WO1987000141A1 - Appareil d'entrainement et d'apprentissage au pilotage d'aeronefs - Google Patents

Appareil d'entrainement et d'apprentissage au pilotage d'aeronefs Download PDF

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WO1987000141A1
WO1987000141A1 PCT/FR1986/000225 FR8600225W WO8700141A1 WO 1987000141 A1 WO1987000141 A1 WO 1987000141A1 FR 8600225 W FR8600225 W FR 8600225W WO 8700141 A1 WO8700141 A1 WO 8700141A1
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WO
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aircraft
counterweight
arm
large arm
sling
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PCT/FR1986/000225
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English (en)
Inventor
René LEDUC
Michèle LEDUC
Original Assignee
Leduc Rene
Leduc Michele
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/16—Control of vehicles or other craft
    • G09B19/165—Control of aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/04—Launching or towing gear
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/12—Motion systems for aircraft simulators

Definitions

  • the present invention relates to training materials and, in particular, air training devices.
  • the apparatus according to the invention is, among other uses, more particularly intended for teaching
  • the apparatus according to the invention is particularly intended, from a captive aircraft, to teach a student pilot the techniques of takeoff and landing. These maneuvers are the most delicate, especially the landing which
  • the first method used was that of school planes. This method is, in fact, very expensive because it requires a conventional aircraft, flying in a conventional manner and generally offering, for each runway lapse, only one possibility of takeoff and one possibility of landing.
  • PJDU ⁇ remedy this drawback, 35 different other methods have been proposed.
  • One of them is the use of mechanical or electronic flight simulators.
  • the equipment required is very expensive and, in any case, only simulates an aircraft flight.
  • the student knows that he is not really flying and does not feel it.
  • the present invention aims to overcome the above drawbacks by making it possible to actually fly in the in the air, just like in reality, by piloting a captive but free aircraft on its three axes, both on taxiing and in flight in the air.
  • the present invention relates to an apparatus offering, moreover, the possibility of modifying at will the relative mass of the aircraft, with a view to creating, from the same power characteristics of the engine of the aircraft, taxiing, takeoff conditions , flight and landing different for the same aircraft.
  • Another object of the invention is to propose an apparatus possessing, in a positive manner, limited flight safety at altitude.
  • the apparatus according to the invention is characterized in that it comprises:
  • a counterweight provided at its base with a stop and rolling member intended to cooperate with the ground and to limit the amplitude of pivoting of the beam on the horizontal axis in the direction of elevation of the large arm,
  • the object of the invention consists essentially of a large rigid beam placed about 1/5 of its length on a supporting pylon, which gives a large arm and a small arm. This large beam is articulated on the top of the supporting pylon around. two horizontal and vertical axes. The end of the large arm can therefore turn in one direction as in the other, go up or down, having as its point of articulation the top of the pylon, the small arms doing the reverse movements. At the end of the small arm hangs the counterweight which can be weighed down or lightened.
  • the sling of a length slightly less than the height of the pylon. At the end of this sling is suspended the aircraft, substantially in its center of gravity, the aircraft thus being able to pivot in all directions, relative to the large beam.
  • the supporting pylon fixed to the ground, is of rigid design. It can be a large tube held vertically by slings, a self-supporting pylon, or a construction, such as a concrete tower similar to a water tower with a room at the top, such as '' a control tower or a panoramic restaurant. At the top of this supporting pylon is installed a system of articulations making it possible to receive the large rigid beam.
  • the counterweight suspended at the end of the small arm is calibrated, so as to lighten almost all of its mass the aircraft attached to the other end. Adjusting the counterweight will, however, leave a mass of 20 or 30 kg to keep the aircraft on the ground when unoccupied.
  • the mass to take off is only the weight of the pilot, fuel (if the engine is piston or turbine) and 'e la-tare.
  • the fact of having thus considerably reduced the wing load of the aircraft correspondingly reduces the lift necessary for the lift of the latter which can thus take off at very low speed.
  • the aircraft is propelled by its own means, but, being lightened, the power required can be much lower than normal. Since the aircraft is free to move, the student pilot can learn the pitch, roll and yaw maneuvers.
  • the aircraft can taxi at intervals of a few meters ( depending on the height of the supporting pylon and the sling), which allows the student to learn to taxi.
  • the aircraft still experiences an inertia effect similar to the reality of flight takeoff and landing, thanks to the inertia effect proportional to the counterweight.
  • the movement in altitude of the aircraft, by pivoting the beam, is automatically limited by a wheel, located below the counterweight, and intended to cooperate with the ground.
  • This wheel can be associated with a shock absorber.
  • the apparatus according to the invention allows aircraft, such as propeller or jet aircraft, helicopter, gyrocopter, to evolve on land and in the air.
