FR2724624A1 - Dispositif de commande pour un engin de vol libre, notamment pour un parachute - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de commande pour un engin de vol libre de type parachute, aile volante, etc. dans lequel les forces portantes générées par une voilure sont appliquées à la charge par l'intermédiaire d'au moins deux suspentes principales (3, 4) et deux suspentes de commande (5, 6). Un dispositif de transfert d'énergie mécanique des suspentes principales vers les suspentes de commande est prévu entre la voilure et la charge afin de réduire les efforts de commande et par suite l'énergie nécessaire. Le dispositif se compose de deux mécanismes différentiels (20) disposés en parallèle et logés dans des boîtiers (11, 12). Une suspente de commande (5 ou 6) est enroulée sur une poulie (21) de gros diamètre et une suspente principale (3 ou 4) est enroulée sur une deuxième poulie (22) de diamètre plus petit. Une roue dentée (23) entraînée par un moteur électrique (25) par l'intermédiaire d'un pignon (24) est liée à la poulie (21) de gros diamètre.
Description
2724624 95/2106
Dispositif de commande pour un engin de vol libre, notamment pour un parachute L'invention concerne un dispositif de commande pour un engin de vol libre de type parachute, parapente, aile volante ou similaire, appelé parachute dans ce qui suit, dans lequel les forces portantes générées par une voilure sont appliquées à la charge par l'intermédiaire d'au moins deux suspentes principales et deux suspentes de commande, un dispositif à
l'intérieur duquel un transfert réversible d'énergie mécanique est opéré -
des suspentes principales vers les suspentes de commande étant prévu entre la voilure et la charge de telle sorte que les forces à vaincre lors d'un
actionnement des suspentes de commande soient essentiellement des for-
ces de frottement.
Un dispositif de commande de ce type, destiné à un engin de vol libre, est connu par le document DE 88 02 879 U 1. Ce document décrit un dispositif pour relier les sangles porteuses ou les suspentes d'un parachute de vol libre au harnais d'un utilisateur. Ce dispositif comporte deux barres d'actionnement dont les extrémités antérieures et postérieures sont reliées
respectivement à une sangle porteuse ou une attache de suspente anté-
rieure et à une sangle porteuse ou une attache de suspente postérieure et dont les points d'articulation sont liés, notamment de manière détachable,
chacun à un point d'attache du harnais. Avec ce dispositif, pour comman-
der l'engin de vol libre, l'utilisateur doit saisir lui-même dans chaque main l'une des deux barres d'actionnement ou bien conformément à un autre exemple de réalisation, l'utilisateur doit agir avec les avant- bras, par le
biais de barres d'actionnement en forme d'accoudoirs.
On connaît encore, par la demande de brevet plus ancienne DE 43
15 250 AI1, un procédé et un dispositif destinés à empêcher le repli de para-
chutes de vol libre ou pour rouvrir rapidement un tel parachute lorsqu'il s'est replié. Dans ce dispositif, il est prévu un moteur électrique à l'aide duquel on modifie la longueur de suspentes. Le moteur électrique agit sur un levier à deux bras ou sur une poulie solidaire d'un arbre auquel ou à laquelle sont fixées des suspentes menant à la voilure, la longueur des sus- pentes étant augmentée ou diminuée par une modification correspondante
de la position du levier ou de la poulie solidaire de l'arbre.
Il est encore connu par le document US 34 33 441 d'utiliser des treuils mus par un moteur électrique pour régler la longueur des suspentes
de commande dans un parachute de vol libre pourvu de suspentes de com-
mande réglables.
Enfin, le document US 31 46 976 divulgue l'utilisation d'un
moteur électrique unique pour actionner de manière réversible deux sus-
pentes de parachute. Les suspentes de parachute agissent dans ce cas sur
des sections en vis-à-vis d'un parachute comportant quatre sections.
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de commande pour un parachute qui, tout en étant de construction simple,
assure la commande des suspentes de commande et des suspentes princi-
pales au moyen de deux mécanismes pourvus de moteurs électriques de
faible puissance.
