FR2620106A1 - Helicoptere leger a 2 rotors contrarotatifs - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un hélicoptère léger mono ou biplace, à deux rotors coaxiaux, dont le système mécanique 7 assurant l'entraînement des deux rotors 1, 2 en sens inverse est placé au niveau des moyeux rotors au sommet d'un mât structural non tournant 8. Il comporte un ou deux moteurs 5, des commandes de vol simplifiées spécifiques et un stabilisateur gyroscopique allégé 9. Le mât peut être replié pour le garage ou le tractage sur route. Cet hélicoptère est réalisable économiquement, et est destiné aux loisirs, aux sports, à l'école de pilotage, à la surveillance aérienne et aux travaux aériens légers.

Description

Les hélicoptères ont attelnt aujourd'hui un niveau élevé de percor mances, de technologie et de sécurité, qui les rend aptes à des missions inaccessibles aux autres types d'aéronefs, mais les amène aussi à une complexité et un prix tels que le vol en hélicoptère reste hors de portée du simple particulier.

I1 manque toujours le bas de gamme, c'est à dire le tout petit hélicoptère, qui serait aux autres ce qu'est L'FILM aux avions classiques, et rendrait le vol hélicoptère accessible au plus grand nombre.

Un tel appareil devrait être extrèmement léger et simple, offrir avec une motorisation minimale des performances, limitées peut-être en vitesse, mais élevées en stationnaire pour avoir de bonnes marges de manoeuvre, et présenter la sécurité maximale en utilisation : facilité de pilotage, large possibilité d'autorotation, au besoin installation de deux moteurs. De plus, il doit être facile à entretenir, à transporter et à garer. Et ce, pour un prix d'achat très inférieur à celui des hélicoptères actuellement disponibles, disons de l'ordre de grandeur de celui d'une grosse voiture.

La présente invention apporte un ensemble de solutions techniques, qui devrait permettre de combler cette lacune. Partant du type bien connu des hélicoptères à 2 rotors coaxiaux contrarotatifs, elle est basée sur une architecture nouvelle, qui intègre à l'ensemble des moyeux rotors le système réducteur principal, en conservant un mat structural non tournant jusqu'au niveau de ces rotors. De cette disposition découlent un certain nombre d'avantages, exposés ci-après, conduisant à des simplifications de la structure et des commandes de vol, à une sécurité accrue et à une construction économique, qui devraient permettre d'atteindre le but visé.

La configuration à 2 rotors contrarotatifs a été choisie d'abord pour ses performances et sa sécurité. On sait que la majorité des hélicoptères actuels comporte un rotor principal unique, qui nécessite pour maintenir l'orientation du fuselage un rotor auxiliaire, dit anticouple, placé à ltextrémité de la queue. Ce rotor ne participe pas à la sustentation, mais consomme néanmoins 5 à 10 % de la puissance, selon les cas de vol.

Les 2 rotors coaxiaux contrarotatifs apportent une solution élégante au problème : les couples se compensent naturellement, sans perte de puissance. De plus, il est acquis que le rendement aérodynamique est un peu meilleur que pour un rotor unique, car il n'y a pas notamment de dissipation énergie par mise en rotation du flux d'alr traversant les rotors. Par ailleurs, l'absence de rotor de queue simplifie la conception et la mise au point, et dans les évolutions près du sol facilite le pilotage et améliore la sécurité.

De nombreux hélicoptères coaxiaux ont parfaitement bien volé.

Cependant, la complexité de l'entrainement des rotors par deux arbres concentriques, et du système de commande de pas des pales doublé au niveau des rotors, ne leur a pas permis de s'imposer sur les marchés.

Or, dans le cas des hélicoptères légers de puissance relativement faible, on peut maintenant concevoir des systèmes réducteurs de vitesse, entrainant les rotors en sens inverse, très compacts et légers. Il est alors possible d'intégrer ce système à l'ensemble des moyeux rotors, ce qui permet de monter directement celui-ci au sommet d'un mat non tournant.