  • aircraft such as propeller or jet aircraft, helicopter, gyrocopter
  • the aircraft are suspended at the end of the sling at their center of gravity.
  • helicopter like the gyrocopter, the latter are suspended above the rotor head by a system allowing rotation.
  • the device according to the invention makes it possible to make gliders evolve, provided that a launcher is installed driving the rigid beam in rotation on the vertical axis.
  • the apparatus according to the invention makes it possible to learn to maneuver aircraft, at a considerably lower cost, for an equal duration, compared to the conventional flight school on real aircraft.
  • the present invention makes it possible to devote much more time to training the maneuvers, in particular take-off and, above all, landing.
  • the apparatus according to the invention can be constructed to have a large arm with a radius of 65 meters, a " height of 10 meters for the supporting pylon, in order to define either a diameter of 130 meters, or a revolution perimeter or track length of around 400 meters.
  • the apparatus according to the invention makes it possible to operate an aircraft at an altitude of approximately 30 meters sufficient to learn the take-off and, above all, the landing phase, including that of rounding.
  • the device according to the invention allows a student pilot to take off, fly and land in any direction of the wind, given that it is evolving around a circular runway. It is also possible to modify the centering of the aircraft, either by moving the attachment point, or by adding judiciously placed loads, in order to subject the student to the effects of poor centering, these flight conditions being practically impossible to achieve in a traditional flight school without taking big risks.
  • the present invention therefore relates to an apparatus for training and piloting a captive aircraft inexpensive to build, at a very low cost price in use compared to traditional means and making it possible to devote, for a period of time of equal flight, more time learning the take-off and, above all, landing maneuvers, as well as the conjugation in flight of the three axes, pitch, roll, yaw and this safely by any time.
  • FIG. 1 is a side elevation of the aircraft training and piloting apparatus according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view of the same device, taken along line II-II of the fig. 1.
  • Fig. 3 is a partial elevation, on a larger scale, of the central part of the same device.
  • Fig. 4 is a transverse view taken, on a larger scale, along the line IV-IV of FIG. 1.
  • Fig. 5 is a partial elevation, at greater ladder, of the articulation system of the beam on the supporting structure.
  • the apparatus comprises a beam composed, in an exemplary embodiment, of a central bracket A extended, on one side, by a large stiffened arm B and, on the other side, by a small stiffened arm C, the arms B and C being supported at various points by cables 1 all starting from the same attachment point 8 of the central bracket.
  • a counterweight G is hung by a universal joint H allowing it to articulate in all directions.
  • a steerable and self-steering wheel I is fixed with a flexible shock absorber. This wheel I serves as a flexible stop and smoothly with the ground when the beam pivots on a horizontal axis, as described below.
  • cast iron plates 12 are detachably hung. This makes it possible to lighten more or less an aircraft M suspended from a sling J attached to the large arm B, by a universal joint.
  • the aircraft M is hooked to the sling J by a universal joint L allowing this aircraft M to articulate in all directions.
  • the central bracket which may be of any composition, will preferably be made up, as shown, of a main tube 15 of the two cross tubes 27 and 28, stiffened by the tubes 26.
  • Four tubes 17 hold the tube 15 vertically by the junction point 16.
  • the top of the tube 15 is held vertically, from point 8, by cables 2 and 20.
  • the tubes 27 are extended by tubes 18 braced, vertically, by tubes 19 and, horizontally, by cables 9.
  • the structure D can be a tube fixed to the ground by any means preventing it from moving. It is held vertically by 6-stage cables from the top of the D pylon and moored to stakes (7) firmly fixed to the ground. The number of cables 6 is in sufficient quantity to allow good maintenance of the pylon D.
  • the counterweight G is a tank filled with water or sand, but it is preferable to fill it with steel shot to reduce its volume to equal weight.
  • This counterweight G is suspended at the end of the small arm C by a universal joint H thus allowing it to always keep a vertical balance, whatever the horizontal or inclined position of the small arm C.
  • This counterweight G always remains vertical, the self-rotating I wheel will always contact the ground in good conditions.
  • This self-orienting wheel can be of a current commercial model and be associated with a shock absorber, incorporated or not. the mass to be given to the counterweight must be sufficient for the movable assembly fit, B, C to be balanced, so that the counterweight G tends to descend and, by definition, that the extrem i e- a large arm B tends to go up. All around the contr p ⁇ oids G, the cast iron plates 12 can be hung or unchecked easily.
  • each plate 12 does not exceed 20 kg, so that a man of average strength can handle them.
  • These plates 12 are provided with a handle to facilitate handling.
  • the number of plates 12, to be positioned around the counterweight G, is variable, according to the weight of the aircraft M attached to the end of the sling J and according to the desired lightening of this aircraft M.
  • these plates will be made of steel or cast iron.
