FR2663232A1 - Procede de regulation de la pression de gonflage d'un vetement de protection anti-g pour homme d'equipage d'un avion et equipement de vie pour ce dernier. - Google Patents

Abstract

Ce procédé consiste à mettre en mémoire, dans un ordinateur embarqué, des variations programmées de pression de gonflage de combinaison anti-g en fonction soit de l'augmentation d'accélération, soit de la diminution de pression de cabine, à introduire dans l'ordinateur des signaux représentatifs de l'accélération et de la pression de cabine, à consulter les variations programmées et présenter les valeurs requises pour la pression de gonflage, à déterminer la valeur la plus élevée de celle-ci correspondant à des signaux simultanés d'accélération et de pression de cabine exigeant un gonflage, à produire un signal de demande de pression de gonflage et à le transmettre à une unité spécialement affectée à la commande d'une soupape de commande de gonflage; à capter la pression dans la combinaison anti-g, à envoyer en réaction à ladite unité un signal représentatif de cette pression et à le comparer au signal de demande de pression, à produire un signal d'erreur compensé et à le combiner au signal de demande de façon à fournir un signal de demande d'asservissement et à transmettre ce signal à une soupape de servocommandes afin de réaliser la régulation d'une pression d'asservissement qui sert à déplacer une soupape de fourniture de gaz de gonflage vers l'ouverture et une soupape de mise à l'air vers la fermeture.

Description

Procédé de régulation de la pression de gonflage d'un vêtement de

protection anti-g pour homme d'équipage d'un avion et équipement de vie pour ce dernier La présente invention concerne les équipements de vie pour

homme d'équipage d'un avion et plus particulièrement les ensembles inté-

grés formés d'un régulateur de demande respiratoire et de moyens de

commande de la pression de gonflage des vêtements.

L'augmentation de souplesse des conceptions d'avions modernes à hautes performances confère à un tel avion la possibilité d'exécuter des manoeuvres très fortement accélérées à la fois à basse altitude et à des

altitudes élevées, par exemple dépassant 12 000 mètres ( 40 000 pieds).

Afin de pouvoir tirer partie de cette souplesse, un homme d'équipage pilotant l'avion doit être protégé d'une perte de conscience due au

nombre de g, appelée "loc-g" en anglais, ainsi que de l'effet d'une expo-

sition à une altitude élevée dans le cas de perte de la pression de

cabine A cet égard, à moins que ce ne soit autrement spécifié, les réfé-

rences à une altitude doivent être comprises comme étant des références à l'altitude équivalente à la pression régnant dans une enceinte fermée ou

cabine dans laquelle un homme d'équipage se trouve et qui est habituel-

lement pressurisée vis-à-vis de la pression ambiante extérieure, ce qui a pour conséquence que cette "altitude de cabine" est liée à l'altitude

réelle de l'avion, mais lui est habituellement inférieure.

La pression partielle de l'oxygène dans l'air diminue lorsque l'altitude augmente (la pression totale diminuant), de sorte qu'on doit faire augmenter la concentration de l'oxygène dans le gaz respiratoire fourni à l'homme d'équipage d'un avion lorsque l'altitude de cabine croît, de façon à maintenir la pression partielle de l'oxygène supérieure à la valeur minimale nécessaire pour qu'il puisse diffuser à travers les tissus pulmonaires et passer dans l'hémoglobine ou les globules rouges du sang Si, à des altitudes de manoeuvre de l'avion supérieures à 12 000 mètres, il se présente une perte totale ou partielle de la pression de cabine qui fait chuter cette pression de cabine au-dessous d'une pression équivalent à 12 000 mètres, on doit alors faire augmenter la pression d'ensemble du gaz respiratoire, fourni à l'homme d'équipage, jusqu'à une valeur supérieure à la pression ambiante de cabine, de telle façon que la pression critique minimale d'oxygène soit maintenue dans les poumons, état que l'on appelle respiration en pression positive (abréviation

anglaise PPB).

On favorise la respiration en pression positive à haute alti-

tude en exerçant une pression autour de la poitrine afin d'aider et assister l'homme d'équipage à exhaler le gaz utilisé hors de ses poumons à l'encontre de la pression positive régnant dans son masque respiratoire et afin de permettre à la respiration d'être assistée jusqu'à ce que l'avion soit descendu jusqu'à 12 000 mètres ou au-dessous Afin que cette condition soit respectée, l'homme d'équipage porte, autour de sa poitrine

et de son dos, une pièce de vêtement gonflable à contre-pression ("jus-

taucorps") qui, en respiration en pression positive, est gonflé à la même

pression que la pression régnant dans le masque respiratoire, avantageu-

sement en étant branché de façon à être gonflé par le gaz respiratoire

fourni au masque.

Pour résister aux effets d'un facteur de charge élevé, l'homme d'équipage porte un vêtement gonflable de protection anti-g qui comporte un pantalon (vêtement appelé ci-après "combinaison anti-g") qui est gonflé à partir d'une source de gaz sous haute pression, telle que l'air de purge du moteur Le gonflage de la combinaison peut s'effectuer en

réponse à des signaux provenant d'un ou plusieurs accéléromètres, dispo-

sés dans l'avion de façon à détecter les forces d'accélération, ou en réponse au déplacement d'une masse d'inertie prévue en tant que partie

d'un ensemble de soupape de commande de gonflage Lorsqu'elle est gon-

flée, la combinaison restreint le débit de sang dans les extrémités infé-

rieures du corps o il a tendance a être repoussé sous l'effet du facteur

de charge auquel l'homme d'équipage est soumis.

On a constaté que la protection vis-à-vis du "loc-g" est encore améliorée en prévoyant une respiration en pression positive pendant les

périodes au cours desquelles des facteurs de charge élevés sont rencon-

trés L'augmentation de la pression respiratoire provoque une augmenta-

tion approximativement égale de la pression sanguine au niveau du coeur,

ce qui augmente ainsi le débit de sang envoyé au cerveau.

Lors d'une exposition à des altitudes qui exigent une respira-

tion en pression positive, il est avantageux de gonfler la combinaison à une pression égale à trois à quatre fois la pression régnant dans le masque respiratoire, même à des moments o les manoeuvres de vol de l'avion ne sont pas susceptibles de donner lieu à un facteur de charge élevé Ce gonflage de la combinaison s'oppose à la tendance que le sang a à être repoussé dans les extrémités inférieures du corps sous l'effet de la pression élevée régnant dans les poumons et sous l'action du vêtement à contre-pression, ce qui réduit la circulation de sang se produisant du coeur vers le cerveau En revanche, lorsque ce sont à la fois des conditions d'altitude et de facteur de charge qui donnent lieu à la nécessité d'une respiration en pression positive, la combinaison devrait être gonflée à une pression adaptée à celui des deux signaux alors existants, de facteur de charge ou d'altitude, qui est le plus élevé. Il est actuellement d'une pratique courante de fournir, comme gaz respiratoire destiné à un homme d'équipage d'un avion à hautes performances, de l'air enrichi en oxygène provenant d'un équipement embarqué de production d'oxygène (abréviation OBOGS en anglais) qui comporte des lits de tamis moléculaire comprenant une matière à zéolithe et convenant pour retenir l'azote, tout en permettant à l'oxygène de les traverser. Un problème lié au fonctionnement de la soupape de demande

dans un régulateur respiratoire convenant pour s'adapter au domaine infé-

rieur de valeurs de la pression de gaz respiratoire dont on peut disposer à partir d'un OBOGS est surmonté au moyen d'un régulateur respiratoire décrit dans le document EP-A-0 263 677 (Normalair-Garrett) qui assure une respiration en pression positive lorsque l'altitude de cabine excède

12 000 mètres et aussi lorsque des facteurs de charge élevés sont rencon-

trés Au-dessus d'une altitude de cabine de 12 000 mètres, une capsule anéroïde se dilate de façon à limiter de plus en plus le débit de gaz provenant d'une chambre de commande de pression respiratoire, de telle manière que la pression régnant dans cette chambre de commande augmente, en faisant ainsi augmenter la pression du gaz respiratoire à la sortie du régulateur sur laquelle sont branchés à la fois le masque respiratoire et

le vêtement ou justaucorps à contre-pression.

Lorsque l'homme d'équipage est soumis à des facteurs de charge élevés, à savoir entre 3,5 g et 9 g, un autre débit de régulation par soupape provenant de la chambre de commande de pression respiratoire fait l'objet d'un signal pneumatique émis par une soupape anti-g, de façon à provoquer un déplacement vers un débit de sortie de gaz de plus en plus

limité en provenance de cette chambre de commande de pression respiratoi-

re, de telle manière que la pression régnant dans cette chambre augmente de façon à assurer une respiration en pression positive (en augmentation) dans le cas o l'altitude de cabine est inférieure à celle à laquelle le même niveau de respiration en pression positive serait assuré La soupape

anti-g est un dispositif électro-pneumo-mécanique qui assure la régula-

tion d'une fourniture d'air de gonflage à la combinaison anti-g en conformité avec les facteurs de charge détectés, tandis que le signal envoyé à l'autre soupape du régulateur de demande est obtenu au moyen d'une prise réalisée sur la tuyauterie d'air de gonflage conduisant de la

soupape anti-g à la combinaison anti-g.