Nous montrerons plus loin comment cette conception nouvelle permet de simplifier la structure, 1 'architecture mécanique, les commandes de vol, et même d' installer un stabilisateur gyroscopique allégé et simplifié. Mais ce qui ressort d'abord, c'est la simplification mécanique, lallègement et l'accroissement de sécurité apportés par le montage direct des rotors sur la structure, sans l'intermédiaire d'arbres tournants soumis à la fatigue rotative, qui constitueront une qualité essentielle pour ces appareils.

Cette architecture d'ensemble apparait clairement sur la figure 1, qui montre vu de gauche les éléments principaux d'un appareil construit selon cette conception : Les rotors coaxiaux 1 et 2, tournant en sens inverse, sont montés au sommet du mat structural non tournant 8, par des montages à roulements appropriés. Le moteur 5 entraine par l'arbre de transmission 101e système réducteur de vitesse 7 placé au niveau des rotors et entrainant ceux-ci en sens inverse.

Les dits rotors sont contrôlés en pas général et en pas cyclique respectivement à partir du levier de pas général 3 et du manche cyclique 4, comme usuel sur les hélicoptères, avec l'assistance éventuelle d'un stabilisateur gyroscopique 9.

I1 est clair que cette disposition sembleaujourd'hui bien adaptée et valable pour des hélicoptères de la catéaorie visée, c'est à dire de petite taille et de faible puissance, disons 1 à 2 places et moins de 100 kW comme ordre de grandeur.

Elle pourrait ne plus 1 'être pour des appareils plus importants, du fait de l'accroissement rapide de taille et de poids du système réducteur encore que, techniquement, rien n'empêche dans le futur une évolution vers des appareils plus lourds. La base de l'invention resterait alors valable, bien que nous ne décrivions ici que des hélicoptères légers.

La conception du système réducteur, léger et compact, estlmportante pour la validité de l'invention. Nous donnons ci-après le principe d'une réalisation particulière, qui parait bien adaptée au problème posé. Basée sur des transmissions par courroies, elle sera aussi relativement silencleuse. I1 faut noter cependant qu'il est possible de concevoir bien d'autres systèmes, basés sur des transmissions à engrenages, à chaînes, à galets, à courroies de toute nature, avec des dispositions différentes.

I1 est évident que toute autre réalisation, du moment qu'elle remplit les mêmes fonctions dans des conditions de poids et d'encombrement analogues ou même meilleures, ne fait pas sortir du domaine de l'invention.

La figure 2 montre le principe de cette réalisation particulière : l'arbre de transmission primaire axial 10 entraine par la courroie 11 un arbre relais excentré 12, portant à ses extrémités les poulies 13 et 14.

La poulie 13 entraine le tambour 16 par la courroie 15, dans le sers de l'arbre. La poulie 14 entraine la courroie 17, mais celle-ci est renvoyée par des galets 18, de façon à s'appliquer par sa face externe sur le tambour 19, 1 'entrainant ainsi dans le sens inverse de 1' arbre.

Les tambours 16 et 19 sont solidaires chacun d'un moyeu rotor, comme il est montré dans la figure 3, qui représente une possibilité de réalisation d'une tête rotor complète, y compris les commandes de pas de pales classiques par plateau cyclique.

On y repère l'arbre de transmission axial 10, entrainant l'arbre relais 12 portant les poulies 13 et 14, et les courroies 15 et 17 qui entrainent respectivement les tambours 16 et 19. Le moyeu 21 solidaire du tambour 16 entraine les pales 23 dans le sens de l'arbre 12. Le moyeu 22 solidaire du tambour 19 entraine les pales 24 dans le sens inverse de l'arbre 12.

Les commandes de vol, en pas général et en pas cyclique, sont réalisées de la facon habituelle par un plateau cyclique double 25, monté sur une rotule 26 pouvant elle même coulisser axiaiement sur le corps fixe 20. La position du plateau, en altltude et en inclinaison, est commandée à partir du levier de pas 3 et du manche cyclique 4 par trois bielles 27 (une seule est représentée). Les parties tournantes 28 et 29 commandent respectivement le pas des pales 23 du rotor supérleur et des pales 24 du rotor inférieur, par embiellages appropriés.