Cet objectif est atteint par le fait que le dispositif est composé de
deux mécanismes différentiels disposés en parallèle et logés dans des boi-
tiers, dans lesquels une suspente de commande et une suspente principale sont enroulées chaque fois respectivement sur une poulie de gros diamètre et une poulie de diamètre plus petit et par le fait que des roues dentées qui sont entraînées par l'intermédiaire de pignons actionnés par des moteurs
électriques sont liées aux poulies de gros diamètre. Les suspentes princi-
pales servent ainsi de dispositif de stockage d'énergie pour les suspentes de commande. Lorsqu'on tire les suspentes de commande vers le bas à l'encontre des forces portantes de la voilure, les suspentes principales libèrent de l'énergie mécanique qui compense les forces portantes au niveau des suspentes de commande; le processus est inversé lorsqu'on
relâche les suspentes de commande.
Conformément à un perfectionnement de l'invention, les boîtiers
sont liés l'un à l'autre par une barre de liaison et des suspentes porte-
charge pour l'accrochage de la charge sont fixées sur les boîtiers. Ce mode
de réalisation est particulièrement avantageux pour un parachute de trans-
port de charges doté d'un dispositif de commande conforme à l'invention.
Un parachute de transport destiné à des charges importantes dans lequel des suspentes de commande et des suspentes de retenue sont disposées aux extrémités d'une barre de liaison est divulgué par une figure dans l'article
"Space autoland system shows CPS' wide uses", publié dans la revue amé-
ricaine Aviation Week and Space Technology, du 18 octobre 1993, page 54. Cet article ne fournit aucune information précise sur l'agencement de
la barre de liaison ni sur l'accrochage des suspentes sur la barre de liaison.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, un détecteur de position est disposé sur la roue dentée, détecteur à l'aide
duquel on peut déterminer la position instantanée de la voilure.
L'invention est décrite ci-après de manière détaillée à l'aide des dessins. Ceux-ci représentent: figure 1, une vue schématique d'un parachute pour le transport de charges, figure 2, un dispositif à deux boîtiers disposé entre une voilure et une charge, figure 3, un système de poulies différentielles qui est monté dans
chacun des boîtiers représentés sur la figure 2.
Un parachute 1 pour le transport de charges selon la figure 1 se compose pour l'essentiel d'une voilure 2, de deux suspentes principales 3 et 4, de deux suspentes de commande 5 et 6 et d'une charge 7. Une flèche 8 indique la direction de vol. La voilure 2 génère en vol une poussée 9 vers le
haut qui est sensiblement égale à la charge 7. Il en résulte, dans les suspen-
tes principales 3 et 4, des forces FH et dans les suspentes de commandes 5 et 6, des forces Fs. Dans le cas de manoeuvres normales d'orientation, les forces Fs ne dépendent que dans une faible mesure de la course de réglage
des suspentes de commande 5 et 6.
Etant donné que dans le cas de charges 7 importantes les forces qui agissent sur les suspentes de commande 5 et 6 peuvent atteindre des
valeurs considérables, il est connu de disposer au niveau des points d'atta-
che des suspentes de commande 5 et 6 sur la charge 7, des servomécanis-
mes non représentés, qui sont dimensionnés en conséquence et dont le besoin en énergie, lequel peut aller jusqu'à 5 kW par suspente, doit être couvert par une énergie primaire suffisante, par exemple provenant de batteries. Conformément à l'invention, on dispose entre la voilure 2 et la charge 7 un dispositif 10 tel que représenté sur la figure 2, lequel disposi- tif se compose de deux boîtiers 11 et 12 et d'une barre de liaison 13 qui relie l'un à l'autre lesdits deux boîtiers. Des suspentes principales 3 et 4 et des suspentes de commande 5 et 6 mènent des boîtiers 11 et 12 à la voilure 2. La charge 7 est suspendue à des suspentes porte-charge 14, 15, 16 et 17 qui sont fixées sur les boîtiers 11 et 12. Des mécanismes différentiels 20
sont montés à l'intérieur des boîtiers 11 et 12 conformément à la figure 3.
Ces mécanismes comprennent chaque fois une grande poulie 21, une petite poulie 22 et une roue dentée 23 qui sont liées les unes aux autres. La roue dentée 23 est entraînée par un moteur électrique 25 par l'intermédiaire
d'un pignon 24.
