Brantly - Hynes Model B-1 et B-2.

 

"" The helicopter with 5 Tricks ""

Historique pour le B-1 et le B-2 : La revue Aviation Magazine n°182 du 26 avril 1956, aux éditions OJD, description de Jacques GAMBU, photos de Howard LEVY.

Historique : M. Newby O. Brantly est un ingénieur en machines à tisser. Rien, par conséquent, ne semblait le destiner à la réalisation d'un ensemble mécanique aussi complexe et aussi délicat qu'un hélicoptère. Cependant, notre homme avait quelques idées sur la question, et il ne put s'empêcher de changer d'activité. Un département "hélicoptère" fut fondé au sein de la Pennsylvania Elastic Compagny, installée à Germantown, Philadelphie et O. Brantly en prit la direction technique.

Le premier appareil, le B-1, fut construit et vola en 1946. Bien entendu, il était expérimental et son responsable ne visait, avec lui, que la vérification des principes qu'il avait étudié. L'idée principale consistait à scinder chaque pale du rotor en deux éléments bien distincts. La première partie de la pale est, en effet, implantée rigidement sur la tête du rotor, en porte-à-faux, tout comme un aile d'avion dont elle présente d'ailleurs l'effilement et le profil. En bout de cette première partie de la pale, on trouve la seconde qui y est articulée à la façon normale. De cette disposition, il résulte que le travail du rotor est partiellement réparti entre les éléments rigides et les éléments articulés. Les premiers sont chargés de participer, dans une certaine mesure, à la sustentation et travaillent comme les autres pales d'une hélice classique à pas fixe. Les seconds, tout en ayant un rôle sustentateur important, sont chargés, grâce à la variation de leur pas, du contrôle de l'appareil en vol, selon la manière conventionnelle. Disons tout de suite qu'un second modèle dont les essais sont en cours actuellement a été construit et qu'il répond aux mêmes principes généraux. Toutefois la partie rigide du rotor est directement attaquée par les bielles de commande de variation de pas et qu'elle transmet le mouvement aux pales articulées. La majeure différence entre le B-1 et le B-2 réside dans la configuration générale des appareils. Le B-1 est un birotor coaxial, alors que le B-2 est un monorotor classique avec hélice caudale anticouple. Ceci semble prouver que Brantly a rencontré les difficultés qu'ont rencontrées tous ceux qui se sont mis en tête de faire voler un hélicoptère birotor coaxial.

Quand, en plus de cette difficulté intrinsèque, il fallait encore songer à essayer un dispositif nouveau supplémentaire, le problème devient pratiquement insalubre. Revenant à une configuration plus satisfaisante quant à la stabilité, Brantly put enfin mettre au point son système à lui et, maintenant, la seconde version de son B-2 est considérée comme définitive et sa fabrication de série est prête à démarrer. Il ne reste, pour cela, qu'à mener à bien les essais officiels de certification qui sont actuellement en cours.

Bon! Revenons au principe initial et à sa première concrétisation, le prototype B-1. Le fait de ne disposer que d'une partie du rotor articulée réduit d'autant les efforts de cette partie. Moins d'inertie aux commandes, moins de flexion du longeron des pales, moins de braquage de ces pales pour une même efficacité, notamment lors du vol stationnaire, moins de battements au manche à balai, tels sont les avantages que l'on retire effectivement du système. Le B-1 était un banc d'essai volant de la formule et on n'apporta pas de soins particuliers à tout ce qui ne touchait pas directement le rotor lui-même et son dispositif de commande. C'est pourquoi l'appareil présente une silhouette assez lourde -- lourde dans tous les domaines d'ailleurs -- et pourquoi son fuselage est construit d'une façon extrêmement rustique.Nous verrons qu'il en va tout autrement avec le B-2 de série actuellement aux essais.

Le premier prototype du Brantly B-1, au cours d'un essai. Au second plan, le constructeur, N. O. Brantly.