Ces commandes sont tout à fait classiques, et ne font pas partie de l'invention, dont la caractéristique essentielle consiste en la présence au niveau des rotors d'un corps structural non tournant 20, sur lequel sont montés directement en rotation les moyeux 21 et 22, et d'un arbre de transmission 10 tournant à une vitesse très supérieure à celle des rotors1 qu'il entraine par un réducteur intégré 7.

L'invention ne préjuge pas non plus du mode de réalisation des moyeux 21 et 22 eux mêmes, ni du nombre de pales qui peut être de 2 ou 3 par rotor selon les qualités que l'on recherche. I1 est connu que les pales d'hélicoptères sont en principe reliées au moyeu par 3 articulations : pas, battement, trainée, qui permettent le contrôle de la portance et de l'inclinaison du rotor. Mais les rotors récents, dits "rigides", se passent d'une ou deux, voire toutes ces articulations, en les remplacant par des liaisons souples faisant appel aux matériaux modernes. Les moyeux bipales sont aussi montés usuellement en balancier. Toutes ces dispositions sont valables, du moment qu'elles s'accommodent du montage sur les tambours, et, pour le rotor inférieur au moins, de la présence dans la région centrale du corps non tournant 20.

I1 est à remarquer aussi que l'arbre primaire 10 n'est pas nécessairement axial, et qu'alors il peut y en avoir plusieurs. La figure 4, où pour la clarté on n'a pas représenté l'étage supérieur des poulies 13 et tambour 16, montre une telle disposition de 2 arbres primaires excentrés 10a et 10b. Ils entrainent chacun un arbre relais 12a et 12b, et les poulies 14a et 14b, entrainant à leur tour les courroies 17a et 17b, renvoyées et tendues par les galets 18a et 18b.

Un tel montage permet essentiellement de doubler la puissance transmise à cet étage, dans pratiquement le même encombrement, mais il est aussi bien adapté à un appareil bimoteur. I1 apporte également un autre avantage, sur le plan commandes de vol, qui sera exposé plus loin.

Nous montrerons d'abord une première possibilité importante de simplification des commandes de vol, qui ressort immédiatement de la disposition nouvelle apportée par l'invention.

En effet, si l'on peut difficilement éviter la commande en pas général, qui reste indispensable d'une part pour la précision des manoeuvres près du sol, d'autre part pour la mise en autorotation en cas de panne moteur, où il faut ramener rapidement le pas à 2" environ, on peut éilmlner les commandes cycliques d'inclinaison des rotors, on l'a vu assez complexes, et obtenir les mêmes fonctions par basculement direct de l'ensemble tête rotor.

Ce type de commande ntest pas envisageable pour les appareils à arbres rotors tournants, qui comportent tous des commandes cycliques.

D'autre part, un rotor avec ses pales présente un peu le comportement d'un gyroscope : il faut exercer un effort important pour le déplacer, et il répond d'abord à 90" de la direction voulue, ce qui est gênant pour le pilotage. Mais dans le cas de 2 rotors contrarotatifs, les effets gyroscopique se compensent d'un rotor à l'autre. I1 ne subsiste plus que les effets d'inertie massique, qui dans le cas de petits rotors restent très acceptables.

Dans le cadre de l'invention, il suffit d'articuler la partie supérieure du mat non tournant 20, qui supporte 1 'ensemble moyeux et réducteur, sur la partie inférieure fixe par deux articulations croisées formant cardan et permettant le basculement longitudinal et Latéral de l'ensemble. L'arbre de transmission 10 doit naturellement comporter une articulation à cardan au même niveau.

La figure 5 représente un mode possible de réalisation de la commande par basculement. On n'a montré que la partie inférieure du corps 20, qui se termine par une fourche articulée autour de l'axe AA sur une fourche intermédiaire 25, elle même articulée autour de l'axe BB sur la partie inférieure fixe 26 du mat.

