FR3111329A1 - birotor flying machine with vertical takeoff and landing - Google Patents

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Abstract

Engin volant à décollage et atterrissage vertical à rotor contrarotatif L’invention concerne un engin volant n’utilisant que deux rotors et dont le centre de gravité, contrairement aux engins de l’état de la technique, est placé au-dessus de son système de propulsion. L’engin conserve donc les avantages d’un engin à deux rotors comme la compacité, la simplicité, le rendement énergétique, le coût de production réduit et la discrétion sonore mais répond aux problèmes de pendules et d’instabilités des engins de l’état de la technique qui placent le centre de gravité en-dessous du système de propulsion. L’engin comporte : un châssis 403 dont le centre de gravité 404 est au-dessus des rotors 409, 410, deux bras horizontaux 405 et 406, deux modules d’orientation 440 et 441, deux rotors contrarotatifs pivotant autour de l’axe de tangage.Flying machine with vertical take-off and landing with counter-rotating rotor The invention relates to a flying machine using only two rotors and whose center of gravity, contrary to the machines of the state of the art, is placed above its system of propulsion. The machine therefore retains the advantages of a machine with two rotors such as compactness, simplicity, energy efficiency, reduced production cost and sound discretion but responds to the problems of pendulums and instabilities of state machines. techniques that place the center of gravity below the propulsion system. The machine comprises: a frame 403 whose center of gravity 404 is above the rotors 409, 410, two horizontal arms 405 and 406, two orientation modules 440 and 441, two counter-rotating rotors pivoting around the axis of pitch.

Description

engin volant birotor à décollage et atterrissage verticaltwin-rotor flying machine with vertical take-off and landing

La présente invention concerne un engin volant à décollage et atterrissage vertical à deux rotors.The present invention relates to a vertical take-off and landing flying machine with two rotors.

Un engin volant à décollage et atterrissage vertical à deux rotors de l'état de la technique tel que représenté dans la a comporte un châssis 1, un système de propulsion par hélices à pas fixe 2, coaxial ou en tandem (également connu sous la dénomination « birotor », « bicopter », « twincopter ») et un module d’orientation permettant de pivoter les moteurs et leurs hélices autour d’une liaison pivot 3.A state-of-the-art twin-rotor vertical take-off and landing flying machine as shown in the a comprises a frame 1, a propulsion system by propellers with fixed pitch 2, coaxial or in tandem (also known under the name "birotor", "bicopter", "twincopter") and an orientation module making it possible to pivot the motors and their helices around a pivot link 3.

Contrairement aux hélicoptères classiques qui font varier le pas de pales orientables, le module d’orientation permet de pivoter l’ensemble du système de propulsion (moteur + hélice) et d’orienter directement le flux d’air produit par la rotation des hélices. La résultante verticale 4 de la force ainsi créée permet de contrer la gravité et la résultante 5 perpendiculaire au châssis provoque une rotation 6 dudit châssis autour du centre de gravité 7 de l’engin, permettant d’incliner le châssis selon la consigne d’attitude souhaitée 8. L’intérêt des engins volant à deux rotors de l’état de la technique comparés aux autres engins à quatre rotors notamment est un meilleur rendement énergétique, une compacité supérieure, une discrétion sonore accrue et un coût moindre puisque seuls deux systèmes de propulsion sont nécessaires.Unlike conventional helicopters which vary the pitch of the steerable blades, the orientation module makes it possible to pivot the entire propulsion system (engine + propeller) and to direct the air flow produced by the rotation of the propellers directly. The vertical resultant 4 of the force thus created makes it possible to counter gravity and the resultant 5 perpendicular to the frame causes a rotation 6 of said frame around the center of gravity 7 of the machine, making it possible to tilt the frame according to the attitude setpoint desired 8. The advantage of two-rotor flying machines of the state of the art compared to other four-rotor machines in particular is better energy efficiency, greater compactness, increased sound discretion and lower cost since only two systems of propulsion are required.

Intuitivement, les engins à deux rotors de l’état de la technique placent le châssis en dessous du centre de poussée, considérant que le système est plus stable avec la masse pendulant en dessous. Cependant, dans cette configuration, le module d’orientation provoque directement une rotation 9 du châssis autour de la liaison pivot 3 qui s’oppose à la rotation 6 et qui place dans certains cas le châssis 1 dans une attitude inverse à celle souhaitée 8, comme représenté sur la a. On peut facilement comprendre et visualiser cette rotation directe 9 en bloquant manuellement les hélices en position horizontale et en observant le mouvement du châssis lorsqu’une consigne d’attitude lui est donnée.Intuitively, state-of-the-art twin-rotor machines place the frame below the center of thrust, considering that the system is more stable with the mass hanging below. However, in this configuration, the orientation module directly causes a rotation 9 of the chassis around the pivot link 3 which opposes the rotation 6 and which in certain cases places the chassis 1 in an attitude opposite to that desired 8, as shown on the at. One can easily understand and visualize this direct rotation 9 by manually blocking the propellers in the horizontal position and by observing the movement of the frame when an attitude instruction is given to it.