  • the large arm B consists of a plurality of elementary modules 13 comprising each a section of tube 130 provided, at both ends, with two connection flanges 23.
  • the tube section 130 is carrying, in its transverse median part, a cable-holder rhombus N connected to the flanges 23 by guying cables 5.
  • the diamond N is constituted by radial tubes 21, the ends 24 of which are joined by tubes 22.
  • the modules 13 are placed end to end while being joined, on the one hand, by means of flanges 23 and, on the other hand, by means of cables 3 extending between the diamonds. At least some of the elementary modules are, moreover, suspended by the cables 1 at point 8 of the bracket A.
  • the elementary module 13 is fixed, by the flange 23, to the corresponding end of the tube 28 of the central bracket.
  • the assembly of the large arm thus formed is also held by cables 10 hooked to the ends of the tubes 18. All of this assembly gives a triangulation effect whose purpose is to stiffen the large arm B.
  • the small arm C is identical in design to the large arm B, only the cables are shorter.
  • the principle for hanging cables 1 and 11 is identical.
  • a sling J is attached to the end of the large arm B, by a universal joint K, which allows the sling to articulate in all directions.
  • a universal joint fitted with a hook L, makes it possible to suspend the aircraft M by its center of gravity.
  • Other lifting systems can be used in place of the sling J, while retaining the universal joints K and L, such as rigid tubes, elastic sling or a combination of several of these solutions.
  • Mooring points 35 and 36 are provided under the large arm and under the small arm to allow the ends of the cables of two winches 350 and 360 to be hung. These two winches are fixed to the ground, one under point 35 , the other under point 36. This system makes it possible to maneuver the mobile assembly along the axis E, in order to suspend or unhook the aircraft M and to place or remove the plates 12.
  • the aircraft M can be of any suitable type. It may be a reformed aircraft for conventional flights, but acceptable for this type of use, it may also be a dummy aircraft specially designed for the present invention.
  • the universal joint L allows the aircraft to articulate in all directions and, therefore, to pivot around three axes of pitch, roll and yaw.
  • the apparatus according to the invention is used in the following manner.
  • the pilot By operating the winches, located under points 35 and 36, the pilot causes the counterweight G to touch the ground. It places the number of plates 12 necessary to lighten the aircraft according to the type of flight desired. He operates the winches to bring the seal L of the sling J to the height of the aircraft M. He hooks this sling to the aircraft and unhooks the cables of the winches from points 35 and 36.
  • the device is ready to operate .
  • the use of the device according to the invention has the considerable advantage of allowing a monitor pilot to follow from the ground all the maneuvers of his student and to communicate with him by radio or even by gestures.
  • the aerial training device described and shown without going beyond the ambit of the invention, for example, to the structure of the bracket A with arms B and C, during assembly. articulated in E and F. It is also possible to use other weight systems G and plates 12, as well as another stop method than that of the shock absorber wheel I.
  • the pylon D can be replaced by a pylon - self-supporting or by a concrete tower.
  • the sling J which is one of the main parts of the invention described, can be in multiple forms and compositions, such as flexible, rigid, elastic.
  • the device according to the invention is entirely removable in small, easy-to-handle components made up of tubes, cables, diamonds, counterweights.
  • Fig. 1 shows that it can be provided to connect the aircraft M to the large arm B by a second flexible sling J .., intended to limit the elevation of the aircraft M under the effect of centrifugal force.
  • This sling J. is attached to the arm B, • near the bracket A and to the center of gravity L of the aircraft and has a length calculated as a function of the desired elevation limit.
  • This sling J. also assumes a safety function by making the aircraft doubly captive of the large arm B.
  • the sling J. passes through a guide M., adapted at the end of the inner wing of the aircraft M in the case of an airplane. This arrangement makes it possible to preserve the freedom of maneuver on the roll axis.
  • the sling J. also has the function, when tensioned, of keeping the aircraft in the axis of the runway, by the effect of centrifugal force, in a manner analogous to that which is achieved for the circular flight models.
  • the device according to the invention is easily assembled, dismountable and transportable on the road, it can therefore be installed in different places according to the needs of the users.

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Abstract

L'appareil est constitué d'une poutre rigide (A, B, C) articulée suivant deux axes (E, F) et posée sur un pylône (D). A l'extrémité du bras (C) est suspendu un contrepoids (G) articulé en (H). A l'extrémité du bras (B) est accrochée une élingue (J) au bout de laquelle est suspendu l'aéronef (M) par un joint universel (L) lui permettant de s'articuler en tous sens autour de son centre de gravité. Pour décoller et voler, l'aéronef utilise son propre moteur. L'aéronef étant allégé par le contrepoids pourra décoller et voler à des vitesses inférieures à la normale par le fait de l'allègement de sa charge alaire. Ainsi pourront voler à nouveau des aéronefs réformés. Application à l'apprentissage du pilotage des avions.

