Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR MODIFYING THE THRUST ORIENTATION OF AN AIRCRAFT ROTOR, PARTICULARLY FOR A MODEL HELICOPTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/080557
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device which is used to modify the thrust orientation of an aircraft rotor. According to the invention, the aforementioned rotor consists of: a rotary assembly comprising two blades (20) which are connected by a hub (30); a rotary support on which the hub can be mounted, such that it can be oriented around a swivel axis in order to modify the angle of incidence of the blades; and a drive shaft which is used to rotate the aforementioned rotary support. The inventive device also comprises at least one permanent magnet which is solidly connected to the rotary assembly and at least one coil (60) which is fixed in relation to the frame of the aircraft and which is disposed such as to create a magnetic field that interacts with the magnet when supplied with an electric current. Said field generates a torque on the permanent magnet, which enables the rotary assembly to be rotated around the swivel axis and the angle of incidence of the blades to be modified.

Inventors:
Piednoir, Jean-marie (23 Allée Hérold, Raincy, Raincy, F-93340, FR)
Application Number:
PCT/FR2004/000480
Publication Date:
September 23, 2004
Filing Date:
March 02, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
Piednoir, Jean-marie (23 Allée Hérold, Raincy, Raincy, F-93340, FR)
International Classes:
A63H3/40; A63H27/133; B64C27/68; (IPC1-7): A63H27/133; B64C27/68
Domestic Patent References:
2002-09-12
Foreign References:
US6354536B12002-03-12
US4071811A1978-01-31
Attorney, Agent or Firm:
Tanty, François (Nony & Associés, 3 rue de Penthièvre, Paris, F-75008, FR)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, ce rotor comportant : un ensemble rotatif comportant deux pales (20) reliées par un moyeu (30), un support rotatif sur lequel peut tre monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement (P) de manière à modifier l'angle d'incidence des pales, un arbre (11) d'entraînement en rotation dudit support rotatif, ce dispositif pouvant se caractériser par le fait qu'il comporte en outre : au moins un aimant permanent (110 ; 111) solidaire de l'ensemble rotatif, au moins une bobine (60 ; 160 ; 161 ; 162 ; 163) fixe relativement à un châssis de l'aéronef et disposée de manière à créer, lorsqu'alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant, de façon à générer sur ledit au moins un aimant permanent un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement (P) et de modifier l'angle d'incidence des pales.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une seule bobine (60).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'axe de la bobine (60) est sensiblement parallèle à celui (R) de l'arbre d'entraînement (11).
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs bobines (160 ; 161 ; 162 ; 163).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les bobines (160 ; 161 ; 162 ; 163) ont des axes (A ; B ; C ; D) sensiblement parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe (R) de l'arbre d'entraînement (11).
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux bobines dont les axes, de préférence sensiblement sécants, font entre eux un angle de 90°.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte quatre bobines associées par paires, deux bobines d'une mme paire ayant sensiblement le mme axe, l'angle entre les axes des deux paires étant sensiblement de 90°.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que deux bobines d'une mme paire définissent entre elles un espace (165) dans lequel ledit au moins un aimant permanent peut tre disposé, de façon à tre exposé au champ magnétique créé par les bobines.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une bobine fixée sur un support traversé par l'arbre d'entraînement.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs bobines supportées par une mme pièce (170).
11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ladite pièce comporte une partie annulaire centrale (171) traversée par l'arbre d'entraînement et à sa périphérie des dents (172) servant chacune de noyau à une bobine.
12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyeu (30) est agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de celuici orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'arbre d'entraînement lorsque les pales sont au neutre.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comporte une bobine unique (60) et par le fait que ledit au moins un aimant est disposé à l'intérieur de la bobine.
14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comporte une bobine unique (60) et par le fait qu'il comporte en outre deux aimants disposés à l'extérieur de la bobine, sensiblement à milongueur de celleci.
15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyeu est agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de cet aimant sensiblement parallèle à celui (R) de l'arbre d'entraînement.
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il comporte une bobine unique dont l'axe est sensiblement coaxial avec l'arbre d'entraînement et que le ou les aimants sont extérieurs à la bobine.
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'il comporte deux aimants disposés audessus de la bobine (60) de façon excentrée.
18. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs bobines dont les axes sont non parallèles à celui de l'arbre d'entraînement, le moyeu étant agencé de manière à permettre la fixation dudit au moins un aimant avec l'axe polaire de celuici sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement, lorsque les pales sont au neutre.
19. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support sur lequel est monté le moyeu comporte une chape à l'intérieur de laquelle est engagé au moins partiellement le moyeu.
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par le fait que le rotor comporte deux aimants disposés avec un écartement entre eux pour permettre le passage d'un axe par lequel le moyeu est articulé sur la chape.
21. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support comporte un tube (50) dans lequel est engagé un axe par lequel le moyeu est articulé sur le support.
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support est agencé pour permettre une fixation par encliquetage du moyeu dessus.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé par le fait que le support comporte au moins deux pattes élastiquement déformables (184) et un logement (183) pour un axe du moyeu.
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rotor comporte un mécanisme de réglage du pas collectif.
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rotor comporte un système de stabilisation gyroscopique.
26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de contrôle permettant de contrôler le courant électrique dans la ou les bobines de façon à obtenir les commandes du pas cyclique latéral et du pas cyclique longitudinal souhaitées.
27. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit au moins un aimant permanent est percé.
28. Dispositif selon la revendication 27, caractérisé par le fait que ledit au moins un aimant permanent est aimanté diamétralement.
29. Dispositif de contrôle (90) destiné à tre relié à une ou plusieurs bobines permettant d'exercer un champ magnétique sur au moins un aimant tournant avec un rotor comportant au moins deux pales reliées par un moyeu, ce dispositif de contrôle étant agencé pour délivrer à la ou aux bobines un courant déterminé de manière à ce que l'interaction entre le champ magnétique produit par la ou les bobines et le ou les aimants génère un couple permettant de modifier l'orientation de la poussée du rotor de façon sélective.
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de position (91) apte à délivrer un signal prédéfini lorsque le rotor passe par une position angulaire prédéterminée.
31. Aéronef équipé d'un dispositif de commande tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 28.
32. Aéronef selon la revendication 31, caractérisé par le fait qu'il constitue un hélicoptère radiocommandé.
33. Dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, comportant : un ensemble rotatif comportant au moins une pale reliée à un moyeu, un support rotatif sur lequel peut tre monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement de manière à modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale, un arbre d'entraînement en rotation dudit support rotatif, au moins un aimant permanent solidaire de l'ensemble rotatif, au moins une bobine fixe relativement à un châssis de l'aéronef et disposée de manière à créer, lorsqu'alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant, de façon à générer sur ledit au moins un aimant permanent un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement et de modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale.
34. Dispositif selon la revendication 33, caractérisé par le fait que le rotor est un rotor de queue.
35. Dispositif selon la revendication 33, caractérisé par le fait que le rotor est un rotor principal.
Description:
Dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, notamment de modèle réduit d'hélicoptère La présente invention concerne les dispositifs permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, notamment d'un hélicoptère.