Cette contradiction entre attitude souhaitée et attitude réelle créée une instabilité très importante empêchant ces engins de voler correctement dans des conditions même peu venteuses. Cela se concrétise également par un effet de pendule qui voit le châssis faire un mouvement de balancier autour de la position verticale au lieu de respecter la consigne d’attitude souhaitée 8.This contradiction between desired attitude and real attitude creates a very significant instability preventing these machines from flying correctly in even slightly windy conditions. This is also materialized by a pendulum effect which sees the chassis make a pendulum movement around the vertical position instead of respecting the desired attitude setpoint 8.

Un objet de la présente invention est de proposer un engin volant à décollage et atterrissage vertical ne présentant pas les instabilités de l’état de la technique mais qui conserve ses avantages comme la compacité, la simplicité, le bon rendement énergétique, la discrétion sonore et le coût de production moindre d’un engin à deux rotors.An object of the present invention is to provide a vertical take-off and landing flying machine that does not exhibit the instabilities of the state of the art but which retains its advantages such as compactness, simplicity, good energy efficiency, sound discretion and the lower production cost of a machine with two rotors.

L’engin de la présente invention, représenté théoriquement dans la b, utilise le même principe d’orientation directe du flux d’air que l’état de la technique mais place le centre de gravité 7 au-dessus du système de propulsion. Un module d’orientation 10 permet d’orienter la force créée par la rotation des hélices 11. La résultante 12 de cette force, perpendiculaire au châssis, crée une rotation 13 autour du centre de gravité 7 permettant d’incliner le châssis selon l’attitude souhaitée 14. L’asservissement provoque également une rotation directe 15 du châssis qui va dans le même sens que la rotation provoquée par la force résultante. Il n’y a donc plus de contradiction entre l’attitude souhaitée et l’attitude réelle de l’engin. L’attitude souhaitée 14 de l’engin est garantie même en cas de perturbations extérieures comme des rafales de vent. L’engin est ainsi beaucoup plus stable que celui de l’état de la technique car il respecte la consigne d’attitude souhaitée 14 en toutes circonstances.The machine of the present invention, represented theoretically in the b, uses the same principle of direct orientation of the air flow as the state of the art but places the center of gravity 7 above the propulsion system. An orientation module 10 makes it possible to orient the force created by the rotation of the propellers 11. The resultant 12 of this force, perpendicular to the frame, creates a rotation 13 around the center of gravity 7 making it possible to tilt the frame according to the desired attitude 14. The servo-control also causes a direct rotation 15 of the frame which goes in the same direction as the rotation caused by the resultant force. There is therefore no longer any contradiction between the desired attitude and the actual attitude of the machine. The desired attitude 14 of the craft is guaranteed even in the event of external disturbances such as gusts of wind. The machine is thus much more stable than that of the state of the art because it respects the desired attitude instruction 14 in all circumstances.

Selon des modes particuliers de réalisation, l’engin volant à décollage et atterrissage vertical à deux rotors comporte :

  1. un châssis,
  2. deux systèmes de propulsion comprenant chacun au moins un moteur et une hélice à pas fixe fixée à ce moteur,
  3. deux modules d’orientation montés sur ledit châssis et sur lequel les moteurs sont fixés et qui comporte des moyens d’orientation pour faire pivoter ledit moteur autour d’un axe,
  4. un centre de gravité placé au-dessus du système de propulsion.
According to particular embodiments, the two-rotor vertical take-off and landing flying machine comprises:
  1. a chassis,
  2. two propulsion systems each comprising at least one engine and a fixed-pitch propeller attached to this engine,
  3. two orientation modules mounted on said frame and on which the motors are fixed and which comprises orientation means for pivoting said motor around an axis,
  4. a center of gravity placed above the propulsion system.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de trois exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