Le manche cyclique 4 commande par la bielle 27, le relais 28 et la bielle 29 le basculement longitudinal du corps 20, et donc de l'ensemble des moyeux rotors et des pales, dans le même sens. Par rotation de l'arbre 30, il commande par le levier 31 et la bielle 32 le basculement latéral de la fourche 25, entrainant le corps 20, dans le même sens.

L'arbre de transmission 10 présente au voisinage du croisement des axes AA et BB un joint universel à cardan 33 autorisant le déplacement angulaire de la partie supérieure de 1' arbre, liée au corps 20, par rapport à la partie inférieure liée à la structure.

L'ensemble du corps 20, du réducteur 7 et des rotors suit ainsi les mouvements du manche 4, réalisant les mêmes fonctions de commande de vol que les commandes cycliques usuelles sur les hélicoptères classiques.

I1 est clair que ces diverses articulations ont des débattements limités, et peuvent être réalisées aussi bien par des articulations lisses ou à roulements que par des liaisons souples, à base de manchons en caoutchouc, par exemple, ou de lamifiés acier-caoutchouc, ou de lames flexibles, du moment que la disposition est telle qu'elle permet le basculement de l'ensemble dans les 2 sens, sans autoriser la rotation.

I1 est encore possible de simplifier et alléger ce montage, en remplaçant le manche 4 et ses embiellages par un levier simple, ou un trapèze, 34, solidaire directement du corps inclinable 20.

La figure 6 représente un montage ayant les mêmes fonctions que celui de la figure 5, avec une disposition différente des axes AA et BB.

Le manche 4 et toutes ses liaisons à la tête rotor sont supprimés. Le trapèze 34, dont la barre horizontale 35 est à la portée du pilote, assure directement le basculement dans les 2 sens du corps 20 dont il est solidaire.

On notera l'attrayante simplification apportée par ce montage.

Cependant les mouvements du trapèze sont inversés au niveau du pilote (tirer pour aller en avant, pousser à gauche pour incliner à droite).

Le pilotage s'apparente alors à celui d'un planeur ou d'un LZM pendulaire à voilure delta, et avec apprentissage sera aussi instinctif. Nous pensons néanmoins que ce type de pilotage doit être réservé aux appareils les plus légers et monoplaces.

Un autre type de simplification peut être obtenu, lorsqu'on dispose de deux arbres de transmission 10 excentrés, comme indiqué plus haut ils peuvent alors remplacer les bielles de commande 29 et 32.

La figure 7 montre une possibilité de réalisation, parmi d'autres, pour un appareil monomoteur. Le corps inclinable 20 est monté sur le mat fixe 26 par un croisillon intermédiaire 25 à 2 axes AA et BB. Les arbres 10a et 10b sont placés en arrière de l'axe BB, et de part et d'autre de l'axe AA. Ils possèdent des cardans 33a et 33b au niveau de ces axes, et également des cardans 36a et 36b les reliant à leur partie inférieure aux poulies d'entrainement 37a et 37b. Ces poulies sont montées tournantes sur un cadre triangulaire 38, ainsi que le pignon moteur 39 qui les entraine par la courroie 40. Le pignon 39 est entrainé par le moteur 5 par l'intermédiaire d'un joint universel à cardan 41, ce qui permet au cadre 38 de basculer dans tous les sens.

Le manche cyclique 4, incliné longitudinalement, entraine par le relais 42 les biellettes 43 et 44 dans le même sens, le cadre 38 faisant alors déplacer simultanément les arbres 10a et 10b qui, faisant office de bielles, font basculer le corps 20 longitudinalement. Latéralement, le manche 4 entraine par rotation de l'arbre 30 les biellettes 43 et 44 en sens opposé, de même que les.arbres 10a et 10b qui provoquent alors l'inclinaison latérale du corps 20. On voit que cette disposition procure un pilotage classique, tout en diminuant le nombre d'éléments de liaison à la tête rotor, les arbres 10 assurant les 2 fonctions d 'entrainement mécanique et de bielles de commande.