On peut trouver dans les documents US-A-4 230 097 (Intertech-

nique), US-A-4 638 791 (Boeing) et GB-A-2 051 417 (Intertechnique)

d'autres descriptions d'équipements et appareils de vie pour équipage

d'avion qui commandent le gonflage d'une combinaison anti-g portée par l'homme d'équipage et assurent une régulation de la fourniture de gaz respiratoire d'une manière conforme à la demande respiratoire de cet

homme d'équipage, le document GB-A-2 051 417 décrivant un ensemble uni-

taire ou intégré, formé d'un régulateur de demande respiratoire et d'une soupape de commande de gonflage de combinaison anti-g, dans lequel,

toutefois, le régulateur de demande et la soupape de commande sont fonc-

tionnellement séparés.

Ces équipements de la technique antérieure (autres que celui du

document EP-A-O 263 677) traitent les conditions requises de gaz respira-

toire et de pression de justaucorps et les conditions requises de pres-

sion de gonflage de combinaison anti-g comme étant des fonctions distinc-

tes devant être assurées par des sous-équipements individuels qui ne sont

fonctionnellement intégrés que dans la mesure o ils partagent des don-

nées d'entrée (telles que les facteurs de charge escomptés et/ou réali-

sés) constituées par des valeurs de sortie provenant d'une source commune.

Le document EP-A-O 419 183 (Normalair-Garrett) décrit un équi-

pement offrant une plus grande intégration fonctionnelle de tels sous-

équipements en vue d'assurer une meilleure commande et une meilleure coordination de leurs fonctions respectives et plus particulièrement en vue d'assurer des réponses optimalisées à une brusque variation des

conditions de vol de l'avion.

Cet équipement comprend des moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g et des moyens de régulation de demande respiratoire qui sont disposés dans un boîtier commun Les moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g comprennent une soupape à tiroir, qui est déplacée dans le sens de l'ouverture par un actionneur pneumatique de façon à permettre à du gaz de gonflage de passer dans la combinaison anti-g, et une soupape de mise à l'air, montée sur diaphragme, qui est repoussée par un ressort dans le sens lui faisant ouvrir un orifice de mise à l'air en vue de gonfler la combinaison anti-g Un moteur à couple constant, ou moteur couple, à commande électronique sert à commander un obturateur de soupape en vue d'assurer la régulation d'une pression d'asservissement qui sert à faire déplacer à l'actionneur pneumatique la soupape à tiroir vers une position d'ouverture et lui faire déplacer la soupape de mise à l'air de façon à obturer l'orifice correspondant Le moteur couple reçoit des signaux d'une unité électronique autonome de commande qui reçoit des signaux d'accélération et des signaux de pression de cabine et en assure le traitement La boucle de régulation est fermée au moyen d'un signal de réaction provenant d'un capteur de pression qui

détecte la pression de gonflage de la combinaison anti-g.

Bien que certains avantages soient offerts par l'utilisation d'une unité électronique autonome de commande spécialement affectée à la commande du gonflage de la combinaison anti-g, elle se trouve pénalisée, en ce qui concerne son coût, son encombrement et son poids, par sa complexité de conception due au besoin d'exécuter des tâches concernant

des variations programmées.

Une solution possible dans un avion comportant un ordinateur système de service qui est embarqué consiste à utiliser cet ordinateur pour exécuter les fonctions de commande associées aux moyens de commande

de gonflage de la combinaison anti-g Bien que cela remplacerait totale-

ment l'unité électronique de commande spécialement affectée et assurerait éventuellement l'assemblage matériel le plus petit et le plus léger, un inconvénient majeur réside dans le fait que les performances des soupapes

sont directement limitées par la cadence de mise à jour de l'ordinateur.

Par ailleurs, on peut considérer comme inapproprié d'utiliser cet ordina-

teur pour exécuter une tâche de commande à forte consommation de calculs

qui pourrait être plus facilement satisfaite au moyen de circuits élec-

troniques analogiques spécialement affectés à cet effet.

Actuellement, dans certains avions à hautes performances, il est exigé que la combinaison anti-g soit gonflée à la plus élevée des pressions requises correspondant à une protection vis-à-vis du facteur de charge et à une exposition à une altitude supérieure à 12 000 mètres, ce qui peut se produire si l'avion a subi une dépressurisation de cabine au-dessus d'une telle altitude alors qu'il exécute une manoeuvre de vol à très forte accélération Une autre condition requise est que la combi- naison anti-g soit gonflée à une pression égale à trois à quatre fois la pression du gaz respiratoire dans le cas o l'homme d'équipage doit

s'éjecter de l'avion au-dessus d'une altitude de 12 000 mètres.

Bien que la première condition mentionnée puisse être respectée au moyen d'un logiciel approprié prévu dans l'unité électronique de commande de l'équipement décrit dans le document EP-A-0 419 183, aucune disposition n'est prévue pour que le fonctionnement de cette unité et des moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g se poursuive lorsque l'alimentation électrique est supprimée à la suite d'une éjection à

partir de l'avion, afin d'assurer une protection vis-à-vis de l'exposi-

tion à l'altitude.

La présente invention a pour but de fournir un procédé de commande de la pression de gonflage de combinaison anti-g qui optimalise l'utilisation des équipements informatiques, embarqués sur l'avion, en vue de remplir des fonctions de commande La présente invention a aussi pour but de fournir un équipement de vie, pour équipage d'avion, qui offre une vitesse élevée de réponse pour améliorer la protection de l'homme d'équipage lorsqu'il est exposé à un facteur de charge augmentant rapidement ou élevé et/ou à une altitude ambiante d'avion élevée et qui commande le gonflage d'une combinaison anti-g d'équipage à celle des pressions requises, pour une protection vis-à-vis du facteur de charge et vis-à-vis d'une exposition à une altitude ambiante d'avion élevée, qui

est la plus élevée.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande de la pression de gonflage d'un vêtement de protection anti-g d'équipage qui comporte un pantalon (combinaison anti-g) en vue de protéger un homme d'équipage vis-à-vis du facteur de charge et/ou d'une exposition à une altitude supérieure à une valeur fixée à l'avance, caractérisé en ce qu'il consiste: à mettre en mémoire, dans un ordinateur système embarqué sur

l'avion, une variation programmée de la pression de gonflage de combi-

naison anti-g en fonction de l'augmentation de l'accélération le long de l'axe vertical de l'avion et une variation programmée de la pression de

gonflage de combinaison anti-g en fonction de la diminution de la pres-

sion ambiante de cabine (augmentation de l'altitude de cabine),

à introduire, en entrée dans l'ordinateur, des signaux repré-

sentatifs de l'accélération détectée le long de l'axe vertical de l'avion et des signaux représentatifs de la pression ambiante de cabine, à consulter les variations programmées et présenter les valeurs requises pour la pression de gonflage de combinaison anti-g, à déterminer, au moyen d'une logique de commande programmée

dans l'ordinateur, une valeur plus élevée prise parmi les valeurs corres-

pondant à la pression de gonflage de combinaison anti-g dans le cas d'entrées simultanées de signaux d'accélération et de pression ambiante de cabine exigeant un gonflage de la combinaison anti-g, à produire dans l'ordinateur un signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, à transmettre ce signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g à une unité électronique de commande (UC) spécialement affectée à la commande d'un ensemble de soupape de commande de gonflage de combinaison anti-g, à capter la pression existant dans la combinaison anti-g ou une pression correspondant pratiquement à celle-ci, à envoyer en réaction à l'UC un signal représentatif de la pression existante de combinaison anti-g, à comparer le signal de pression existante de combinaison anti-g au signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, à produire un signal d'erreur compensé, à combiner ce signal d'erreur compensé au signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g de façon à fournir un signal de demande d'asservissement et

à transmettre ce signal de demande d'asservissement à un ensem-

ble de soupape de servocommande afin de réaliser la régulation d'une pression d'asservissement qui sert à déplacer une soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g vers une position ouverte et une

soupape de mise à l'air de combinaison anti-g vers une position fermée.