  1. la [Fig 2] représente un engin volant selon un premier mode dit « coaxial » de réalisation de l’invention,
  2. la [Fig 3] représente un module d’orientation de l’engin volant selon le premier mode de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 2],
  3. la [Fig 4] représente un engin volant selon un deuxième mode dit « en tandem » de réalisation de l’invention,
  4. la [Fig 5] représente un premier module d’orientation de l’engin en prise directe selon le deuxième mode de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 4],
  5. la [Fig 6] représente un deuxième module d’orientation de l’engin à l’aide de biellettes selon le deuxième mode de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 4],
  6. la [Fig 7] représente un engin volant selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of three embodiments, said description being made in relation to the attached drawings, among which:
  1. [Fig 2] represents a flying machine according to a first so-called "coaxial" embodiment of the invention,
  2. [Fig 3] represents an orientation module of the flying machine according to the first embodiment of the invention described in [Fig 2],
  3. [Fig 4] represents a flying machine according to a second so-called "tandem" embodiment of the invention,
  4. [Fig 5] shows a first direct drive vehicle orientation module according to the second embodiment of the invention described in [Fig 4],
  5. [Fig 6] represents a second module for orienting the machine using rods according to the second embodiment of the invention described in [Fig 4],
  6. [Fig 7] shows a flying machine according to a third embodiment of the invention.

La montre un engin volant 200 à rotor contrarotatif coaxial selon un premier mode de réalisation de l’invention.The shows a flying machine 200 with coaxial counter-rotating rotor according to a first embodiment of the invention.

L'engin volant 200 comporte un axe de roulis 220 et un axe de tangage 230 qui est orthogonal à l'axe de roulis 220.The flying machine 200 has a roll axis 220 and a pitch axis 230 which is orthogonal to the roll axis 220.

L'engin volant 200 comporte :

  1. un châssis 201,
  2. un moteur supérieur 202,
  3. un ensemble de pales à pas fixe 203 fixées sur le moteur 202,
  4. un moteur inférieur 204,
  5. un ensemble de pales à pas fixe 205 fixées sur le moteur 204,
  6. un module d’orientation à deux axes 206.
The flying machine 200 comprises:
  1. a chassis 201,
  2. an upper motor 202,
  3. a set of fixed-pitch blades 203 fixed to the motor 202,
  4. a lower motor 204,
  5. a set of fixed-pitch blades 205 fixed to the motor 204,
  6. a two-axis orientation module 206.

Le module d'orientation 206 comporte des moyens d'orientation pour faire pivoter le moteur 202 et 204 autour à la fois de l’axe de tangage 230 et de l’axe de roulis 220. La rotation du module d’orientation 206 autour de l’axe de tangage 230 permet de faire basculer le système de propulsion complet vers l’avant ou l’arrière et de basculer ainsi le châssis selon une consigne d’angle de tangage souhaitée. La rotation du module d’orientation 206 autour de l’axe de roulis 220 permet de faire basculer le système de propulsion complet vers la droite ou la gauche et de basculer ainsi le châssis selon une consigne d’angle de roulis souhaitée. Le module d’orientation permet donc de stabiliser et d’orienter l’engin volant sur les axes de tangage et de roulis sans recours à un système complexe de pales à pas variable. La position du centre de gravité 250 au-dessus du système de propulsion permet d’éviter les instabilités de l’état de la technique en conservant une constitution simple et compacte.The orientation module 206 comprises orientation means for pivoting the motor 202 and 204 around both the pitch axis 230 and the roll axis 220. The rotation of the orientation module 206 around the pitch axis 230 makes it possible to tilt the complete propulsion system forwards or backwards and thus to tilt the chassis according to a desired pitch angle setpoint. The rotation of the orientation module 206 around the roll axis 220 makes it possible to tilt the complete propulsion system to the right or to the left and thus to tilt the chassis according to a desired roll angle setpoint. The orientation module therefore makes it possible to stabilize and orient the flying machine on the pitch and roll axes without resorting to a complex system of variable-pitch blades. The position of the center of gravity 250 above the propulsion system makes it possible to avoid the instabilities of the state of the art while maintaining a simple and compact constitution.

L’axe de lacet est stabilisé et maintenu par le couple créé par la différence de rotation entre l’hélice supérieure et l’hélice inférieure. L’altitude de l’engin est maintenue par la variation collective des vitesses de rotation des hélices supérieures et inférieures qui exercent dans tous les cas une poussée vers le bas.The yaw axis is stabilized and maintained by the torque created by the difference in rotation between the upper propeller and the lower propeller. The altitude of the machine is maintained by the collective variation of the rotational speeds of the upper and lower propellers which in all cases exert downward thrust.

Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur la , le châssis 201 présente deux flancs 221 et 222 qui s’étendent parallèlement l’un à l’autre et qui sont fixés ici l’un à l’autre par l’intermédiaire d’entretoises. Des traverses sont perpendiculaires aux flancs et permettent de fixer l’électronique embarqués et de maintenir le module d’orientation 206. La masse principale de l’engin, ici une batterie électrique 240, est fixée le plus haut possible pour que le bras de levier entre le centre de poussée 260 et le centre de gravité 250 permettent un contrôle suffisant sur les axes de tangage et de roulis.In the embodiment of the invention shown in , the frame 201 has two sides 221 and 222 which extend parallel to each other and which are fixed here to each other by means of spacers. Crosspieces are perpendicular to the sides and make it possible to fix the on-board electronics and to maintain the orientation module 206. The main mass of the machine, here an electric battery 240, is fixed as high as possible so that the lever arm between the center of thrust 260 and the center of gravity 250 allow sufficient control over the pitch and roll axes.

Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur la , trois tiges 271, 272 et 273 permettent à l’engin de se poser sur le sol sans que les hélices inférieures soient en contact avec le sol.In the embodiment of the invention shown in , three rods 271, 272 and 273 allow the machine to land on the ground without the lower propellers being in contact with the ground.

Dans ce mode de réalisation, un système électronique est embarqué pour permettre un vol automatique de l’engin et pour transformer les commandes du sol en consignes pour l’orientation et la mise en rotation des systèmes de propulsion.In this embodiment, an electronic system is on board to allow automatic flight of the machine and to transform the commands from the ground into instructions for the orientation and rotation of the propulsion systems.

La montre un module d’orientation selon le premier mode dit « coaxial » de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 2]. Pour une meilleure compréhension, la [Fig 3]a représente un premier module d’orientation qui vient s’intégrer dans un plateau pour constituer le module complet représenté par la [Fig 3]b.The shows an orientation module according to the first so-called “coaxial” embodiment of the invention described in [Fig 2]. For a better understanding, [Fig 3]a represents a first orientation module which is integrated into a tray to constitute the complete module represented by [Fig 3]b.

Le module d’orientation comporte :

  1. un moteur supérieur 302 avec un ensemble de pales 303 fixées au dit moteur dont l’arbre de sorite est orienté vers le haut,
  2. un moteur inférieur 304 avec un ensemble de pales 305 fixées au dit moteur dont l’arbre de sortie est orienté vers le bas,
  3. deux traverses 306 et 307, reliant les deux flancs 221, 222 du châssis de l’engin, décrits dans la [Fig 2],
  4. un plateau dit de roulis 308 mis en rotation autour de l’axe du roulis 391 par un servocommande 310 dont la partie fixe est attachée à la traverse 306,
  5. un plateau dit de tangage 311 sur lequel est attachée la partie fixe d’un servocommande 312,
  6. une liaison pivot de roulis 313 reliant le plateau 308 à la traverse 307 sur l’axe de roulis 391,
  7. une liaison pivot de tangage 314 reliant le plateau 311 au plateau 308 sur l’axe de tangage 392.
The orientation module includes:
  1. an upper motor 302 with a set of blades 303 fixed to said motor whose output shaft is oriented upwards,
  2. a lower motor 304 with a set of blades 305 fixed to said motor whose output shaft is oriented downwards,
  3. two crosspieces 306 and 307, connecting the two sides 221, 222 of the frame of the machine, described in [Fig 2],
  4. a so-called roll plate 308 rotated around the roll axis 391 by a servo-control 310 whose fixed part is attached to the crosspiece 306,
  5. a so-called pitch plate 311 on which is attached the fixed part of a servo-control 312,
  6. a roll pivot link 313 connecting the plate 308 to the crosspiece 307 on the roll axis 391,
  7. a pitch pivot link 314 connecting the plate 311 to the plate 308 on the pitch axis 392.

Les deux moteurs 302 et 304 ainsi que la partie fixe du servocommande 312 sont fixés sur le plateau 311. La partie mobile 315 du servocommande 312 est fixée au plateau 308. Le servocommande 312 permet donc d’orienter l’ensemble de la propulsion d’avant en arrière autour de l’axe du tangage 392. La partie mobile du servocommande 310 est fixée au plateau 308 et permet de mettre en rotation le plateau 308 et donc l’ensemble de la propulsion autour de l’axe de roulis 391.The two motors 302 and 304 as well as the fixed part of the servo-control 312 are fixed on the plate 311. The mobile part 315 of the servo-control 312 is fixed to the plate 308. The servo-control 312 therefore makes it possible to orient all of the propulsion from back and forth around the pitch axis 392. The mobile part of the servo-control 310 is fixed to the plate 308 and makes it possible to rotate the plate 308 and therefore the whole of the propulsion around the roll axis 391.