Cette disposition est encore valable lorsque 1 'appareil comporte 2 moteurs entrainant chacun un des arbres 10. Le cadre 38 est alors remplacé par 2 cadres simples portant chacun un pignon moteur et une poulie réceptrice, et munis au niveau des moteurs d'une seule articulation permettant le basculement longitudinal sous 1 'action de lune des biellettes 43 ou 44. Le fonctionnement reste identique.

I1 va de soi qu'un hélicoptère selon l'invention, qui ne dispose pas d' un rotor anticouple, devra utiliser pour la commande d'orientation du fuselage à partir des pédales un ou une combinaison de moyens tels que pas général différentiel sur les 2 rotors, freinage sur l'un ou 1' autre des rotors, ou orientation d 'une surface profilée dans le flux d'air traversant les rotors. Ces moyens ne sont pas nouveaux, et bien que nécessaires et peut-être plus faciles à installer, ne font pas partie intégrante de l'invention.

Par contre, il subsiste une difficulté de pilotage, à laquelle la disposition présentée permet d' apporter une solution légère et élégante.

I1 est connu que par nature 1 'hélicoptère est dynamiquement instable, c'est à dire qu'en l'absence de réaction du pilote, l'appareil prend des mouvements de balancement, en longitudinal et en latéral, qui vont en s'amplifiant. Pour des appareils lourds, ce n'est pas très gênant, car les mouvements sont lents, les taux d'amplification faibles, et un pilote un peu entrainé les maîtrise facilement. Mais plus les appareils sont petits, plus leurs réactions sont rapides, et plus la tâche du pilote devient difficile.

Les remèdes sont bien connus, et de 2 ordres. D'abord, il faut conserver des pales relativement lourdes, qui ont la propriété de ralentir les mouvements d'oscillation, et rendent le pilotage plus aisé solution retenue pour les appareils moyens, en principe de 4-5 places ou plus. Ensuite,utiliser les propriétés d'un gyroscope qui, ayant tendance à garder une position fixe dans 1 'espace, et agissant sur la commande cyclique alun rotor, peut le stabiliser complètement.

Mais il faut aussi pouvoir manoeuvrer, et ce gyroscope doit être asservi à la position de commande, c'est à dire qu'il doit obéir aux ordres du pilote et arriver à la position désirée, avec un certaln retard conférant à l'appareil une stabilité suffisante, mais avec une rapidité et une précision suffisantes pour une bonne maniabilité.

Les barres stabillsatrices HILLER et BELL, dans le domaine publlc depuis longtemps, toujours utilisées sur ces appareils et sur-toutes les maquettes volantes d'hélicoptères, procèdent de ce principe : elles font office de gyroscope, et sont asservies à la commande cyclique par des surfaces aérodynamiques ou des amortisseurs. Mais elles tournent avec les rotors, et ne sont appliquées qu'à des monorotors bipales.Elles ne sont pas adaptées à nos appareils, qui demandent un système pouvant contrôler les 2 rotors, et très léger.

Or, chacun sait que l'efficacité d'un gyroscope dépend de son inertie et de sa vitesse de rotation, et donc que plus il est rapide, plus il pourra être allégé. Dans le système selon 1 'invention, la présence au niveau des rotors de l'arbre d'entrainement 10 (cf fig 2) tournant à vitesse élevée favorise justement l'installation d'un gyroscope rapide, et en combinaison avec un procédé simple d'asservissement à la commande par friction sphérique, devrait autoriser la réalisation d'un stabilisateur léger adapté au type d'appareil visé.