Le procédé de commande de la présente invention optimalise l'utilisation de l'ordinateur système de l'avion en utilisant un ensemble UC, spécialement affecté, pour des tâches à plus forte consommation de calculs. Le procédé de commande de la présente invention peut comporter en outre l'opération consistant à produire, dans l'ordinateur, des signaux de demande de pression de valeur négative à de faibles niveaux d'accélération et à transmettre ces signaux de demande de pression de valeur négative à l'UC de telle façon que la combinaison anti-g ne soit

pas gonflée avant qu'un niveau de g fixé à l'avance soit dépassé.

Pour capter la pression existant à l'intérieur de la combi-

naison anti-g, on peut prévoir un capteur de pression qui fasse partie de cette combinaison anti-g; néanmoins, cela exige que l'homme d'équipage réalise une connexion ou déconnexion supplémentaire lorsqu'il entre dans l'avion ou quitte ce dernier C'est pour cette raison qu'on préfère capter la pression dans une sortie de l'ensemble de soupape de commande de gonflage conduisant à la combinaison anti-g, cette pression étant la même que la pression de la combinaison anti-g dans des conditions de régime permanent et pratiquement la même que cette pression dans des

conditions d'écoulement en couche limite.

L'invention a aussi pour objet un équipement de vie pour équi-

page d'avion, comprenant un régulateur de demande respiratoire, destiné à être branché sur une source de gaz respiratoire de façon à assurer la régulation de la fourniture de gaz respiratoire à un masque respiratoire en réponse à des demandes respiratoires d'un homme d'équipage et, si nécessaire, à un vêtement à contre-pression, des moyens de commande de

gonflage de vêtement de protection anti-g (combinaison anti-g), compor-

tant un ensemble de soupape de servocommande permettant d'assurer la régulation d'une pression d'asservissement en vue de commander une soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g, cette soupape de fourniture commandant un écoulement de gaz sous haute-pression s'effectuant de moyens d'entrée, destinés à être branchés sur une source de ce gaz, vers des moyens de sortie destinés à être branchés sur la combinaison anti-g, et en vue de commander une soupape de mise à l'air de gaz de gonflage de combinaison anti-g, des moyens permettant de capter l'accélération le long d'un axe vertical de l'avion et d'émettre, en sortie, des signaux représentatifs de celle-ci, des moyens permettant de capter la pression intérieure à une cabine d'avion et d'émettre, en

sortie, des signaux représentatifs de cette pression, un ordinateur sys-

tème, embarqué sur l'avion, qui comporte une mémoire permettant de ranger des variations programmées de la pression de gonflage de combinaison antig en fonction de l'augmentation de l'accélération le long de l'axe vertical de l'avion et en fonction de la diminution de la pression de cabine d'avion, et qui est connecté de façon à recevoir des signaux provenant des moyens de captage d'accélération et provenant des moyens de captage de pression de cabine, cet ordinateur étant programmé, d'une part, en vue de consulter lesdites variations programmées et de présenter des valeurs de pression de gonflage de combinaison anti-g appropriées à l'accélération et la pression de cabine captées et étant, d'autre part, programmé avec une logique permettant de déterminer une valeur plus élevée parmi des valeurs de pression de gonflage dans le cas d'entrées simultanées d'accélération et de pression de cabine exigeant un gonflage de la combinaison anti-g, cet ordinateur étant agencé de façon à produire un signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, une unité électronique de commande (UC) connectée de façon à recevoir de l'ordinateur le signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, des moyens permettant de capter la pression existant dans la combinaison anti-g ou une pression correspondant pratiquement à celle-ci, ces moyens étant branchés de façon à transmettre à 1 'UC un signal de réaction représentatif de la pression de combinaison anti-g existante, 1 'UC comportant des moyens permettant de comparer ce signal de pression de combinaison anti-g existante audit signal de demande, des moyens

permettant de produire un signal d'erreur compensé et des moyens permet-

tant de combiner ce signal d'erreur compensé avec le signal de demande de

façon à fournir un signal de demande d'asservissement, l'UC étant connec-

tée de façon à transmettre ce signal de demande d'asservissement à l'ensemble de soupape de servocommande en vue de réaliser la régulation de la pression d'asservissement, de sorte que la pression de gonflage de

combinaison anti-g se trouve ajustée à la valeur requise.

Pour permettre le confort d'un homme d'équipage lors de manoeu-

vres à de faibles niveaux du facteur de charge, il est en général requis que la combinaison anti-g soit dégonflée jusqu'à ce que soit atteint un niveau donné d'accélération, d'une manière typique de 2 g, et qu'à ce

niveau, l'équipement puisse immédiatement répondre en gonflant la combi-

naison anti-g jusqu'à une première pression donnée.

Dans un équipement conforme à un mode préféré de réalisation de la présente invention, cette condition est respectée en programmant l'ordinateur pour qu'à des niveaux inférieurs à 2 g, il envoie, en sortie, des signaux de demande de pression de valeur négative à l'UC et en prévoyant que l'UC comporte des moyens qui rejettent les signaux de demande de pression de valeur négative, de façon qu'ils n'entraînent pas

la production d'un signal de demande de gonflage de combinaison anti-g.

Dans cet équipement préféré, l'UC comporte un circuit de rejet de valeurs négatives, des premier et second circuits d'addition, un circuit de modulation de largeur d'impulsion et un circuit de commande de

moteur couple Ce sont des signaux de demande de pression de valeur posi-

tive qui constituent des entrées à la fois pour le premier et pour le second circuits d'addition Dans le premier circuit d'addition, le signal de demande de valeur positive est additionné à un signal de réaction de pression de gonflage de combinaison anti-g et un signal d'erreur est émis en sortie Après avoir été compensé de façon à rehausser sa précision et sa stabilité, ce signal d'erreur est envoyé au second circuit d'addition pour être ajouté au signal de demande de valeur positive et à un signal de décalage Le second circuit d'addition émet en sortie un signal de demande d'asservissement qui est appliqué au circuit de modulation de largeur d'impulsion afin de commander les moyens d'actionnement de

l'ensemble de soupape de servocommande Des signaux de demande de pres-

sion de valeur négative sont empêchés par le circuit de rejet de valeurs négatives de passer au premier circuit d'addition, mais ils passent au second circuit d'addition pour être additionnés à un signal de décalage

afin de donner un signal de demande d'asservissement qui fixe une pres-

sion d'asservissement qui est juste inférieure à celle nécessaire pour déclencher l'actionnement des soupapes de fourniture et de mise à l'air

du gaz de gonflage de combinaison anti-g.

Le régulateur de demande respiratoire comporte de préférence une chambre de commande de pression respiratoire qui est alimentée en gaz de façon qu'il s'y développe une pression de commande déterminant la

pression de gaz respiratoire fournie par le régulateur.

De préférence l'ensemble de soupape de servocommande comprend, d'une part, une soupape à actionnement par moteur couple permettant d'assurer la régulation d'un écoulement d'asservissement assurant une pression d'asservissement qui sert à déplacer la soupape de mise à l'air de combinaison anti-g vers une position de fermeture et la soupape il de fourniture de gaz de gonflage vers une position d'ouverture, de telle façon que du gaz de gonflage s'écoule de l'entrée vers la sortie, la soupape à actionnement par moteur couple étant repoussée élastiquement, en l'a Dsence d'alimentation électrique, de façon à fermer une mise à l'air faisant communiquer l'écoulement d'asservissement avec le milieu ambiant, et, d'autre part, une électrovanne repoussée élastiquement, en

l'absence d'alimentation électrique, dans une position faisant communi-

quer cet écoulement d'asservissement avec l'un des côtés d'une soupape agencée de façon à capter sur son côté opposé la pression régnant dans la 1 o chambre de commande de pression respiratoire, de façon à assurer une

régulation de la pression d'asservissement permettant de régler la pres-

sion de gonflage de combinaison anti-g à une valeur qui est un multiple,

fixé à l'avance, de la pression de fourniture de gaz respiratoire.

D'une manière typique, la pression de gonflage de combinaison anti-g est fixée, en l'absence d'alimentation électrique, à une valeur comprise entre trois et quatre fois la pression de fourniture de gaz respiratoire. L'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil de régulation de demande respiratoire et de commande de gonflage conforme à un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 représente schématiquement un agencement préféré de mise en oeuvre des moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g faisant partie de l'appareil représenté à la figure 1, la figure 3 représente schématiquement une unité électronique de commande faisant partie de l'agencement représenté à la figure 2 et

la figure 4 est un graphe illustrant les augmentations souhai-

tables de la pression de gonflage de combinaison anti-g en fonction de

l'augmentation du facteur de charge.

