien établi, sa valeur sera, comme on le sait, pro- portionnelle au produit des trois facteurs suivante: 1
8 9 effet d'inertie différentiel des hélices-manège b et b, ; 2 vitesse angulaire deedites hélices-manège et 3 la vi- tesse angulaire de l'hélice porteuse.
En supposant l'ar-
7 rêt du moteur b, ,le couple gyroscopique disparaît du fait
8 de la disparition de la vitesse angulaire des hélices b
9 6 et b. ,et l'empennage b. agit seul. Si on s'arrange pour que le couple gyroscopique tende à cabrer,, la pale contre le vent relatif, il en résultera que l'angle d'incidence
6 sera, pendant le travail du moteur b, , légèrement augmen- té par rapport à l'angle d'incidence qui résulterait de l'empennage seul, et ce faible cabrage augmentera lui-même en proportion de la vitesse du moteur, A supposer que le moteur s'arrête, il résultera un angle d'incidence moindre qui sera choisi pour être le plus favorable au planement,
On établit les trois autres pales de l'hélice porteuse exactement de la manière utilisée pour celle que
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l'on vient de décrire.
Pour soutenir les pales en dehors de l'état de leur rotation libre où la force centrifuge se charge de les soutenir, on munit le dos de chacune des pales d'un
10 crochet ou d'un oeil b (fig, 3), de préférence de façon que ledit oeil se trouve aussi près que possible de l'a-
2 xe géométrique de la courte tige b, on prolonge l'arbre
1 vertical b (fig.
1 et 4) de l'hélice porteuse suffisamment
11 vers le haut pour que des cibles b puissent être inter calés entre le sommet dudit arbre et lesdits oeils de la
11 pale, On.choisit les câbles b assez longs pour qu'ils
2 ne gênent pas le libre jeu d'articulation des tiges b sur le moyeu de l'hélice,
On s'arrange pour placer le centre de gravité de l'hélice porteuse (et surtout celui de ces moteurs) plus bas que le centre d'articulation de la rotule ou du cardan utilisé pour réunir la partie hélicoptère à la partie aéroplaneCeci a pour résultat que,dès que l'héli- coplane est à terre, l'hélice porteuse tend automatique- ment à se tenir dans un plan horizontal, elle sera donc lancé dans une position correcte.
Afin que la partie aéroplane tende quelque peu à se placer verticalement par rapport à l'hélice porteuse qui reste sensiblement horizontale, on prévoit un jeu de
8 ressorts a propre à produire cet effet, Selon la fig. 4, ce jeu de ressorts est disposé radialement-et agit sur u-
600 ne sorte de queue axiale a que l'on fait comporter à
60 la rotule IL et selon la fig, 6, le jeu de ressort est disposé parallèlement à la verticale et agit sur le moyeu central de l'hélice porteuse en s'appuyant sur une pièce annulaire montée à billes et participant à la rotation de l'hélice porteuse.
Dans certains cas, on peut prévoir un moyen de .freinage approprié, par exemple un frein oléopneumatique
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(non représenté) pour diminuer les oscillations entre la partie hélicoptère et la partie aéroplane.
Enfin, on prévoit un dispositif de lâchage (non représenté sur le dessin) permettant d'abandonner la lour- de hélice porteuse avec ses moteurs et continuer le vol a- vec la partie aéroplane qui reste,
Un hélicoptère construit plus ou moins selon les données ci-dessus réalise, à un très haut degré, les desiderata que l'on peut formuler au sujet d'un tel engin,
6 En effet, grâce a la genouillère universelle (a), les oscillations occasionnelles de la partie aéroplane ne peu vent pas déranger 3e bon fonctionnement de l'hélice por- teuse, cette dernière tendant à garder son plan horizontal et à assurer une sustentation correcte.
Les variations des valeurs absolues et de la direction du vent relatif soue les pales de libellée porteuse ne peuvent pas non plus donner lieu à une fatigue excessive de l'hélice porteuse, étant donné le fait de l'articulation des pales sur le moyeu. Le tourillonnement des pales permet la constance approximative d'un angle d'incidence de vent relatif conve- nable, cet angle se modifie favorablement au cas de l'arrSt des moteurs-manège. Les divers avantages des dis- positions de détail décrites ci-dessus sont évidente et n'ont pas besoin d'être plus particulièrement soulignés.
