FR3053313A1 - Systeme de positionnement de charge automatique pour un helicoptere equipe d un treuil exterieur - Google Patents
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Abstract
Dans un hélicoptère (1) avec une cellule d'hélicoptère (2), avec un câble de charge (9) accroché à la cellule d'hélicoptère (2) avec sa première extrémité à un point de fixation (10), avec un dispositif de fixation (11) pour la fixation d'une charge (12) à l'autre extrémité libre du câble de charge (9), avec un dispositif de détection disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère (2) pour la détection de la position de la charge (12) et avec un dispositif de commande de vol automatique raccordé au dispositif de détection pour la stabilisation et le positionnement de la charge (12), un dispositif de commande est raccordé au dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande comporte un élément d'actionnement à une voie (26) dont l'actionnement déclenche la stabilisation de la charge (12) sous le point de fixation (10) par le dispositif de commande de vol et un élément d'actionnement à quatre voies (28) dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée (12) par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation (10) en fonction du montant et de la direction du positionnement de la charge (12) par le dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande (11) fait partie d'un dispositif de commande de treuil (17) réalisé sous la forme d'un appareil manuel (16) et comportant un élément d'actionnement à deux voies (21) servant à commander un moteur de treuil d'un treuil extérieur (7) en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge (9).
Description
Titulaire(s) : DEUTSCHES ZENTRUM FUR LUFTUND RAUMFAHRT E.V..
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : IPSILON Société par actions simplifiée.
SYSTEME DE POSITIONNEMENT DE CHARGE AUTOMATIQUE POUR UN HELICOPTERE EQUIPE D UN TREUIL EXTERIEUR.
FR 3 053 313 - A1
Dans un hélicoptère (1) avec une cellule d'hélicoptère (2), avec un câble de charge (9) accroché à la cellule d'hélicoptère (2) avec sa première extrémité à un point de fixation (10), avec un dispositif de fixation (11) pour la fixation d'une charge (12) à l'autre extrémité libre du câble de charge (9), avec un dispositif de détection disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère (2) pour la détection de la position de la charge (12) et avec un dispositif de commande de vol automatique raccordé au dispositif de détection pour la stabilisation et le positionnement de la charge (12), un dispositif de commande est raccordé au dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande comporte un élément d'actionnement à une voie (26) dont l'actionnement déclenche la stabilisation de la charge (12) sous le point de fixation (10) par le dispositif de commande de vol et un élément d'actionnement à quatre voies (28) dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée (12) par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation (10) en fonction du montant et de la direction du positionnement de la charge (12) par le dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande (11) fait partie d'un dispositif de commande de treuil (17) réalisé sous la forme d'un appareil manuel (16) et comportant un élément d'actionnement à deux voies (21 ) servant à commander un moteur de treuil d'un treuil extérieur (7) en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge (9).
SYSTÈME DE POSITIONNEMENT DE CHARGE AUTOMATIQUE POUR UN HÉLICOPTÈRE EQUIPE D'UN TREUIL EXTÉRIEUR
DOMAINE TECHNIQUE DE LA PRESENTE INVENTION
La présente invention concerne un hélicoptère avec une cellule d'hélicoptère, un câble de charge accroché à la cellule d'hélicoptère avec sa première extrémité, à un point de fixation, avec un dispositif de fixation pour la fixation d'une charge à l'autre extrémité libre du câble de charge, avec un dispositif de détection disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère pour la détection de la position de la charge et avec un dispositif de commande de vol automatique raccordé au dispositif de détection pour la stabilisation de la charge. La présente invention concerne en outre un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel pour un tel hélicoptère, avec élément d'actionnement à deux voies, pour commander un moteur de treuil en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge.
La présente invention concerne notamment un hélicoptère avec un treuil dit treuil de sauvetage, c'est-à-dire un treuil extérieur, disposé au-dessus d'une porte de cabine en côté au niveau de la cellule d'hélicoptère. Un tel treuil extérieur permet de suspendre des marchandises et des personnes hors de l'hélicoptère, au sol, notamment des secouristes, sous la forme de charges et/ou de les reprendre dans l'hélicoptère à partir du sol.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Du fait de sa capacité unique de flotter dans l'air, un hélicoptère est souvent la seule possibilité de sauver des blessés en haute mer ou en montagne. Lorsque l'hélicoptère a atteint un lieu d'accident, son pilote passe en vol stationnaire et le pilote est informé par radiotéléphonie, en raison de son manque de visibilité directement vers le bas, par un opérateur de treuil d'une position souhaitée audessus du sol. De plus, l'opérateur de treuil sort un treuil par bascule vers l'extérieur d'un bras de treuil et une fois la position souhaitée atteinte, il relâche un câble de charge portant un secouriste pour le blessé. Le secouriste doit être déposé de façon extrêmement précise sur un terrain accessible. Dès que le blessé est fixé à l'extrémité libre du câble de charge à l'aide d'un crochet de charge, le câble de charge est de nouveau typiquement rentré et le blessé peut être pris à bord. Une telle action de
-2sauvetage est difficile pour l'ensemble de l'équipage de l'hélicoptère. Lorsque la porte de cabine est ouverte et sécurisée à la cellule d'hélicoptère uniquement par le biais d'un câble, l'opérateur de treuil se tient debout à l'extérieur de l'hélicoptère sur un patin et est responsable de la commande du treuil extérieur. Il doit simultanément mobiliser tout son corps pour contrôler les mouvements pendulaires de la charge accrochée au câble de charge, c'est-à-dire du secouriste et/ou du blessé. Pendant ce temps, le pilote maintient l'hélicoptère stablement en vol stationnaire dans la position souhaitée sans contact direct de vision sur le blessé et la corrige en fonction des indications données par l'opérateur de treuil. Les Actions de sauvetage en terrain inconnu et dans de mauvaises conditions météorologiques sont particulièrement difficiles.