La figure 1 des dessins représente schématiquement un appareil combiné de régulation de demande respiratoire et de commande de gonflage de vêtementde protection anti-g comportant un pantalon ("combinaison anti-g"), cet appareil se présentant sous la forme d'une seule unité 10

pouvant être montée sur un siège et comportant une entrée de gaz respira-

toire 11, une entrée de gaz de gonflage de combinaison anti-g 12 et des

sorties 13 et 14, respectivement de gaz respiratoire et de gaz de gonfla-

ge, destinées à être branchées sur des entrées correspondantes 13 a et 14 a d'un connecteur d'équipement personnel 15 La structure réelle des parties coopérantes de l'unité 10 et du connecteur d'équipement personnel n'est pas détaillée à la figure 1, étant donné que ces parties se conforment aux réalisations normalisées existantes C'est ainsi par exemple que, comme cela est courant, les sorties 13 et 14 et les entrées 13 a et 14 a comportent des agencements de soupape à obturation étanche automatique, respectivement 16 et 16 a, qui font communiquer librement les sorties et les entrées associées lorsque le connecteur 15 est fixé sur l'unité 10, mais qui se ferment de façon à obturer de façon étanche ces

sorties et ces entrées lorsque le connecteur 15 est séparé de l'unité.

Les parties coopérantes de l'unité 10 et du connecteur 15 comportent des moyens permettant que des éléments de communication et d'autres éléments de service (non représentés) prévus sur l'avion, par exemple des sources d'air antibuée, puissent faire l'objet d'un accouplement sur l'homme d'équipage et son équipement personnel Le connecteur 15 peut comprendre aussi une prise appropriée (non représentée) sur l'entrée 13 a afin de

permettre un branchement sur un vêtement à contre-pression ("justau-

corps") en vue d'assurer le gonflage de ce dernier en gaz respiratoire de façon que l'expiration soit assistée pendant une respiration en pression

positive, tandis qu'en variante, ce branchement peut être effectué direc-

tement sur un tuyau souple respiratoire (non représenté) s'étendant entre

l'entrée 13 a et un masque respiratoire (non représenté).

L'entrée de gaz respiratoire est agencée de façon à recevoir de l'air enrichi en oxygène d'une source de gaz respiratoire, telle que par exemple un système de concentration d'oxygène à tamis moléculaire (non représenté) L'écoulement de cet air enrichi en oxygène vers la sortie de gaz respiratoire 13 est commandé par un agencement régulateur de demande comprenant un régulateur principal 17 et un régulateur de réserve 17 a

servant par exemple en cas de dysfonctionnement du régulateur principal.

Le gaz respiratoire provenant de l'entrée 11 passe vers le régulateur principal par un passage d'entrée 18 et vers le régulateur de réserve par un passage d'entrée 18 a, une soupape sélectrice 19 étant prévue pour faire communiquer l'un ou l'autre de ces passages d'entrée 18 et 18 a avec l'entrée de gaz respiratoire 11 Etant donné que les éléments principaux des régulateurs 17 et 17 a ont la même conception, seul le régulateur

principal est décrit ci-après en détail.

Le régulateur principal 17 comprend une soupape de demande 20 présentant une tête de soupape 21 portée, par l'intermédiaire d'une tige 22, par un tiroir 23 qui coulisse dans un alésage 24 ménagé dans le corps de l'unité 10 La tête de soupape 21 est repoussée vers une position de fermeture par un ressort de compression 25 agissant sur cette tête de soupape Des moyens tels qu'une vis de réglage (non représentée) peuvent être prévus pour régler la poussée du ressort sur la tête de soupape Les surfaces opposées de la tête de soupape 21 et du tiroir 23 sont égales, de sorte que la soupape 20 est équilibrée sous l'action de la pression de l'air enrichi en oxygène présent dans le passage d'entrée 18 Sur sa surface cylindrique, le tiroir 23 présente des rainures 26 disposées à la manière d'un joint à labyrinthe La surface extrême du tiroir qui est située à l'opposé de celle sur laquelle la tige 22 fait saillie a une forme conique et fait saillie hors de l'alésage 24 de façon à venir en contact avec un levier de manoeuvre de soupape 27 qui est logé dans une chambre de détection de pression de demande 28 et est agencé de façon à pivoter autour de l'une de ses extrémités 29 L'autre extrémité 30 du levier 27 prend appui sur le centre d'un diaphragme 31 qui sépare la chambre de détection de pression de demande 28 d'une chambre de commande

de pression respiratoire 32.

La chambre de détection de pression de demande 28 est agencée de façon à être soumise à la pression régnant à la sortie 13, tandis que la chambre de commande de pression respiratoire 32 est agencée de façon à recevoir un prélèvement d'air enrichi en oxygène qui provient de la chambre de détection de pression de demande en traversant un orifice 33

ménagé dans le diaphragme 31 La chambre de commande de pression respira-

toire 32 est agencée de façon à être soumise à la pression de cabine de

l'avion par l'intermédiaire d'un passage 34, d'une chambre 35, d'une pas-

sage 36 et d'une sortie 37 Une soupape d'essai par pression 38 et une

soupape de surpression d'essai par pression 39 sont montées dans le pas-

sage 36 Un agencement de soupape associé à la chambre 35 et décrit ci-

après en détail commande l'échappement de gaz de la chambre de commande de pression respiratoire 32 vers la cabine de l'avion de façon à obtenir dans cette dernière chambre une pression appropriée pour assurer une respiration en pression positive à des altitudes de cabine supérieures à

12 000 mètres ou en présence de facteurs de charge élevés.

Une soupape de surpression 40 assure une mise à l'air de

l'excès de pression à partir de la chambre de commande de pression respi-

ratoire 32 par l'intermédiaire du passage 34 et à partir de la chambre de commande de pression respiratoire 32 a du régulateur de réserve 17 a par l'intermédiaire d'un passage 41, la mise à l'air se faisant dans la cabine de l'avion par une sortie secondaire 42. Par l'intermédiaire du passage 41, la pression régnant dans la chambre de commande de pression respiratoire 32 est appliquée sur une face d'un diaphragme 43 qui, en coopération avec un ressort 44, sert à repousser élastiquement une tête de soupape 45, portée par ce diaphragme 43, dans le sens interrompant la communication entre un orifice de mise à l'air 46, situé dans la sortie 13, et une sortie secondaire 47 débouchant dans la cabine d'avion, ce qui permet une mise à l'air, dans cette cabine d'avion, de l'air enrichi en oxygène se trouvant dans la sortie 13 La tête de soupape 45 est agencée de façon à s'ouvrir lorsque la pression régnant dans cette sortie 13 est supérieure d'une valeur prescrite à

celle régnant dans la chambre de commande de pression respiratoire 47.

D'une manière typique, la différence de pression requise pour ouvrir cet agencement de soupape de surpression est de 950 Pa ( 3,8 pouces de colonne d'eau). Le diaphragme 31 est soutenu par un ressort 48 disposé dans la chambre de commande de pression respiratoire 32 Ce ressort agit sur le

diaphragme de façon à le repousser au contact du levier 27 et l'agence-

ment est tel que l'équilibre des forces des ressorts 25 et 48 agissant sur le diaphragme 31 et la soupape de demande 20 assure à ce diaphragme une position neutre dans laquelle la tête de soupape 21 est suffisamment soulevée de son siège pour maintenir, en cours de fonctionnement, une pression (de sécurité) positive, de par exemple 375 Pa ( 1,5 pouce de colonne d'eau), dans la sortie 13 Des moyens (non représentés) peuvent être prévus pour annuler l'effort du ressort 48 lorsque le régulateur est hors service, de façon à empêcher une perte d'air enrichi en oxygène en permettant à la tête de soupape 21 de se fermer sous l'influence du

ressort 25.

Tel que décrit jusqu'ici, le régulateur principal 17 est en principe conforme au régulateur de demande décrit dans le document EP-A-0 263 677 et fonctionne d'une manière analogue En effet, lorsque de l'air enrichi en oxygène est disponible à l'entrée 11 et que la soupape sélectrice 19 est commutée de façon à relier cette entrée Il au passage

d'entrée 18, la soupape de demande 20 répond, par déplacement du dia-

phragme 31, aux phases de la respiration d'un homme d'équipage portant un masque fixé sur la sortie 13 au moyen du connecteur 15 La pression du cycle respiratoire règne dans la sortie 13 et donc dans la chambre de détection de pression de demande 28, en étant captée par le diaphragme. Pendant l'inspiration, ce diaphragme se déplace vers la droite, lorsqu'on regarde les dessins, de façon à provoquer un mouvement d'ouverture de la soupape 20, tandis que l'expiration fait se déplacer le diaphragme vers

la gauche afin de permettre à cette soupape 20 de se fermer.

Toutefois, dans le présent mode de réalisation, il est prévu un régulateur de réserve 17 a Lorsque la soupape sélectrice est commutée de

façon à relier l'entrée 11 au passage 18, la pression du cycle respira-

toire règne dans la chambre de détection de pression de demande de ce

régulateur de réserve 17 a étant donné qu'elle est reliée à la sortie 13.