Et, ou bien on se contente de s'y prendre ain- si qu'il a été dit ou bien,, et mieux, on s'arrange pour que l'air refoulé par l'hélice porteuse sur la partie aé- roplane n'en dérange point l'équilibre longitudinal, par tout moyen approprié. Un moyen (non représenté) consiste à rendre inclinableà la volonté du pilote, la partie ordi- nairement fixe (horizontale) du gouvernail de profondeur.
Cette surface doit pouvoir tourner autour d'un axe horizon- tal perpendiculaire au plan vertical longitudinal du châs- sis de l'aéroplane et doit pouvoir occuper toutes les po- sitions angulaires entre la verticale et l'horizontale. La
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position verticale convient au fonctionnement en hélicop- tère pur (position d'élévation verticale sans avancement) les positions intermédiaires conviennent aux cas d'un avan- cement de plus en plus rapide. Un blocage est prévu pour chacune des positions, le pilote devant tendre à amener la- dite partie "fixe" de son gouvernail de profondeur dans la direction du mouvement de l'air par rapport à la partie a- éroplane.
Dans ces conditions, l'air refoulé sur le gou- vernail de profondeur n'exerce eur lui aucun effet et un effet de redressement ne sera obtenu qu'à l'aide d'une ac- tion sur la partie "aileron" (restée toujours mobile) dudit gouvernail de profondeur.
Un autre moyen pour obtenir que l'air refoulé par l'hélice porteuse ne déséquilibre pas la partie aéro- plane, consiste à disposer deux gouvernails de profondeur l'un en avant, l'autre en arrière de l'axe de l'hélice porteuse. Dans oe cas, il n'est pas absolument nécessaire, quoique quand même utile, de rendre orientable le plan "fixe" de ses gouvernails.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements made to heavier-than-air aircraft including a" helicopter "part and an" airplane "part,"
The invention relates to heavier-than-air devices comprising a "helicopter" part and an "airplane" part, hereinafter referred to by the name "helicopter".
Its main purpose is to make devices of the kind in question more practical.
Numerous projects and experiments have been carried out in the field targeted by the present invention. Airplanes have been proposed, the airfoil of which is replaced by a large carrying propeller which rotates under the effect of the translation of the airplane. The axis of this supporting propeller is inclined slightly back from the vertical. The arms of this propeller can be either rigid or articulated on the hub (Renard propeller); in the latter case, said arms are oriented in the direction of the result between the substantially horizontal centrifugal force and
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the substantially vertical thrust. The angle of the blades with the axis of the propeller was chosen to be invariable in this construction.
Other manufacturers have used a supporting propeller either directly driven by a motor torque acting on its hub, or driven by hand propellers arranged on its blades, these blades being able to contain individual motors for actuating the carousel propellers. , In these co @ tions, the angle of the blades with the axis of the supporting propeller was made automatically variable, but the angle of incidence of the air on the blade was kept, in principle, constant, the fact that each blade was journaled on its radial arm and guided through the air by a tail unit, in order to form a constant angle of incidence with the relative wind.
We noticed that the gyroscopic effect of the carousel propellers modifies the angle of incidence of the relative wind and we used two propellers rotating in opposite direction to cancel the gyroscopic effect.
The one proposed, in the apparatuses comprising tailed sepals at an automatically maintained angle of incidence, load-bearing propellers whose axis was fixedly journaled in the part of the airplane which was below, and others have proposed carrying propellers whose center was connected to the airplane by means of a gimbal, however, in both cases, a rigid whole had been made of the set of radial arms on which were journalled the finned blades.