Quelques hélicoptères connus prévus pour une intervention de sauvetage à l'aide d'un treuil extérieur disposent d'un système de commande permettant à l'opérateur de treuil de positionner l'hélicoptère en vol stationnaire. Un tel système de commande est par exemple l'unité dite « Winchman trim unit » de l'hélicoptère de transport NH90. À l'aide d'une commande supplémentaire fixée à la porte de cabine, l'opérateur de treuil peut commander l'hélicoptère avec une autorité réduite en vol stationnaire et ainsi positionner l'hélicoptère.
Nonnenmacher et. al. : System architecture of HALAS - a helicopter slung load stabilisation and positioning System, CEAS Aeronautical Journal, Vol. 5, No. 2, pages 127 - 143 (17), 2013, expose de façon connue un hélicoptère avec un système d'aide pour charge extérieure présentant les caractéristiques du préambule de la revendication indépendante 1. Le câble de charge est fixé à la cellule d'hélicoptère, en côté, via un treuil extérieur, au-dessus d'une porte de cabine. Des mouvements de la charge sont détectés à l'aide d'un système de détection inertielle optique. Le système d'aide pour charge extérieure comprend un système de commande de charge automatique faisant partie d'un dispositif de commande de vol automatique de l'hélicoptère. Le système de commande de charge automatique se compose d'un système d'amortissement de charge automatique et d'un système de positionnement de charge automatique. Le système d'amortissement de charge automatique utilise des informations sur le mouvement de la charge par rapport à l'hélicoptère et au
-3système inertiel. Le système de positionnement de charge automatique se base sur un système de positionnement global différentiel.
Patterson et al.: Design and flight test of hybrid external load stabilization System for an H-6 helicopter testbed, Proceedings of the 71st American Helicopter
Society Annual Forum, Virginia Beach, Virginia, 2015 décrit deux systèmes appelés crochet de charge actif et stabilisation de charge par commande de vol pour stabiliser une charge externe accrochée à un hélicoptère.
Kim et al.: Initial flight test of an automatic slung load control System for the ACT/FHS, Proceedings of the 40th European Rotorcraft Forum, South Hampton, UK, w 2014, expose un écran indiquant au pilote d'un hélicoptère l'angle de câble de charge lors du transport d'un charge accrochée via un câble de charge.
H.-M. Kim: Design of an Automatic Load Positioning System for Hoist Operations, proceedings of the 72nd American Helicopter Society Annual Forum, West Palm Beach, Florida, 2016 expose de façon connue un hélicoptère dans lequel un pilote peut déterminer à l'aide d'un contacteur à quatre voies au niveau d'une commande d'hélicoptère une position de référence affichée via un écran. Une pression supplémentaire d'un contacteur à une voie au niveau de la commande d'hélicoptère active une commande automatique d'hélicoptère de telle sorte qu'elle fasse passer l'hélicoptère dans la position de référence fixée à l'aide du contacteur à quatre voies par rapport à la position actuelle de l'hélicoptère.
Le document DE 10 2005 022 231 Al expose de façon connue un procédé et un dispositif de représentation de la position et de l'état de mouvement d'une charge capable d'effectuer un mouvement de pendule et accrochée à un hélicoptère via un câble de charge. En l'occurrence, les écarts d'une position réelle de la charge sont calculés à partir d'une position théorique de la charge dans deux directions horizontales indépendantes et les valeurs respectivement dérivées des écarts et d'une dérivée et/ou d'une intégrale de cet écart sont affichées de façon visuelle en continu par le biais d'un affichage commun. En l'occurrence, l'affichage se déplace avec des variations des valeurs pour chacune des deux directions horizontales indépendantes de façon linéaire dans une autre direction. L'affichage permet d'éviter de façon plus simple et intuitive pour un pilote d'hélicoptère des mouvements pendulaires de la charge lors du décalage de la charge.
-4Le document DE 10 2013 111 559 Al expose de façon connue un treuil à câble pour une charge accrochée via un câble à un hélicoptère. Pour afficher la hauteur actuelle de la charge au-dessus du sol, le treuil à câble comporte une unité d'affichage. L'unité d'affichage est prévue au niveau d'un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel. L'appareil manuel est relié via un connecteur mâle à une unité de commande du treuil à câble. Le dispositif de commande de treuil comporte plusieurs éléments de commande pour commander l'enroulement et le déroulement du câble du treuil à câble. L'un d'eux est une molette de réglage via laquelle l'enroulement et le déroulement du câble peuvent être w commandés. Une séparation d'urgence peut être réalisée via un élément de commande supplémentaire en cas d'urgence, si la charge doit être détachée de l'hélicoptère. Outre l'unité d'affichage indiquant la hauteur actuelle de la charge audessus du sol, une autre unité d'affichage est présente pour la longueur de câble déroulée. De plus, des voyants lumineux d'avertissement sont prévus, ceux-ci permettant d'indiquer un état de fonctionnement critique du treuil à câble et/ou une hauteur dangereusement réduite de la charge au-dessus du sol.