Description

APPAREIL D'ENTRAINEMENT ET D'APPRENTISSAGE AU PILOTAGE D'AERONEFS f DOMAINE TECHNIQUE :
05 La présente invention concerne les matériels d'instruction et, en particulier, les appareils d'entraînement aérien.
L'appareil selon l'invention est, entre autres utilisations, plus particulièrement destiné à l'enseignement du
10 pilotage des aéronefs.
L'appareil selon l'invention est particulièrement destiné, à partir d'un aéronef captif, à enseigner à un élève pilote les techniques de décollage et d'atterrissage. Ces manoeuvres sont les plus délicates, surtout l'atterrissage qui
15 nécessite de la part du pilote une bonne appréciation des distances et une bonne coordination des commandes, afin de réduire au minimum les risques d'accident au cours de leurs exécutions.
TECHNIQUE ANTERIEURE :
20
Pour assurer un tel enseignement, ainsi d'ailleurs que l'entraînement, la première méthode utilisée fut celle des avions-écoles. Cette méthode est, en fait, très onéreuse car elle exige un aéronef conventionnel, volant de façon classique et 25 n'offrant, pour chaque tour de piste, généralement, qu'une possibilité de décollage et qu'une possibilité d'atterrissage.
Or, on sait que le plus important est d'apprendre à atterrir.
Compte tenu des risques qui s'y attachent, une telle 30 méthode ne permet pas non plus, généralement, de placer l'élève dans des conditions délicates de vol, telles que celles de pilotage d'un aéronef à la charge décentrée ou d'un atterrissage par fort vent de travers.
PJDUΓ remédier à cet inconvénient, on a proposé 35 différentes autres méthodes. L'une d'elles est le recours aux simulateurs de vol mécanique ou électronique. Le matériel nécessaire coûte très cher et, de toute façon, ne fait que simuler un vol d'aéronef. De plus, l'élève sait qu'il ne vole pas réellement et n'en a pas la sensation.
Une autre a été de rendre un aéronef captif d'une structure porteuse mobile. Dans cet esprit, il faut citer le brevet français 747 424 préconisant d'adapter un aéronef en bout d'une poutre, monté articulé par un axe horizontal sur une tête tournante portée par une structure porteuse verticale. Au-delà de l'axe horizontal, la poutre forme un petit bras relié à un mécanisme de commande de son pivotement. En général, pour des raisons d'équilibre constructif statique et dynamique, la tête comporte deux poutres diamétralement opposées. Une telle structure présente -un avantage car il est possible d'accroître à volonté les phases de décollage et d'atterrissage. Elle possède, toutefois, des inconvénients certains car, outre sa complexité, elle n'offre aucune possibilité d'évolution de l'aéronef sur ses trois axes propres, savoir de tangage, de roulis et de lacet. En outre, une telle structure ne permet pas de modifier la masse relative de l'aéronef dans le but de faire apparaître des conditions réelles de vol stable à des faibles vitesses, dans le but de favoriser les phases d'apprentissage et d'enseignement. Par ailleurs, les conditions d'évolution en altitude sont
-entièrement dépendantes du fonctionnement du mécanisme de commande en pivotement de la poutre, lequel implique, pour être actionné depuis l'aéronef, une structure d'asservissement à distance particulièrement complexe, délicate et onéreuse. II convient de citer, dans le même genre, l'enseignement fourni par le brevet GB-509 161 qui possède, exactement, les mêmes inconvénients que ceux portés ci-dessus au compte du brevet français 747 424.
La présente invention a pour objectif de pallier les inconvénients ci-dessus en permettant de voler réellement dans les airs, tout comme dans la réalité, en pilotant un aéronef captif mais libre sur ses trois axes, tant en roulage au sol, qu'en vol dans les airs.
La présente invention concerne un appareil offrant, en outre, la possibilité de modifier à volonté la masse relative de l'aéronef, en vue de créer, à partir des mêmes caractéristiques de puissance du moteur de l'aéronef, des conditions de roulage, décollage, vol et atterrissage différentes pour un même aéronef. L'invention a encore pour objet de proposer un appareil possédant, de façon positive, une sécurité de vol limité en altitude.
