FR2781196A1 - Pale de rotor de giravion avec dispositif d'equilibrage statique et dynamique et procede d'equilibrage d'une pale - Google Patents
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Abstract
Le dispositif (6) d'équilibrage comprend des masselottes statiques, également réparties en masses dans deux logements (8, 9) allongés selon l'envergure de la pale, et des masselottes dynamiques réparties en masses dans les deux logements (8, 9) de sorte à assurer le réglage dynamique de la pale en conservant le réglage statique pré-établi, les masselottes étant introduites dans les logements (8, 9) et extraites de ces derniers par une unique ouverture (12) débouchant simultanément dans l'extrémité interne, vers le pied de pale, des deux logements (8, 9) symétriques par rapport à l'axe de centrage en pas (X-X) de la pale. Cette unique ouverture d'accès (12) est obturable par une porte (27) s'ouvrant dans la face d'extrados ou d'intrados de la pale. Application à l'équilibrage statique et dynamique des pales des rotors principaux d'hélicoptères.
Description
" PALE DE ROTOR DE GIRAVION AVEC DISPOSITIF
D'EQUILIBRAGE STATIQUE ET DYNAMIQUE
ET PROCEDE D'EQUILIBRAGE D'UNE PALE >>
L'invention concerne une pale de rotor de giravion. en particulier de rotor principal d'hélicoptère, équipée d'un dispositif d'équilibrage statique et dynamique dans la portion d'extrémité externe, selon l'envergure c'est-à-dire vers le bout de pale, de la partie courante à profil aérodynamique de la pale, le dispositif d'équilibrage comprenant des masselottes d'équilibrage statique et des masselottes d'équilibrage
statique et dynamique, généralement dénommées masselottes d'équilibrage dynamique.
qui sont logées dans et/ou supportées par cette portion d'extrémité externe de la partie courante de pale, pour une bonne efficacité de ces masselottes de réglage. qui peuvent être mises en place et maintenues sur au moins un support de masselottes monté sur la pale. Ces masselottes sont utilisées pour obtenir les réglages ou équilibrages statique et dynamique d'une pale. Le réglage statique permet d'ajuster le moment statique de chaque pale par rapport à un étalon, ce moment statique étant le produit de la masse de la pale par la distance séparant. selon l'envergure de la pale. le centre de gravité de la pale de l'axe de rotation du rotor. Le respect de ce critère de moment statique évite la fatigue du mât rotor, entraînant en rotation le moyeu et les pales du rotor, occasionnée par un balourd excessif pouvant résulter de moments statiques trop différents d'une pale à l'autre, et participe au confort et améliore la durée de vie du rotor en diminuant les vibrations du rotor. Ce réglage statique permet de corriger de manière globale les tolérances massiques de tous les constituants d'une pale, tels que son ou ses longerons, ses revêtements d'extrados et d'intrados, son ou ses remplissages, etc.... La capacité maximale du réglage statique est en général de l'ordre de 1 à 2 % de la masse de la pale, et la sensibilité de ce réglage est de l'ordre de
quelques grammes pour des pales de plusieurs dizaines de kilogrammes.
L'opération de réglage statique consiste à placer la pale sur un fléau muni d'une balance, et à ajouter à la pale la quantité nécessaire de masselottes d'équilibrage pour augmenter la masse de la pale de sorte à obtenir le moment statique étalon. Les
masselottes d'équilibrage ainsi ajoutées sont neutres vis-à-vis du centrage en corde.
c'est-à-dire placées sur l'axe de centrage en corde ou également réparties de part et
d'autre de cet axe, qui est un axe longitudinal, s'étendant selon l'envergure de la pale.
et passant par les centres de gravité des sections élémentaires profilées successives de la pale. En général, l'axe de centrage en corde est situé sensiblement à 25 % de la corde à partir du bord d'attaque de la pale (soit au quart avant de la corde) et à mi épaisseur du profil, cet axe de centrage en corde, ou axe neutre de la pale au regard du centrage
en corde, pouvant être confondu avec l'axe de vrillage de la pale.
Le réglage ou équilibrage dynamique permet d'ajuster le moment en corde de chaque pale par rapport à une pale étalon, ce moment en corde étant le produit de la masse de la pale par une distance, mesurée selon la corde, entre le centre de gravité de la pale et. en principe. l'axe théorique de 20 % en corde à partir du bord d'attaque correspondant sensiblement à la position du centre de gravité selon cette corde. Ce réglage permet de corriger, d'une manière globale. les défauts massiques de tous les constituants de la pale ainsi que les petits défauts de profil de cette dernière. Ce réglage dynamique est généralement complété par une action sur des tabs ou petits volets de bord de fuite. que l'on déforme pour donner un angle d'incidence particulier. La capacité du réglage dynamique est déterminée par une formule empirique dans laquelle interviennent des paramètres tels que la masse de la pale, la position du ou des supports
de masse, etc...
L'opération de réglage dynamique consiste à comparer, sur un banc d'essai.
le comportement aérodynamique de la pale à régler par rapport à une pale étalon. et à transférer, selon la corde, des masses en extrémité de la pale vers l'avant ou vers l'arrière de la pale, entre des positions qui sont situées de part et d'autre de l'axe de centrage en corde, jusqu'à rendre le comportement aérodynamique de la pale en
pratique identique à celui de la pale étalon.
Un dispositif d'équilibrage statique et dynamique en extrémité de pale permet donc de régler l'équilibrage des pales destinées à un rotor pour les rendre
interchangeables une à une sur ce rotor.
On connaît déjà des dispositifs d'équilibrage dont les masselottes sont placées sur des goujons en extrémité de pale. Un support de masselottes en alliage léger est fixé, par exemple par collage, en extrémité de pale entre les revêtements d'extrados et d'intrados de la pale, et trois goujons sont vissés sur ce support parallèlement l'un à l'autre et selon l'envergure de la pale, de sorte à faire saillie longitudinalement vers l'extérieur de l'extrémité de la partie courante de pale, et les masselottes statiques et dynamiques sont montées sur ces goujons et retenues sur ces derniers par des écrous.Les masselottes statiques peuvent être supportées par le goujon
central. aligné sur l'axe de centrage en corde. tandis que les masselottes dynamiques.
1o qui participent également à l'équilibrage statique de la pale. sont réparties sur les deux
autres goujons, symétriques du goujon central vers l'avant et vers l'arrière de la pale.
Les inconvénients d'un tel dispositif sont qu'il présente un risque de corrosion au niveau du support de masselottes. en alliage léger. De plus. les goujons sont soumis à des moments de flexion lors des phases d'accélération et de freinage du rotor (fatigue temporaire), et il est nécessaire de démonter le saumon de pale, qui englobe les masselottes et les portions de goujons les supportant, et qui est rapporté en bout de pale, sur l'extrémité de la partie courante de cette dernière, pour avoir accès aux masselottes lors des réglages. En raison de cette disposition des masselottes. le
dispositif présente également une grande vulnérabilite en cas de choc en bout de pale.
et un tel dispositif est incompatible avec de nombreuses formes évoluées de saumon ou
bout de pale, telles que les formes paraboliques, échancrées, en dièdre, etc...
On connaît également des dispositifs d'équilibrage statique et dynamique dont les masselottes sont logées dans des cavités ménagées dans la portion d'extrémité externe de la partie courante de pale et qui débouchent dans la tranche d'extrémité externe de cette partie courante. En général, les masselottes d'équilibrage statique et dynamique sont placées dans des cavités cylindriques délimitées en partie par des tubes taraudés en acier inoxydable qui sont prolongés par des parties tubulaires en matériau composite. L'ensemble est réalisé au cours du moulage de la pale, dans le cas de pales essentiellement en matériau composite, et fait partie intégrante de la structure de la pale. Les cavités sont fermées par des bouchons filetés en acier inoxydable, retenus par des épingles élastiques, et accessibles sur la tranche d'extrémité externe de la partie
courante de la pale.