Par ailleurs, une pression de commande règne dans la chambre de commande de pression respiratoire 32 a étant donné qu'elle est reliée au passage 34 Malgré cela, le régulateur de réserve ne fonctionne pas en vue de

fournir de l'air enrichi en oxygène, étant donné que sa soupape de deman-

de 20 a n'est pas alimentée Dans le cas d'un dysfonctionnement du régula-

teur principal 17, l'homme d'équipage commute la soupape sélectrice 19 de façon à relier l'entrée 11 au passage 18 a de façon que l'air enrichi en oxygène soit envoyé à la soupape de demande 20 a, le régulateur de réserve 17 a fonctionnant alors de la manière précédemment décrite à l'égard du régulateur principal 17, mais à une pression de sécurité plus élevée, de

par exemple 750 Pa ( 3,0 pouces de colonne d'eau).

Un perfectionnement introduit par la présente invention dans l'agencement du régulateur de demande est constitué par l'agencement de soupape associé à la chambre 35 Cet agencement de soupape comprend une tête de soupape 50 disposée dans la chambre 35 et portée par une tige 51 qui est soutenue par le corps de l'unité 10 par l'intermédiaire d'un diaphragme D 2 Un siège de soupape 53 a est prévu sur une face extrême opposée 33 de cette tige 51 et un perçage 54 traverse cette dernière entre le siège de soupape 53 a et la tête de soupape 50 Cette dernière est repoussée élastiquement par un ressort 55 dans le sens o elle fait communiquer le passage 34 avec la chambre 35 Une pièce de charge 56, portée par un diaphragme 57, est repoussée sous l'effet de la dilatation d'une capsule anéroïde 58 dans le sens de la fermeture sur le siège de soupape 53 a La capsule anéroide 58 est située dans une chambre 59 qui est soumise, par l'intermédiaire d'un orifice 60, à la pression de la

cabine d'avion La face extrême 53 de la tige 51 est soumise à la pres-

sion régnant à la sortie de gaz de gonflage de combinaison anti-g 14 par l'intermédiaire d'un passage 61 qui s'étend entre cette sortie 14 et la

face arrière 53.

Lors du fonctionnement du régulateur de demande respiratoire, lorsque l'avion exécute des manoeuvres à très forte accélération qui soumettent l'homme d'équipage à un facteur de charge, la pression de gonflage de combinaison anti-g qui règne à la sortie 14, ainsi que cela est décrit ciaprès, est détectée sur la face extrême 53 de la tige 51 par l'intermédiaire du passage 61 Cette pression sert à déplacer la tête de soupape 50 dans le sens augmentant l'étranglement de l'écoulement ayant lieu de la chambre de commande de pression respiratoire 32 vers la sortie 37 conduisant à la cabine d'avion Cela fait s'élever la pression régnant dans la chambre 32 et fait augmenter la pression nette s'exerçant sur le diaphragme 31 et donc la pression régnant dans la sortie 13 et la chambre 28 La soupape de demande 20 a ainsi tendance à maintenir une pression accrue dans la sortie 13 et donc dans le masque respiratoire de l'homme d'équipage L'augmentation de la pression régnant dans la chambre 32 s'exerce aussi sur le diaphragme 43 de l'agencement de soupape de surpression En choisissant le rapport de la section de la tige 51 et de la section de la tête 50, on peut obtenir la variation programmée voulue de la pression respiratoire en fonction de la pression de combinaison

anti-g.

D'une manière analogue, dans le cas o l'altitude de cabine s'élève audessus de 12 000 mètres, la capsule anéroide 58 se dilate de

façon à déplacer la tête de soupape 50 dans le sens augmentant l'étran-

glement appliqué à l'écoulement se dirigeant de la chambre 32 vers la sortie 37, ce qui entraîne donc une élévation de la pression de gaz respiratoire à la sortie 13 de manière à maintenir ainsi un niveau physiologiquement acceptable de la pression partielle d'oxygène dans le gaz respiratoire fourni à l'homme d'équipage au cours d'un vol à des

altitudes de cabine excédant 12 000 mètres.

Si une manoeuvre à très forte accélération est exécutée alors que l'altitude de cabine excède 12 000 mètres, la pression de gonflage de combinaison anti-g qui règne à la sortie 14 est appliquée sur la face extrême 53 de la tige de soupape 51 et, si cela entraîne la nécessité d'augmenter la pression du gaz respiratoire au-dessus de celle fixée par

la dilatation de la capsule anéroïde 58, la tête de soupape 50 est dépla-

cée de façon à augmenter encore l'étranglement appliqué à l'écoulement provenant de la chambre 32 et donc à faire augmenter encore la pression de gaz respiratoire régnant à la sortie 13 Toutefois, dans le cas o, des deux conditions requises, l'altitude de cabine constitue la plus

importante, la pression s'exerçant sur la face extrême 53 n'a pas d'ac-

tion On comprend donc que la pression régnant dans la chambre de commande 32, et donc la pression de gaz respiratoire régnant à la sortie 13, sont déterminées par la plus importante des conditions, prévues pour la protection vis-à-vis des effets de l'altitude et du facteur de charge, lorsque l'avion exécute des manoeuvres donnant lieu à un facteur de

charge à des altitudes excédant 12 000 mètres.

Pour les raisons exposées dans le document EP-A-O 263 677, le perçage 54 ménagé dans la tige 51 remplit une fonction supplémentaire de régulation d'écoulement servant à contrebalancer les effets de variations

soudaines du facteur de charge.

L'unité 10 comporte en outre des moyens de commande de gonflage

de combinaison anti-g qui comprennent un obturateur de soupape de fourni-

ture de gaz de gonflage 70 porté par un diaphragme 71 et comportant une tête de soupape 72 qui est repoussée par un ressort 73 dans le sens fermant la communication existant entre la sortie de gaz de gonflage de combinaison anti-g 14 et un passage de fourniture de gaz de gonflage 74, aussi appelé ci-après passage d'alimentation, qui s'étend de l'entrée de gaz de gonflage 12 à une chambre 75 délimitée entre la face arrière de la tête de soupape 72 et le diaphragme 71 Le ressort 73 est logé dans une pièce en forme de coupelle cylindrique 76 portée par le corps de l'unité Un perçage 77 est prévu dans l'extrémité fermée de la pièce en forme de coupelle 76 de façon que la pression régnant à la sortie 14 puisse être captée à l'intérieur de cette pièce en forme de coupelle et donc être renvoyée sur la tête de soupape 72 lorsque celle-ci se ferme sur

cette même pièce en forme de coupelle.

Une tuyauterie d'alimentation en gaz de gonflage 77, qui commu-

nique avec une source de gaz comprimé tel que par exemple l'air comprimé

prévu pour le système de régulation du milieu ambiant de l'avion et pro-

venant d'un étage de compresseur du moteur, est branchée sur l'entrée

12 La structure des parties coopérantes de cette tuyauterie d'alimenta-

tion 77 et de cette entrée 12 n'est pas détaillée à la figure 1 étant donné qu'elle se conforme aux structures normalisées existantes Ainsi que cela est courant, l'entrée 12 et la tuyauterie d'alimentation 77 comportent des agencements de soupape à fermeture automatique respectivement 12 a et 77 a qui coopèrent de façon à assurer une communication ouverte lorsque la tuyauterie d'alimentation 77 est fixée sur l'unité 10, mais qui se ferment de façon à obturer cette tuyauterie d'alimentation et cette entrée lorsqu'on débranche la tuyauterie d'alimentation Une soupape d'arrêt 78 est prévue pour fermer la communication existant entre l'entrée 12 et le passage d'alimentation 74 Un interrupteur indicateur de soupape d'arrêt 79 est prévu pour émettre un signal en sortie lorsque la communication entre l'entrée 12 et le passage 74 est fermée Une sortie de mise à l'air 80 débouchant dans la cabine de l'avion est prévue dans le passage d'alimentation 74 et est agencée de façon à être fermée par la soupape d'arrêt 78 lorsque celle-ci est déplacée vers une position dans laquelle l'entrée 12 et le passage d'alimentation 74 communiquent

entre eux.

Un passage d'entrée secondaire 81, servant à l'alimentation en gaz de gonflage et provenant d'une entrée 82, communique avec le passage

74 par l'intermédiaire de l'entrée 12 et de la soupape d'arrêt 78.

L'entrée 82 est agencée de façon à permettre le branchement d'une source de gaz comprimé, par exemple d'une bouteille d'air comprimé, qui est portée par le siège d'équipage (non représenté) La bouteille d'air est actionnée automatiquement, lorsque l'homme d'équipage s'éjecte de l'avion, de façon à fournir de l'air comprimé permettant un gonflage de la combinaison anti-g assurant une protection vis-à-vis de l'altitude si

celle-ci excède 12 000 mètres, ainsi que cela est décrit ci-après.