L'invention s'adresse plus particulièrement mais non exclusivement au domaine de l'aéromodélisme et aux hélicoptères radiocommandés de petite taille dont le rotor principal est entraîné en rotation par un moteur électrique. Le rotor de ces hélicoptères comporte deux pales reliées par un moyeu pouvant librement pivoter autour d'un axe de rotation perpendiculaire à celui de l'arbre d'entraînement. Pour exercer un couple sur cet ensemble afin d'agir sur l'incidence des pales en fonction des pas cycliques latéraux et longitudinaux souhaités, le rotor est muni d'une barre de Bell, laquelle comporte à ses extrémités des palettes. L'incidence de ces dernières est commandée par des biellettes solidaires, par l'intermédiaire de liaisons à rotules, d'un plateau cyclique supérieur. Celui-ci repose sur un roulement porté par un plateau cyclique inférieur dont l'orientation, relativement à l'axe de l'arbre d'entraînement, peut tre modifiée au moyen de deux servomoteurs. Un tel dispositif de commande est relativement complexe et rend les hélicoptères radiocommandés fragiles, coûteux, et complexes à construire.

Il est connu par ailleurs à titre expérimental de modifier l'orientation des pales d'un rotor au moyen d'actuateurs piézoélectriques disposés entre les pales et le moyeu. Ces actuateurs nécessitent une alimentation en courant électrique par des contacts tournants, ce qui peut poser des problèmes de fiabilité.

La demande internationale WO 03/080433 publiée postérieurement à la date de priorité dont bénéficie la présente invention décrit un dispositif comportant un micromoteur tournant avec le rotor. Un tel dispositif nécessite des contacts tournants qui nuisent à la fiabilité et compliquent la fabrication.

La demande internationale WO 02/070094 décrit un dispositif comportant une bobine agencée pour exercer une force dirigée axialement sur un aimant. Un tel dispositif nécessite d'utiliser un mécanisme pour transformer le mouvement axial de l'aimant en un pivotement des pales. Cette demande décrit aussi une variante de réalisation dans laquelle le rotor porte une bobine. Cette variante nécessite des contacts tournants, ce qui n'est pas souhaitable.

Il existe de longue date un besoin pour simplifier les dispositifs permettant de modifier l'orientation de la poussée du rotor, afin notamment de permettre une commercialisation à grande échelle et à moindre coût d'hélicoptères radiocommandés.

L'invention a ainsi pour objet, selon un premier de ses aspects, un dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, ce rotor comportant : -un ensemble rotatif comportant au moins une pale reliée à un moyeu, notamment au moins deux pales reliées par un moyeu, -un support rotatif sur lequel peut tre monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement de manière à modifier l'angle d'incidence des pales, - un arbre d'entraînement en rotation dudit support rotatif, ce dispositif comportant en outre : - au moins un aimant permanent solidaire de l'ensemble rotatif, - au moins une bobine disposée de manière à créer, lorsque alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant, de façon à créer un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement et de modifier l'angle d'incidence des pales.

La bobine est fixe relativement à un châssis de l'aéronef.