La montre un engin volant selon un deuxième mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que les deux rotors contrarotatifs ne sont plus coaxiaux mais en tandem. Ce mode de réalisation permet un meilleur rendement général du système que le système coaxial qui voit les pales inférieures tourner dans un flux d’air déjà accéléré par les pales supérieures. La [Fig 4] représente l’engin volant en état de vol 401 ainsi que dans sa version repliée 402 permettant un emport aisé de l’engin.The shows a flying machine according to a second embodiment. This embodiment differs from the first embodiment in that the two counter-rotating rotors are no longer coaxial but in tandem. This embodiment allows a better general efficiency of the system than the coaxial system which sees the lower blades rotating in an air flow already accelerated by the upper blades. [Fig 4] shows the flying machine in flight condition 401 as well as in its folded version 402 allowing easy carriage of the machine.

L’engin volant 400 comporte :

  1. un châssis 403,
  2. deux bras 405 et 406 qui dans ce mode de réalisation sont repliables le long du châssis.
  3. deux modules d’orientation 440 et 441 décrit également dans les [Fig 5] et 6,
  4. deux moteurs 407 et 408 sur lesquels sont fixés des pales 409 et 410,
  5. deux patins d’atterrissage 411 et 412,
  6. un centre de gravité 404 placé au-dessus des moteurs 407 et 408.
The flying machine 400 includes:
  1. a 403 chassis,
  2. two arms 405 and 406 which in this embodiment are foldable along the frame.
  3. two orientation modules 440 and 441 also described in [Fig 5] and 6,
  4. two motors 407 and 408 on which blades 409 and 410 are fixed,
  5. two landing skids 411 and 412,
  6. a center of gravity 404 placed above the motors 407 and 408.

Les deux bras 405 et 406 sont dépliés en position horizontale pour que l’engin soit en état de vol. Ces bras sont fixés au châssis par l’intermédiaire de deux liaisons pivots 413 et 414 et sont maintenus en position horizontale par les deux patins d’atterrissage cylindrique 411 et 412 qui traversent les bras 405 et 406. Ainsi, les patins 411 et 412 servent autant de patins d’atterrissage que de maintien des deux bras 405 et 406 en position horizontale.The two arms 405 and 406 are unfolded in a horizontal position so that the machine is in flight condition. These arms are fixed to the frame via two pivot links 413 and 414 and are held in a horizontal position by the two cylindrical landing skids 411 and 412 which pass through the arms 405 and 406. Thus, the skids 411 and 412 serve as many landing skids as holding the two arms 405 and 406 in a horizontal position.

Les deux moteurs 407 et 408 sont contrarotatifs et leurs rotations contraires permettent de garder un couple relativement neutre sur l’axe de lacet 430. La vitesse de rotation collective permet de générer la poussée nécessaire au vol de l’engin. La différence de rotation entre les deux rotors permet d’orienter l’engin et de maintenir son attitude sur l’axe du roulis 431.The two motors 407 and 408 are counter-rotating and their opposite rotations make it possible to keep a relatively neutral torque on the yaw axis 430. The collective rotation speed makes it possible to generate the thrust necessary for the flight of the machine. The difference in rotation between the two rotors makes it possible to orient the machine and maintain its attitude on the roll axis 431.

Les deux modules d’orientations 440 et 441 permettent d’orienter directement les deux systèmes de propulsion indépendamment autour de l’axe de tangage 432. Lorsque les deux modules d’orientation font pivoter les deux systèmes de propulsion dans le même sens, ils permettent d’orienter et de maintenir l’attitude de l’engin et sa rotation autour l’axe de tangage 432. Lorsque les deux modules d’orientation font pivoter les deux systèmes de propulsion dans le sens opposé, ils permettent d’orienter et de maintenir l’attitude de l’engin autour de l’axe de lacet 430.The two orientation modules 440 and 441 make it possible to directly orient the two propulsion systems independently around the pitch axis 432. When the two orientation modules rotate the two propulsion systems in the same direction, they allow to orient and maintain the attitude of the machine and its rotation around the pitch axis 432. When the two orientation modules rotate the two propulsion systems in the opposite direction, they make it possible to orient and maintaining the attitude of the craft around the yaw axis 430.

Dans ce mode de réalisation, la masse principale (par exemple la batterie 450) est fixée sur le châssis le plus haut possible afin de garantir un bras de levier suffisant entre le centre de poussée au niveau des hélices et le centre de gravité 404. Dans ce mode de réalisation, un système électronique est embarqué pour permettre un vol automatique de l’engin et pour transformer les commandes du sol en consignes pour l’orientation et la mise en rotation des systèmes de propulsion.In this embodiment, the main mass (for example the battery 450) is fixed on the frame as high as possible in order to guarantee a sufficient lever arm between the center of thrust at the level of the propellers and the center of gravity 404. In this embodiment, an electronic system is on board to allow automatic flight of the machine and to transform the commands from the ground into instructions for the orientation and rotation of the propulsion systems.