Un tel dispositif d'équilibrage évite de nombreux inconvénients d'un dispositif du type à goujons présenté ci-dessus, mais implique toujours le démontage du saumon de pale pour avoir accès aux bouchons filetés puis aux masselottes d'équilibrage. En outre, un tel dispositif est également incompatible avec de nombreuses formes évoluées de saumon ou bout de pale, à formes paraboliques,
échancrées ou en dièdre, etc...
On connaît encore des dispositifs d'équilibrage statique et dynamique dont les masselottes sont disposées dans des cavités qui débouchent dans la face d'extrados
de la pale. Des boîtiers, formés par exemple à partir de blocs en matériaux composites.
généralement contenant de la fibre de verre, sont collés lors du moulage de la pale entre les revêtements d'extrados et d'intrados de cette dernière, et les alvéoles destinés à recevoir les masselottes statiques et dynamiques sont réalisés dans les boîtiers soit
directement par moulage grâce à des cinblots, soit alésés après le moulage de la pale.
dont le revêtement d'extrados présente des ouvertures d'accès à ces cavités. Des portes en acier inoxydable sont fixées sur la face d'extrados de la pale. à l'aide de vis ou de rivets, pour fermer les alvéoles après que les masses statiques et dynamiques ont été
disposées dans ces derniers. Ces portes sont galbées et intégrées au profil de la pale.
Un tel dispositif permet donc de ne pas avoir à intervenir sur le saumon de pale pour toutes les interventions sur les masselottes d'équilibrage. De plus, un tel dispositif est compatible avec toutes les formes évoluées de saumon ou bout de pale, rapporté ou faisant partie intégrante de la pale, puisque l'accessibilité aux cavités et aux masselottes est permrise par les portes aisément accessibles sur l'extrados de la pale. dans la portion d'extrémité externe de sa partie courante, et qui ne débordent
donc pas sur le saumon.
Un tel dispositif d'équilibrage comporte cependant des inconvénients: les ouvertures pratiquées dans le revêtement d'extrados sont importantes, et doivent donc être accompagnées de renforcement. Les masselottes sont directement en appui sur les portes, et par conséquent les portes doivent être suffisamment rigides pour retenir les masselottes soumises aux accélérations. La raideur des portes n'est pas homogène avec celle de la pale, ce qui conduit à des problèmes d'étanchéité des cavités. Le respect du profil de la pale, particulièrement important à l'extrémité de la pale, implique la réalisation de portes galbées suivant le profil de la pale. Enfin, la fixation des portes est travaillante, puisque les masselottes sont en appui sur les portes, et par conséquent requiert soit une fixation par vis avec double freinage, pour la conformité aux normes
aéronautiques, soit une fixation indémontable, avec des rivets par exemple.
Le problème à la base de l'invention est de proposer un dispositif d'équilibrage statique et dynamique qui est du type à cavités logeant les masselottes d'équilibrage avec accès sur une face de la pale au moyen d'au moins une porte de visite, et qui ne présente pas les inconvénients précités, et convienne mieux aux diverses exigences de la pratique que les dispositifs de l'état de la technique présentés ci- dessus. En particulier, un but de l'invention est de proposer une pale équipée d'un 1 dispositif d'équilibrage statique et dynamique impliquant des ouvertures peu importantes dans le revêtement de la pale. sans sollicitation des masselottes sur les portes, et respectant le profil de la pale en extrémité tout en permettant une mise en
place des masselottes dans les cavités et leur retrait de ces demrnières de manière simple.
A cet effet, et selon l'invention, la pale de rotor de giravion équipée d'un dispositif d'équilibrage statique et dynamique dans la portion d'extrémité externe, vers le bout de pale, de la partie courante à profil aérodynamique de la pale, et dans laquelle le dispositif d'équilibrage comprend des masselottes d'équilibrage statique et des masselottes d'équilibrage statique et dynamique qui sont logées dans au moins deux cavités délimitées, de part et d'autre d'un axe de centrage en corde de la pale, dans ladite portion d'extrémité externe de la partie courante de pale, et accessibles de l'extérieur de la pale par au moins une ouverture d'accès s'ouvrant dans une face de la pale et obturable par au moins une porte d'accès fixée de manière amovible sur ladite face de la pale, se caractérise en ce que lesdites cavités du dispositif d'équilibrage sont agencées en deux logement allongés sensiblement dans la direction de l'envergure de la pale et sensiblement symétriques l'un de l'autre de part et d'autre dudit axe de centrage en corde, le dispositif comprenant une unique ouverture d'accès s'ouvrant dans l'une des faces d'extrados et d'intrados de la pale. et en communication permanente avec l'extrémité interne, vers le pied de pale. de chacun des deux logements allongés, de sorte à permettre l'introduction et le retrait de chaque masselotte dans et de chaque logement, ainsi qu'une unique porte d'accès. un premier jeu de masselottes, pour l'équilibrage statique, destinées à être également réparties en masse dans les deux logements, et un second jeu de masselottes. pour l'équilibrage statique et dynamique, destinées à être réparties en masse dans les deux logements de
sorte à assurer le réglage dynamique de la pale.
L'unique porte d'accès du dispositif permet de fermer une ouverture pratiquée dans le revêtement de la pale avec des dimensions minimales, limitées à celles permettant le chargement et le déchargement des masselottes d'équilibrage. De plus, le dispositif d'équilibrage de l'invention permet d'assurer l'équilibrage dynamique des pales sur banc sans que les masselottes ne tombent. suite à l'ouverture de la porte d'accès, de par la conception du dispositif, qui permet simultanément d'assurer une sécurité totale sous les efforts de vol, et en particulier sous les effets de la force centrifuge, car en vol ou rotor tournant, les masselottes viennent en butée dans l'extrémité des logements située vers le bout de pale. et la porte d'accès n'est soumise à aucun effort induit par les masses. En cas de perte de la porte d'accès, en vol ou rotor tournant, les masselottes restent à l'intérieur des logements et le réglage statique et dynamique des pales est conservé pour l'essentiel, ce qui permet la poursuite du vol. Le balourd créé par la perte de la porte d'accès est minimumrn, et correspond au seul poids de cette porte soumise à la force centrifuge, raison pour laquelle cette porte est
avantageusement en matériaux composites, afin de réduire son poids propre.
Chacun des deux logements peut être délimité, au moins partiellement.
dans etlou par un organe tubulaire intégré dans la structure de la pale, ou directement par des composants de la pale, et en particulier des composants structuraux tels qu'un ou plusieurs longerons de pale, de sorte que les logements résultent de la construction
de la pale.
Mais avantageusement, le dispositif d'équilibrage comprend de plus un
support des masselottes d'équilibrage, ledit support étant un boîtier rigide et allongé.
intégré dans ladite portion d'extrémité externe de la partie courante de pale de sorte que la longueur du boîtier est orientée sensiblement selon l'envergure de la pale. et que la section transversale du boitier est intégrée dans ledit profil aérodynamique de ladite partie courante de pale, les deux logements étant au moins partiellement délimités dans
ledit boîtier, dans lequel est également partiellement ménagée ladite ouverture d'accès.
Grâce à la présence du boîtier, le dispositif équipant la pale de l'invention permet non seulement d'assurer la fonction d'équilibrage de la pale. mais également celle d'un ajout de masse en extrémité de pale, afin d'atteindre l'inertie rotor nécessaire à un bon comportement du rotor en auto-rotation. Compte tenu de la position en corde du boîtier, ainsi éventuellement que de la faible corde et de la faible épaisseur relative du profil de la pale, il est alors avantageux que cet ajout de masse soit procuré par le boîtier. réalisé en un métal ou alliage lourd, et usiné de préférence sensiblement au profil de la pale. Par contre, dans le cas o la masse de la pale est suffisante pour assurer l'inertie rotor nécessaire à l'auto-rotation. le boîtier peut être en un alliage léger ou en
matériaux composites.