Le document FR 2 245 564 Al expose de façon connue un dispositif de commande réalisé sous la forme d'un appareil manuel pour grues de pont. Ce dispositif de commande comprend un contacteur à quatre voies et plusieurs contacteurs à une voie.
Le document US 7 954 766 B2 expose de façon connue un hélicoptère pour transporter des charges accrochées via un crochet de charge. L'hélicoptère comporte un système de commande de vol communiquant avec le système de gestion de charge. Un affichage affichant l'état de charge et pouvant commander le système de gestion de charge communique avec le système de gestion de charge.
Le document US 2002/0020783 Al expose de façon connue un hélicoptère avec un treuil extérieur disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère, en côté, audessus d'une porte de cabine. Le treuil extérieur est disposé au niveau d'un bras de treuil pouvant basculer vers l'extérieur.
L'opérateur de treuil d'un hélicoptère commande typiquement le treuil avec un treuil extérieur par le biais d'un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel. Le dispositif de commande de treuil comprend un élément
-5d'actionnement à deux voies servant à commander un moteur de treuil en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge. Un affichage est prévu pour la longueur déroulée du câble de charge et un contacteur à deux positions est prévu pour rentrer et/ou sortir un bras de treuil via lequel le treuil extérieur est disposé au niveau d'une cellule d'hélicoptère de façon à pouvoir basculer vers l'extérieur.
OBJECTIF DE LA PRESENTE INVENTION
L'objectif de la présente invention est de mettre à disposition un hélicoptère avec la caractéristique du préambule de la revendication indépendante 1 et un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel simplifiant la prise et le dépôt de charges et de personnes à un endroit précis.
SOLUTION
Selon la présente invention, cet objectif est atteint du fait d'un hélicoptère avec les caractéristiques de la revendication 1. Des modes de réalisation préférés de l'hélicoptère selon l'invention sont définis dans les revendications 2 à 11. La revendication 12 expose un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel pour un tel hélicoptère. Les revendications supplémentaires concernent des modes de réalisation préférés du dispositif de commande de treuil et de l'hélicoptère.
DESCRIPTION DE LA PRESENTE INVENTION
Dans un hélicoptère selon l'invention avec une cellule d'hélicoptère, un câble de charge accroché à la cellule d'hélicoptère avec sa première extrémité, à un point de fixation, avec un dispositif de fixation pour la fixation d'une charge à l'autre extrémité libre du câble de charge, avec un dispositif de détection disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère pour la détection de la position de la charge et avec un dispositif de commande de vol automatique raccordé au dispositif de détection pour la stabilisation et le positionnement de la charge, un dispositif de commande est raccordé au dispositif de commande de vol comportant un élément d'actionnement à une voie dont l'actionnement déclenche la stabilisation de la charge sous le point de fixation au travers du dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande comporte en outre un élément d'actionnement à quatre voies dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation en fonction du montant et de la direction du positionnement
-6de la charge par le dispositif de commande de vol. Le dispositif de commande fait partie d'un dispositif de commande de treuil réalisé sous la forme d'un appareil manuel comportant un élément d'actionnement à deux voies pour commander un moteur de treuil d'un treuil extérieur en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge.
Comme dans l'hélicoptère selon l'invention, le dispositif de commande de vol automatique est conçu pour la stabilisation et le positionnement de la charge, ce qui est secondaire pour la présente invention. Celle-ci concerne bien plus comment ou à l'aide de quoi le dispositif de commande de vol est commandé, c'est-à-dire amené, w d'une part pour atteindre une stabilisation définie de la charge et d'autre part pour atteindre une position définie de la charge. Dans l'hélicoptère selon l'invention, ceci se produit à l'aide du dispositif de commande, concrètement de l'élément d'actionnement à une voie prévu dessus d'une part et de l'élément d'actionnement à quatre voies prévues dessus d'autre part. En principe, ces deux éléments d'actionnement peuvent également être intégrés dans un élément d'actionnement combiné pouvant par exemple être comprimé dans une direction pour déclencher la stabilisation de la charge et être articulé vers l'extérieur dans toutes les directions s'étendant perpendiculairement à cette direction, pour fixer le montant et la direction du positionnement de la charge.
La stabilisation de la charge se produit dans un hélicoptère selon l'invention après son déclenchement via l'élément d'actionnement à une voie du dispositif de commande de telle sorte que la charge soit stabilisée sous son point de fixation au niveau de la cellule d'hélicoptère, c'est-à-dire à l'aplomb en dessous. La pesanteur s'exerçant sur la charge ainsi stabilisée est entièrement absorbée par le câble de charge et n'entraîne de ce fait aucune oscillation autour du point de fixation. Le point de fixation se situe en outre, dès lors que l'hélicoptère se trouve en vol stationnaire, de façon absolue, c'est-à-dire fixe, dans un système géoréférencé. La charge est ainsi stabilisée par la stabilisation sur un axe vertical fixe sur place.
Le positionnement de la charge s'effectue avec un hélicoptère selon l'invention en prédéfinissant par rapport à cet axe vertical une position théorique, c'est-à-dire une autre position de l'axe vertical, à l'aide du dispositif de commande. Dans cette position théorique, la charge stabilisée est stabilisée à l'aide du dispositif de
-7commande de vol automatique de l'hélicoptère. Ceci permet de déposer, déplacer ou prendre la charge de façon précise et ciblée. Les entrées à saisir dans le dispositif de commande pour ce faire sont simples et intuitives.