Each of the known devices mentioned above has certain drawbacks,
The invention consists, mainly, in combining, in an apparatus of the kind in question, known elements such as: firstly, airplane elements such as a tractive propeller, passive support wings and rudders; second, an active propeller driven by motors and carousel propellers
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carried by its blades, this supporting propeller comprising, as known, finned blades which can be oriented around the radial arms, the radial arms of these blades being articulated on the central hub of the supporting propeller, so that the arms are oriented according to the resultant between the horizontal centrifugal force and the substantially vertical thrust;
in the third place, a sort of uni- Terselle knee joint constituted by a ball joint or by a cardan joint, interposed between the carrying propeller part and the airplane part, which means that the carrying propeller is free as regards the angle of its blades with its axis, free as regards the angle of its radial arms with the plane of its hub, and that the airplane part is in turn free to move angularly in all directions with respect to to the helicopter part, the latter thus managing to maintain its plane, which is substantially horizontal, without being disturbed by the various angular movements of the airplane part,
The invention consists, apart from this main arrangement,
in certain other arrangements which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below, in particular: in a first other arrangement consisting, itself, in providing the propeller with an even number of blades ; in a second other arrangement consisting, itself, in journaling in such a way the shaft of the propeller carrying the helicopter part and the shaft of the tractive propeller of the airplane part, that the latter is placed approximately in a vertical plane containing the hub of the supporting propeller and that, preferably, the axis of the main carrying wheels of the landing frame is contained approximately in the same plane,
this arrangement allowing the airplane part to perform any angular movement with respect to the propeller
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carrier without the traction propeller of the airplane part abutting against the arms or the blades of said carrier propeller; in a third other arrangement which can be used for the case where each motor and propulsion unit carried by the blades of the carrier propeller comprises anti-gyroscopic elements, therefore elements with opposite rotation such as two propellers-merry-go-round turning in reverse. or such as a propeller-merry-go-round turning into a sound system and another element such as a disc rotating in the opposite direction, this arrangement itself consisting, ss making the elements with opposite rotation so that the gyroscopic effect of the drive and propulsion unit is not canceled,
but let it be left with a value and a direction of action such that the angle of incidence of the resulting relative wind for the blades, while the engine is working, differs from that which is established during the gliding descent with engines stopped, the first angle of attack resulting from the combined effects of the tail and the gyroscopic torque and the second resulting from the effect of the tail only; this device making it possible to choose the best angles of incidence, on the one hand, for the working condition of the carrier helix and, on the other hand, for the conditions of the descent in flight glided by means of said carrier propeller;
in a fourth further arrangement consisting, itself, of. constructed the propulsive propeller and its jointing knee joint between its hub and the airplane part, so that the center of gravity of the supporting propeller, and therefore also the center of gravity of its engines, is placed lower than the said knee joint , the result being that on land and at rest, said propeller tends to occupy a horizontal position;
in a fifth other arrangement consisting, itself, in moderating the absolute freedom of the position of
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relative to the plane of the propeller carrying the airplane / by causing, on the central part of said carrying propeller, springs such that they tend to return the airplane part to a certain average position with respect to the supporting propeller;
in a sixth further arrangement concerning the operation of the device which prevents the articulated blades of the supporting propeller from falling at rest to land, this device comprising cables extending from the propeller shaft extended towards the ground. high and supporting the blades, and consisting in itself of giving said cables a length such that said cables are always more or less relaxed during the whole operation of the propeller and never limit the free play of the blade joints on the hub of the propeller;
in a seventh further arrangement relating to an embodiment of the aforesaid sixth further arrangement consisting, itself, in giving the support cables a length such that the blades are at rest more or less nearly horizontal or / slightly lowered , the center of gravity of the motors mounted on them being sufficiently lowered to cause, during operation, a sufficient lifting of the blade to ensure its freedom of oscillation around its articulation of the hub;
in an eighth other arrangement consisting, itself, in arranging in such a way the mounting of the spherical or cardan bearing of the carrier propeller on the top of the airplane part that said carrier propeller can, with its engines, be instantly released , in order to de-ballast the airplane part which can continue its mechanical flight with the propulsion unit which remains to it; in a ninth other arrangement consisting, itself, in arranging in such a way the constant level carburettors of the engines housed on the blades of the carrier propeller, that for their constant level, account is taken of the action of the centrifugal force at which
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said engines are subjected;
in a tenth other arrangement consisting, itself, in making the aforesaid ninth further arrangement by placing the axis of the float chamber of the carburetor at an angle which is intermediate between the vertical (position suitable for the start) and a line perpendicular to the level which is established in a liquid as soon as the propeller rotates at its normal speed; in an eleventh other arrangement consisting, itself, in making the aforesaid ninth further arrangement by mounting the carburetor in a pendulum, so that it is placed automatically at an angle such that the axis of its float chamber is always perpendicular to the liquid level that this chamber contains.
The invention is more particularly aimed at a certain mode of application and certain embodiments of said arrangements; and it also relates more particularly, and this as new industrial products, to devices of the type in question comprising the application of these same provisions, to the special elements specific to their establishment and to the special machines or tools for making them.
And it can, in any case, be well understood with the aid of the additional description which follows, as well as the accompanying drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all to. as an indication.