Dans une réalisation avantageusement simple et économique. les deux logements sont au moins partiellement délimités par deux rainures longitudinales ménagées chacune dans l'une respectivement des deux grandes faces latérales du boîtier qui sont tournées respectivement vers le bord d'attaque et le bord de fuite de la pale. Pour faciliter l'accès aux deux rainures du boîtier, l'ouverture d'accès comprend une ouverture ménagée dans le revêtement de la face d'extrados ou d'intrados de la pale et un évidement sensiblement cylindrique et borgne, ménagé dans la face d'extrados ou d'intrados du boîtier qui est dégagée sous ladite ouverture du revêtement, dans la partie d'extrémité longitudinale interne du boîtier. vers le pied de pale. La porte d'accès ferme ladite ouverture dans le revêtement de la pale et comprend avantageusement un plot en saillie sur la face interne de la porte pour obturer au moins partiellement ledit évidement borgne ménagé dans le boîtier, de sorte
à empêcher la communication entre les deux logements pour les masselottes d'équilibrage.
En raison de ses faibles dimensions, la porte d'accès s'intègre avantageusement et facilement au profil de la face de la pale dans laquelle débouche ladite ouverture d'accès, et ladite porte peut être fixée simplement sur la pale, par exemple par collage sur la face correspondante du boîtier, autour dudit évidement
borgne.
Par sécurité, ladite porte d'accès est avantageusement de plus vissée sur une vis traversant la face de la pale autre que celle dans laquelle débouche ladite ouverture d'accès, ladite vis débouchant dans ledit évidement borgne du boîtier. Cette vis peut être la vis d'un porte-cible. qui supporte une cible montée sur l'intrados de la
pale pour son passage au banc d'essai.
Comme le boîtier est réalisé ou usiné sensiblement au profil de la pale. il est avantageux que les revêtements d'extrados et d'intrados de la pale soient solidaires respectivement des faces d'extrados et d'intrados du boîtier. de préférence par au moins un film de colle structurale. Pour faciliter un usinage ou une réalisation économique du boîtier, il est avantageux que les logements débouchent latéralement dans les deux grandes faces latérales du boîtier ainsi que, de préférence, dans la face d'extrémité interne du boîtier, tournée vers le pied de pale, tandis que chaque logement
est fermé du côté de la face d'extrémité externe du boîtier, tournée vers le bout de pale.
par un fond de préférence concave, contre lequel est destinée à être appliquée une butée
rigide interposée entre ledit fond et les masselottes logées dans ledit logement.
Pour assurer une sécurité totale du dispositif d'équilibrage sous les efforts de vol, le boîtier est avantageusement prisonnier dans la structure de la pale, et, à cet effet, les logements sont avantageusement au moins latéralement fermés par au moins un élément structural de la pale, retenant lesdites masselottes dans les logements et ceinturant au moins partiellement ledit boîtier en constituant au moins une butée de
retenue du boîtier selon l'envergure et/ou selon la corde de la pale.
Cet élément structural de la pale peut être au moins un longeron de bord d'attaque et/ou au moins un faisceau de stratifils de fibres de renfort agglomérées par une matrice synthétique rigidifiée, du côté du bord de fuite et/ou de l'une au moins des
extrémités longitudinales dudit boîtier.
Pour faciliter l'extraction des masselottes lorsqu'une intervention sur les réglages statique et dynamique est nécessaire, par exemple après une réparation de la pale, les masselottes des deux jeux destinées à être logées dans un même logement sont enfilées sur un même fil dont une extrémité est liée à ladite butée, interposée entre les masselottes et le fond du logement, et dont l'autre extrémité est libre et accessible par
l'ouverture d'accès lorsque les masselottes sont disposés dans ce logement.
Pour assurer le maintien des masselottes dans la partie externe. selon l'envergure, des logements lorsque les masselottes ne sont pas soumises à la force centrifuge au moins une butée souple et légère est avantageusement logée dans chacun des deux logements, entre ladite ouverture d'accès et les masselottes d'équilibrage logées dans ledit logement. Avantageusement, cette butée souple est tubulaire et traversée par l'extrémité libre du fil sur lequel sont enfilées toutes les masselottes
logées dans ce logement.
Avantageusement de plus, l'ouverture d'accès est centrée sur l'axe de centrage en corde de la pale, ce qui permet, compte tenu des faibles dimensions de cette ouverture, de ne pas faire d'embrèvement sur la coiffe métallique de protection du bord d'attaque de la pale, de sorte que cette coiffe de protection peut être conservée sur un même pourcentage en corde tout au long de l'envergure de la pale. Ceci est particulièrement avantageux pour les coiffes de protection de bord d'attaque équipées de dégivreur ou d'anti-givreur, et il faut noter que la taille réduite de la porte d'accès et
sa liaison de base par collage sur la pale évitent des risques d'infiltration d'eau.
Pour des raisons de commodité à la fabrication de la pale ainsi que pour faciliter l'accessibilité au dispositif d'équilibrage lorsque la pale est sur le banc dynamique, il est avantageux que l'ouverture d'accès s'ouvre dans la face d'extrados
de la pale.
Concernant les masselottes d'équilibrage, le premier jeu de masselottes.
pour l'équilibrage statique, est avantageusement en un métal ou alliage de densité élevée, et comprend des masselottes de même forme externe, de même section correspondant sensiblement à la section transversale de chaque logement, avec éventuellement plusieurs épaisseurs dans la direction de la longueur dudit logement, pour que ces masselottes présentent des masses différentes. ce qui permet un réglage fin. Les masselottes dynamiques du second jeu de masselottes viennent en appui. dans chaque logement, contre les masselottes du premier jeu logées dans ce logement, et les masselottes du second jeu comportent également des masselottes de même forme
externe. de même section correspondant sensiblement à la section de chaque logement.
et de mêmes épaisseurs. mais réalisées en deux métaux ou alliages métalliques de densité élevée, tels que la densité de l'un est sensiblement le double de la densité de
l'autre.
Un tel dispositif d'équilibrage permet de mettre en oeuvre un procédé d'équilibrage statique et dynamique de pale à l'aide de masselottes. qui est propre à l'invention, et qui consiste. dans un premier temps. à répartir également en masse les masselottes d'équilibrage statique dans les deux logements. puis à disposer dans les deux logements les masses d'équilibrage dynamique de plus faible densité de sorte à les répartir également en masse dans les deux logements, en appui sur les masselottes d'équilibrage statique, de sorte à établir le moment statique désiré puis, dans un second temps, après identification du comportement aérodynamique de la pale au banc d'équilibrage, à retirer un nombre n de masselottes d'équilibrage dynamique de chacun des deux logements et à rajouter un nombre n de masselottes d'équilibrage dynamique de plus forte densité dans l'un seulement des deux logements, afin de créer un moment en corde procurant l'équilibrage dynamique recherché, tout en conservant le moment statique pré-établi. Ce procédé peut aussi être mis en oeuvre avec un dispositif comportant au moins deux ouvertures d'accès, dont chacune communique avec l'un
respectivement des deux logements allongés recevant les masselottes.
Il D'autres avantages et caractéristiques de l'invention découleront de la
description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit
en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une pale de rotor principal d'hélicoptère équipée d'un dispositif d'équilibrage statique et dynamique de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en partie en coupe et en partie en élévation de la pale de la figure 1, selon un plan à mi-épaisseur du profil, dans la
portion d'extrémité externe de la partie courante de la pale de la figure 1.
- la figure 3 est une coupe longitudinale selon III-III de la figure 2' la figure 4 est une coupe selon la corde et selon IV-IV de la figure 2. à une échelle différente, - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un exemple de
boitier support de masselottes d'équilibrage pour la pale des figures 1 à 4.
- la figure 6 représente des masselottes d'équilibrage et des organes associés pour leur mise en place dans les logements du boîtier de la figure 5. ces masselottes et organes associés étant représentés posés sur la portion de la pale logeant le boitier. la porte d'accès du dispositif étant ouverte pour dégager l'ouverture d'accès aux deux logements, et les figures 7, 8 et 9 sont des vues schématiques en plan des masselottes d'équilibrage logées dans les deux logements du boîtier du dispositif au cours de trois
phases successives et caractéristiques du procédé d'équilibrage selon l'invention.