La bobine crée sur le ou les aimant (s) le couple permettant de modifier l'angle d'incidence des pales.

L'invention permet de fabriquer un rotor ayant une structure particulièrement simple et de contrôler l'incidence des pales sans utiliser de servomoteur ; la fiabilité du rotor s'en trouve considérablement augmentée et son prix diminué. En outre, l'invention permet de fabriquer un hélicoptère radiocommandé plus léger, donc avec davantage d'autonomie ou moins dangereux à utiliser.

L'invention permet notamment d'éviter l'utilisation de contacts tournants, ce qui accroît la fiabilité.

Le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs bobines et la ou les bobines utilisées peuvent comporter un noyau en matériau magnétique, le cas échéant, afin de canaliser les lignes de champ. Cette ou ces bobines peuvent tre fixes relativement à un châssis supportant le moteur utilisé pour entraîner l'arbre d'entraînement en rotation.

Dans le cas de l'utilisation d'une bobine unique, celle-ci présente de préférence un axe sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement.

Dans le cas de l'utilisation de plusieurs bobines, celles-ci comportent de préférence des axes sensiblement parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement. Ces bobines peuvent notamment avoir des axes, de préférence sensiblement sécants, faisant entre eux des angles de 90° dans le cas de l'utilisation de deux ou de quatre bobines ou de 120° dans le cas de l'utilisation de trois bobines. Un plus grand nombre de bobines peut tre utilisé, le cas échéant.

Dans une réalisation particulière, le dispositif comporte ainsi quatre bobines associées par paires, deux bobines d'une mme paire ayant sensiblement le mme axe, l'angle entre les axes des deux paires étant sensiblement de 90°. Deux bobines d'une mme paire définissent entre elles un espace dans lequel ledit au moins un aimant permanent peut tre disposé, de façon à tre exposé au champ magnétique créé par les bobines. Deux bobines d'une mme paire sont avantageusement reliées électriquement entre elles en série de manière à ce que les champs magnétiques s'ajoutent.

La ou les bobines peuvent tre fixées sur un support traversé par l'arbre d'entraînement, ce support comportant par exemple un tronçon de tube, lequel peut servir de logement le cas échéant à au moins un roulement, par exemple à billes, à l'intérieur duquel est monté l'arbre d'entraînement. Ce support peut tre solidaire d'un châssis sur lequel est fixé au moins un moteur électrique d'entraînement du rotor.

Lorsque plusieurs bobines sont utilisées, celles-ci peuvent tre supportées par une mme pièce, laquelle peut tre réalisée par exemple par moulage de matière plastique ou dans tout autre matériau amagnétique. Cette pièce peut comporter, dans un exemple de réalisation, une partie annulaire centrale traversée par l'arbre d'entraînement et à sa périphérie des dents servant chacune de noyau à une bobine. Les dents peuvent tre, le cas échéant, terminées à l'extrémité opposée à la partie centrale annulaire par une tte de retenue des bobines. Ces bobines peuvent tre bobinées directement sur les dents. En variante, les dents peuvent recevoir des bobines préfabriquées. Les bobines peuvent tre fixées sur les dents par tout moyen connu, par exemple par collage ou, dans le cas d'une pièce en matière plastique, par bouterollage de l'extrémité des dents. Les bobines peuvent encore tre fixées sur les dents par encliquetage, par exemple.

La ou les bobines peuvent comporter par exemple entre 50 et 1000 spires, étant réalisées avec du fil émaillé dont le diamètre peut tre par exemple compris entre 0,03 et 0, 2 mm.

Le moyeu peut tre agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de celui-ci orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'arbre d'entraînement lorsque les pales sont au neutre, c'est-à-dire lorsque le rotor génère une poussée dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement.

Une telle disposition dudit au moins un aimant peut tre préférée lorsque l'on utilise une bobine dont l'axe est sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement, étant de préférence confondu avec celui-ci. Ledit au moins un aimant peut alors se loger à l'intérieur de la bobine. En variante, deux aimants disposés à l'extérieur de la bobine, par exemple sensiblement à mi-longueur de celle-ci, peuvent tre utilisés.

Dans une autre réalisation particulière, le moyeu peut tre agencé de manière à permettre la fixation d'au moins un aimant avec l'axe polaire de cet aimant sensiblement parallèle à celui de l'arbre d'entraînement. Une telle disposition peut tre utilisée notamment lorsque le dispositif comporte une bobine dont l'axe est sensiblement coaxial avec l'arbre d'entraînement et que le ou les aimants sont extérieurs à la bobine, et notamment que l'on utilise deux aimants disposés au-dessus de celle-ci de façon excentrée.

Lorsque le dispositif comporte plusieurs bobines dont les axes sont non parallèles à celui de l'arbre d'entraînement, le moyeu peut tre agencé de manière à permettre la fixation dudit au moins un aimant avec l'axe polaire de celui-ci sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement lorsque les pales sont au neutre. Une telle disposition dudit au moins un aimant convient tout particulièrement à l'utilisation d'au moins deux bobines ayant leurs axes sensiblement perpendiculaires à celui de l'arbre d'entraînement ou à l'utilisation de deux paires de bobines, comme indiqué ci-dessus.