La figure 8 montre une réalisation particulière de ce stabilisateur gyroscopique, adapté au mode de commande par basculement du corps 20, décrit plus haut. Le gyroscope 50 comporte en son centre une rotule sphérique 51, maintenue axialement et entrainée en rotation par un manchon sphérique creux 52, comportant des pièces de friction 53, maintenues appliquées sur la rotule avec un serrage défini, par des ressorts circulaires 54, le manchon 52 comportant des fentes et des flexibilités adaptées à ce but. Monté tournant sur le corps 20, par un roulement à rouleaux ou à aiguilles permettant un déplacement axial, le manchon 52 est entrainé en rotation par l'extrémité de l'arbre 10 muni de cannelures.

On pourra vérifier théoriquement et pratiquement que lorsque laxe de rotation du gyroscope fait un écart angulaire avec l'axe de rotation du manchon, il se développe entre les surfaces sphériques de la rotule et du manchon des forces de frottement, qui exercent sur la rotule un moment, dont l'orientation et le sens sont tels que l'axe du gyroscope est ramené directement jusqu'à l'axe du manchon, avec une vitesse qui dépend directement des forces de friction, et inversement du moment cinétique du gyroscope. C'est ce qu'on appelle un asservissement du gyroscope à la commande, matérialisée par la position du corps 20.

Le gyroscope 50 entraine angulairement, par le roulement 56, un anneau 57 non tournant, qui, par 3 bielles 58, commande les déplacements du plateau cyclique double 25, déjà vu figure 2, qui commande le pas des pales 23 et 24 des rotors. Le plateau 25 n'est plus commandé par les bielles 27, et le pas général agit par la bielle 55 sur un levier 59 qui définit la position en hauteur du manchon 52 par un galet 60 engagé dans une gorge ménagée sur la tige du manchon.

Le fonctionnement est alors le suivant : en pas général, la bielle 55 fait déplacer verticalement le manchon 52, le gyroscope 50, avec le plateau 25, agissant sur les 2 rotors. Pour les commandes d'inclinaison longitudinale et latérale, on bascule le corps 20 comme vu précédemment.

Au départ, le gyroscope restant fixe dans l'espace, y maintient fixe également l'axe des rotors, par les commandes cycliques 58 et 25. Pulls l'asservissement par les frictions sphériques ramène l'axe du gyroscope et l'axe des rotors sur l'axe du corps 20, avec le retard et la vitesse prévus pour obtenir la stabilité et la maniabilité recherchées.

On a donc bien obtenu un stabilisateur, allégé du fait de la rotation rapide du gyroscope, avec un asservissement simple, conservant cependant de nombreux paramètres de réglage pour l'ajustement et la mise au point.

La disposition de la figure 8 n'est qu 'une possibilité parmi d'autres. Dans le cas ou le corps 20 n'est pas articulé sur la partie inférieure 26 du mat, on peut envisager notamment de commander directement l'inclinaison du manchon 52 à partir du manche 4, et ce seront les rotors, commandés en cyclique par le gyroscope 50, qui provoqueront le basculement du corps 20 et de l'appareil. On peut aussi entrainer le manchon à partir d'arbres excentrés 10a et 10b, ou encore prévoir une possibilité d'addition directe des déplacements de la bielle 55 et des bielles 58, qui éviterait les déplacements verticaux du gyroscope.

Tous ces montages restent valables dans le cadre de l'invention, dont le caractère essentiel est la présence d'un gyroscope contrôlant la position des rotors, entrainé à une vitesse de rotation très supérieure à celle des rotors et asservi à la commande d'inclinaison par les frictions développées entre des éléments sphériques mâles et femelles en contact.

Enfin, il ne suffit pas que ce type d'appareil soit simple, léger, facile à piloter, il faut aussi que l'utilisateur puisse s'en servir commodément, c'est à dire l'aménager selon ses besoins, le déplacer facilement au sol, le transporter et l'amener aisément à pied d'oeuvre, et aussi le garer dans un espace réduit et avoir un accès aisé à tous les organes pour les contrôles et l'entretien courants.

Or, la conception de base de l'invention d'un mat structural non tournant supportant les rotors à son sommet permet d'obtenir tout celà presque d 'emblée et quasi gratuitement.