Un obturateur de soupape de mise à l'air 83, porté par un diaphragme 84, est repoussé par un ressort 85 dans le sens ouvrant un orifice de mise à l'air 86 ménagé dans la sortie 14, de sorte que le gaz de gonflage de combinaison anti-g est mis à l'air, dans la cabine de l'avion, par l'intermédiaire de l'orifice de mise à l'air 86 et d'une

sortie secondaire 87.

Une soupape de détente 88, portée par un diaphragme 89, main-

tient une pression stable d'alimentation qui est appliquée, à partir du passage d'alimentation 74, sur un orifice d'étranglement de débit 90 disposé dans un passage 91 s'éloignant de la soupape 88 en vue d'assurer un écoulement d'asservissement à des fins de commande La soupape 88 est

repoussée dans le sens de l'ouverture sous l'action d'un ressort 92.

Un ensemble de soupape de servocommande comporte un moteur couple 93 auquel est associé un obturateur de soupape 94 déplaçable par ce moteur 93 entre la position représentée à la figure 1, dans laquelle l'écoulement d'asservissement présent dans le passage 91 est mis à l'air, dans la cabine de l'avion, par l'intermédiaire d'un passage 95 et d'une sortie 96, et une position dans laquelle il obture le passage 95, de

sorte qu'une pression d'asservissement se développe à des fins de comman-

de Par l'intermédiaire d'un passage 97 et d'une chambre 98, cette pres-

sion d'asservissement communique avec la face du diaphragme 71 qui est située à l'opposé de celle sur laquelle fait saillie l'obturateur de soupape 70 servant à la fourniture de gaz de gonflage Cette pression d'asservissement communique en outre, par l'intermédiaire d'un passage de dérivation 99, avec la face du diaphragme 84 qui est située à l'opposé de

celle sur laquelle l'obturateur de soupape 83 fait saillie.

Une soupape de surpression 100 assure une mise à l'air de l'excès de pression d'asservissement, dans la cabine de l'avion, par

* l'intermédiaire d'une sortie secondaire 101.

L'écoulement d'asservissement communique en outre par un passa-

ge 102 avec une chambre 103 Un obturateur d'électrovanne 104, comportant une tête de soupape 105 disposée dans la chambre 103, est repoussé par un ressort 106 de façon à relier le passage 102 à cette chambre 103 La

chambre 103 est reliée par un orifice de sortie 107 à une sortie secon-

daire 108 débouchant dans la cabine de l'avion Un obturateur de soupape à diaphragme 109 est repoussé élastiquement, par un ressort 110 et par l'action de la pression de commande régnant dans la chambre de commande de pression respiratoire 32, dans le sens fermant la liaison existant

entre l'orifice de sortie 107 et la sortie secondaire 108.

Le moteur couple 93 est connecté de façon à recevoir des signaux d'asservissement d'une unité électronique de commande (UC) 111 qui est décrite ci-après plus en détail L'UC 111 est connectée en outre de façon à recevoir des signaux provenant d'un capteur de pression 112, qui détecte la pression régnant dans la sortie 14, et de l'interrupteur

indicateur de soupape d'arrêt 79 L'UC 111 est reliée aussi à un connec-

teur électrique 113 de façon, d'une part, à transmettre des signaux à un ordinateur système de commande de services de l'avion (non représenté à la figure 1) et à en recevoir de celui-ci et, d'autre part, à signaler à l'obturateur d'électrovanne 104 de fermer la liaison existant entre le

passage 102 et la chambre 103.

Lorsque l'avion manoeuvre dans des conditions d'accélération élevée ou d'exposition à une altitude élevée (faible pression de cabine), l'UC 111 signale au moteur couple 93 d'avoir à déplacer l'obturateur 94 dans le sens fermant le passage de sortie 95 de façon qu'une pression d'asservissement se développe Cette pression d'asservissement agit en déplaçant l'obturateur de soupape 83 dans le sens fermant l'orifice de mise à l'air 86 prévu dans la sortie 14 La pression d'asservissement

agit en même temps sur le diapnragme 71 et sert à vaincre la force élas-

tique du ressort 73 s'appliquant sur la tête de soupape 72, de telle façon que l'obturateur de soupape 70 soit déplacé dans le sens de l'ouverture et que de l'air comprimé s'écoule de l'entrée 12 à la sortie

14 afin de gonfler la combinaison anti-g portée par l'homme d'équipage.

Pendant que la pression se développe dans la combinaison anti-g, elle est captée sur la face de la tête de soupape 72 qui est tournée vers la pièce en forme de coupelle 76 et, lorsque la combinaison de cette pression et de la force élastique du ressort 73 est égale à la force appliquée par l'action de la pression d'asservissement sur la surface du diaphragme 71, l'obturateur de soupape 70 se déplace vers une position de fermeture de façon à maintenir la pression de gonflage de combinaison anti-g à une

valeur constante jusqu'à ce que la pression d'asservissement change.

Ainsi que cela a précédemment été indiqué, il est prévu comme condition que la combinaison anti-g soit gonflée de façon à protéger l'homme d'équipage vis-à-vis de l'effet de la faible pression ambiante de

l'avion à la suite d'une éjection hors de celui-ci à des altitudes excé-

dant 12 000 mètres lorsque l'alimentation électrique de l'unité est

interrompue.

Dans l'unité 10 de la présente invention, cette condition est remplie en faisant communiquer l'écoulement d'asservissement avec la chambre 103 Lorsque l'alimentation électrique est interrompue à la suite d'une éjection hors de l'avion, l'obturateur d'électrovanne 104 est repoussé par le ressort 106 de façon à créer une communication ouverte entre le passage 102 et la chambre 103 En même temps, en l'absence d'alimentation électrique, le moteur couple 93 est commandé de façon que l'obturateur de soupape 94 soit maintenu dans une position o il ferme le passage 95 de façon à empêcher une mise à l'air, dans le milieu ambiant, de l'écoulement d'asservissement L'air nécessaire pour remplir les

conditions de gonflage de combinaison anti-g et d'écoulement d'asservis-

sement est fourni par la bouteille d'air comprimé (non représentée) qui

est branchée sur l'entrée 82 ainsi que cela a précédemment été décrit.

L'oxygène nécessaire à la respiration à la suite de l'éjection est fourni

au régulateur respiratoire 17 à partir d'une bouteille auxiliaire d'oxy-

gène (non représentée) et la pression de commande régnant dans la chambre de commande de pression respiratoire 32 est celle fixée par la capsule anéroide 58 Cette pression de commande agit sur l'obturateur de soupape à diaphragme 109 et, en coopération avec la force élastique du ressort , assure une régulation de la pression d'asservissement régnant dans les moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g Cette pression d'asservissement agit sur la soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g 70 et sur l'obturateur de soupape de mise à l'air de combinaison anti-g 83 de façon à faire se gonfler la combinaison anti-g à une pression qui, d'une manière typique, est égale à trois à quatre fois

celle régnant à la sortie de gaz respiratoire 13.

L'unité 10 continue ainsi à fonctionner, à la suite d'une éjec-

tion hors de l'avion, de façon à assurer une régulation de l'alimentation

de l'homme d'équipage en gaz respiratoire (oxygène) à partir d'une bou-

teille auxiliaire d'oxygène portée par le siège d'équipage et de façon à gonfler la combinaison anti-g à partir de la bouteille d'air comprimé

montée sur le siège afin d'assurer une protection vis-à-vis d'une exposi-

tion à une altitude excédant 12 000 mètres Au-dessous d'environ 12 000 mètres, la respiration en pression positive cesse de se réaliser dans le

régulateur respiratoire et la combinaison anti-g est donc dépressurisée.

On va maintenant décrire, en se reportant aux figures 2 et 3 des dessins annexés, un mode préféré de commande de la pression de gonflage de combinaison anti-g dans un équipement de vie, pour homme d'équipage d'un avion, qui comprend des moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g comportant un élément actif de commande constitué par un ensemble de soupape, à actionnement par moteur couple, qui assure la régulation d'un écoulement d'asservissement permettant d'obtenir une pression d'asservissement qui agit sur une soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g et sur une soupape de mise à l'air de

gaz de gonflage de combinaison anti-g.