La figure 1 représente une pale 1 d'un rotor principal d'hélicoptère, la pale 1 comportant un pied de pale 2, pour sa liaison à un moyeu de rotor, et qui se prolonge, selon l'envergure de la pale I et vers l'extérieur, jusqu'à un bout ou saumon de pale 3, par une partie courante 4 à profil aérodynamique, qui s'étend sur la majeure partie de l'envergure de la pale I et est équipée de tabs ou petits volets 4a de bord de fuite. Le bord d'attaque de cette pale 1 est protégé, sensiblement du pied de pale 2 jusqu'au saumon de pale 3, par une coiffe de protection 5 métallique, par exemple en acier inoxydable, qui s'étend sur un pourcentage constant en corde sur la face d'extrados la
comme sur la face d'intrados lb de la pale 1. à partir de son bord d'attaque.
Dans la portion d'extrémité externe. selon l'envergure. de la partie courante 4, c'est-à-dire dans la portion adjacente ou contiguë au saumon de pale 3, la pale 1 comporte un dispositif d'équilibrage statique et dynamique 6. représenté dans son ensemble en pointillés sur la figure 1, car intégré dans le profil de la partie courante 4 de la pale, et dont un élément essentiel est un boîtier de support de masselottes, lequel boîtier 7 est représenté sur les coupes des figures 2 à 4 et en perspective sur la figure 5. Ce boîtier 7 est un boîtier rigide, de forme générale o parallélépipédique allongée, dans lequel deux rainures 8 et 9 longitudinales et profondes, de même section transversale rectangulaire, sont ménagées dans les deux grandes faces latérales du boîtier 7. Ces deux rainures 8 et 9 délimitent ainsi des logements allongés, de section transversale rectangulaire. ouverts latéralement respectivement vers l'avant et vers l'arrière du boîtier 7. et ouverts également dans la IS face longitudinale d'extrémité interne 10 du boîtier 7, c'est-à-dire la petite face d'extrémité de ce boîtier 7 qui est tournée vers le pied de pale 2 lorsque le boîtier 7 est intégré dans la pale 1 et orienté longitudinalement selon l'envergure de cette pale 1. de sorte que l'axe longitudinal et central du boîtier 7 est confondu avec l'axe de centrage
en corde X-X de la pale 1, sensiblement au quart avant de la corde de la pale I et à mi-
épaisseur de son profil, les deux logements 8 et 9 étant alors symétriques l'un de l'autre, de part et d'autre de l'axe de centrage en corde X-X dela pale 1. A l'extrémité longitudinale externe du boîtier 7, c'est-à-dire l'extrémité tournée vers le bout de pale 3, dans cette disposition du boîtier 7 dans la pale 1. chacune des rainures 8 et 9 est fermée par un fond 1l 1 concave, de forme hémi-cylindrique (voir figure 5). Un alésage 12 cylindrique et borgne est ménagé dans le boîtier 7 et débouche dans la partie de la face d'extrados 13 de ce boîtier 7 qui est voisine de son extrémité longitudinale interne 10. Cet alésage cylindrique 12 est d'un diamètre suffisant pour déboucher, à l'intérieur du boîtier 7, latéralement dans les rainures 8 et 9 par des passages de section suffisante pour une introduction de masselottes, décrites ci- dessous, dans les rainures 8 et 9 par l'ouverture de l'alésage 12, ainsi que pour le retrait de ces masselottes hors du boîtier 7. L'alésage 12 est centré sur l'axe longitudinal du boîtier 7, confondu avec l'axe de centrage en corde X-X, et l'axe de l'alésage 12 est perpendiculaire à cet axe X-X. Ainsi l'ouverture de l'alésage 12 est en communication permanente avec
l'extrémité interne (vers le pied de pale 2) de chacune des rainures 8 et 9.
Pour faciliter l'intégration du boîtier 7 dans la portion d'extrémité externe de la partie courante 4, et en particulier l'intégration de la section transversale du boîtier 7 dans le profil de cette portion de partie courante 4, le boîtier 7 présente une
section transversale usinée ou aménagée pour correspondre sensiblement à ce profil. et.
à cet effet, deux larnages longitudinaux 13a et 14a sont ménagés dans les bords latéraux des faces d'extrados 13 et d'intrados 14 du boîtier 7 qui délimitent entre eux la rainure avant 8. ouverte latéralement vers le bord d'attaque I 5 de la pale 1. alors que
la rainure arrière 9 s'ouvre latéralement vers le bord de fuite 16 de la pale 1.
Le boîtier 7 est maintenu prisonnier dans les directions de l'envergure et de la corde de la pale 1, dans la position intégrée dans cette pale 1 qui est représentée sur les figures 2 à 4, par des butées constituées par des éléments structuraux de cette pale 1. ces butées constituant simultanément des éléments de fermeture latérale et d'extrémité interne des rainures 8 et 9. de sorte à délimiter dans ces rainures 8 et 9 deux logements allongés et symétriques de part et d'autre de l'axe de centrage en corde X-X, ces logements n'étant accessibles qu'à leur extrémité interne, par l'ouverture de
l'alésage 12.
Selon la corde et vers le bord d'attaque 15, le boîtier 7 est en butée contre un longeron 17 de bord d'attaque qui, dans cet exemple de pale I essentiellement composite, est constitué d'un faisceau longitudinal de stratifils de fibres de renfort, par
exemple en carbone, agglomérés par une résine synthétique de rigidification.
Selon la corde et vers le bord de fuite 16, le boîtier 7 est en butée contre un autre faisceau 18 de stratifils de fibres de renfort agglomérées par une résine de rigidification, de même nature que le faisceau du longeron 17, mais de plus petite
section transversale.
Selon l'envergure et vers le bout de pale 3, le boîtier 7 est en butée contre un élément composite 19. également en stratifils de fibres de renfort agglomérées par une résine, de même nature pour les fibres comme pour la résine que le longeron 17 et le faisceau 1 8 et assurant la liaison entre ces deux derniers. Ces éléments structuraux et composites 17, 18 et 19 de la pale I assurent une excellente retenue en position du boîtier 7 contre les forces qui le sollicitent, en particulier les forces centrifuges à la rotation du rotor, tandis que selon l'envergure et vers le pied de pale 2. le boîtier 7 est en butée contre un bloc 20 de remplissage, d'un matériau alvéolaire léger, par exemple en mousse, qui est de même nature qu'un ou plusieurs éléments de remplissage de bord de fuite 21, entre le faisceau arrière de stratifils 18 et le bord de fuite 16, et entre les revêtements composites d'extrados 22 et d'intrados 23 de la pale 1. La butée de mousse 20 contre la face d'extrémité interne 10 du boîtier 7 est suffisante pour la retenue du boîtier 7 vers le pied de pale 2. car aucune force ne sollicite le boîtier 7 en
direction centripète, à l'arrêt comme en rotation de la pale 1.
Les éléments structuraux et composites 17, 18 et 19 de la pale constituent ainsi une ceinture entourant partiellement le boîtier 7 et complétée par le bloc de mousse 20. le longeron 17 de bord d'attaque et le faisceau 18 de bord de fuite fermant latéralement les rainures 8 et 9 respectivement vers le bord d'attaque I 5 et v ers le bord de fuitel6 pour retenir les masselottes décrites ci-dessous dans les logements ainsi
définis.
Les revêtements d'extrados 22 et d'intrados 23 de la pale 1, qui sont des revêtements stratifiés de couches de fibres de renfort agglomérées par une résine synthétique rigidifiée, sont collés par un film de colle structurale respectivement sur les faces d'extrados 13 et d'intrados 14 du boîtier 7, en particulier sur les parties arrière de ces faces 13 et 14, dont les parties avant sont recouvertes par les ailes d'extrados et d'intrados respectivement de la coiffe 5 de protection du bord d'attaque, laquelle coiffe enveloppe également le longeron 17 de bord d'attaque et est également liée au longeron 17 ainsi qu'au boîtier 7 par un film de colle structurale, avec de préférence
interposition d'une couche de fibres de verre enrobée de résine.