Dans l'hélicoptère selon l'invention, la première extrémité du câble de charge peut notamment être accrochée à la cellule d'hélicoptère via un treuil extérieur dans un point de fixation. Il est particulièrement préféré que le treuil extérieur soit disposé, via un bras de treuil pouvant être sorti ou basculer vers l'extérieur au-dessus d'une porte de cabine, en côté, au niveau de la cellule d'hélicoptère. Cela signifie que le treuil extérieur est notamment un treuil dit « treuil de sauvetage ».
Le dispositif de détection prévu pour la détection de la position de la charge peut comporter une caméra disposée dans la région du point de fixation du câble de charge au niveau de la cellule d'hélicoptère et orientée vers le bas. En variante ou en sus, des capteurs d'angle ou un système inertiel de mesure fixé à la charge peuvent être utilisés pour la détection de la position de la charge.
La caméra du dispositif de détection peut être disposée de telle sorte que sa direction d'image reste orientée à l'aplomb. Ceci peut être atteint du fait d'un positionnement par cardan stabilisé en pesanteur de la caméra. La caméra peut toutefois aussi être orientée à l'aide d'un moteur de telle sorte que sa direction d'image reste orientée à l'aplomb. En variante ou en sus, le dispositif de détection peut comprendre un pointeur laser disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère dans la région du point de fixation du câble de charge et émettant un rayon laser vers le bas, ledit pointeur étant réalisé de telle sorte qu'une direction d'élargissement du rayon laser reste orientée à l'aplomb. Ceci peut également être atteint du fait d'un positionnement par cardan stabilisé en pesanteur du pointeur laser ou également par un déplacement motorisé du pointeur laser ou également uniquement du rayon laser émis par lui, ce dernier cas étant réalisé par exemple à l'aide d'un scanneur à laser.
Lorsque la direction d'image de la caméra s'étend toujours verticalement vers le bas à partir du point de fixation, la position stabilisée de la charge se situe toujours sur le même axe de vision de la caméra pouvant être marqué sur les images de la caméra. Le pointeur laser orienté verticalement vers le bas peut marquer cette direction en partant du point de fixation verticalement vers le bas à l'aide d'un point lumineux sur les images de la caméra, également lorsque celles-ci ne comportent
-8pas de direction d'image orientée de façon constante verticalement vers le bas, par exemple parce que la caméra est fixée de façon rigide au treuil extérieur.
Le point lumineux projeté par le pointeur laser sur le sol sous l'hélicoptère peut également être utilisé directement par un opérateur de treuil pour détecter la position stabilisée de la charge sous le point de fixation.
Un appareil de surveillance peut à son tour être raccordé à la caméra, cet appareil affichant pour le pilote de l'hélicoptère des images prises à l'aide d'une caméra dans lesquelles les positions de la charge stabilisée sont marquées sous le point de fixation. Ceci permet d'indiquer au pilote la position dans laquelle la charge est stabilisée lors de la stabilisation de la charge à l'aide du dispositif de commande de vol. Le pilote voit sur l'image de la caméra où cette position se trouve sur le terrain. Il voit en outre sur les images de la caméra la charge elle-même sur laquelle il n'a pas de vue directe.
L'actionnement de l'élément d'actionnement à une voie de l'hélicoptère selon l'invention peut être limité aux cas dans lesquels l'hélicoptère se trouve dans un état stationnaire ; ou la stabilisation de la charge demandée avec l'élément d'actionnement à une voie peut se produire de façon sélective seulement lorsque l'hélicoptère se trouve dans un tel état stationnaire. En l'occurrence on entend par hélicoptère dans un état de vol stationnaire que l'hélicoptère reste effectivement dans une position constante dans l'air par rapport au sol ou que sa vitesse de vol est dans tous les cas faible, c'est-à-dire au moins inférieure à 5.14 m/s (10 kt), de façon préférée inférieure ou égale à 1.54, 1.03 ou 0.51 m/s (3, 2 ou 1 kt). Le dispositif de commande de vol automatique effectue alors la stabilisation et le positionnement de la charge dans des conditions de bord très définies simplifiant significativement la réalisation de l'objectif respectif du dispositif de commande de vol.
De plus, il est possible que l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies du dispositif de commande de l'hélicoptère selon l'invention déclenche, en cas d'élément d'actionnement à une voie actionné simultanément ou en cas d'actionnement suivant de l'élément d'actionnement à une voie ou d'un élément supplémentaire, le positionnement de la charge stabilisée par le dispositif de commande de vol dans la position théorique. Cela signifie entre autres que l'hélicoptère selon l'invention positionne exclusivement une charge stabilisée et que
-9la position théorique puisse être choisie de façon définie par rapport à la position de la charge stabilisée avant de commencer le positionnement.
Chaque actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies peut déplacer la position théorique dans la direction respective respectivement d'un incrément d'écartement prédéfini. En principe, le déplacement de la position théorique peut également dépendre de la durée de l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies dans la direction respective. Il est toutefois facile de régler la position théorique dans la direction respective par un nombre défini d'actionnements, chaque actionnement déplaçant la position théorique typiquement d'une certaine valeur dans la plage d'un à plusieurs décimètres.