Considérons un appareil comportant un ensemble mécanique-rotors réalisé selon le principe de la figure 7. Les figures 9, représentant les parties principales d'un tel appareil en état de vol, et 10, montrant le même en configuration transport ou garage, font voir qu'en articulant la base du mat 26 sur la structure, et en veillant à donner aux segments articulés des arbres 10 et du mat 26 des longueurs et des libertés de débattement convenables, il est possible de replier toute la partie supérieure vers l'avant.

Si de plus les pales 23-24 sont facilement démontables, la queue 61 repliable ou démontable, et le fuselage 62 organisé pour les recevoir et équipé d'un train à roues 63, on obtient un ensemble replié compact, mobile, pouvant au besoin être tracté sur route, facilement logeable dans un garage et mettant tous les organes essentiels à portée de main.

Plus généralement, tous les types d'appareils ressortissant à l'invention sont susceptibles d'être repliés. I1 faut munir le mat, les arbres 10, les bielles de commande telles que 29 ou 32, d'articulations transversales ou universelles, à leur sommet et à leur base, et les disposer de façon à permettre un mouvement compatible des divers segments, le plus simple étant de construire des parallélogrammes articulés.

Certaines commandes, de pas général et de direction notamment, pourront être réalisées par des câbles ou des commandes souples sous gaines, pouvant se déformer pendant le repliage.

Le mat 26 est maintenu en position de vol par des haubans souples 64 et 65 le reliant à la structure. Les haubans arrières 65 comportent un moyen de déconnection 66 et un organe de mise en tension 67 mécanique ou élastique, facilitant leur libération et leur remise en place. Le mat peut aussi être relié à la structure par des contrefiches rigides, démontables à une extrémité, remplissant le même office que les haubans.

A noter que non seulement les haubans apportent à la structure une rigidification favorable à son ailègement, mais qu'ils permettent aussi un réglage de la position longitudinale du mat. Ils peuvent être renvoyés dans le fuselage par des poulies 68 ou des guides 69 et reliés à une crémaillère 70 par exemple, dont le déplacement est commandé par un pignon denté actionné par un volant 71 à portée du pilote.

Cette possibilité de réglage, couramment appelée " commande de centrage ", est très utile sur un petit appareil, car en agissant sur la distance de l'axe des rotors au centre de gravité de l'appareil, elle permet d'ajuster l'assiette de vol en fonction du poids et de la position du pilote, dont l'influence devient relativement très importante.

Ainsi, il apparait que les appareils construits selon les modalités de l'invention devraient répondre aux critères techniques exposés en préambule pour la conception des hélicoptères très légers. Les performances qu'on pourra leur demander, tributaires d'une motorisation qui ne pourra être trop augmentée, resteront modestes en vitesse, mais devraient atteindre un relativement bon niveau en charge emportée, en raison du bon rendement de la configuration choisie et de la réduction de la masse à vide que devraient amener et les simplifications proposées et les progrès encore à réaliser en cours d'étude.

La portée de 1 'invention et ses diverses variantes couvre toute une gamme d'appareils, du monoplace ultra léger d'amateur à commande pendulaire, au bimoteur à double poste de pilotage offrant toutes les qualités d'un hélicoptère moderne.

Les aménagements que ces appareils pourront recevoir : train à roues, à patins, à skis, à flotteurs, équipements pour le transport de charges, le traitement agricole, les rendront aptes à de multiples tâches : école de pilotage, promenade, surveillance des forêts, maritime, des lignes électriques, photographie aérienne, transports en zones difficiles, traitements agricoles sur petits domaines, et bien d'autres.