Si la structure essentiellement composite de la pale I ne permet pas d'atteindre l'inertie rotor nécessaire à l'autorotation du rotor, en cas de défaillance de son entraînement en rotation, le boitier 7 non seulement supporte les masseloites décrites ci-dessous pour l'équilibrage de la pale, mais constitue de plus un ajout de masse en extrémité, afin d'atteindre l'inertie rotor voulue, en étant usiné sensiblement au profil de la pale dans un bloc de métal ou d'alliage métallique de densité élevée. par exemple en acier inoxydable. Ce matériau est compatible avec le procédé de liaison par collage aux revêtements 22 et 23 de la pale, ainsi qu'avec la position en corde du boîtier 7 dans une pale 1 ayant des contraintes géométriques particulières, telles qu'une
faible corde et une faible épaisseur relative du profil.
Par contre, dans le cas o la masse de la pale est suffisante pour assurer l'inertie rotor nécessaire à l'autorotation. par exemple dans une pale métallique ou
comportant davantage de composants métalliques que la pale composite décrite ci-
dessus, le boîtier 7 peut être réalisé en alliage léger ou en matériaux composites.
notamment à base de fibres de verre.
Pour accéder aux deux rainures 8, 9 de logement des masselottes par l'alésage 12 du boîtier 7. une ouverture 24 est ménagée dans le revêtement d'extrados 22 de la pale 1, au-dessus de l'alésage 12. Cette ouverture 24 est centrée sur l'axe de l'alésage 12, et donc sur l'axe de centrage en corde X-X de la pale 1. et la forme de cette ouverture 24, bien visible sur la figure 6, est par exemple carrée avec un côté légèrement supérieur au diamètre de l'alésage 12. Ainsi, l'alésage 12 du boîtier 7 apparaît ménagé dans la partie de la face d'extrados 13 du boîtier 7 qui est dégagée sous l'ouverture 24 du revêtement d'extrados 22 de la pale 1, dans la partie d'extrémité longitudinale interne du boîtier 7, et les dimensions de l'ouverture 24, symétrique par rapport à l'axe X-X de centrage en corde de la pale, sont à la fois suffisantes pour le chargement et le déchargement des masselottes décrites ci-dessous, et faibles au regard des dimensions de la pale pour qu'il ne soit pas nécessaire de faire d'embrèvement dans la coiffe 5. Cette coiffe 5 peut ainsi comporter des ailes d'extrados et d'intrados étendues sur un même pourcentage en corde pour chacune d'elles. sur toute l'envergure de la pale 1. Cette caractéristique est particulièrement intéressante pour les coiffes 5 de protection de bord d'attaque qui sont équipées de dégivreur ou d'anti-givreur. A titre d'exemple, pour une longueur totale utile d'un boîtier 7 d'environ 250 mm, l'ouverture
24 est un carré de seulement 40 mm de côté.
Le dispositif d'équilibrage de la pale I comprend ainsi une unique ouverture d'accès, constituée de l'ouverture 24 du revêtement d'extrados 22 et de l'alésage 12 du boîtier 7, s'ouvrant dans la face d'extrados la de la pale I et centrée sur I 'axe X-X de centrage en corde de la pale 1, pour l'introduction des masselottes d'équilibrage dans les rainures 8 et 9 du boîtier 7, et pour le retrait de ces masselottes
hors de ces rainures 8 et 9.
Cette ouverture d'accès 24-12 est obturable par une porte d'accès 25 en matériaux composites (voir figure 6), qui a une forme complémentaire à celle de l'ouverture 24 pour obturer cette demrnière, et qui est profilée pour s'intégrer au profil de la partie de la face d'extrados la de la pale I dans laquelle l'ouverture 24 a été ménagée. Dans cet exemple, la porte 25 est donc également carrée, et se fixe sur la pale 1 par collage de la porte 25 sur la partie de la face d'extrados 13 du boîtier 7 qui entoure l'alésage 12 et est dégagée par l'ouverture 24, à l'aide d'un film de colle structurale, ce collage et les petites dimensions de la porte 25 évitant les risques d'infiltration d'eau dans la pale. et ce collage devant être détruit pour l'ouverture de la porte 25, lorsque la pale I doit être rééquilibrée, par exemple après réparation sur la pale 1, Pour éviter que les masselottes d'équilibrage ne puissent accidentellement passer, en service, d'une rainure 8 ou 9 à l'autre, un plot cylindrique 26 est solidaire d'une face d'un disque circulaire 27, de diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 12 du boîtier 7, et solidarisé par son autre face contre la face interne de la porte 25, pour que le disque 27 s'emboite dans l'alésage 12 et que le plot 26 occupe le
volume central de cet alésage 12 lorsque la porte 25 est refermée dans l'ouverture 24.
Le plot 26 et le disque 27 sont de préférence également en matériaux composites, de
même nature que la porte 25, pour que le poids de l'ensemble soit faible.
Pour assurer une double sécurité de fixation de la porte 25 sur la pale 1, un écrou 27 est implanté dans le plot 26 de la porte 25, et lorsque cette porte 25 obture l'ouverture 24, une vis 29 (voir figure 4), engagée dans la pale I au travers de la face d'intrados lb de cette demrnière, et traversant donc l'aile d'intrados de la coiffe 5 ou le revêtement d'intrados 23, ainsi que la face d'intrados 14 du boîtier 7, a sa tige qui débouche dans l'alésage 12 et peut être vissée dans l'écrou 28 du plot 26 logé dans cet alésage 12. Cette vis 29 peut être la vis de fixation d'un porte-cible utilisé sur banc d'essai. Le dispositif d'équilibrage 6 comprend également deux jeux de masselottes d'équilibrage, dont un premier jeu de masselottes d'équilibrage statique, et un second jeu de masselottes d'équilibrage dynamique, participant également à l'équilibrage statique. Chacune des rainures 8 et 9 du boîtier 7 loge toujours une moitié des masselottes statiques du premier jeu, qui sont ainsi également réparties en masse dans les deux rainures 8 et 9, dont chacune loge pratiquement toujours également des masselottes dynamiques du second jeu, réparties d'une manière décrite ci- dessous en
référence aux figures 7 à 9.
Sur la figure 6, 30 désigne globalement les quatre masselottes statiques formant une moitié du premier jeu de masselottes et destinées à être logées dans la rainure 8 avant ou de bord d'attaque, et 31 désigne globalement les quatre masselottes statiques de la seconde moitié du premier jeu de masselottes. destinées à être reçues dans la rainure 9 amèrrire ou de bord de fuite, et de même 32 désigne les deux masselottes dynamiques du second jeu de masselottes, destinées à être reçues dans la rainure 8, et 33 désigne les cinq masselottes dynamiques du second jeu destinées à être reçues dans la rainure 9. Ces masselottes des deux jeux ont toutes la même forme générale externe d'un parallélépipède rectangle de section transversale correspondant à la section transversale rectangulaire des rainures 8 et 9, afin que ces dernières constituent des glissières pour les masselottes.Toutes les masselottes sont percées d'un canal central de petit diamètre, selon leur épaisseur, c'est-à-dire selon la longueur des rainures 8 et 9, afin que toutes les masselottes logées dans une même rainure 8 ou 9 soient enfilées sur un même fil 35 souple et résistant, par exemple en nylon (marque déposée) dont une extrémité est solidaire d'une petite butée 36. Une butée rigide 34, de même section transversale que les masselottes 30 à 33, mais à face externe (vers le
bout de pale 3) convexe, complémentaire du fond concave 1l 1 de chaque rainure 8 ou 9.
est tout d'abord enfilée sur le fil 35 de sorte que la petite butée 36 soit noyée dans un petit évidement central de la face externe convexe de la butée rigide 34. Puis les masselottes statiques 30 ou 31 sont enfilées sur le fil 35 les unes contre les autres et contre la butée rigide 34, et ensuite les masselottes dynamiques 32 ou 33 sont à leur tour enfilées les unes contre les autres et contre les masselottes statiques 30 ou 31 sur le fil 35. L'ensemble des masselottes logées dans une même rainure 8 ou 9 est ainsi monté sur un même fil 35 et peut être introduit par l'ouverture d'accès 24-12 dans la rainure 8 ou 9 correspondante, de sorte que la butée rigide 34 d'extrémité vient en appui contre le fond concave 11 de cette rainure, et s'interpose entre ce fond 11 et les masselottes. Pour maintenir les masselottes dans la partie externe (vers le bout de pale 3) de la rainure 8 ou 9, même lorsque la pale I ne tourne pas, l'extrémité libre du fil 35 est engagée dans une butée mécanique souple et légère 37, constituée par exemple d'un morceau de tube de matière plastique tel que du polyuréthane, coupé à la longueur
appropriée pour être logé dans la rainure 8 ou 9, entre les masselottes et l'alésage 12.