L'élément d'actionnement à une voie peut concrètement être réalisé de telle sorte qu'il comporte un contacteur de pression chargé par ressort dans une position de base. L'élément d'actionnement à quatre voies peut comporter quant à lui un contacteur à quatre voies chargé par ressort dans une position de base et dirigeable dans quatre directions hors de sa position de base.
En outre, un écran peut être présent dans l'hélicoptère selon l'invention, cet écran indiquant grâce au signal de fixation la position théorique de la charge prédéfinie par l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies par rapport à sa position stabilisée. Cet affichage peut se produire selon une orientation fixe par rapport aux axes principaux de l'hélicoptère. Concrètement, l'écran peut indiquer le nord dans la direction avant de l'hélicoptère.
L'écran peut notamment être prévu directement au niveau du dispositif de commande. Cela vaut notamment lorsque le dispositif de commande est utilisé par un opérateur de treuil. Dans le cas d'une utilisation du dispositif de commande par le pilote de l'hélicoptère, il peut être avantageux d'agencer l'écran indépendamment du dispositif de commande, à côté ou à l'intérieur d'autres écrans prévus pour le pilote.
Lorsqu'un dispositif de commande supplémentaire est prévu pour le pilote de l'hélicoptère, il peut faire partie d'une commande d'hélicoptère orientable par rapport à la cellule d'hélicoptère. Concrètement, l'élément d'actionnement à une voie peut être disposé au niveau de la commande d'hélicoptère de façon à pouvoir être actionné avec l'index d'une main saisissant la commande d'hélicoptère. L'élément
-10d'actionnement à quatre voies peut quant à lui être réalisé pour un actionnement par le biais du pouce de cette main.
L'élément d'actionnement à une voie servant à l'actionnement avec l'index de la main saisissant l'appareil manuel et l'élément d'actionnement à quatre voies servant à l'actionnement avec le pouce de cette main peuvent être réalisés et disposés également au niveau du dispositif de commande réalisé sous la forme d'un appareil manuel pour l'opérateur de treuil, c'est-à-dire sous la forme d'un dispositif de commande de treuil.
L'appareil manuel du dispositif de commande de treuil peut en principe être raccordé sans fil au dispositif de commande d'hélicoptère, c'est-à-dire par un tronçon radio ou infrarouge. On préfère toutefois un raccordement via un câble de raccordement et un connecteur mâle de raccordement. En l'occurrence, le câble de raccordement, notamment lorsque le connecteur mâle de raccordement est un connecteur mâle de raccordement verrouillable, sert simultanément de protection anti-perte ou de ficelle d'accrochage pour le dispositif de commande de treuil.
Dans un dispositif de commande de treuil selon l'invention réalisé sous la forme d'un appareil manuel prévu pour un hélicoptère avec un élément d'actionnement à deux voies, pour commander un moteur de treuil d'un treuil extérieur en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge, l'appareil manuel est raccordé au dispositif de commande de vol de l'hélicoptère. L'appareil manuel comporte en outre un élément d'actionnement à une voie dont l'actionnement déclenche la stabilisation d'une charge fixée au câble de charge sous un point de fixation du câble de charge, par le biais du dispositif de commande de vol. L'appareil manuel comporte en outre un élément d'actionnement à quatre voies dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée par rapport à sa position sous le point de fixation en fonction du montant et de la direction du positionnement de la charge, par le biais du dispositif de commande de vol.
Un écran peut être présent au niveau de l'appareil manuel, cet écran indiquant sous le point de fixation la position théorique de la charge prédéfinie par l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies par rapport à sa position stabilisée. L'écran peut indiquer la position théorique notamment dans une orientation fixe par rapport à l'axe principal de l'hélicoptère. L'appareil manuel peut
-11 de plus comporter un affichage indiquant la longueur déroulée du câble de charge. De plus, l'appareil manuel peut comporter un élément d'actionnement à deux positions dont l'actionnement déclenche la sortie et l'entrée ou le basculement d'un bras de treuil sur lequel le treuil extérieur est disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère.
Toutes les caractéristiques supplémentaires ayant une action sur un dispositif de commande de treuil selon la présente invention et expliquées pour l'hélicoptère selon l'invention peuvent également être prévues pour le dispositif de commande de treuil selon l'invention.
w Des perfectionnements avantageux de la présente invention ressortent des revendications, de la description et des dessins. Les avantages de caractéristiques et de combinaisons de plusieurs caractéristiques citées dans la description sont seulement donnés à titre d'exemple et peuvent être utilisés en variante ou de façon cumulative, sans que les avantages doivent forcément être atteints par des modes de réalisation selon l'invention. Sans devoir modifier l'objet des revendications jointes, les éléments suivants s'appliquent pour le contenu divulgué des documents de dépôt d'origine et du modèle d'utilité : les caractéristiques supplémentaires ressortent des dessins - notamment des géométries illustrées et des dimensions relatives de plusieurs composants les uns par rapport aux autres ainsi que de leur agencement relatif et de leur liaison active. La combinaison de caractéristiques de différents modes de réalisation de la présente invention ou de caractéristiques de différentes revendications est également possible à partir des références sélectionnées des revendications et est ainsi activée. Ceci concerne également les caractéristiques représentées sur les dessins séparés ou citées dans la description.
Ces caractéristiques peuvent également être combinées avec les caractéristiques de revendications différentes. Des caractéristiques mentionnées dans les revendications pour d'autres modes de réalisation de la présente invention peuvent également être supprimées.