Le support sur lequel est monté le moyeu peut comporter une chape à l'intérieur de laquelle est engagé au moins partiellement le moyeu.

Dans une réalisation particulière, le rotor comporte deux aimants disposés avec un écartement entre eux pour permettre le passage d'un axe par lequel le moyeu est articulé sur la chape.

Dans une autre réalisation particulière, le support comporte un tube dans lequel est engagé un axe par lequel le moyeu est articulé sur le support. Le moyeu peut alors

comporter, par exemple, deux aimants sur une face, ces aimants étant excentrés par rapport à l'arbre d'entraînement et situés au-dessus d'une bobine coaxiale à l'arbre d'entraînement.

Dans une autre réalisation encore, le support est agencé pour permettre une fixation par encliquetage du moyeu dessus. Le support peut notamment comporter au moins deux pattes élastiquement défbrmables et un logement pour un axe du moyeu, lesdites pattes étant agencées pour retenir l'axe dans le logement. Ce dernier peut tre réalisé de manière à permettre une rotation de l'axe relativement au support. En variante, le moyeu peut comporter un tube traversé intérieurement par un axe, et c'est le tube qui est agencé pour s'encliqueter dans le logement du support, ce tube étant alors fixe par rapport au support.

Une fixation par encliquetage du moyeu sur son support est avantageuse car elle simplifie la fabrication du rotor et peut permettre en outre, le cas échéant, une désolidarisation plus facile du moyeu en cas de crash de l'aéronef, réduisant ainsi les risques d'endommagement du rotor.

Dans une réalisation particulière, on utilise au moins un aimant permanent percé, qui peut tre aimanté diamétralement. Un tel aimant peut permettre d'accroître encore la compacité du dispositif.

Le rotor peut comporter, le cas échéant, un mécanisme de réglage du pas collectif, par exemple un mécanisme comportant des biellettes reliées d'une part aux pales et, d'autre part, directement ou indirectement, à un organe de réglage du pas collectif, mobile par rapport à l'axe de l'arbre d'entraînement, cet organe de réglage pouvant tre actionné par un servomoteur.

Le rotor peut comporter un système de stabilisation gyroscopique qui peut tre de tout type connu en soi, comportant par exemple une barre de Bell ou des masselottes en avant du centre de gravité des pales, eu égard au sens de rotation du rotor. Ces masselottes peuvent par exemple tre présentes sensiblement au niveau du bord d'attaque des pales, étant intégrées à celles-ci.

Le dispositif de commande peut comporter un dispositif de contrôle permettant de contrôler le courant électrique dans la ou les bobines de façon à obtenir les commandes du pas cyclique latéral et du pas cyclique longitudinal souhaitées.

Le dispositif de contrôle peut comporter au moins un capteur apte à délivrer une information relative à la position angulaire de l'ensemble rotatif autour de l'axe de

l'arbre d'entraînement. Ce capteur peut tre par exemple un capteur optique, capacitif ou magnétique. L'information concernant la position qu'il délivre peut tre utile dans le cas où le dispositif de commande ne comporte qu'une seule bobine coaxiale à l'arbre d'entraînement. Dans le cas où le dispositif de commande comporte plusieurs bobines, le capteur de position peut ne pas exister.

L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif de contrôle destiné à tre relié à une ou plusieurs bobines permettant d'exercer un champ magnétique sur au moins un aimant tournant avec un rotor comportant au moins deux pales reliées par un moyeu, ce dispositif de contrôle étant agencé pour délivrer à la ou aux bobines un courant déterminé de manière à ce que l'interaction entre le champ magnétique produit par la ou les bobines et le ou les aimants génère un couple permettant de modifier l'orientation de la poussée du rotor de façon sélective.

Ce dispositif de contrôle peut éventuellement comporter un capteur de position apte à délivrer un signal prédéfini lorsque le rotor passe par une position angulaire prédéterminée. Dans ce cas, le dispositif de contrôle peut tre agencé pour mesurer la durée d'une révolution du rotor et déterminer au moins un intervalle de temps pendant lequel un courant doit tre envoyé dans au moins une bobine en fonction d'une consigne.

Le dispositif de contrôle peut encore tre agencé pour alimenter au moins deux bobines non coaxiales, notamment deux bobines ayant leurs axes disposés à 90° l'un de l'autre, et tre dépourvu de capteur de position.

L'invention s'applique tout particulièrement à la réalisation d'un hélicoptère radiocommandé, notamment un hélicoptère dont le rotor principal est entraîné par un moteur électrique. Le rotor de queue peut tre entraîné par ce moteur électrique grâce à une transmission mécanique ou par un moteur électrique indépendant. L'hélicoptère peut encore tre, par exemple, à double rotor principal, les deux rotors étant contrarotatifs.

L'invention s'applique encore, selon un autre de ses aspects, à la réalisation d'un avion radiocommandé, le rotor étant par exemple disposé à l'avant de l'appareil ou sur une aile ou utilisé en mode propulsif à l'arrière de l'appareil. La modification de l'orientation de la poussée peut permettre de réaliser l'avion sans gouverne de direction ou de profondeur, par exemple.