Lorsqu'on tire vers le bas la suspente de commande 5 (freinage_ de la voilure 2) on enroule moyennant un apport d'énergie ladite suspente de commande 5 sur la grande poulie 21, à l'encontre de la force Fs, tandis
que de manière synchrone on dévide de la petite poulie 22 la suspente prin-
cipale 3; il s'ensuit un abaissement de la charge 7 suspendue au boîtier 1 1
tandis que de l'énergie potentielle est libérée pour l'enroulement de la sus-
pente de commande 5. Le rapport du rayon "R" de la grosse poulie 21 au rayon "r" de la petite poulie 22 est choisi tel que les valeurs moyennes des
efforts FH et FS qui apparaissent lors des manoeuvres courantes s'équili-
brent autour de l'axe du mécanisme différentiel 20. Le rapport FH/FS ne varie pratiquement pas à l'intérieur d'une vaste plage de charge et pour des
efforts de manoeuvre normaux. Lors du dévidage de la suspente de com-
mande 5 avec la force Fs de l'énergie mécanique est emmagasinée dans le
mécanisme différentiel 20 par l'intermédiaire de la grosse poulie 21, éner-
gie à l'aide de laquelle la charge 7 transportée est relevée par enroulement
des suspentes principales 3 sur les petites poulies 22 et une quantité équi-
valente d'énergie potentielle est emmagasinée. Le transfert d'énergie peut avoir lieu de la même manière en intervertissant les points d'attache de la suspente principale 3 et des suspentes porte-charge 14 et 15 et en adaptant les rayons d'enroulement de manière telle que les forces Fs et la charge 7
s'équilibrent au niveau du mécanisme différentiel 20. La suspente princi-
pale 3 est fixée directement sur le dessus du boîtier 11. Quelle que soit la
variante retenue, la servocommande avec le moteur électrique 25 doit seu-
lement être adaptée pour vaincre les moments résiduels non compensés du mécanisme différentiel 20 dus aux frottements et à d'éventuelles dissymétries de la charge. Un détecteur de position 26 est placé sur la roue dentée
23, détecteur à l'aide duquel la position de la voilure peut être connue.
La valeur caractéristique pour le rapport Fs/FH se situe aux envi-
rons de 1/7 pour des parachutes porte-charge. Dans le cas de manoeuvres normales, la suspente de commande 5 est rentrée de 1 mètre maximum et la charge 7 est alors déplacée d'environ 1/7 de mètre au moyen du mécanisme
différentiel 20 pour obtenir une compensation intégrale. Avec un action-
nement unilatéral de la suspente 5 il se produit une inclinaison admissible
avec une barre de liaison 13 rigide. Dans le cas de mouvements de com-
mande de grande envergure, comme par exemple lors du décrochage, on a
presque toujours un actionnement en parallèle des deux suspentes de com-
mande 5 et 6, d'o l'absence d'inclinaison importante dans ce cas. Par un
système d'accrochage quelque peu plus complexe, par exemple accro-
chage central au moyen d'une barre de liaison intermédiaire, on peut éviter
toute inclinaison.
Claims (4)
1. Dispositif de commande pour un engin de vol libre de type parachute, parapente ou aile volante, dans lequel les forces portantes
générées par une voilure (2) sont appliquées à la charge par l'intermé-
diaire d'au moins deux suspentes principales (3, 4) et deux suspentes de commande (5, 6), un dispositif (10) à l'intérieur duquel est opéré un trans-
fert réversible d'énergie mécanique des suspentes principales vers les sus-
pentes de commande étant prévu entre la voilure et la charge de telle sorte qu'essentiellement des forces de frottement doivent être vaincues lors d'un actionnement des suspentes de commande, caractérisé par le fait que -le dispositif (10) se compose de deux mécanismes différentiels (20) placés en parallèle et logés dans des boîtiers (11, 12), dans lesquels une suspente de commande (5 ou 6) est enroulée sur une poulie (21) de gros diamètre et
une suspente principale (3 ou 4) est enroulée sur l'autre poulie (22) de dia-
mètre plus petit et par le fait que des roues dentées (23) entraînées par un moteur électrique (25) par l'intermédiaire de pignons (24) sont liées aux
poulies (21) de gros diamètre.
2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les boîtiers (11, 12) sont reliés entre eux par une barre de liaison (13) et par le fait que des suspentes porte-charge (14, 15, 16, 17)
sont attachées aux boîtiers (11, 12) aux fins de supporter la charge (7).
3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un détecteur de position (26) est disposé sur la roue dentée (23), détecteur à l'aide duquel la position instantanée de la voilure (2) peut
être indiquée.
4. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 3, caractérisé par le fait que l'engin de vol libre est un parachute
de transport de charges.
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