EXPOSE DE L'INVENTION :
Pour atteindre les objectifs ci-dessus, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend :
- d'une part, en relation avec le petit bias, un contrepoids muni à sa base d'un organe de butée et de roulement destiné à coopérer avec le sol et à limiter l'amplitude de pivotement de la poutre sur l'axe horizontal dans le sens d'élévation du grand bras,
- et, d'autre part, en relation avec le grand bras, des moyens de suspension d'un aéronef sensiblement par son centre de gravité^ oe tels moyens incluant deux joints univers. s situés à proximité, respectivement, du bras et de l'aéronef. L'objet de l'invention consiste, essentiellement, en une grande poutre rigide posée à environ 1/5 de sa longueur sur un pylône porteur, ce qui donne un grand bras et un petit bras. Cette grande poutre s'articule sur le sommet du pylône porteur autour de . deux axes horizontal et vertical. L'extrémité du grand bras peut donc tourner dans un sens comme dans l'autre, monter ou descendre, en ayant pour point d'articulation le sommet du pylône, le petit bras faisant les mouvements inverses. A l'extrémité du petit bras est suspendu le contre-poids qu'il est possible d'alourdir ou d'alléger. A l'extrémité du grand bras est accrochée l'élingue de longueur un peu inférieure à la hauteur du pylône. Au bout de cette élingue est suspendu l'aéronef, sensiblement en son centre de gravité, l'aéronef pouvant ainsi pivoter en tous sens, par rapport à la grande poutre.
Le pylône porteur, fixé au sol, est de conception rigide. Il peut s'agir d'un gros tube maintenu verticalement par des élingues, d'un pylône autoporteur, ou d'une construction, telle qu'une tour en béton semblable à un château d'eau avec au sommet un local, tel qu'une tour de contrôle ou un restaurant panoramique. Au sommet de ce pylône porteur est installé un système d'articulations permettant de recevoir la grande poutre rigide. Le contre-poids suspendu à l'extrémité du petit bras est taré, de façon à alléger de la presque totalité de sa masse l'aéronef fixé à l'autre extrémité. Le réglage du contrepoids laissera, toutefois, subsister une masse de 20 ou 30 kg pour que l'aéronef reste au sol lorsqu'il est inoccupé. Un fois le pilote installé à bord, la masse à décoller n'est que le poids du pilote, du carburant (si le moteur est à piston ou à turbine) et 'e la-tare. Le fait d'avoir ainsi diminué considérablement la charge alaire de l'aéronef diminue d'autant la portance nécessaire à la sustentation de ce dernier qui peut ainsi décoller à très basse v.t-.jàe. Petit à petit, on peut alourdir l'aéronef en allégeant Le contre-poids, afin de s'approcher le plus possible d'un vol réel. L'aéronef se propulse par ses propres moyens mais, étant allégé^ la puissance nécessaire peut être nettement inférieure à la normale. Etant donné que l'aéronef est libre de ses mouvements, l'élève pilote peut apprendre les manoeuvres de tangage, roulis et lacet. Au sol, l'aéronef peut rouler en faisant des écarts de quelques mètres (suivant la hauteur du pylône porteur et de l'élingue), ce qui permet à l'élève d'apprendre à rouler. Malgré l'alignement, l'aéronef subit toujours un effet d'inertie semblable à la réalité au décollage en vol et à l'atterrissage, grâce à l'effet d'inertie proportionnel du contrepoids.
Le mouvement de montée en altitude de l'aéronef, par pivotement de la poutre, est automatiquement limité par une roue, située en-dessous du contrepoids, et destinée à coopérer avec le sol. Cette roue peut être associée à un amortisseur.
L'appareil selon l'invention permet de faire évoluer, sur terre et dans les airs, des aéronefs, tels qu'avion à hélices ou à réaction, hélicoptère, gyrocoptère. Dans tous les cas, les aéronefs sont suspendus au bout de l'élingue à leur centre de gravité. Pour le cas de l'hélicoptère, comme du gyrocoptère, ces derniers sont suspendus au-dessus de la tête du rotor par un système permettant la rotation.
L'appareil selon l'invention permet de faire évoluer des planeurs, à condition d'installer un lanceur entraînant la poutre rigide en rotation sur l'axe vertical.
L'appareil selon l'invention permet un apprentissage de la manoeuvre des aéronefs, pour un coût considérablement inférieur, à durée égale, par rapport à l'école de pilotage classique sur de vrais aéronefs. Pour une durée identique, la présente invention permet de consacrer beaucoup plus de temps à l'entraînement des manoeuvres, notamment le décollage et, surtout, l'atterrissage.
A titre d'exemple, l'appareil selon l'invention peut être construit pour posséder un grand bras de 65 mètres de rayon, une" hauteur de 10 mètres pour le pylône porteur, afin de définir, soit un diamètre de 130 mètres, soit un périmètre de révolution ou longueur de piste d'environ 400 mètres.
Compte tenu du grand diamètre de rotation, le pilote ne ressent pas l'effet de force centrifuge. A la vitesse de 25 km/h, l'aéronef mettra environ une minute pour faire un tour de piste, ce qui ne donne pas l'impression de tourner en rond, l'effet de force centrifuge étant pratiquement nul.