Les caractéristiques mentionnées dans les revendications et la description doivent être comprises, pour ce qui concerne leur nombre, de telle sorte que précisément ce nombre ou un plus grand nombre que ledit nombre soit présent, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser explicitement l'adverbe « au moins ». Lorsqu'il est donc
-12par exemple question d'une caméra, on comprendra que précisément une caméra, ou bien deux caméras ou plus sont présentes. Ces caractéristiques peuvent être complétées par d'autres caractéristiques ou être les seules caractéristiques comportant le produit correspondant.
Les références contenues dans les revendications n'induisent aucune limitation de la portée des objets protégés par les revendications. Elles servent seulement à simplifier la compréhension des revendications.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La présente invention va être davantage expliquée et décrite plus en détail par la suite à l'aide des exemples de réalisation préférés représentés sur les figures.
La figure 1 illustre un hélicoptère avec une charge accrochée à un treuil extérieur en vue de côté ;
la figure 2 illustre l'hélicoptère selon la figure 1 dans une vue de face ; la figure 3 illustre un dispositif de commande de treuil de l'hélicoptère selon les figures 1 et 2 ; et
La figure 4 illustre un écran du dispositif de commande de treuil 3 en représentation agrandie.
DESCRIPTION DES FIGURES
L'hélicoptère 1 illustré sur les figures 1 et 2 comporte une cellule d'hélicoptère
2, un rotor 3, une potence arrière 4 et des patins 5. Un treuil extérieur 7 est disposé de façon à pouvoir basculer vers l'extérieur au-dessus d'une porte de cabine 6 via un bras de treuil 8, en côté, au niveau de la cellule d'hélicoptère 2. Une extrémité d'un câble de charge 9 est accrochée à la cellule d'hélicoptère 2 via le treuil extérieur 7 dans un point de fixation 10 défini par le treuil extérieur 7. Une charge 12 est accrochée à l'autre extrémité libre du câble de charge 9 via un dispositif de fixation 11, par exemple un harnais de charge et/ou un crochet de charge. La charge 12 doit être déposée au sol 14 en un point de dépôt 13. Pour ce faire, la charge 12 est d'abord stabilisée à l'aplomb sous le point de fixation 10 en partant d'un vol stationnaire de l'hélicoptère 1. Les déviations dynamiques de la charge 12 doivent être amorties en vue d'être quasi totalement arrêtées par rapport à l'axe vertical 15 par le point de fixation 10, par le biais d'une commande coordonnée de l'hélicoptère
1. En d'autres termes, l'oscillation de la charge 12 est amortie de telle sorte dans la
-13direction longitudinale (figure 1) et dans la direction transversale (figure 2) de l'hélicoptère 1 que la charge 12 pende sous l'effet de la pesanteur verticalement en partant du point de fixation 10. L'hélicoptère est ensuite déporté à l'horizontale avec un amortissement continu des oscillations de la charge, de sorte qu'il conserve sa position stabilisée verticalement sous le point de fixation 10, jusqu'à ce qu'un axe vertical 15 s'étende à travers le point de fixation 10 ainsi qu'à travers le point de dépôt 13. La charge 12 peut ensuite être déposée dans le point de dépôt 13 par sortie du câble de charge 9 par le treuil extérieur 7. L'hélicoptère selon l'invention est pourvu d'un dispositif de détection pour la détection de la position actuelle de la charge 12. Ces dispositifs de détection sont disposés à proximité du point de fixation
10. Ils peuvent détecter la charge 12 avec une caméra et/ou des capteurs d'angle fixés au treuil extérieur 7 pour les angles pendulaires de et <pc dans la direction longitudinale et transversale. Dans tous les cas, le dispositif de détection est raccordé à un dispositif de commande de vol automatique de l'hélicoptère 1 pour la stabilisation et le positionnement de la charge 12. Un dispositif de commande est en outre raccordé au dispositif de commande de vol dans l'hélicoptère 1, ce dispositif de commande comportant un élément d'actionnement à une voie dont l'actionnement déclenche la stabilisation de la charge 12 sous le point de fixation 10 par le dispositif de commande de vol et comporte un élément d'actionnement à quatre voies dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation 10 en fonction du montant et de la direction. Le positionnement de la charge 12 par le dispositif de commande de vol s'effectue à l'aide de cette position théorique. La position théorique de la charge stabilisée 12 est la position dans laquelle le point de fixation 10 et la charge 12 pendant verticalement vers le bas à partir de là se trouvent sur l'axe vertical 15 audessus du point de dépôt 13.