Le Brantly B-1 avait deux rotors co-axiaux et un gros de "Freighter". Il vola convenablement, sans plus.

Source des deux photos: La revue Aviation Magazine n°182 du 26 avril 1956.

N. O. Brantly.

       "" Historique du B-1 ""

L'appareil expérimental Brantly B-1 est un hélicoptère birotor coaxial sans dispositif anticouple -- et pour cause. Il es aménagé pour recevoir deux pilotes disposant d'une double commande. Le fuselage a une longueur de 5,33 m et est terminé par une surface verticale ajustable au sol. De structure métallique en tube d'acier soudés à l'autogène, il offre une section rectangulaire. L'ossature en treillis est simplement entoilée. Derrière le poste de pilotage biplace côte à côte, le moteur est monté verticalement. C'est un Franklin 335 de 150 cv à refroidissement par air. Ce refroidissement est assuré par un ventilateur interne, l'air, après avoir circulé autour des cylindres, étant chassé vers le bas à travers une ouverture inférieure pratiquée dans le fuselage.

Le train d'atterrissage classique comprend deux monojambes obliques placée légèrement en avant du centre de gravité de l'appareil de l'appareil et dotée de pneus à basse pression. Les deux monojambes sont amorties intérieurement par un dispositif oléo-pneumatique classique. La roulette de queue maintenue par une fourche, est supportée par un trièdre dont la jambe verticale constitue l'amortisseur oléo-pneumatique. 

Le rotor sustentateur comprend deux ensembles tripales tournant selon un axe commun et en sens inverse. Ces ensembles sont réalisés entièrement en métal et reposent sur un arbre double vertical. Chaque pale comprend deux sections. La section intérieure constitue un bras doté d'un profil aérodynamique et fixé rigidement au moyeu. Ce bras a un envergure de 1,83 m et sa profondeur, comme sa largeur, sont progressivement décroissantes à mesure que l'on s'éloigne du moyeu. A son extrémité, le bras porte une pale que est articulée selon les plans vertical et horizontal, grâce à un joint universel. La pale est dotée d'un profil symétrique NACA 0015 et sa profondeur est constante, fixée à 15 centimètres. La surface totale des six pales articulées est de 2,44 m². Le disque balayé par l'ensemble général du rotor offre une surface de 63,40 m², pour un diamètre de rotor de 9 m. Les deux rotors coaxiaux sont espacés de 0,61 m et les pales articulées disposent d'un angle de battement vertical de 4° 30'. Notons que ces pales sont libres dans leur battement dans le plan horizontal, la force centrifuge limitant ces battements dans des limites convenables. Les variations de pas intéressent seulement les pales articulées et les commandes de variations cyclique et collective traversent les bras rigides avant de parvenir au pied des pales articulées. Les commandes de pas sont agencées de telle façon que les pales peuvent prendre tous angles en pas collectif, compris entre 3° et 12°. En ce qui concerne la variation de pas cyclique, la plage d'incidences permise est de 5° en tout pour le contrôle latéral (mise en virage) et de 7° pour le contrôle longitudinal (assiette cabrée ou piquées). La structure des pales est entièrement métallique et repose sur un monolongeron situé à 3 % en avant du centre de poussée moyen. Le revêtement est également métallique.

L'appareil effectua de nombreux vols à faible altitude, mais ces essais furent incomplets en raison de la complexité de l'ensemble et de l'instabilité inhérente aux engins bi-rotors coaxiaux. Sa hauteur hors-tout atteignait 2,36 m et il pesait 590 kg à vide pour un poids total de 908 kg et une charge spécifique de 14,29 kg/m². La charge utile devait être augmentée par la suite grâce à des allègements de la structure, mais les essais firent vite admettre que, pour retirer de la formule un avantage substantiel, il fallait d'abord changer la configuration même de l'appareil sur lequel elle serait appliquée. Cette constatation fut à l'origine de la conception du type B-2.  