Si on se reporte d'abord à la figure 2, des signaux d'accélé-

ration (GZ) et des signaux de pression ambiante de cabine (PAMB)

constituent des entrées pour un ordinateur système de commande de servi-

ces 120 embarqué sur l'avion Les signaux Gz sont représentatifs d'accélérations positives le long de l'axe vertical de l'avion, celles-ci

étant mesurées par un ou plusieurs accéléromètres 121 montés sur le fuse-

lage de l'avion Les signaux PAMB sont représentatifs de la pression régnant dans la cabine d'avion, cette pression étant détectée au moyen d'un capteur de pression 122 L'ordinateur 120 contient en mémoire des variations programmées de la pression de gonflage de la combinaison antig en fonction à la fois de l'accélération et de la pression ambiante

de cabine Lors de l'entrée d'un signal Gz ou d'un signal PAMB, l'or-

dinateur consulte la pression de gonflage de combinaison anti-g appro-

priée et produit un signal de demande de pression de combinaison anti-g (PDEM) L'ordinateur est programmé au moyen d'une logique de commande defaçon telle qu'en cas d'entrée simultanée de signaux Gz et PAlMB, ce soit celle des conditions de pression prévues pour le gonflage de la combinaison anti-g qui est la plus élevée qui soit prise en considération

et qu'un signal PDEM approprié soit produit.

Le signal PDEM constitue une sortie se présentant sous la forme d'un signal analogique qui peut par exemple être compris entre 0,5

et 5,5 volts, 5,5 volts correspondant à une demande de pression de combi-

naison anti-g de 80 k Pa de pression manométrique Ce signal PDEM cons-

titue une entrée pour une unité électronique de commande (UC) 123 qui forme un système de commande de position pour des moyens de commande de gonflage de combinaison anti-g comprenant un moteur couple 124 commandant une soupape à palette 125 qui assure une régulation de l'écoulement d'asservissement permettant d'établir une pression d'asservissement qui sert à provoquer un mouvement d'ouverture d'une soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g 126, ou soupape d'alimentation, et

un mouvement de fermeture d'une soupape de mise à l'air de gaz de gonfla-

ge de combinaison anti-g 127 La soupape d'alimentation 126 règle un

écoulement de gaz de gonflage s'effectuant d'une source (non représen-

tée), par l'intermédiaire d'une entrée 126 a, à une sortie 128 qui est branchée sur une combinaison anti-g d'équipage (non représentée) La soupape de mise à l'air 127 commande une mise à l'air du gaz de gonflage s'effectuant de la combinaison anti-g vers le milieu ambiant, par l'intermédiaire de la sortie 128 et d'une sortie de mise à l'air 127 a Un capteur de pression 129 est branché sur la sortie 128 en vue de détecter

la pression régnant dans cette dernière, pression qui, dans des condi-

tions de régime permanent, est égale à la pression existant à l'intérieur de la combinaison anti-g et, dans des conditions d'écoulement en couche limite, lui est pratiquement égale Le capteur de pression 129 émet en sortie un signal de tension Po qui constitue une entrée pour l'UC 123, sous la forme d'un signal de réaction permettant de fermer la boucle de

régulation.

Le fonctionnement de régulation de l'UC 123 va maintenant être

décrit plus en détail en regard de la figure 3.

L'UC 123 comprend les circuits de base suivants: un circuit de rejet de valeurs négatives 130, un premier circuit d'addition 131, un circuit de compensation 132, un second circuit d'addition 133, un circuit de modulation de largeur d'impulsion 134 et un circuit de commande de moteur couple 135 Des signaux PDEII constituent des entrées pour le circuit de rejet de valeurs négatives 130, sur une ligne de signaux 136 qui est reliée à son extrémité opposée à l'ordinateur 120 (non représenté

à la figure 3) Le fonctionnement du circuit de rejet de valeurs négati-

ves 130 va être décrit ci-après plus en détail Les signaux PDEM constituent aussi des entrées pour le circuit d'addition 133, sur une ligne de signaux 137 qui est prévue en dérivation par rapport au circuit

de rejet de valeurs négatives 130, au circuit d'addition 131 et au cir-

cuit de compensation 132 Le circuit de rejet de valeurs négatives 130 laisse passer des signaux PDEM de valeur positive jusqu'au circuit

d'addition 131 o ils sont additionnés à des signaux de réaction de pres-

sion de combinaison anti-g PO constituant des entrées sur une ligne de signaux 138 qui est reliée à son autre extrémité au capteur de pression 129 (non représenté à la figure 3) A sa sortie, le circuit d'addition 131 envoie un signal d'erreur au circuit de compensation 132, ce signal d'erreur étant représentatif de la différence existant entre les signaux PD Ei 4 et Po Le circuit 132 compense ce signal d'erreur de façon à rehausser sa précision et sa stabilité et l'envoie en sortie au circuit d'addition 133 o il est additionné au signal PDEM constituant une entrée sur la ligne 137 et à un signal de décalage de moteur couple (TI 40) constituant une entrée sur une ligne de signaux 139 A sa sortie, le circuit d'addition 133 émet un signal de demande d'asservissement se présentant sous la forme d'une tension de commande de moteur couple qui est appliquée au circuit de modulation de largeur d'impulsion 134 en vue

de commander le circuit de commande de moteur couple 135.

Si on se reporte à nouveau à la figure 2, le moteur couple 124 est commandé par le circuit de commande 135 de façon à faire varier la position de la soupape à palette 125 entre un ajutage de fourniture d'écoulement d'asservissement 140 et un ajutage de mise à l'air au milieu

ambiant 141, de façon à assurer la régulation d'une pression d'asservis-

sement agissant sur la soupape de fourniture de gaz de gonflage 126 et sur la soupape de mise à l'air de gaz de gonflage 127, de sorte que, lorsque le facteur de charge croit, la combinaison anti-g est gonflée

conformément au graphe représenté à la figure 4.

Afin de favoriser le confort de l'homme d'équipage, il est préférable que la combinaison anti-g soit dégonflée lors de manoeuvres à des niveaux inférieurs à 2 g; néanmoins, afin d'obtenir une réponse immédiate de l'équipement à 2 g, il est souhaitable de donner la priorité à l'équipement d'asservissement pour une pression d'asservissement qui est juste inférieure à celle requise pour un fonctionnement de la soupape de fourniture de gaz de gonflage 126 et de la soupape de mise à l'air 127 Ainsi, dans des conditions de vol nécessitant une pression de gonflage de combinaison anti-g nulle, ce qui peut être le cas pour la plus grande partie d'un programme de vol, le fonctionnement de commande des soupapes 126 et 127 obtenu au moyen des circuits 131 et 132 de l'UC 123 est rendu inactif Cela s'obtient en faisant en sorte que, dans de telles circonstances, l'ordinateur demande une pression négative Un signal PDEM de valeur négative est rejeté par le circuit de rejet 130 et un signal nul passe au circuit d'addition 131 en vue d'une comparaison avec le signal de réaction Po C Toutefois, sur la ligne 137, ce signal PDEM de valeur négative passe au circuit 133 o il est additionné au signal de décalage de moteur couple PMO en vue de l'obtention d'un signal d'asservissement qui détermine une pression d'asservissement qui est juste inférieure à celle requise pour le déclenchement de la commande des soupapes 126 et 127 Par ce moyen, la priorité est donnée au système d'asservissement et ce dernier est maintenu à une pression inférieure à celle à laquelle il se produirait sans cela un pompage des soupapes 126

et 127.

Le signal de décalage de moteur couple TMO assure un fonc-

tionnement du moteur couple sur une partie pratiquement rectiligne, préférée, de son graphe: courant de moteur couple en fonction de la

pression d'asservissement.

Ce procédé et cet équipement préférés de commande utilisent de la manière la plus appropriée les équipements qui sont disponibles sur les avions actuels à hautes performances les plus modernes, étant donné qu'un ordinateur d'avion est utilisé pour une tâche de prétraitement qui ne consomme pas beaucoup de calculs et que des circuits électroniques spécialement affectés à l'appareil de commande de gonflage de combinaison anti-g sont utilisés pour exécuter la tâche de commande consommant le plus Cela permet aux circuits électroniques spécialement affectés d'être conçus d'une manière spécifique pour cette tâche de commande, ce qui rend ainsi les performances de la soupape à actionnement par moteur couple largement indépendantes du chargement de l'ordinateur et des cadences de mise à jour disponibles, tout en permettant en même temps que les circuits électroniques soient prévus dans un unité électronique de commande qui est suffisamment petite pour être montée dans l'appareil de commande de gonflage de combinasion anti-g Par ailleurs, les variations programmées de gonflage de combinaison anti-g peuvent être facilement remplacées dans le logiciel pour répondre à des conditions différentes

requises en ce qui concerne l'avion et à différentes stratégies particu-

lières de manoeuvre de l'avion, tout en permettant aux variations pro-

grammées de gonflage d'être rendues optimales au fur et à mesure qu'on dispose d'une plus grande expérience et d'une meilleure connaissance des