L'invention s'applique encore à un avion convertible ou à un dirigeable.

L'avion convertible peut comporter par exemple un actuateur permettant de modifier l'orientation de l'arbre d'entraînement relativement à l'axe longitudinal de l'aéronef, de façon à permettre un décollage et un atterrissage vertical.

L'aéronef peut tre équipé, le cas échéant, d'au moins une caméra.

L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif permettant de modifier l'orientation de la poussée d'un rotor d'aéronef, ce dispositif comportant : -un ensemble rotatif comportant au moins une pale reliée à un moyeu, - un support rotatif sur lequel peut tre monté le moyeu avec une possibilité d'orientation autour d'un axe de pivotement de manière à modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale, - un arbre d'entraînement en rotation dudit support rotatif, - au moins un aimant permanent solidaire de l'ensemble rotatif, - au moins une bobine fixe relativement à un châssis de l'aéronef et disposée de manière à créer, lorsqu'alimentée par un courant électrique, un champ magnétique interagissant avec l'aimant de façon à générer sur ledit au moins un aimant permanent un couple permettant de faire tourner l'ensemble rotatif autour de l'axe de pivotement et de modifier l'angle d'incidence de ladite au moins une pale.

Le rotor peut tre le rotor principal ou un rotor de queue.

L'invention pourra tre mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente de manière schématique et partielle, en perspective, un exemple de rotor et de dispositif de commande, - la figure 2 représente isolément, de manière schématique, l'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement de la figure 1 et la bobine, - la figure 3 est une vue de dessous, schématique, du moyeu de la figure 1, - la figure 4 représente de manière schématique, en perspective, une variante de réalisation du moyeu, - la figure 5 est une vue de côté, avec arrachement, d'une autre variante de réalisation, - la figure 6 est une coupe schématique et partielle selon VI-VI de la figure 5,

- la figure 7 représente isolément l'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement de la figure 5, -la figure 8 représente de manière schématique l'installation électronique, - la figure 9 représente de manière schématique le dispositif de contrôle, - les figures 10 à 12 sont des schémas temporels illustrant différentes possibilités de commander le rotor, parmi d'autres, - les figures 13 à 15 sont des vues schématiques illustrant d'autres agencements de bobines et d'aimants, - la figure 16 est une variante du dispositif de contrôle dans le cas de l'utilisation de plusieurs bobines comme sur les figures 13 à 15, - la figure 17 est une vue éclatée schématique représentant notamment une pièce de support des bobines, - les figures 18 et 19 illustrent des modes de fixation, parmi d'autres, des bobines sur la pièce de support de la figure 17, - les figures 20 et 21 représentent de manière schématique une extrémité d'arbre d'entraînement permettant une fixation par encliquetage du moyeu, la figure 21 étant une vue selon la flèche XXI de la figure 20, - la figure 20A est une vue analogue à la figure 20, représentant une variante de réalisation, - la figure 22 représente de manière partielle et schématique une variante de réalisation du moyeu, - la figure 23 illustre de manière schématique et partielle un exemple de réalisation d'un mécanisme de commande du pas collectif, - la figure 24 représente de manière schématique une pale comportant une masselotte, - la figure 25 représente de manière schématique une variante de réalisation d'un système de stabilisation gyroscopique, comportant une barre de Bell, -la figure 26 représente de manière schématique un hélicoptère équipé d'un dispositif de commande selon l'invention, -la figure 27 représente de manière schématique un avion équipé d'un dispositif de commande selon l'invention, -la figure 28 représente de manière schématique un aimant percé,

- la figure 29 représente de manière schématique un ensemble rotatif à une pale, et - la figure 30 représente de manière schématique une variante de réalisation d'ensemble rotatif à une pale.

On a représenté à la figure 1 un rotor 10 d'aéronef comportant d'une part un arbre d'entraînement 11 entraîné en rotation par un moteur électrique 12 autour d'un axe R par l'intermédiaire d'un réducteur 13 et d'autre part un ensemble rotatif produisant la poussée, comportant deux pales 20 reliées par un moyeu 30, ce dernier pouvant pivoter autour d'un axe P perpendiculaire à l'axe R, de façon à modifier l'angle d'incidence des pales. L'augmentation de l'angle d'incidence d'une pale 20 se traduit par une diminution de la mme valeur de l'angle d'incidence de l'autre pale 20, et vice versa. En position neutre des pales 20, l'orientation du vecteur poussée est sensiblement coaxiale à l'axe R.

L'arbre d'entraînement 11 peut tre muni en extrémité, comme on peut le voir sur la figure 2, d'un tube 50 d'axe P, destiné à recevoir un axe 31 du moyeu 30, ce dernier étant représenté partiellement à une échelle agrandie sur la figure 3.

Dans l'exemple considéré, une bobine 60 est portée par un support 70 solidaire du châssis 80 de l'aéronef, ce support 70 étant traversé par l'arbre d'entraînement 11. La bobine 60 est reliée à un dispositif de contrôle 90, lui-mme relié à un récepteur 100 qui transmet au dispositif de contrôle 90 des informations reçues d'un émetteur non apparent sur la figure 1 mais représenté de manière schématique à la figure 8.