Le Brantly B-1 avait deux rotors co-axiaux et un gros fuselage.

Source: La revue Aviation Magazine n°182 du 26 avril 1956.

Handicapé par la complexité de son système de rotors co-axiaux, le Brantly B-1 de 1946 fut un échec.

Source: La revue l'Encyclopédie de l'Aviation n°42 aux éditions Atlas 1982.

"" Historique du B-2 : Deux versions du B-2 furent établies. La première servit à l'investigation de la formule et la seconde constitue maintenant le modèle définitif. Quelques changements sont intervenus par rapport au B-1, quoique le système original soit conservé. Les quelques modifications apportées sont, en fait, le résultat et le fruit de l'expérience.

Le premier B-2 a une construction entièrement métallique, y compris le revêtement du fuselage qui est traité comme une coque pure. On retrouve le premier bras intérieur soutenant la pale proprement dite, mais deux différences majeures interviennent. D'une part, le bras est tubulaire et ne participe donc pas à la sustentation générale. D'autre part, les articulations ont été quelque peu déportées. En effet, le bras n'est plus rigide, mais articulé selon un axe horizontal. Il peut donc être le siège de battements verticaux entraînant tout l'ensemble. La pale extérieure est elle, articulée selon un axe vertical et peut ainsi battre dans son plan. Les commandes de pas cyclique et collectif n'attaquent plus le pied de pale, mais le pied du bras intérieur qui transmet les rotation. Le moteur de la première version est un Lycoming O-290-D2 de 135 cv. Son refroidissement est assuré par un ventilateur qui puise son air par une entrée latérale percée dans la paroi gauche du fuselage, à la suite du support du rotor.

La sortie des gaz d'échappement se fait par une ouverture oblongue ménagée sur le côté opposé du fuselage et sensiblement à même hauteur. La position et la fabrication du radiateur d'huile fait appel à une conception toute nouvelle et très ancienne, tout à la fois. Ce radiateur consiste en un long tube enroulé autour de l'arrière du fuselage, cet ensemble étant caressé par le souffle du rotor sustentateur et, pour cela, placé à l'endroit où ce souffle est maximum. Entre le moteur et la tête du rotor, on trouve un embrayage jouant également le rôle de volant. Un renvoi d'angle assure l'entraînement du rotor de queue par l'intermédiaire d'un ensemble d'arbres de transmission tubulaires circulant le long et au-dessus du fuselage. Cet ensemble d'arbres aboutit à un second renvoi d'où surgit sur le côté droit, l'arbre portant l'hélice anti-coupler. Cette hélice est bipale et construite entièrement en alliage léger. Le pied de chaque pale porte un levier sur lequel vient porter la biellette de commande de pas. Les deux biellette sont commandées à partir du poste de pilotage, par deux tiges travaillant en traction et attaquant un renvoi double transmettant son mouvement aux pieds de pale par une timonerie appropriée. L'hélice anti-couple est protégée de tout contact avec le sol par un ensemble tubulaire offrant une garde suffisante et doté d'une petite roulette portée par une fourche et munie d'un pneu plein à deux sillons. Le train d'atterrissage principal est à deux roues indépendantes munies de pneus à basse pression et portées par des trièdres. Les deux jambes avant de chaque trièdre s'appuient sur le cadre de fuselage qui constitue la paroi arrière de la cabine, l'une d'elle, la moins inclinée contenant un amortisseur oléo-pneumatique. Le trièdre est complété par une jambe de recul qui vient s'appliquer contre le cadre arrière du compartiment moteur. 

Détail du moyeu du B-2 prototype.

Revenant à une formule classique, Brantly mit ses principes en lumière.

Source des deux photos: La revue Aviation Magazine n°182 d'avril 1956.