L'extrémité libre de chaque fil 35. accessible directement ou après enlèvement du morceau de tube 37 correspondant, facilite l'extraction des masselottes hors des
rainures 8 et 9.
Comme déjà dit, les masselottes d'équilibrage statiques sont également réparties en masse dans les rainures 8 et 9, en deux moitiés identiques du premier jeu de masselottes qui constituent les ensembles 30 et 31 de la figure 6. Les masselones statiques ont généralement la même forme sensiblement cubique que la masselotte 38, mais, pour un réglage fin, les masselottes statiques peuvent comporter des masselottes ayant une épaisseur qui est un sous-multiple de celle de la masselotte 38, par exemple la moitié pour les deux masselottes 39 de chaque ensemble 30 et 31 ou le quart pour la masselotte 40 de chacun de ces deux ensembles 30 et 31. Ces masselottes 38, 39. 40, d'épaisseurs différentes, ont donc des masses différentes afin de disposer d'un choix qui permet un réglage fin. La quantité de masselottes statiques est déterminée lors du réglage statique pour correspondre à une masse globale pouvant par exemple atteindre 400 grammes. Ces masselottes sont en un métal ou alliage métallique de densité
élevée, par exemple en acier inoxydable.
Lorsque le réglage dynamique de la pale I est effectué, les masselottes dynamiques des ensembles 32 et 33 sont en général réparties dissymétriquement en masse dans les deux rainures 8 et 9, de sorte à créer un moment autour de l'axe X-X de centrage en corde, tout en conservant un moment statique pré-établi avec toutes les
masses statiques et dynamiques dans les deux rainures 8 et 9.
D'une manière propre à l'invention, le jeu de masselottes dynamiques comporte des masselottes de même forme externe, éventuellement, mais pas forcément, de même épaisseur, mais réalisées en deux métaux ou alliages métalliques de densité élevée, et tels que la densité de l'un est sensiblement le double de la densité de l'autre. ILes ensembles 32 et 33 de masselottes dynamiques logées dans les deux rainures 8 et 9 respectivement comprennent le même nombre de masselottes identiques 41 (deux masselottes 41 sur la figure 6) du métal ou de l'alliage métallique de plus 1 faible densité, tandis que l'ensemble 33. qui comprend le plus grand nombre de masselottes dynamiques. comprend en outre un certain nombre de masselottes 42 (trois masselottes 42 sur la figure 6) dans le métal ou alliage métallique de densité double. de
sorte à introduire le moment en couple requis.
Pour parvenir à ce réglage statique et dynamique, à l'aide du dispositif ci-
dessus décrit, on procède de la manière à présent décrite en référence aux figures 7 à 9.
Sur les figures 7 à 9, on a représenté schématiquement le boîtier 7 avec ses deux rainures 8 et 9 de logement des masselottes d'équilibrage ainsi que l'alésage 12
d'entrée et de sortie pour ces masselottes.
Comme déjà dit, les masselottes d'équilibrage statique sont également réparties en masse dans les rainures 8 et 9, dont chacune loge l'une de deux moitiés identiques du premier jeu de masselottes selon deux ensembles 30' et 3 l.Si la masse totale des masselottes statiques est de 400 g, chacun des ensembles 30' et 31' rassemble des masselottes statiques d'une masse de 200 g, en un même métal ou alliage métallique, avec certaines masselottes 39 et 40 ayant des épaisseurs qui sont des fractions entières de l'épaisseur de masselottes 38 de référence ayant une même masse unitaire. Dans un premier temps, les masselottes d'équilibrage dynamique du second jeu sont disposées comme les masselottes statiques, c'est-à-dire également réparties dans les rainures 8 et 9, en deux ensembles 32' et 33' comportant un même nombre de masselottes dynamiques 41, identiques les unes aux autres et d'une même masse unitaire, par exemple de 20 g, dans le métal ou alliage métallique de plus faible densité, bien que cette densité soit cependant élevée. La quantité de masselottes dynamiques 41 est fixe, quelle que soit la pale 1 d'un type particulier étudié et considéré, et cette quantité de masselottes correspond à un forfait de masse dynamique défini au cours de l'étude de la pale, par exemple de 600 g. Ce premier temps du procédé d'équilibrage est schématisé sur la figure 7. sur laquelle la moitié des masselottes dynamiques 41, dans le métal ou l'alliage de plus faible densité. et
représentant une masse de 300 g, est logée dans chacune des deux rainures 8 et 9.
contre la moitié des masselottes statiques 38, 39 et 40 logées dans cette même rainure 8 ou 9. et représentant une masse de 200 g, soit un total de 500 g de masselottes
d'équilibrage des deux jeux dans chaque rainure 8 ou 9.
La pale ayant ainsi un moment statique établi gràce aux deux jeux de masselottes d'une masse totale de 1 kg, est ensuite passée au banc d'essai pour identification de son comportement aérodynamique. Après cette identification, le réglage dynamique s'effectue, comme schématisé sur la figure 8, en retirant un nombre n de masselottes dynamiques 41 (en l'occurrence six masselottes 41 représentées en pointillés) de chacune des rainures 8 et 9, ce qui revient à diminuer la masse de masselottes contenues dans chaque rainure 8 ou 9 d'une valeur de n x 20 g, puis, comme représenté schématiquement sur la figure 9, à ajouter n masselottes dynamiques 42, réalisées dans le métal ou l'alliage métallique le plus dense, dans l'une ou l'autre des cavités 8 ou 9, c'est-à-dire à rajouter dans cette cavité une masse de nx 40 g dans l'exemple considéré, afin de créer un moment en corde, tout en conservant le moment statique pré-établi. Les flèches de la figure 8 schématisent la dépose des n masselottes dynamiques 41 de 20 g chacune, tandis que la flèche de la figure 9 schématise la mise en place des n masselottes dynamiques 42 de 40 g chacune dans la rainure 8 de bord d'attaque. En conséquence, la répartition des masselottes statiques 38. 39 et 40 n'a pas été modifiée, et seule la répartition des masselottes dynamiques 41 et 42 a été modifiée sans modifier la masse totale des masselottes dynamiques. mais en substituant n masselottes dynamiques 42 de masse unitaire double à n masselottes dynamiques 41 de masse unitaire standard dans l'une des deux rainures 8 et 9. et en retirant n masselottes dynamiques 41 de masse unitaire standard de l'autre des deux rainures. Le procédé de réglage statique et dynamique décrit ci-dessus nécessite l'utilisation, pour le réglage dynamique, de deux matériaux de densité différente. le premier, de densité la plus faible, étant de qualité courante en acier inoxydable par exemple, et le second. de densité double de celle du premier, étant de préférence un matériau fritté de forte densité. et donc plus onéreux. Mais ce procédé fait appel au matériau de forte densité pour des quantités uniquement nécessaires aux réglages dynamiques des pales. et ce procédé peut être mis en oeuvre dans la mesure o les rainures 8 et 9 sont dimensionnées sur la base du matériau de plus faible densité. La capacité de transfert dynamique est optimale lorsque le rapport de densité entre les
deux matériaux est sensiblement de 2.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, pour faciliter l'équilibrage dynamique des pales sur banc d'essai par une bonne accessibilité, ainsi que pour faciliter le moulage
de la pale composite, l'ouverture d'accès débouche dans la face d'extrados de la pale.
Mais cette ouverture d'accès pourrait déboucher dans la face d'intrados sans que les
masselottes ne tombent, suite à l'ouverture de la porte d'accès.