On a représenté à la figure 3 la face du moyeu 30 disposée en regard de la bobine 60. Le moyeu 30 comporte sur cette face deux aimants permanents 110 et 111 constitués dans l'exemple considéré chacun par un disque dont les grandes faces définissent les pôles sud et nord de l'aimant.

L'aimant 110 a par l'exemple son pôle nord apparent et l'aimant 111 son pôle sud apparent. Les aimants 110 et 111 sont excentrés relativement à l'axe R et à la bobine 60, et sont exposés au champ magnétique produit par celle-ci lorsqu'elle est alimentée en courant par le dispositif de contrôle 90. L'interaction entre les aimants 110 et 111 et ce champ magnétique produit un couple autour de l'axe P qui tend à modifier l'angle d'incidence des pales 20. En choisissant le moment où un courant électrique parcourt la bobine 60, on peut agir de manière sélective sur l'ensemble rotatif, comme cela sera expliqué plus loin.

On peut apporter diverses modifications au moyeu et à la disposition des aimants sans sortir du cadre de la présente invention.

Dans l'exemple de la figure 3, les axes polaires de chacun des aimants 110 et 111 sont orientés sensiblement parallèlement à l'axe R lorsque les pales 20 sont au neutre.

Dans la variante illustrée à la figure 4, les axes polaires M des aimants sont sensiblement perpendiculaires aux axes R et P. Les aimants 110 et 111 peuvent tre fixés par exemple comme illustré sur des montants 33 du moyeu, ces montants 33 étant disposés de manière à ce que les aimants 110 et 111 se situent par exemple sensiblement à mi- longueur de la bobine 60 et de chaque côté de celle-ci, pour tre exposés au flux magnétique qui sort d'une face de la bobine pour rejoindre l'autre face.

On peut encore, comme illustré aux figures 5 à 7, disposer les aimants 110 et 111 de manière à ce que leur axe polaire M soit perpendiculaire aux axes R et P, à l'intérieur de la bobine 60.

L'arbre 11 est muni dans l'exemple de ces figures à son extrémité d'une chape 120 qui comporte deux montants 121 et 122 pourvus chacun d'un perçage 123 pour le passage d'un axe 124 qui permet d'articuler le moyeu 30 sur la chape 120 autour de l'axe P.

L'axe 124 est engagé dans un tube 135 solidaire du moyeu 30. Ce dernier comporte deux branches 131 reliant les pales à une partie centrale 132 qui se prolonge vers le bas et supporte les aimants 110 et 111, le pôle nord N de l'un de ces aimants étant face au pôle sud S de l'autre aimant, de manière à ce que les champs magnétiques générés par ces aimants s'ajoutent. Un espace 137 est formé entre ces aimants pour le passage du tube 135, ce dernier étant plus court que l'intervalle existant entre les montants 121 et 122 de la chape.

Dans l'exemple des figures 5 à 7, lorsqu'un courant électrique parcoure la bobine 60, les aimants 110 et 111 tendent à s'aligner avec les lignes de champ à l'intérieur de la bobine 60. Selon le sens du courant, on peut exercer un couple sur les aimants 110 et 111 qui tend à faire tourner le moyeu 130 autour de l'axe P.

L'aéronef peut tre équipé, comme on le voit sur la figure 8, outre le dispositif de contrôle 90 et le récepteur 100, d'un variateur 101 permettant de faire varier la vitesse de rotation du moteur 12 et, dans le cas d'un hélicoptère, d'un servomoteur 103 ou d'un

moteur auxiliaire relié au rotor d'anticouple. Ce servomoteur 103 peut tre relié au récepteur 100 par l'intermédiaire d'un gyroscope 104, le cas échéant.

L'émetteur comporte par exemple deux manches 106 et 107 permettant de commander respectivement le pas cyclique longitudinal et le pas cyclique latéral.

Le dispositif de contrôle 90 comporte, dans l'exemple considéré, deux microcontrôleurs et des transistors de puissance commandés par les microcontrôleurs pour envoyer des impulsions de courant à la bobine 60.

L'un des microcontrôleurs est utilisé par exemple pour décoder les informations reçues du récepteur 100 afin de déterminer quelles sont les consignes concernant le pas cyclique longitudinal et le pas cyclique latéral.

L'autre microcontrôleur peut tre agencé pour envoyer des impulsions de courant dans la bobine 60 au bon moment, de façon à créer un couple sur le moyeu provoquant la modification souhaitée du vecteur poussée.

Le dispositif de contrôle 90 peut comporter un circuit à boucle de verrouillage de phase qui permet à tout instant de connaître la position angulaire du rotor. Un capteur de position 91 peut envoyer, comme illustré à la figure 9, un signal à chaque passage du rotor par une position de référence. Ce capteur de position 91 peut comporter par exemple un capteur magnétique et le rotor un aimant 92 fixé sur un disque 93 tournant avec l'arbre 11, comme représenté à la figure 1.