A l'arrière de ce cadre, on trouve une petite soute à bagages accessible par une porte perse sur le côté gauche du fuselage. A l'avant, la cabine est aménagée pour recevoir deux occupants installés côte à côte sur une banquette commune. Une double commande est installée, qui comprend, pour chaque poste, un manche central de variation de pas cyclique et un levier gauche de variation de pas collectif. Le contrôle en direction est assuré par deux pédales qui apparaissent comme deux simples plaques de tôle articulée à leur base par des charnières ordinaires. L'ensemble repose sur un plancher de cabine qui reçoit un cadre avant, simple cintre chargé de recevoir le bulbe vitré avant et le toit de cabine. Ce dernier, également transparent, comprend deux dômes supérieurs destinés à augmenter la hauteur de cabine, il n'y à pas de porte d'accès à cette cabine pour des raisons que l'on sait.

En effet, il suffit, sur bon nombre d'hélicoptère de monter les portes latérales et, par conséquence de fermer le volume avant du fuselage, pour que l'appareil voit ses qualités de vol altérées dans de notables proportions. Enfin, signalons que les instruments de bord sont groupés dans un boîtier supporté par un tube issu du plancher et tenu latéralement par deux traverses rejoignant, de chaque côté, le cadre avant depare-brise.

La version de production de l'appareil présente quelques modifications. La plus importante est le montage d'un moteur plus puissant, en l'occurrence un Lycoming 340-A-1A de 170 cv. Tenant compte de cette puissance plus élevée, le radiateur d'huile est plus important. Il ne consiste en pas moins de 18 mètres de tube enroulé autour de la partie arrière du fuselage dont il occupe une portion plus grande.

Les prises d'air de refroidissement sont frontales et disposées de chaque côté du fuselage, et immédiatement à la suite de la cabine. Cependant on retrouve encore les deux sorties latérales arrière. Enfin, les sections intérieures des pales du rotor principal sont maintenant carénées par des éléments dotés d'un profil d'aile. Ils participent ainsi à la sustentation et le rotor peut alors être assimilé à un ensemble classique dont l'articulation de battement (axe horizontal) est située à la tête même du rotor et l'articulation de traînée (axe vertical) à un peu plus du tiers de la longueur de la pale. De plus, le poste de pilotage est aménagé différemment est les instruments de bord sont maintenant groupés sur une console centrale qui sépare les pédales de direction des deux côtés.

Ainsi conçu, l'appareil de production dispose d'un rotor principal d'un diamètre de 7,22 m, dont le couple est compensé par une hélice de queue d'un diamètre de 1,29 m. Le poids à vide ressort à 422 kg, tandis qu'à pleine charge l'appareil accuse 680 kg. Jusqu'ici, les voles ont été effectués avec plein succès. La vitesse en translation a volontairement été limitée à 177 km/h, jusqu'à ce que les renseignements collectés par des strain-gauges disposés sur le rotor aient fourni une somme suffisante d'expérience concernant la tenue et la résistance de ce rotor.

"" Caractéristique du B-2 (train d'atterrissage à skis) ""

Type : Hélicoptère léger biplace (Etats-Unis). 

Moteur : 1 Avco Lycoming IVO-360- A1A de 4 cylindres à plat opposés de 180 ch (134 kW).

Performances : Vitesse maximale au niveau de la mer, 160 km/h; vitesse de croisière maximale, 145 km/h; plafond pratique, 3 290 m; distance franchissable maximale, 400 km.

Poids : A vide, 465 kg; maximal au décollage, 755 kg.

Dimensions : Diamètre du rotor principal, 7,24 m; longueur du fuselage, 6,63 m; hauteur, 2,06 m. 

La première version du B-2 disposait des 135 cv de son moteur Lycoming O-290-D2.

La version de production reçut un Lycoming 340-A-1A de 170 cv. On remarque le radiateur d'huile enroulé autour du fuselage et l'arbre d'entraînement du petit rotor.

Le B-2 de production doit être vendu moins de 20 000 $ (sept millions).

Source des trois photos: La revue Aviation Magazine n°182 d'avril 1956.

Jean - Marie