La montre un premier mode de réalisation du module d’orientation utilisé dans le deuxième mode de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 4]. Le système d’orientation est en prise directe du système de propulsion.The shows a first embodiment of the orientation module used in the second embodiment of the invention described in [Fig 4]. The orientation system is directly connected to the propulsion system.

Le module d’orientation comporte :

  1. un support fixe 501 solidaire du bras horizontal de l’engin,
  2. un servomoteur disposant d’une partie fixe 502 et d’une partie rotative 503,
  3. un plateau 504,
  4. une liaison pivot 505 sur l’axe du tangage 520,
The orientation module includes:
  1. a fixed support 501 secured to the horizontal arm of the machine,
  2. a servomotor having a fixed part 502 and a rotating part 503,
  3. a 504 tray,
  4. a pivot link 505 on the pitch axis 520,

Le système de propulsion constitué du moteur 531 et de son hélice 532 est fixé sur le plateau 504. La partie fixe 502 du servomoteur est également fixée sur ce plateau.The propulsion system consisting of the motor 531 and its propeller 532 is fixed on the plate 504. The fixed part 502 of the booster is also fixed on this plate.

Le plateau 504 est tenu à la partie fixe 501 par l’intermédiaire d’une liaison pivot 505 offrant un degré de liberté sur l’axe du tangage 520. La partie rotative 503 du servomoteur est fixée au support 501. Lorsque la partie rotative 503 tourne, elle fait pivoter le plateau 504 et donc le système de propulsion autour de l’axe de tangage.The plate 504 is held to the fixed part 501 via a pivot link 505 offering a degree of freedom on the pitch axis 520. The rotary part 503 of the booster is fixed to the support 501. When the rotary part 503 rotates, it pivots the plate 504 and therefore the propulsion system around the pitch axis.

La montre un deuxième mode de réalisation du module d’orientation utilisé dans le deuxième mode de réalisation de l’invention décrit dans la [Fig 4]. Le système d’orientation n’est pas en prise directe comme dans le mode de réalisation décrit dans la [Fig 5] mais agit grâce à au moins une biellette de commande.The shows a second embodiment of the orientation module used in the second embodiment of the invention described in [Fig 4]. The orientation system is not in direct drive as in the embodiment described in [Fig 5] but acts thanks to at least one control rod.

Le module d’orientation comporte :

  1. un servomoteur disposant d’une partie fixe 602 et d’une partie rotative 603,
  2. deux biellettes de commande 671 et 672,
  3. un plateau 604,
  4. deux liaisons pivot 605 et 606 sur l’axe du tangage 620,
The orientation module includes:
  1. a servomotor having a fixed part 602 and a rotating part 603,
  2. two control rods 671 and 672,
  3. a 604 tray,
  4. two pivot links 605 and 606 on the pitch axis 620,

Le système de propulsion constitué du moteur 631 et de son hélice 632 est fixé sur le plateau 604. Le plateau 604 est solidaire du bras horizontal de l’engin par l’intermédiaire de deux liaisons pivot 605 et 606 offrant un degré de liberté sur l’axe de tangage 620. La partie fixe 602 du servomoteur est fixée sur le bras horizontal 690 de l’engin. La partie rotative 603 du servomoteur est reliée au plateau 604 par l’intermédiaire d’au moins une biellette 671. Avantageusement, une deuxième biellette 672 permet d’équilibrer le système de commande. Avantageusement, les biellettes disposent elles-mêmes de liaisons pivot à leur extrémité pour faciliter leur mouvement.The propulsion system consisting of the motor 631 and its propeller 632 is fixed on the plate 604. The plate 604 is integral with the horizontal arm of the machine via two pivot connections 605 and 606 offering a degree of freedom on the pitch axis 620. The fixed part 602 of the booster is fixed to the horizontal arm 690 of the machine. The rotary part 603 of the booster is connected to the plate 604 via at least one link 671. Advantageously, a second link 672 makes it possible to balance the control system. Advantageously, the rods themselves have pivot connections at their end to facilitate their movement.

Lorsque la partie rotative 603 du servomoteur tourne, elle fait pivoter le plateau 604 et donc l’ensemble du système de propulsion autour de l’axe de tangage 620.When the rotary part 603 of the servomotor rotates, it rotates the platter 604 and therefore the entire propulsion system around the pitch axis 620.