Le dispositif de contrôle 90 peut comporter un oscillateur asservi en fréquence par les signaux du capteur de position 91, qui oscille à un multiple N de la fréquence de rotation de l'arbre, et permet de découper la durée de chaque tour en N intervalles de temps.

Lors de la rotation du rotor, chaque intervalle de temps définit un intervalle angulaire en ° égal à 360/N. Ainsi, au nme intervalle de temps depuis le passage à la position de référence, la position angulaire du rotor est dans la nième tranche à partir de la tranche correspondant à la position de référence.

La durée d'une révolution peut tre partagée en quatre secteurs égaux, comme on peut le voir sur les figures 10 à 12.

On suppose sur la figure 10 que la durée de chaque tour est partagée en quatre secteurs égaux si à S4. La durée du parcours de chaque secteur est le quart de la durée

d'une révolution. La commande est effectuée à partir de deux consignes Cx et Cy, l'axe X coupe les secteurs si et S3, tandis que l'axe Y coupe les secteurs s2 et S4.

La position angulaire to correspond au passage du rotor par la position de référence, détectée au moyen du capteur 91.

On suppose que l'orientation de l'axe polaire M du ou des aimants et le sens du courant dans la bobine 60 sont tels qu'une impulsion positive de courant dans la bobine à un intervalle de temps At centré sur l'axe X dans le premier secteur si provoque un couple qui tend, par effet gyroscopique, à modifier le vecteur poussée vers l'avant, ce qui permet par exemple de faire avancer l'hélicoptère. On suppose qu'une impulsion de courant positive dans un intervalle de temps centré sur l'axe Y dans le deuxième cadran permet de modifier l'orientation du vecteur poussée vers la droite. De manière similaire, une impulsion de courant positive dans la bobine 60 dans un intervalle de temps, centré dans l'axe X, dans le troisième secteur S3 permet d'incliner le vecteur poussée vers l'arrière et centré sur l'axe Y dans le quatrième secteur S4 vers la gauche.

Afin d'exercer un couple plus ou moins important sur le moyeu 30 pour incliner plus ou moins le vecteur poussée dans la direction souhaitée, on peut faire varier par exemple la largeur At de l'impulsion de courant de manière symétrique par rapport à l'axe X ou Y concerné.

L'amplitude de déplacement du manche 106 commandant le pas cyclique longitudinal sur l'émetteur de la radiocommande peut ainsi se traduire par une impulsion de courant plus ou moins longue dans le premier secteur si ou dans le troisième secteur S3, selon que le manche est poussé vers l'avant ou vers l'arrière. L'amplitude de déplacement du manche 107 commandant le pas cyclique latéral peut se traduire par une impulsion de courant plus ou moins longue dans les deuxième s2 ou quatrième S4 secteurs. On peut également, en variante, faire varier l'amplitude du courant qui est injecté dans la bobine, avec une durée constante pour l'impulsion de courant.

On peut encore faire varier à la fois la durée de l'impulsion et son amplitude ou la découper avec un rapport cyclique variable.

Pour provoquer une inclinaison vers l'avant du vecteur poussée, on peut soit envoyer une impulsion de courant positive dans la bobine dans le premier secteur si, soit envoyer une impulsion de courant négative dans le secteur opposé S3, comme illustré à la figure 11.

De préférence, à chaque révolution, on associe à une impulsion de polarité donnée dans l'un des secteurs, une impulsion de polarité opposée dans le secteur diamétralement opposé, comme illustré à la figure 12.

De nombreuses modifications peuvent tre apportées aux exemples qui viennent d'tre décrits sans que l'on sorte du cadre de la présente invention.

On peut par exemple utiliser au moins deux bobines 160 et 161 dont les axes A et B sont contenus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe R et au moins un aimant dont l'axe polaire est sensiblement parallèle à l'axe R, comme illustré à la figure 13.

On peut encore utiliser trois bobines 160,161 et 162 d'axes respectifs A, B, C, comme représenté respectivement sur la figure 14. Les axes A, B et C sont disposés à 120° les uns des autres.

Sur la figure 15, on a représenté quatre bobines 160,161, 162 et 163 dont les axes respectifs A, B, C, D sont disposés à angle droit les uns des autres. Dans cette disposition, il est avantageux d'associer les bobines par paires, de manière à ce que leurs champs magnétiques s'ajoutent, le ou les aimants tournant dans l'espace 165 ménagé entre les paires de bobines.

Dans le cas où l'on utilise au moins deux bobines, comme illustré sur les figures 13 à 15, le dispositif de contrôle peut ne plus comporter de capteur de position.

En fonction des consignes Cx et Cy, le dispositif de contrôle envoie dans les bobines un courant qui peut tre constant tout au long d'une révolution pour une consigne fixe. Afin de diminuer la consommation d'énergie, on peut également synchroniser l'envoi d'une impulsion de courant dans une bobine avec le passage de l'ensemble rotatif dans une position prédéfinie.

Lorsque l'on utilise au moins deux bobines dont les axes sont contenus dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entraînement, les bobines sont avantageusement disposées sur une pièce de support 170, qui peut avoir par exemple la forme illustrée à la figure 17 dans le cas de quatre bobines associées par paires.