Les éléments d'actionnement décrits peuvent être prévus au niveau d'une commande de vol de l'hélicoptère 1. La figure 3 illustre un dispositif de commande de treuil 17 de l'hélicoptère 1 réalisé sous la forme d'un appareil manuel 16. Le dispositif de commande de treuil 17 est raccordé au reste du système électrique et électronique de l'hélicoptère 1 via un connecteur mâle 18 verrouillable et un câble de raccordement 19. L'appareil manuel 16 comporte une poignée manuelle 20 au niveau
- 14de laquelle l'appareil manuel 16 est détecté par un opérateur de treuil. Un élément d'actionnement à deux voies 21 prenant généralement la forme d'une molette 22 est prévu au niveau du dispositif de commande de treuil pour rentrer et sortir le câble de charge 9 par rapport au treuil extérieur 7. Le dispositif de commande de treuil comprend en outre un élément d'actionnement à deux positions 23 pour rentrer et sortir et/ou basculer vers l'intérieur ou l'extérieur le bras de treuil 8. Un affichage de longueur de câble 24 indique la longueur de câble de charge 9 actuellement sortie. Des voyants 25 informent l'opérateur de treuil des états de fonctionnement définis du treuil extérieur. L'élément d'actionnement à une voie 26 est en outre prévu dans le dispositif de commande de treuil selon l'invention, sur le côté inférieur recouvert sur la figure 3 de la poignée manuelle 20, sous la forme d'un contacteur de pression 27 chargé par ressort. Le contacteur de pression 27 est disposé de telle sorte qu'il puisse être actionné par l'index d'une main saisissant la poignée manuelle 20. De plus, l'élément d'actionnement à quatre voies 28 est prévu sous la forme d'un contacteur à quatre voies 29 chargé par ressort dans une position de base et pouvant être dévié dans quatre directions hors de sa position de base. L'actionnement du contacteur à quatre voies 29 déplace hors du centre dans un écran 30 un marquage indiquant la position théorique de la charge.
La figure 4 illustre l'écran 30 sous une forme agrandie. L'écran 30 indique le nord par rapport aux axes principaux du rotor. C'est-à-dire que la direction de bas en haut est la direction de vol avant de l'hélicoptère et que la direction de gauche à droite est la direction transversale de l'hélicoptère de gauche à droite dans la direction obtenue lorsque l'on regarde par en haut sur l'hélicoptère 1. La ligne continue comporte un losange 31 servant de marquage qui indique sur la figure 4 la position de la charge stabilisée se trouvant encore sous le point de fixation 10, c'est-à-dire au centre de l'écran. La ligne en pointillés représentée sur la figure 4 indique le marquage 31’ déplacé à l'aide du contacteur à quatre voies 29 pour une position théorique de la charge stabilisée correspondant à la position de dépôt 13, sur la figure 1 et 2. En l'occurrence, cette position théorique peut être réglée de telle sorte que chaque déviation du contacteur à quatre voies 29 dans la direction respective déplace le marquage 31 et la position théorique ainsi prédéfinie d'un incrément d'écartement prédéfini dans la direction respective. Un opérateur de treuil peut
-15commander de telle sorte l'hélicoptère 1, à l'aide du dispositif de commande de treuil 28, en partant de la position stabilisée de la charge 12, verticalement sous le point de fixation 10, que la charge stabilisée 12 soit déplacée à l'horizontale jusqu'audessus du point de dépôt 13 souhaité dans lequel l'opérateur de treuil peut déposer la charge 12. L'opérateur de treuil peut également procéder pour prendre la charge 12 de façon correspondante en un point déterminé verticalement vers le haut de façon à ne déclencher lors du levage du sol aucune oscillation de la charge.
L'opérateur de treuil peut s'orienter par rapport au déport horizontal nécessaire de l'hélicoptère 1 jusqu'au-dessus du point de dépôt 13 au niveau de la charge stabilisée 12 accrochée à l'aplomb sous le point de fixation 10. Il peut en outre disposer d'un repère d'orientation sous la forme d'un pointeur laser éclairant toujours vers le bas à l'aplomb en partant du point de fixation 10 et indiquant ainsi l'axe vertical 15. De plus, l'opérateur de treuil peut approcher le point de dépôt 13 en plusieurs étapes partielles. En l'occurrence, l'opérateur de treuil est démis des objectifs de la bonne stabilisation et du bon positionnement de charge. Le pilote de l'hélicoptère 1 est désormais responsable d'amener l'hélicoptère 1 à proximité du point de dépôt 13 en vol stationnaire ; le dispositif de commande de vol automatique reprend la commande supplémentaire de l'hélicoptère 1 pour le dépôt et/ou la prise de la charge 12.
-16LISTE DES RÉFÉRENCES
Hélicoptère
Cellule d'hélicoptère
Rotor
Potence arrière
Patin
Porte de cabine
Treuil extérieur
Bras de treuil
Câble de charge
Point de fixation
Dispositif de fixation
Charge
Point de dépôt
Sol
Axe vertical
Appareil manuel
Dispositif de commande de treuil Connecteur mâle Câble de raccordement Poignée manuelle
Elément d'actionnement à deux voies Molette
Elément d'actionnement à deux positions
Affichage
Voyant lumineux
Elément d'actionnement à une voie
Contacteur de pression
Elément d'actionnement à quatre voies
Contacteur à quatre voies
Écran
-1731 Marquage
31' Marquage dévié xg, Système de coordonnées géostationnaire yg, zg ûc, Angles pendulaires dans la direction longitudinale et (pc transversale xsp, Position du point de suspension de charge et/ou de l'ouverture ysp de sortie de câble
Xgref, Position cible de la charge yi_,ref
Xl, Position actuelle de la charge
Yl
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Hélicoptère (1) avec :- une cellule d'hélicoptère (2) ;- un câble de charge (9) accroché à la cellule d'hélicoptère (2) avec sa première extrémité, à un point de fixation (10) ;- un dispositif de fixation (11) pour la fixation d'une charge (12) à l'autre extrémité libre du câble de charge (9) ;- un dispositif de détection disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère (2) pour la détection de la position de la charge (12) ; et- un dispositif de commande de vol automatique raccordé au dispositif de détection pour la stabilisation et le positionnement de la charge (12) ;- un dispositif de commande étant raccordé au dispositif de commande de vol ;- le dispositif de commande comportant un élément d'actionnement à une voie (26) dont l'actionnement déclenche la stabilisation de la charge (12) par le dispositif de commande de vol sous le point de fixation (10) ; et- le dispositif de commande comportant un élément d'actionnement à quatre voies (28) dont l'actionnement fixe une position théorique de la charge stabilisée (12) par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation (10) en fonction du montant et de la direction du positionnement de la charge (12) par le dispositif de commande de vol ;caractérisé en ce que le dispositif de commande (11) fait partie d'un dispositif de commande de treuil (17) réalisé sous la forme d'un appareil manuel (16), ce dispositif comportant un élément d'actionnement à deux voies (21) servant à commander un moteur de treuil d'un treuil extérieur (7) en vue de dérouler ou d'enrouler un câble de charge (9).