Avec des dimensions structurelles, telles que ci-dessus, l'appareil suivant l'invention permet de faire évoluer un aéronef à une altitude de 30 mètres environ suffisante pour apprendre le décollage et, surtout, la phase d'atterrissage, incluant celle d'arrondi .
L'appareil suivant l'invention permet à un élève pilote- de décoller, de voler et d'atterrir sous toute orientation du vent, compte tenu qu'il évolue autour d'une piste circulaire. Il est possible aussi de modifier le centrage de l'aéronef, soit par le déplacement du point d'accrochage, soit par l'adjonction de charges judicieusement disposées, afin de faire subir à l'élève les effets d'un mauvais centrage, ces conditions de vol étant pratiquement impossibles à réaliser en école de pilotage traditionnelle sans prendre de gros risques.
La présente invention concerne donc un appareil d'entraînement et d'école de pilotage d'un aéronef captif peu coûteux à construire, d'un prix de revient à l'utilisation très faible par rapport aux moyens traditionnels et permettant de consacrer, à durée de vol égale, un temps plus important à l'apprentissage des- manoeuvres de décollage et, surtout, d'atterrissage, ainsi que la conjugaison en vol des trois axes, tangage, roulis, lacet et ceci en toute sécurité par n'importe quel temps.
L'inven* 'ion sera décrite plus en détail à partir des dessins annexés montrant un exemple de réalisation de l'appareil.
BREVE DESCRIPTION DES ûESSiNS :
La fig- 1 est une élévation latérale de l'appareil d'entraînement et d'apprentissage au pilotage des aéronefs selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan du même appareil, prise suivant la ligne II-II de la fîg. 1.
La fig. 3 est une élévation partielle, à plus grande échelle, de la partie centrale du même appareil.
La fig. 4 est une vue transversale prise, à plus grande échelle, selon la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une élévation partielle, à plus grande échelle, du système d'articulation de la poutre sur la structure porteuse.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION :
Comme le montrent les fig. 1 et 2, l'appareil selon l'invention comporte une poutre composée, dans un exemple de réalisation, d'une potence centrale A prolongée, d'un côté, par un grand bras rigidifié B et, de l'autre côté, par un petit bras rigidifié C, les bras B et C étant soutenus en divers points par des câbles 1 partant tous du même point d'attache 8 de la potence centrale. A l'extrémité du petit bras C, est accroché un contrepoids G par un joint universel H lui permettant de s'articuler en tous sens. En-dessous de ce contrepoids G, une roue I, orientable et auto-directrice, est fixée avec un amortisseur souple. Cette roue I sert de butée souple et sans à-coups avec le sol lorsque la poutre pivote sur un axe horizontal, comme cela est décrit dans ce qui suit. Sur les côtés du contrepoids G, des plaques de fonte 12 sont accrochées de façon amovible. Ceci permet d'alléger plus ou moins un aéronef M suspendu à une élingue J accrochée au grand bras B, par un joint universel . L'aéronef M est accroché à l'élingue J par un joint universel L permettant à cet aéronef M de s'articuler en tous sens.
Tout l'ensemble décrit au paragraphe précédent est posé au sommet d'une structure verticale porteuse D, telle qu'un pylône, et s'articule autour de deux axes, respectivement horizontal E et vertical F.
En l'occurence, comme le montrent les fig. 1, 2 et 3, la potence centrale, qui peut être d'une composition quelconque, sera, de préférence, constituée, comme représenté, d'un tube principal 15 des deux tubes en croix 27 et 28, raidis par les tubes 26. Quatre tubes 17 maintiennent le tube 15 verticalement par le point de jonction 16. Le haut du tube 15 est maintenu verticalement, à partir du point 8, par des câbles 2 et 20. Les tubes 27 sont prolongés par des tubes 18 contreventés, verticalement, par des tubes 19 et, horizontalement, par des câbles 9.
Sous la potence A est fixé un système de charnière 31, venant s'adapter dans une table 30 montée par un pivot 34 dans une cage 33 portée par la structure porteuse D. La table 30 est montée par une butée à billes 32 libre de tourner sur un axe vertical F. La structure D peut être un tube fixé au sol par tous moyens lui interdisant de bouger. Il est maintenu verticalement par des câbles 6 étages depuis le haut du pylône D et amarrés à des piquets (7) solidement fixés au sol. Le nombre de câbles 6 est en quantité suffisante pour permettre un bon maintien du pylône D. Le contrepoids G est un réservoir rempli d'eau ou de sable, mais il est préférable de le remplir de grenaille d'acier pour en diminuer son volume à poids égal. Ce contrepoids G est suspendu à l'extrémité du petit bras C par un joint universel H lui permettant ainsi de conserver toujours un aplomb vertical, quelle que soit la position horizontale ou inclinée du petit bras C. Par le fait que ce contrepoids G reste toujours vertical, la roue I auto-orientable prendra toujours contact avec le sol dans de bonnes conditions. Cette roue auto-orientable peut être d'un modèle courant du commerce et être associée à un amortisseur incorporé ou non. 'a masse à conférer au contrepoids doit être suffisante pour que l'ensemble mobile fit, B, C soit équilibré, de telle sorte que le contrepoids G tende à descendre et, par définition, que l'extrémi é- u grand bras B tende à monter. Tout autour du contrpμoids G, les plaques de fonte 12 peuvent être accrochées ou déciochées facilement. Il est préférable que le poids de chaque plaque 12 ne dépasse pas 20 kg, afin qu'un homme de force moyenne puisse les manutentionner. Ces plaques 12 sont munies d'une poignée pour en faciliter la manutention. Le nombre de plaques 12, à positionner autour du contrepoids G, est variable, suivant le poids de l'aéronef M fixé à l'extrémité de l'élingue J et suivant l'allégement désiré de cet aéronef M. De préférence, ces plaques seront en acier ou en fonte.