Ce support comporte une partie centrale annulaire 171 sur laquelle se raccordent quatre dents 172 et pourvues de ttes 173 de retenue des bobines.

Ces ttes 173 peuvent tre formées par exemple d'un seul tenant avec le reste de la pièce par moulage ou par injection, auquel cas les conducteurs électriques des bobines peuvent tre enroulés directement sur les dents 172.

En variante, les dents avec leurs ttes peuvent tre fixées sur la partie annulaire centrale 171 après mise en place des bobines sur les dents ou bobinage de celles-ci sur les dents, les dents 172 pouvant tre fixées sur la partie annulaire centrale 171 par collage, soudage, encliquetage ou tout autre moyen de fixation.

Les dents peuvent encore tre réalisées sans ttes, puis les bobines tre retenues sur les dents 172 par bouterollage de leur extrémité 174, comme illustré à la figure 18. En variante, comme représenté à la figure 19, les dents peuvent comporter une extrémité 175 agencée pour permettre la fixation par encliquetage des bobines.

La fixation du moyeu sur le reste du rotor peut tre effectuée de diverses manières et il peut tre avantageux de fixer le moyeu par encliquetage sur son support de façon à faciliter la fabrication du rotor et également, le cas échéant, permettre une désolidarisation des pales et du moyeu du reste du rotor en cas de crash, ce qui peut diminuer le risque d'endommager l'aéronef.

On a illustré aux figures 20 et 21 un exemple de support 180 permettant une fixation du moyeu par encliquetage.

Ce support comporte par exemple deux montants 181 et 182 pourvus chacun d'un logement 183 dans lequel peut se fixer par encliquetage une extrémité d'un axe servant de pivot au moyeu ou d'un tube logeant un tel axe.

Chaque montant comporte également au moins une patte élastique 184 qui permet de retenir cet axe ou ce tube dans le logement 183.

La figure 20A représente une variante dans laquelle le moyeu comporte des pattes élastiques 184 et l'arbre 11 un axe 195 correspondant.

L'axe qui permet l'articulation du moyeu sur son support peut tre, le cas échéant, réalisé d'un seul tenant avec le moyeu 30, comme illustré sur la figure 22. Sur cette dernière, l'axe comporte deux portions 190 qui sont par exemple destinées à se fixer par encliquetage dans les logements 183 précités.

Dans la variante illustrée à la figure 28, on utilise un aimant 110 troué, aimanté diamétralement. Cet aimant 110 peut tre traversé par l'axe 190 et tre rendu solidaire d'une structure de support des pales.

L'aimant 110 peut par exemple tre rendu solidaire de la barre de Bell et les pales tre portées par une pièce (non représentée) articulée sur la barre de Bell, l'axe longitudinal des pales étant perpendiculaire à celui de la barre de Bell. Un tel montage peut améliorer la stabilité.

L'utilisation d'un aimant troué peut contribuer à améliorer la compacité et le rendement.

Le cas échéant, le rotor peut comporter une commande du pas collectif, comme illustré à la figure 23.

La commande de pas collectif peut tre réalisée de multiples manières et par exemple au moyen d'une tige de commande 201 et d'un ensemble de biellettes 200.

Dans l'exemple de la figure 1, l'ensemble rotatif est équipé d'un système de stabilisation gyroscopique comportant deux masselottes 40 en avant du centre de gravité des pales et de leur bord d'attaque 21.

En variante, les masselottes 41 peuvent tre intégrées dans les pales, notamment dans leur bord d'attaque, comme illustré à la figure 24.

Dans une variante encore, comme illustré à la figure 25, le système de stabilisation gyroscopique peut comporter une barre de Bell 42, laquelle peut tre munie en extrémité de palettes 43.

L'invention convient tout particulièrement à la commande de l'orientation du vecteur poussée d'un hélicoptère radiocommandé tel que par exemple celui représenté schématiquement à la figure 26.

Un tel hélicoptère comporte outre le rotor principal un rotor de queue 220, lequel peut tre entraîné en rotation par le mme moteur que le rotor principal ou par un moteur différent.

L'invention s'applique également à la commande de l'orientation du vecteur poussée de l'hélice d'un avion, tel que par exemple celui représenté de façon schématique à la figure 27.

L'invention trouve avantageusement à s'appliquer à un rotor à pale unique, tel qu'illustré sur les figures 29 ou 30.

Le rotor comporte alors un ou plusieurs contrepoids 300 et le cas échéant l'équivalent d'une barre de Bell, dans l'exemple de la figure 29.

Un tel rotor permet de superposer à un signal de commande de variation d'incidence de la pale en fonction de l'angle de rotation un signal de commande de pas collectif.

Le rotor peut alors tre utilisé aussi bien en tant que rotor principal qu'en tant que rotor de queue.

Ce rotor de queue peut tre relié par une transmission par arbre, courroie ou flexible au moteur d'entraînement du rotor principal.

On peut apporter de nombreuses modifications aux divers exemples de mise en oeuvre de l'invention qui viennent d'tre décrits et notamment combiner entre elles les caractéristiques de ceux-ci.

Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression « comportant un » doit tre comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.