- 2. Hélicoptère (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première extrémité du câble de charge (9) est accrochée à la cellule d'hélicoptère (2) au point de fixation (10) par le biais d'un treuil extérieur (7).
- 3. Hélicoptère (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le treuil extérieur (7) est disposé en côté au-dessus d'une porte de cabine (6) au niveau de la cellule d'hélicoptère (2), via un bras de treuil (8) pouvant être sorti ou basculé vers l'extérieur.-194. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend une caméra disposée au niveau de la cellule d'hélicoptère (2) dans la région du point de fixation (10) du câble de charge (9) et orientée vers le bas.
- 5. Hélicoptère (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la caméra est disposée de telle sorte que sa direction d'image reste orientée à l'aplomb.
- 6. Hélicoptère (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un appareil de surveillance est raccordé à la caméra, cet appareil affichant au pilote d'un hélicoptère (1) les images enregistrées par la caméra dans lesquelles la position de la charge stabilisée sous le point de fixation (10) est marquée.
- 7. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un pointeur laser disposé au niveau de la cellule d'hélicoptère (2) dans la région du point de fixation (10) du câble de charge (9) et envoyant vers le bas un rayon laser, ledit pointeur étant réalisé de telle sorte qu'une direction d'élargissement du rayon laser reste orientée à l'aplomb.
- 8. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionnement de l'élément d'actionnement à une voie (26) n'est possible ou ne déclenche la stabilisation de la charge (12) que sous le point de fixation (10) lorsque l'hélicoptère (1) est dans un état de vol stationnaire.
- 9. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies (28) déplace la position théorique dans la direction respective respectivement d'un incrément d'écartement prédéfini.
- 10. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies (28) ne déclenche le positionnement de la charge stabilisée (12) par le dispositif de commande de vol dans la position théorique qu'en cas d'élément d'actionnement à une voie (26) actionné simultanément ou d'actionnement ultérieur de l'élément d'actionnement à une voie ou d'un autre élément d'actionnement à une voie.
- 11. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil manuel (16) est raccordé à la commande d'hélicoptère via un câble de raccordement (19) et un connecteur mâle de raccordement (18).-2012. Dispositif de commande de treuil (17), réalisé sous la forme d'un appareil manuel (16), pour un hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil manuel (16) peut être raccordé au dispositif de commande de vol de l'hélicoptère (1), en ce que l'appareil5 manuel (16) comporte un élément d'actionnement à une voie (26) dont l'actionnement déclenche la stabilisation d'une charge (
- 12) fixée au câble de charge (9) sous un point de fixation (10) du câble de charge (12) par le dispositif de commande de vol et en ce que l'appareil manuel (16) comporte un élément d'actionnement à quatre voies (28) dont l'actionnement fixe une position théorique w de la charge stabilisée (12) par rapport à sa position sous le point de fixation (10) en fonction du montant et de la direction du positionnement de la charge (12) par le dispositif de commande de vol.
- 13. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ou dispositif de commande de treuil (17) selon la revendication 12, caractérisé en ce15 qu'un élément d'actionnement à une voie (26) comporte un contacteur de pression (27) chargé par ressort dans une position de base.
- 14. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et 13 ou dispositif de commande de treuil (17) selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'élément d'actionnement à quatre voies (28) comporte un contacteur à20 quatre voies (29) chargé par ressort dans une position de base et pouvant être dévié dans quatre directions à partir de sa position de base.
- 15. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications là 11 et 13 ou dispositif de commande de treuil (17) selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'appareil manuel (16) comporte un écran (30) indiquant la position25 théorique de la charge (12) prédéfinie par actionnement de l'élément d'actionnement à quatre voies (28) par rapport à sa position stabilisée sous le point de fixation (10).
- 16. Hélicoptère (1) selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'écran (30) indique la position théorique dans une orientation fixe par rapport aux axes principaux de l'hélicoptère (1).30 17. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications là 11 et 13 à 16 ou dispositif de commande de treuil (17) selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que l'appareil manuel (16) comporte un affichage (24) indiquant la longueur déroulée du câble de charge (9).-21 18. Hélicoptère (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et 13 à 17 ou dispositif de commande de treuil (17) selon l'une quelconque des revendications 12 à 15 et 17, caractérisé en ce que l'appareil manuel (16) comporte un élément d'actionnement à deux positions (23) dont l'actionnement déclenche la5 sortie et l'entrée ou le basculement vers l'extérieur et vers l'intérieur d'un bras de treuil (8) par le biais duquel le treuil extérieur (7) est disposé au niveau d'une cellule d'hélicoptère (2).1/3
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