Comme le montrent les fig. 1, 2 et 4, Le grand bras B est constitué d'une pluralité de modules élémentaires 13 comprenant chacun un tronçon de tube 130 muni, aux deux extrémités, de deux collerettes de raccordement 23. Le tronçon de tube 130 est porteur, dans sa partie médiane transversale, d'un losange porte-câbles N relié aux collerettes 23 par des câbles de haubanage 5. Le losange N est constitué par des tubes 21 radiaux dont les extrémités 24 sont réunies par des tubes 22.
Les modules 13 sont placés bout à bout en étant réunis, d'une part, au moyen de collerettes 23 et, d'autre part, au moyen de câbles 3 s'étendant entre les losanges. Certains au moins des modules élémentaires sont, en outre, suspendus par les câbles 1 au point 8 de la potence A. Le module élémentaire 13 est fixé, par la collerette 23, sur l'extrémité correspondante du tube 28 de la potence centrale. L'ensemble du grand bras ainsi constitué est maintenu, également, par des câbles 10 accrochés aux extrémités des tubes 18. Tout cet ensemble donne un effet de triangulation ayant pour but de rigidifier le grand bras B.
Comme le montrent les fig. Λ , 2 et 4, le petit bras C est de conception identique au grand bras B, seuls les câbles sont plus courts. Le principe d'accrochage des câbles 1 et 11 est identique. Comme le montre la fig. 1, une élingue J est accrochée au bout du grand bras B, par un joint universel K, ce qui permet à l'élingue de s'articuler en tous sens. A l'autre extrémité de l'élingue J, un joint universel, muni d'un crochet L, permet de suspendre l'aéronef M par son centre de gravité. D'autres systèmes de sustentation peuvent être utilisés à la place de l'élingue J, tout en conservant les joints universels K et L, tels que tubes rigides, élingue élastique ou association de plusieurs de ces solutions. Des points d'amarrage 35 et 36 sont prévus sous le grand bras et sous le petit bras pour permettre d'accrocher les extrémités des câbles de deux treuils 350 et 360. Ces deux treuils sont fixés au sol, l'un sous le point 35, l'autre sous le point 36. Ce système permet de manoeuvrer l'ensemble mobile suivant l'axe E, afin de suspendre ou de décrocher l'aéronef M et de placer ou d'ôter les plaques 12. POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE :
L'aéronef M peut être de tout type convenable. Ce peut être un aéronef réformé pour des vols classiques, mais acceptable pour ce type d'utilisation, ce peut être aussi un aéronef factice conçu spécialement pour la présente invention. Le joint universel L permet à l'aéronef de s'articuler en tous sens et, par conséquent, de pivoter autour de trois axes de tangage, de roulis et de lacet. L'appareil selon l'invention est utilisé de la manière suivante.