Figs. 1, 2 and 3 show, respectively in side elevation, in front elevation and in plan (the latter being only partial), a helicopter constructed in accordance with one embodiment of the invention.
Fig. 4 shows, partially, the central part of its attachment of a four-blade propeller established with a ball joint, all in accordance with a detailed embodiment of the invention.
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Finally, Figs, 5 and 6 show, partially, the central part with its attachment of a supporting propeller, respectively in horizontal section according to 5-5 fig. 6, and in partial horizontal section according to 6-6 fig. 5, all in accordance with another embodiment of a detail of the invention,
According to the invention, and more especially according to that of its modes of application and those of the embodiments of its various parts to which it seems that preference should be given, proposing to establish a helicopter using, for example, the main arrangement and all the other arrangements enumerated above and established with a supporting propeller with an even number of blades, the procedure is as follows, or analogously,
First, an airplane comprising,
1 2 as usual,
a fuselage .a. , a pair of wings has, all fitted with ailerons and elevators and
3 direction, but instead of locating the tractive propeller has
4 on the fuselage, this propeller and its engine a are placed above the fuselage on a suitable support, as is the practice for hydro-airplanes with canoe hulls.
3 4 kills the tractive unit a - a, according to the invention, of
3 so that the hub of the propeller A is crossed ,, in its center or near its center, by a vertical line containing the center of gravity of the supposedly mounted airplane.
An appropriate model landing frame is established
5, the axis of its main wheels ¯a. being placed
3 in a plane containing that of the tractive propeller a.
In accordance with the invention, the
3 4 support of the tractive unit a - a upwards, so that a single knee lifter can be mounted on its top.
6 verselle a which can be carried out in various ways,
1 fig, 4 ,, we journal the central vertical shaft b, from
60 the supporting propeller inside a ball joint has itself supported by a spherical bearing and, according to
70 fig. 5 and 6, a central yoke is journaled in
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gimbal on the top of the airplane part, the gimbal being placed in the center of the hub of the supporting propeller.
Preferably, the propeller is set up with a number of blades, for example with four blades as shown in FIGS. 3-6, According to fig. 4, we articulate, on the shaft of this propeller, two pairs of superimposed screeds, each of them comprising, at its part
2 peripheral, a very short radial rod such that b,
2. the peripheral part of this rod b being threaded as clearly shown in said FIG. 4. We put on
2 3 this rod b, a sheath b being able to pivot freely around said rod b. (this sheath being intended to form the root of the main radial member of the,
4 propeller blade).
An antifriction washer b is placed on the outer edge of said sheath and is screwed onto the rod
2 3 b, a nut to hold the sleeve b in place against the centrifugal force it will have to withstand. We are building,
5 anyway, a propeller blade b, la. root
3 of this blade being riveted to said sheath b, so that the
5 blade b presents itself to the relative wind at a certain desirable angle of incidence, recourse is had to the action of an empen-
6 swimming stabilizer b (fig, 3) which is either adjusted once and for all and fixed, or adjustable by hand while walking by means of an appropriate control system and not shown. In what follows, it is assumed that the dihedral
5 formed by the main plane of the blade b and the plane of
6 the tail b is invariable.
5 7
A motor b is fixed on the blade, which motor actuates two propellers exerting together a force of
8 merry-go-round, one of the propellers, b, rotating in one direction, and
9 the other, b, in the other, the pitches of the two propellers-merry-go-round being in opposite directions so as to provide forces in an identical direction.
Preferably, the inertia and the speed of rotation of the parts of the mo- unit are chosen in such a way.
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7 8 9 trice tractive b. , b,, b. , that there remains a weak resulting gyroscopic effect despite the opposite direction of the angular speeds. Said weak gyroscopic effect modifies the angle of incidence which would result from the action of the em-
6 pennage b assumed alone. In fact, as soon as the plane of a rotating body is modified, the result, as we know, a couple. However, the plane of the propellers-merry-go-round of the power unit is constantly modified due to the fact that the large lift propeller is rotating.
This will result in either a nose-up torque or a nose-down torque, depending on whether the effect of the inertia of one or the other of the heli
8 9 these b or b. prevails over the other. This can be the result either of a difference in the moments of inertia, the angular speeds being chosen equal, or the effect of equal moments of inertia and of the different angular speeds, or finally an appropriate combination. of these construction elements. The direction of the gyroscopic torque being well established, its value will be, as we know, proportional to the product of the following three factors: 1
8 9 differential inertia effect of the carousel propellers b and b,; 2 angular speed of said propeller-merry-go-round and 3 the angular speed of the supporting propeller.