pressions préférées de gonflage de combinaison anti-g.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Procédé de commande de la pression de gonflage d'un vêtement de protection anti-g d'équipage qui comporte un pantalon (combinaison anti-g) en vue de protéger un homme d'équipage vis-à-vis du facteur de charge et/ou d'une exposition à une altitude supérieure à une valeur fixée à l'avance, caractérisé en ce qu'il consiste: à mettre en mémoire, dans un ordinateur système embarqué sur

l'avion, une variation programmée de la pression de gonflage de combi-

naison anti-g en fonction de l'augmentation de l'accélération le long de l'axe vertical de l'avion et une variation programmée de la pression de

gonflage de combinaison anti-g en fonction de la diminution de la pres-

sion ambiante de cabine (augmentation de l'altitude de cabine),

à introduire, en entrée dans l'ordinateur, des signaux repré-

sentatifs de l'accélération détectée le long de l'axe vertical de l'avion et des signaux représentatifs de la pression ambiante de cabine, à consulter les variations programmées et présenter les valeurs requises pour la pression de gonflage de combinaison anti-g, à déterminer, au moyen d'une logique de commande programmée

dans l'ordinateur, une valeur plus élevée prise parmi les valeurs corres-

pondant à la pression de gonflage de combinaison anti-g dans le cas d'entrées simultanées de signaux d'accélération et de pression ambiante de cabine exigeant un gonflage de la combinaison anti-g, à produire dans l'ordinateur un signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, à transmettre ce signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g à une unité électronique de commande (UC) spécialement affectée à la commande d'un ensemble de soupape de commande de gonflage de combinaison anti-g, à capter la pression existant dans la combinaison anti-g ou une pression correspondant pratiquement à celle-ci, à envoyer en réaction à I'UC un signal représentatif de la pression existante de combinaison anti-g, à comparer le signal de pression existante de combinaison anti-g au signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, à produire un signal d'erreur compensé, à combiner ce signal d'erreur compensé au signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g de façon à fournir un signal de demande d'asservissement et

à transmettre ce signal de demande d'asservissement à un ensem-

ble de soupape de servocommande afin de réaliser la régulation d'une pression d'asservissement qui sert à déplacer une soupape de fourniture de gaz de gonflage de combinaison anti-g vers une position ouverte et une

soupape de mise à l'air de combinaison anti-g vers une position fermée.

2 Procédé de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'opération consistant à produire, dans l'ordinateur, des signaux de demande de pression de valeur négative à de faibles niveaux d'accélération et à transmettre ces signaux de demande de pression de valeur négative à l'UC de telle façon que la combinaison anti- g ne soit pas gonflée avant qu'un niveau de g fixé à l'avance soit dépassé.

3 Equipement de vie pour équipage d'avion, comprenant un régu-

lateur de demande respiratoire, destiné à être branché sur une source de gaz respiratoire de façon à assurer la régulation de la fourniture de gaz

respiratoire à un masque respiratoire en réponse à des demandes respira-

toires d'un homme d'équipage et, si nécessaire, à un vêtement à contre-

pression, des moyens de commande de gonflage de vêtement de protection

anti-g (combinaison anti-g), comportant un ensemble de soupape de servo-

commande permettant d'assurer la régulation d'une pression d'asservis-

sement en vue de commander une soupape de fourniture de gaz de gonflage

de combinaison anti-g, cette soupape de fourniture commandant un écoule-

ment de gaz sous haute-pression s'effectuant de moyens d'entrée, destinés à être branchés sur une source de ce gaz, vers des moyens de sortie

destinés à être branchés sur la combinaison anti-g, et en vue de comman-

der une soupape de mise à l'air de gaz de gonflage de combinaison anti-g, des moyens permettant de capter l'accélération le long d'un axe vertical

de l'avion et d'émettre, en sortie, des signaux représentatifs de celle-

ci, des moyens permettant de capter la pression intérieure à une cabine d'avion et d'émettre, en sortie, des signaux représentatifs de cette pression, un ordinateur système, embarqué sur l'avion, qui comporte une mémoire permettant de ranger des variations programmées de la pression de

gonflage de combinaison anti-g en fonction de l'augmentation de l'accélé-

ration le long de l'axe vertical de l'avion et en fonction de la diminu-

tion de la pression de cabine d'avion, et qui est connecté de façon à recevoir des signaux provenant des moyens de captage d'accélération et provenant des moyens de captage de pression de cabine, cet ordinateur

étant programmé, d'une part, en vue de consulter lesdites variations pro-

grammées et de présenter des valeurs de pression de gonflage de combi-

naison anti-g appropriées à l'accélération et la pression de cabine captées et étant, d'autre part, programmé avec une logique permettant de déterminer une valeur plus élevée parmi des valeurs de pression de gonflage dans le cas d'entrées simultanées d'accélération et de pression de cabine exigeant un gonflage de la combinaison anti-g, cet ordinateur étant agencé de façon à produire un signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, une unité électronique de commande (UC) connectée de façon à recevoir de l'ordinateur le signal de demande de pression de gonflage de combinaison anti-g, des moyens permettant de capter la pression existant dans la combinaison anti-g ou une pression correspondant pratiquement à celle-ci, ces moyens étant branchés de façon à transmettre à 1 'UC un signal de réaction représentatif de la pression de combinaison anti-g existante, 1 'UC comportant des moyens permettant de comparer ce signal de pression de combinaison anti-g existante audit signal de demande, des moyens permettant de produire un signal d'erreur compensé et des moyens permettant de combiner ce signal d'erreur compensé avec le signal de demande de façon à fournir un signal de demande d'asservissement, 1 'UC étant connectée de façon à transmettre ce signal de demande d'asservissement à l'ensemble de soupape de servocommande en vue de réaliser la régulation de la pression d'asservissement, de sorte que la pression de gonflage de combinaison anti-g se trouve ajustée à la

valeur requise.

4 Equipement suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'ordinateur système est programmé pour émettre, en sortie, des signaux de demande de valeur négative à de faibles niveaux d'accélération et en ce que 1 'UC comporte des moyens permettant de rejeter de tels signaux de façon que la combinaison anti-g ne soit pas gonflée avant qu'un niveau de

g fixé à l'avance soit dépassé.

Equipement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que 1 'UC comprend un circuit de rejet de valeur négative, un premier circuit d'addition, un circuit de compensation, un second circuit d'addition, un circuit de modulation de largeur d'impulsion et un circuit de commande de

moteur couple.

6 Equipement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de rejet de valeurs négatives rejette des signaux de demande de valeur négative et permet à des signaux de demande de valeur positive de passer jusqu'au premier circuit d'addition en vue de leur addition avec des signaux de réaction de pression de gonflage de combinaison

anti-g afin de fournir un signal d'erreur.

7 Equipement suivant l'une des revendications 5 et 6, caracté-

risé en ce que l'UC comprend en outre des moyens permettant à des signaux

de demande de valeur négative de passer jusqu'au second circuit d'addi-

tion afin d'être additionnés à un signal de décalage en vue de permettre l'obtention d'un signal de demande d'asservissement qui détermine une pression d'asservissement d'une valeur juste inférieure à celle requise

pour le déclenchement de la commande de l'ensemble de soupape de fourni-

ture de gaz de gonflage de combinaison anti-g et de l'ensemble de soupape

de mise à l'air de gaz de gonflage de combinaison anti-g.

8 Equipement suivant l'une quelconque des revendications 3 à

7, caractérisé en ce que les moyens régulateurs de demande respiratoire comprennent une chambre de commande de pression de respiration permettant qu'il s'y développe une pression de commande qui détermine la pression de

gaz respiratoire fournie par les moyens régulateurs.

9 Equipement suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'ensemble de soupape de servocommande comprend, d'une part, une soupape à actionnement par moteur couple permettant d'assurer la régulation d'un

écoulement d'asservissement permettant de fournir une pression d'asser-

vissement qui sert à déplacer l'ensemble de soupape de mise à l'air de combinaison anti-g vers une position fermée et l'ensemble de soupape de fourniture de gaz de gonflage vers une position ouverte, de sorte que du

gaz de gonflage s'écoule de l'entrée à la sortie, la soupape à actionne-

ment par moteur couple étant repoussée élastiquement, en l'absence d'ali-

mentation électrique, de façon à fermer un moyen de mise à l'air faisant communiquer l'écoulement d'asservissement avec le milieu ambiant, et, d'autre part, une électrovanne repoussée élastiquement, en l'absence

d'alimentation électrique, dans une position faisant communiquer l'écou-

lement d'asservissement avec l'un des côtés d'une soupape agencée de

façon à détecter, sur son côté opposé, la pression régnant dans la cham-

bre de commande de pression respiratoire, de sorte que la pression d'asservissement est l'objet d'une régulation permettant de fixer la

pression de gonflage de combinaison anti-g à une valeur qui est un multi -

pie, fixé à l'avance, de la pression de fourniture de gaz respiratoire.