La montre un engin volant selon un troisième mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation en ce qu’il s’adapte à un aéronef pilotable et non à un engin robotisé comme dans les deux premiers modes de réalisation.The shows a flying machine according to a third embodiment. This embodiment differs from the second embodiment in that it adapts to a pilotable aircraft and not to a robotic machine as in the first two embodiments.

L’engin volant 700 comporte :

  1. un châssis 703,
  2. deux bras horizontaux 705 et 706 ,
  3. deux palonniers de commande 707 et 708,
  4. deux systèmes de propulsion 711 et 712 composés chacun d’un moteur et d’un ensemble de pales,
  5. un patin d’atterrissage 730,
  6. un centre de gravité 704 placé au-dessus des systèmes de propulsion 711 et 712.
The flying machine 700 includes:
  1. a 703 chassis,
  2. two horizontal arms 705 and 706,
  3. two control pedals 707 and 708,
  4. two propulsion systems 711 and 712 each composed of an engine and a set of blades,
  5. a 730 landing skid,
  6. a center of gravity 704 placed above the propulsion systems 711 and 712.

Les systèmes de propulsion 711 et 712 sont solidaires des deux bras horizontaux 705 et 706. Ces deux bras sont fixés au châssis 703 mais garde un degré de liberté autour de l’axe de tangage 761 et peuvent donc pivoter autour de cet axe. Deux leviers de commande 707 et 708 sont solidaires des bras 705 et 706 et permettent de faire pivoter ces bras autour de l’axe de tangage 761.The propulsion systems 711 and 712 are integral with the two horizontal arms 705 and 706. These two arms are fixed to the frame 703 but retain a degree of freedom around the pitch axis 761 and can therefore pivot around this axis. Two control levers 707 and 708 are integral with the arms 705 and 706 and allow these arms to pivot around the pitch axis 761.

Le pilote 790 de l’engin vient se positionner sur le châssis et y est maintenu par un dispositif de sécurité. Avec ou sans assistance, il contrôle les leviers de commande707 et 708 et donc la rotation des bras 705 et 706 autour de l’axe de tangage 761. Un autre système de commande, manuel ou automatique, permet de contrôler la vitesse de rotation des moteurs 711 et 712.The 790 driver of the machine is positioned on the frame and is held there by a safety device. With or without assistance, it controls the control levers 707 and 708 and therefore the rotation of the arms 705 and 706 around the pitch axis 761. Another control system, manual or automatic, makes it possible to control the speed of rotation of the motors 711 and 712.

Les deux moteurs 711 et 712 sont contrarotatifs et leurs rotations contraires permettent de garder un couple relativement neutre autour de l’axe de lacet 762. La vitesse de rotation collective permet de générer la poussée nécessaire au vol de l’engin. La différence de rotation entre les deux rotors permet d’orienter l’engin et de maintenir son attitude autour de l’axe du roulis 760.The two motors 711 and 712 are counter-rotating and their opposite rotations make it possible to keep a relatively neutral torque around the yaw axis 762. The collective rotation speed makes it possible to generate the thrust necessary for the flight of the machine. The difference in rotation between the two rotors makes it possible to orient the machine and maintain its attitude around the 760 roll axis.

Lorsque les deux leviers de commande font pivoter les deux systèmes de propulsion dans le même sens, ils permettent d’orienter et de maintenir l’attitude de l’engin et sa rotation autour de l’axe de tangage 761. Lorsque les deux leviers de commande font pivoter les deux systèmes de propulsion dans le sens opposé, ils permettent d’orienter et de maintenir l’attitude de l’engin et sa rotation autour de l’axe de lacet 762.When the two control levers cause the two propulsion systems to pivot in the same direction, they make it possible to orient and maintain the attitude of the craft and its rotation around the pitch axis 761. When the two control levers control rotate the two propulsion systems in the opposite direction, they make it possible to orient and maintain the attitude of the craft and its rotation around the yaw axis 762.