Assuming the ar-
7 stop of the motor b, the gyroscopic torque disappears due to
8 of the disappearance of the angular speed of the propellers b
9 6 and b. , and the tail b. acts alone. If we arrange for the gyroscopic torque to tend to pitch up, with the blade against the relative wind, the angle of incidence will result
6 will be, during the work of the engine b,, slightly increased compared to the angle of incidence which would result from the empennage alone, and this weak nose-up will itself increase in proportion to the speed of the engine, supposing when the engine stops, a lesser angle of incidence will result which will be chosen to be more favorable to gliding,
The other three blades of the propeller are set up exactly in the way used for the one that
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we have just described.
To support the blades outside the state of their free rotation where the centrifugal force is responsible for supporting them, the back of each of the blades is fitted with a
10 hook or eye b (fig, 3), preferably so that said eye is as close as possible to the a-
2 geometric xe of the short stem b, we extend the tree
1 vertical b (fig.
1 and 4) of the propeller sufficiently
11 upwards so that targets b can be interposed between the top of said shaft and said eyes of the
11 pale, On. Choose the cables b long enough so that they
2 do not interfere with the free joint play of the rods b on the propeller hub,
We arrange to place the center of gravity of the propeller (and especially that of these engines) lower than the center of articulation of the ball joint or cardan joint used to join the helicopter part to the airplane part This results in that, as soon as the helicopter is on land, the propeller automatically tends to stand in a horizontal plane, it will therefore be launched in a correct position.
So that the airplane part tends somewhat to be placed vertically with respect to the supporting propeller which remains substantially horizontal, a set of
8 springs has its own to produce this effect, According to fig. 4, this set of springs is arranged radially - and acts on u-
600 does not have a sort of axial tail that is made to behave
60 the ball joint IL and according to fig, 6, the set of springs is arranged parallel to the vertical and acts on the central hub of the propeller bearing by resting on an annular part mounted on balls and participating in the rotation of the propeller.
In certain cases, an appropriate braking means can be provided, for example an oleopneumatic brake.
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(not shown) to reduce the oscillations between the helicopter part and the airplane part.
Finally, a release device is provided (not shown in the drawing) making it possible to abandon the heavy load-bearing propeller with its engines and to continue flight with the remaining airplane part,
A helicopter built more or less according to the above data achieves, to a very high degree, the desiderata that can be formulated about such a craft,
6 In fact, thanks to the universal toggle (a), occasional oscillations of the airplane part cannot disturb the proper functioning of the propeller, the latter tending to keep its horizontal plane and to ensure correct lift. .
The variations of the absolute values and the direction of the relative wind under the labeled carrier blades can also not give rise to excessive fatigue of the carrier propeller, given the fact of the articulation of the blades on the hub. The journalling of the blades allows the approximate constancy of a suitable relative wind angle of incidence, this angle is modified favorably in the case of the stopping of the merry-go-round motors. The various advantages of the detail arrangements described above are obvious and need not be particularly emphasized.
And, either we are content to go about it as it has been said or, and better, we arrange so that the air discharged by the carrier propeller on the aeroplane part n 'does not disturb the longitudinal balance, by any appropriate means. One means (not shown) consists in making the ordinarily fixed (horizontal) part of the elevator rudder tiltable at the will of the pilot.
This surface must be able to rotate around a horizontal axis perpendicular to the longitudinal vertical plane of the frame of the airplane and must be able to occupy all the angular positions between the vertical and the horizontal. The
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vertical position is suitable for pure helicopter operation (vertical elevation position without advancement) the intermediate positions are suitable for cases of increasingly rapid advancement. A lock is provided for each of the positions, the pilot having to tend to bring said "fixed" part of his elevator in the direction of the movement of the air relative to the airplane part.
Under these conditions, the air discharged onto the elevator rudder does not exert any effect and a righting effect will only be obtained by means of an action on the "aileron" part (remained still moving) of said elevator rudder.
Another way to obtain that the air discharged by the propeller does not unbalance the aero-plane part, consists in placing two elevator rudders, one in front, the other behind the axis of the propeller. carrier. In this case, it is not absolutely necessary, although still useful, to make the "fixed" plane of its rudders orientable.
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