Ces hélicoptères légers, fiables, performants, agréables à piloter, faciles à déplacer, à garer, peu onéreux à l'achat et à l'entretien, trouveront toujours de nombreuses applications qui devraient leur ouvrir un large marché.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1) Hélicoptère léger, à un ou deux postes de pilotage, comportant deux rotors coaxiaux contrarotatifs (1,2) pilotés en pas général et en pas cyclique par un plateau cyclique (25) à partir du levier de pas général (3) et du manche cyclique (4), entrainés par au moins un moteur (5) par une transmission (10) avec embrayage, roue libre, frein, et un système réducteur de vitesse (7) entrainant les rotors en sens opposés, caractérisé en ce que ledit système réducteur de vitesse est placé au niveau des moyeux rotors, c'est à dire qu'il existe un mat structural non tournant s'détendant jusqu ' aux dits rotors et portant à sa partie supérieure ledit système réducteur (7) intégré au niveau des moyeux, et au moins un arbre de transmission de puissance (10) sensiblement parallèle au mat et tournant à une vitesse supérieure à celle des rotors.

2) Une configuration particulière du système réducteur (7) entrainant les deux rotors en sens opposés selon la revendication 1, caractérisée en ce que, chacun des moyeux rotors (21) et (22) étant solidaire respectivement d'un tambour (16) et (19), lesdits tambours sont entrainés par un ou plusieurs arbres relais externes (12) par des courroies ou des chaînes, 1 'une des courroies (15) entrainant son tambour (16) par sa face interne, l'autre courroie (17) entrainant son tambour (19) en sens inverse par sa face externe après passage sur des galets de renvoi (18), lesdits arbres relais (12) étant eux mêmes entrainés par l'arbre de transmission axial (10) ou par plusieurs arbres (lOa,lOb) non axiaux.

3) Un mode de réalisation particulier des commandes de vol d'un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande d'inclinaison longitudinale et latérale des rotors est réalisée par le basculement d'ensemble de la partie supérieure (20) du mat portant le système réducteur et les deux rotors, inclinable sur la partie inférieure fixe (26) par une liaison à deux axes croisés, de type articulée ou souple, ce basculement étant commandé soit par des bielles reliées au manche cyclique (4), soit par un levier (34,35) solidaire du corps (90) et actionné directement par le pilote, les arbres de transmission (10) comportant au niveau de la liaison articulée des mats des articulations universelles à cardan.

4) Une configuration particulière des commandes de vol dun appareil selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que le système réducteur de vitesse (7) comporte deux arbres de transmission (10a,10b) excentrés mais non disposés dans un même plan diamétral, et que les commandes d'inclinaisons longitudinale et latérale des rotors sont obtenues par le déplacement axial de ces arbres munis de cardans aux deux extrémités, ces déplacements étant contrôlés à partir du manche (4).

5) Un stabilisateur de vol gyroscopique pour un appareil selon la revendication 1, ou selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le gyroscope (50) entrainé en rotation à une vitesse supérieure à celle des rotors est asservi à la position de la commande d'inclinaison des rotors, à partir du manche (4) ou du levier direct (34-35), par les forces de friction développées entre deux surfaces sphériques en rotation solidaires l'une du gyroscope, l'autre d'un élément rotatif (52) dont 1 'axe matérialise la position de la commande d'inclinaison imposée, et contrôle l'assiette des rotors par l'intermédiaire d'un plateau (25) de commande cyclique du pas des pales1 en addition à la commande de pas général contrôlée par le levier de pas (3).

6) Une configuration d'un appareil selon les revendications 1 et 3, ou 1, 3 et 4, caractérisée en ce que le mat structural (20) ou (26) est pourvu à la base d'une articulation disposée de façon à permettre son repliage sur le fuselage, ledit mat étant maintenu en position de vol par des éléments de liaison au fuselage (64,65) souples ou rigides, dont certains possèdent des moyens de déconnection (66) et de mise en tersion (6/), les autres éléments joignant la structure à la tête rotors, comme les arbres de transmission ou les commandes de vol étant soit souples, soit également articulés aux deux extrémités et disposés pour autoriser le repliage du mat, et le fuselage pouvant être conçu pour recevoir les pales et la queue, pourvus dans ce but de moyens de démontage.

7) Un dispositif de réglage de l'assiette de vol longitudinale d'un appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments maintenant le mat structural en position de vol comportent un moyen de réglage longitudinal de cette position, à la disposition du pilote.