Claims (6)

Engin volant à décollage et atterrissage vertical 200, 400, 700 caractérisé en ce qu’il comporte :
un châssis,
deux systèmes de propulsion permettant de générer une poussée,
un ou deux modules d’orientation montés sur ledit châssis et sur lesquels les moteurs sont fixés et qui comportent des moyens d’orientation pour faire pivoter les moteurs autour des axes de tangage ou de roulis,
un centre de gravité placé au-dessus des systèmes de propulsion.200, 400, 700 vertical take-off and landing flying machine characterized in that it comprises:
a chassis,
two propulsion systems to generate thrust,
one or two orientation modules mounted on said chassis and on which the motors are fixed and which comprise orientation means for pivoting the motors around the pitch or roll axes,
a center of gravity placed above the propulsion systems. Engin volant 200 selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
lesdits rotors contrarotatifs partagent le même axe de rotation,
un châssis 201 supporte un module d’orientation 300 et l’ensemble des composants permettant à l’engin de fonctionner,
le centre de gravité 250 est placé au-dessus du centre de poussée situé au niveau des hélices,
les rotors contrarotatifs sont fixés sur un module d’orientation 300 permettant de basculer les deux moteurs et leurs hélices autour des axes de tangage et de roulis.Flying machine 200 according to claim 1, characterized in that:
said contra-rotating rotors share the same axis of rotation,
a frame 201 supports an orientation module 300 and all the components allowing the machine to operate,
the center of gravity 250 is placed above the center of thrust located at the level of the propellers,
the counter-rotating rotors are fixed on an orientation module 300 allowing the two motors and their propellers to be tilted around the pitch and roll axes. Engin volant 200 selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module d’orientation 300 comporte :
un plateau 311 sur lequel se fixent les moteurs et la partie fixe d’un système d’orientation 312 et qui permet d’orienter les moteurs sur l’axe de roulis ou de tangage,
un plateau 308 sur lequel se fixe le plateau 311 grâce à une liaison pivot et qui permet d’orienter les moteurs sur l’axe de roulis ou de tangage,
un système 306 et 307 permettant de maintenir le module d’orientation 300 dans le châssis 201.Flying machine 200 according to claim 2, characterized in that the orientation module 300 comprises:
a plate 311 on which the motors and the fixed part of an orientation system 312 are fixed and which makes it possible to orient the motors on the roll or pitch axis,
a plate 308 on which the plate 311 is fixed thanks to a pivot connection and which makes it possible to orient the motors on the roll or pitch axis,
a system 306 and 307 making it possible to maintain the orientation module 300 in the frame 201. Engin volant 400, 700 selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
les rotors 407, 408 et 711, 712 ne partagent pas le même axe de rotation mais sont installés de part et d’autres du châssis,
les rotors sont fixés à des modules d’orientation 440, 441 et 705, 706 permettant de les faire pivoter indépendamment autour d’un axe 432, 761,Flying machine 400, 700 according to claim 1, characterized in that:
the rotors 407, 408 and 711, 712 do not share the same axis of rotation but are installed on either side of the frame,
the rotors are fixed to orientation modules 440, 441 and 705, 706 allowing them to be rotated independently around an axis 432, 761, Engin volant 402 selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que :
les hélices 409 et 410 sont constitués de pales repliables,
les bras 405 et 406 de l’engin pivotent autour d’une liaison pivot 413, 414 et se replient vers le haut contre le châssis 403 pour que l’engin soit plus compact lors de son transport,
avant la mise en vol de l’engin, les bras 405 et 406 se déplient à l’horizontal et sont fixés au châssis 403 par l’intermédiaire d’au moins une tige 411 et 412,
les tiges 411 et 412 servent de patins d’atterrissage à l’engin et lui permettent de ne pas basculer autour de l’axe 432 lors des évolutions près du sol,Flying machine 402 according to claims 1 and 4, characterized in that:
propellers 409 and 410 consist of folding blades,
the arms 405 and 406 of the machine pivot around a pivot link 413, 414 and fold upwards against the frame 403 so that the machine is more compact during transport,
before the machine is put into flight, the arms 405 and 406 unfold horizontally and are fixed to the frame 403 via at least one rod 411 and 412,
the rods 411 and 412 serve as landing skids for the machine and allow it not to tilt around the axis 432 during evolutions near the ground, Engin volant 700 selon la revendication 1 et 4, caractérisé en ce que :
les rotors 711 et 712 sont fixés à des bras 705, 706 qui sont solidaires du châssis mais conservent un degré de liberté et peuvent pivoter autour d’un axe 761,
des leviers de commande 707 et 708 sont fixés sur les bras 705, 706 et permettent de faire pivoter les bras manuellement ou de façon assistée autour d’un axe 761 et d’orienter l’engin selon les axes 761 et 762,Flying machine 700 according to claim 1 and 4, characterized in that:
the rotors 711 and 712 are attached to arms 705, 706 which are integral with the frame but retain a degree of freedom and can pivot around an axis 761,
control levers 707 and 708 are attached to the arms 705, 706 and allow the arms to be rotated manually or assisted around an axis 761 and to orient the machine along the axes 761 and 762,
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