En manoeuvrant les treuils, situés sous les points 35 et 36, le pilote amène le contrepoids G à toucher le sol. Il place le nombre de plaques 12 nécessaire pour alléger l'aéronef suivant le type de vol désiré. Il manoeuvre les treuils pour amener le joint L de l'élingue J à la hauteur de l'aéronef M. Il accroche cette élingue à l'aéronef et décroche les câbles des treuils des points 35 et 36. L'appareil est prêt à fonctionner. Le pilote monte dans l'aéronef, met le moteur en fonctionnement et procède aux manoeuvres, en vue d'un vol d'aéronef comme dans la réalité. L'utilisation de l'appareil selon l'invention présente l'avantage considérable de permettre à un pilote moniteur de suivre du -sol toutes les manoeuvres de son élève et de communiquer avec lui par radio ou même par gestes.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil d'entraînement aérien décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention, par exemple, à la structure de la potence A aux bras B et C, au montage articulé en E et F. Il est possible aussi d'utiliser d'autres systèmes de contepoids G et de plaques 12, ainsi qu'un autre procédé de butée que celui de la roue amortisseur I. Le pylône D peut être remplacé par un pylône -- auto-porteur ou par une tour en béton. Enfin, l'élingue J, qui est L'une des pièces principales de l'invention décrite, peut se présenter sous de multiples formes et compositions, telles que souple, rigide, élastique. L'appareil selon l'invention est entièrement démontable en petits éléments faciles à manutentionner et composés de tubes, câbles, losanges, contrepoids. A chaque extrémité des tubes est soudée une collerette percée de plusieurs trous permettant d'assembler ceux-ci entre eux. La fig. 1 montre qu'il peut être prévu de relier l'aéronef M au grand bras B par une seconde élingue J.. souple, destinée à limiter l'élévation de l'aéronef M sous L'effet de La force centrifuge. Cette élingue J. est accrochée au bras B, à •proximité de la potence A et au centre de gravité L de l'aéronef et possède une longueur calculée en fonction de la limite d'élévation souhaitée. Cette élingue J. assume aussi une fonction de sécurité en rendant l'aéronef doublement captif du grand bras B. Il convient de noter que l'élingue J. passe dans un guide M., adapté en bout de l'aile interne de l'aéronef M lorsqu'il s'agit d'un avion. Cette disposition permet de conserver la liberté de manoeuvre sur l'axe de roulis.
L'élingue J. a aussi pour fonction, lorsqu'elle est tendue, de maintenir l'aéronef dans l'axe de La piste, par l'effet de la force centrifuge, d'une manière analogue à ce qui est réalisé pour les maquettes de vol circulaire.
L'appareil selon l'invention est facilement montable, démontable et transportable sur route, on peut donc l'installer en des lieux différents suivant Les besoins des utilisateurs.

Claims

REVENDICATIONS :
1 - Appareil d'entraînement et d'apprentissage au pilotage d'un aéronef (M) captif, du type comprenant une structure verticale porteuse (D) au sommet de Laquelle une poutre (B C) est montée par un système de rotation sur 360° sur un axe vertical et par un axe d'articulation horizontal perpendiculaire à L'axe de La poutre qui forme, de part et d'autre de La structure verticale, un petit bras (C) associé à un contrepoids (G) réglable et un grand bras (B) pourvu d'un moyen de retenue d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend :
- d'une part, en relation avec le petit bras (C), un contrepoids (G) muni à sa base d'un organe (I) de butée et de roulement destiné à coopérer avec Le sol et à Limiter L'ampLitude de pivotement de La poutre sur L'axe horizontal dans le sens d'élévation du grand bras (B),
- et, d'autre part, en relation avec le grand bras (B), des moyens de suspension (J) d'un aéronef sensiblement par son centre de gravité, de tels moyens incluant deux joints universels (K et L) situés à proximité, respectivement, du bras et de l'aéronef.
2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que Le contrepoids (G) est constitué par une structure de masse réglable suspendue au petit bras par un joint universel (H).
3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrepoids (G) est muni, à sa base, d'un organe de butée, de roulement et d'amortissement (I).
4 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Le contrepoids (G) est muni, à sa base, d'un organe de butée, de roulement et d'amortissement constitué par une roue auto-orientable.
5 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le contrepoids (G) comprend une structure sur Laquelle peuvent être adaptées, de façon amovible, des plaques de lest (12).
6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que Les moyens de suspension (J) sont constitués par une élingue rigide. 7 - Appareil selon La revendication 1, caractérisé en ce que Les moyens de suspension (J) sont constitués par une élingue souple.
8 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le petit bras (C) et Le grand bras (B) sont chacun pourvus d'un treuil (36, 35) d'enroulement-déroulement d'un câble d'amarrage au sol.
9 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le petit bras (C) et le grand bras (B) de la poutre sont, respectivement, constitués par L'association bout à bout de modules élémentaires de construction comprenant chacun un tronçon de tube (13) pourvu de collerettes extrêmes (23), un losange porte-câbles rapporté dans Le plan médian transversal du tronçon de tube et des câbles de haubanage (5) s'étendant entre Le losange et Les deux extrémités du tronçon de tube, lesdits modules étant réunis entre eux par Les collerettes et par des câbles (3) s'étendant entre les Losanges.
10 - Appareil selon La revendication 1, caractérisé en ce que La poutre comporte un système de charnière (31) ^coopérant, pour le montage de L'axe d'articulation horizontal,- avec un système complémentaire adapté sur une table (30) montée tournante selon un axe vertical sur La structure verticale porteuse. _ t
11 - Appareil selon la revendication 1 ou 10, caractérisé en ce que la poutre est motorisée en rotation.
12 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en outre l'aéronef (M) est relié, par son centre de gravité, au grand bras (B) par une élingue souple (J.).
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