En effet, de par la conception du dispositif d'équilibrage décrit cidessus, une sécurité totale est assurée sous les efforts de vol, et en particulier sous la force centrifuge car, lorsque la pale tourne sur le rotor, les masselottes sont repoussées en butée vers le fond concave 11 des rainrues 8 et 9 sous l'action de la force centrifuge, et la porte 25 n'est donc soumise à aucun effort induit par ces masselottes. Ces dernières restent à l'intérieur des logements des rainures 8 et 9 en cas de perte de la porte 25, lorsque la pale tourne, et l'équilibrage des pales est sensiblement conservé, du fait du faible poids de cette porte 25, ce qui autorise la poursuite du vol. Le dispositif d'équilibrage 6 décrit ci-dessus est donc d'une mise en oeuvre aisée et relativement économique, et il permet de s'affranchir de tous les inconvénients précités des dispositifs analogues de l'état de la technique présenté ci-dessus. En particulier, le bout de pale 3 peut être de forme parabolique, ou avoir toute autre forme telle qu'en dièdre par exemple, et ne nécessite pas d'être démonté en cas d'intervention
sur les masselottes d'équilibrage.
Le procédé de l'invention peut aussi être mis en oeuvre avec une variante du dispositif décrit ci-dessus, variante dans laquelle chacun des deux logements allongés est accessible par l'une respectivement de deux ouvertures d'accès pour le
chargement et le déchargement des masselottes d'équilibrage statique et dynamique.
Claims (21)
1 Pale de rotor de giravion équipée d'un dispositif (6) d'équilibrage statique et dynamique dans la portion d'extrémité extemrne, vers le bout de pale (3), de la partie courante (4), à profil aérodynamique, de la pale (1). ledit dispositif d'équilibrage (6) comprenant des masselottes d'équilibrage statique (38, 39, 40) et des masselottes d'équilibrage statique et dynamique (41, 42) qui sont logées dans au moins deux cavités (8, 9) délimitées, de part et d'autre d'un axe (X-X) de centrage en corde de la pale (1), dans ladite portion d'extrémité externe de la partie courante (4) de pale. et accessibles de l'extérieur de la pale (1) par au moins une ouverture d'accès (24-12) s'ouvrant dans une face (la) de la pale (1) et obturable par au moins tume porte d'accès (25) fixée de manière amovible sur ladite face (la) de la pale (1). caractérisée en ce que lesdites cavités du dispositif d'équilibrage (6) sont agencées en deux logement allongés (8. 9) sensiblement dans la direction de l'envergure de la pale (1) et sensiblement symétriques l'un de l'autre de part et d'autre dudit axe (X- X) de centrage en corde, le dispositif (6) comprenant une unique ouverture d'accès (24-12) s'ouvrant dans l'une des faces d'extrados (la) et d'intrados (lb) de la pale (1). et en communication permanente avec l'extrémité interne. vers le pied de pale (3), de chacun des deux logements allongés (8, 9), de sorte à permettre l'introduction et le retrait de chaque masselotte dans et de chaque logement (8, 9). ainsi qu'une unique porte d'accès (25), un premier jeu (30-31) de masselottes (38, 39. 40), pour l'équilibrage statique, destinées à être également réparties en masse dans les deux logements (8, 9), et un second jeu (32, 33) de masselottes (41, 42), pour l'équilibrage statique et dynamique, destinées à être réparties en masse dans les deux logements (8, 9) de sorte à assurer le
réglage dynamique de la pale.
2. Pale de rotor selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'équilibrage (6) comprend un support (7) des masselottes d'équilibrage, ledit support étant un boîtier (7) rigide et allongé, intégré dans ladite portion d'extrémité externe de la partie courante (4) de pale de sorte que la longueur du boîtier (7) est orientée sensiblement selon l'envergure de la pale (1), et que la section transversale du boîtier (7) est intégrée dans ledit profil aérodynamique de ladite partie courante (4) de pale, les deux logements (8, 9) étant au moins partiellement délimités dans ledit boîtier (7). dans
lequel est également partiellement ménagée ladite ouverture d'accès (2412).
3. Pale selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux logements sont au moins partiellement délimités par deux rainures (8, 9) longitudinales ménagées chacune dans l'une respectivement des deux grandes faces latérales du boîtier (7) qui sont tournées respectivement vers le bord d'attaque (15) et le bord de fuite (16) de la
pale (1).
o10
4. Pale selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que ladite
ouverture d'accès comprend une ouverture (24) ménagée dans le revêtement (22) de la face d'extrados (la) ou d'intrados (lb) de la pale (1) et un évidement ( 12) sensiblement cylindrique et borgne, ménagé dans la face d'extrados (13) ou d'intrados (14) du boîtier (7) qui est dégagée sous ladite ouverture (24) du revêtement (22), dans la partie
d'extrémité longitudinale interne du boîtier (7), vers le pied de pale (1).
5. Pale selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite porte d'accès (25), de préférence en matériau composite, ferme ladite ouverture (24) dans le revêtement (22) de la pale (1). et comprend un plot (27) en saillie sur la face interne de la porte (25) pour obturer au moins partiellement ledit évidement borgne (12) ménagé dans le boîtier (7), de sorte à empêcher la communication entre les deux logements (8,
9) pour les masselotttes d'équilibrage.
6. Pale selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que ladite
porte d'accès (25) s'intègre au profil de la face (la) de la pale (1) dans laquelle débouche ladite ouverture d'accès (24-12), et en ce que ladite porte (25) est collée sur
la face (13) correspondante du boîtier (7), autour dudit évidement borgne (12).
7. Pale selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite porte d'accès (25) est de plus vissée sur une vis (29) traversant la face (lb) de la pale (1) autre que celle (la) dans laquelle débouche ladite ouverture d'accès (24-12), ladite vis (29)
débouchant dans ledit évidement borgne (12) du boîtier (7).
8. Pale selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce
que les revêtements d'extrados (22) et d'intrados (23) de la pale (1) sont solidaires respectivement des faces d'extrados (13) et d'intrados (14) du boîtier (7). de
préférence par au moins un film de colle.
s
9. Pale selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce
que lesdits logements (8, 9) débouchent latéralement dans les deux grandes faces latérales dudit boîtier (7) ainsi que, de préférence, dans la face d'extrémité interne (10) du boîtier (7), tournée vers le pied de pale (2), tandis que chaque logement (8, 9) est fermé du côté de la face d'extrémité externe du boîtier (7), tournée vers le bout de pale (3), par un fond (11), de préférence concave, contre lequel est destinée à être appliquée une butée rigide (34) interposée entre ledit fond (11) et les masselottes logées dans
ledit logement (8, 9).
10. Pale selon la revendication 9. caractérisée en ce que lesdites masselottes des deux jeux destinées à être logées dans un même logement (8. 9) sont enfilées sur un même fil (33) dont une extrémité est liée à ladite butée (34) et dont l'autre extrémité est libre et accessible par ladite ouverture d'accès (24-12) lorsque lesdites masselottes
sont disposés dans ledit logement (8, 9).
11. Pale selon l'une quelconque des revendications 2 à 10. caractérisée en ce
que ledits logements (8, 9) sont au moins latéralement fermés par au moins un élément structural (17, 18) de la pale (1), retenant lesdites masselottes dans les logements (8, 9) et ceinturant au moins partiellement ledit boîtier (7) en constituant au moins une butée
de retenue du boîtier (7) selon l'envergure et/ou selon la corde de la pale (1).
12. Pale selon la revendication 1 1, caractérisée en ce que ledit élément structural de la pale (1) est au moins un longeron (17) de bord d'attaque (15) et/ou au moins un faisceau (18, 19) de stratifils de fibres de renfort agglomérées par une matrice synthétique rigidifiée du côté du bord de fuite (16) et/ou de l'une au moins des
extrémités longitudinales dudit boîtier (7).
13. Pale selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisée en ce
que ledit boîtier (7) est usiné sensiblement au profil de la pale (1), et en un métal ou alliage lourd pour constituer un ajout de masse en extrémité de pale (1), afin d'atteindre une inertie du rotor nécessaire à l'autorotation de ce dernier,
14. Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. caractérisée en ce
que ledit boîtier (7) est en composite ou en alliage léger.
15. Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce
qu'au moins une butée souple et légère (37) est logée dans chacun des deux logements (8, 9), entre ladite ouverture d'accès (24-12) et les masselottes d'équilibrage logées
dans ledit logement (8, 9).
16. Pale selon la revendication 15 telle que rattachée à la revendication 10.
caractérisée en ce que ladite butée souple (37) est tubulaire et traversée par ladite autre extrémité dudit fil (35) sur lequel sont enfilées toutes les masselottes logées dans ledit
logement (8, 9).
17. Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 16. caractérisée en ce
que ladite ouverture d'accès (24-12) est centrée sur ledit axe (X-X) de centrage en
corde de la pale (1).
18. Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce
que ladite ouverture d'accès (24-12) s'ouvre dans la face d'extrados (la) de la pale (1).
19. Pale selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce
que ledit premier jeu (30. 31) de masselottes, en métal ou alliage de densité élevée.
comprend des masselottes (38, 39, 40) de même forme externe, de même section correspondant sensiblement à la section transversale de chaque logement (8. 9), avec éventuellement plusieurs épaisseurs, dans la direction de la longueur dudit logement,
(8, 9) pour un réglage fin.
20. Pale selon l'une quelconque des revendicationsl à 19, caractérisée en ce
que ledit second jeu (32, 33) de masselottes comprend des masselottes (41, 42) qui viennent en appui, dans chaque logement (8, 9), contre celles du premier jeu (30, 31) logées dans ledit logement (8, 9), et comporte également des masselottes (41, 42) de même forme externe, de même section correspondant sensiblement à la section de chaque logement (8, 9), et de mêmes épaisseurs, mais réalisées en deux métaux ou alliages métalliques de densité élevée, tels que la densité de l'un est sensiblement le
double de la densité de l'autre.
21. Procédé d'équilibrage statique et dynamique d'une pale (1) de rotor de giravion équipée d'un dispositif d'équilibrage (6) selon l'une quelconque des
revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant,
dans un premier temps, à répartir également en masse les masselottes d'équilibrage statique (30, 31) dans les deux logements (8, 9), puis à disposer dans les deux logements (8, 9) les masses d'équilibrage (41) dynamique de plus faible densité de sorte à les répartir également en masse dans les deux logements (8, 9), en appui sur les o0 masselottes d'équilibrage statique (38, 39, 40), de sorte à établir le moment statique désiré, puis, dans un second temps, après identification du comportement aérodynamique de la pale (1) au banc d'équilibrage, à retirer un nombre n de masselottes d'équilibrage dynamique (41) de chacun des deux logements (8, 9) et à rajouter un nombre n de masselottes d'équilibrage dynamique de plus forte densité (42) dans l'un seulement des deux logements (8, 9), afin de créer un moment en corde procurant l'équilibrage dynamique recherché, tout en conservant le moment statique pré-établi.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1039169A1 (fr) * | 1999-03-25 | 2000-09-27 | Nissan Motor Company, Limited | Poids d'équilibrage |
FR2926535A1 (fr) | 2008-01-23 | 2009-07-24 | Eurocopter France | Dispositif et procede d'equilibrage dynamique d'une pale |
EP2711293A3 (fr) * | 2012-09-25 | 2017-11-01 | The Boeing Company | Boîtier pour charge utile réglable pour aile |
EP3321177A1 (fr) * | 2016-11-14 | 2018-05-16 | Bell Helicopter Textron Inc. | Système de pesée de pale de rotor |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100494695C (zh) * | 2007-07-20 | 2009-06-03 | 南京航空航天大学 | 复合材料空腔风扇叶片 |
US8029240B2 (en) * | 2007-11-08 | 2011-10-04 | The Boeing Company | Rotor blade adjustable weight retention system |
FR2924498B1 (fr) * | 2007-11-30 | 2009-12-11 | Thales Sa | Girouette de mesure de l'orientation du vent a rechauffeur integre |
US7972114B2 (en) * | 2008-03-04 | 2011-07-05 | Karem Aircraft, Inc. | Composite blade root structure |
DE602008003902D1 (de) * | 2008-05-22 | 2011-01-20 | Agusta Spa | Drehmomentausgleichs-Heckrotorblatt für Hubschrauber |
US8192162B2 (en) * | 2008-07-29 | 2012-06-05 | Loftus Robert T | Field installable and removable helicopter rotor blade vibration and blade tracking device |
US8954298B2 (en) * | 2012-01-03 | 2015-02-10 | The Boeing Company | Methods and systems for helicopter rotor blade balancing |
US9757432B2 (en) | 2012-11-14 | 2017-09-12 | Ohio State Innovation Foundation | Materials and methods useful for treating glioblastorna |
US9249851B2 (en) * | 2012-11-14 | 2016-02-02 | The Boeing Company | Apparatus and method for tuning a vibratory response of a rotor blade |
US9914533B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-03-13 | Sikorsky Aircraft Corporation | In-wing device retention |
US9908619B1 (en) * | 2014-09-25 | 2018-03-06 | Amazon Technologies, Inc. | Ballast control mechanisms for aerial vehicles |
CN106005397A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-10-12 | 上海未来伙伴机器人有限公司 | 多旋翼机桨、多旋翼机以及改善桨叶静不平衡的方法 |
US11014656B2 (en) | 2017-06-20 | 2021-05-25 | Bell Helicopter Textron Inc. | Zero-fastener flushmount balance weight system preserving rotor-blade tip with integral tuning weight retention feature |
US10822075B2 (en) * | 2017-07-31 | 2020-11-03 | Bell Helicopter Textron Inc. | Rotor span-balance pocket |
US10994835B2 (en) * | 2017-09-28 | 2021-05-04 | Textron Innovations Inc. | Inertia weight assemblies for rotorcraft |
CN110683048B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-05-05 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种无人直升机复合材料桨叶及桨尖配重方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3508843A (en) * | 1968-08-01 | 1970-04-28 | Lockheed Aircraft Corp | Antinode weight assembly for rotor blades |
US3999888A (en) * | 1975-06-25 | 1976-12-28 | United Technologies Corporation | Composite tip weight attachment |
US4150920A (en) * | 1977-12-02 | 1979-04-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Rotor blade tipweight assembly |
EP0237772A1 (fr) * | 1986-03-06 | 1987-09-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Dispositif d'équilibrage d'une pale de rotor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2451541A (en) * | 1945-05-24 | 1948-10-19 | United Aireraft Corp | Dynamic balancer for rotor blades |
US3812724A (en) * | 1969-09-19 | 1974-05-28 | M Matson | Rotational balancer |
-
1998
- 1998-07-17 FR FR9809143A patent/FR2781196B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-09 US US09/351,077 patent/US6196066B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3508843A (en) * | 1968-08-01 | 1970-04-28 | Lockheed Aircraft Corp | Antinode weight assembly for rotor blades |
US3999888A (en) * | 1975-06-25 | 1976-12-28 | United Technologies Corporation | Composite tip weight attachment |
US4150920A (en) * | 1977-12-02 | 1979-04-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Rotor blade tipweight assembly |
EP0237772A1 (fr) * | 1986-03-06 | 1987-09-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Dispositif d'équilibrage d'une pale de rotor |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1039169A1 (fr) * | 1999-03-25 | 2000-09-27 | Nissan Motor Company, Limited | Poids d'équilibrage |
US6286906B1 (en) | 1999-03-25 | 2001-09-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Balance weight |
FR2926535A1 (fr) | 2008-01-23 | 2009-07-24 | Eurocopter France | Dispositif et procede d'equilibrage dynamique d'une pale |
EP2082957A1 (fr) | 2008-01-23 | 2009-07-29 | Eurocopter | Dispositif et procédé d'équilibrage dynamique d'une pale |
EP2711293A3 (fr) * | 2012-09-25 | 2017-11-01 | The Boeing Company | Boîtier pour charge utile réglable pour aile |
EP3321177A1 (fr) * | 2016-11-14 | 2018-05-16 | Bell Helicopter Textron Inc. | Système de pesée de pale de rotor |
US10723448B2 (en) | 2016-11-14 | 2020-07-28 | Textron Innovations Inc. | Rotor blade weight system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US6196066B1 (en) | 2001-03-06 |
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