Brevet FR2036878A1 — publié le 19701231

a présente invention concerne un brin dtaccrochage de porteavions et plus particulièrement un câble en fil métallique torsadé, pour crochet et ralentir l'atterrissage d'won avion Les crochets qui sont relies à l'avion pour attaquer ces brins ont généralement un diamètre de gorge qui est un peu plus grand que le diamètre du cible afin que puisse être logé le léger aplatissement du cabale se produisant quand il est engage dans le crochet. Différents essais ont conduit à déterminer si un élément linéaire, ayant un allongement plus grand que celui de 1 acier, tel qutun câble en "Nylon" pourrait améliorer les caractéristiques de fonctionnement d un dispositif d'arrêt d'un avion.De tels essais ont eu un certain succès mais ils ont révélé des inconvénients qui ont mis obstacle à l'adoption de brins en Nylon, L'une des difficultés qui se présentent provient de la grandeur relativement grande du diamètre du cible en ',Nylon" nécessaire pour résister aux forces appliquées. Le point de vue prévalant jusqu'à présent, conformément auquel il faut que la gorge du crochet ait un diamètre légèrement supérieur ou sensiblement égal au diamètre du brin fait apparattre que l'utilisation d'un brin en "Nylon" nécessiterait sur l'avion des crochets plus grands que ceux qui sont destinés à être utilisés avec des brins en fils métalliques. Un tel manque d'uniformité serait tout à fait indésirable. La ligne d'action de la charge sur un crochet plus grand est en outre plus éloignée de la tige du crochet, ce qui augmente d'une manière indésirable les efforts imposés ainsi que le poids et la masse du crochet. On a en outre estimé que le "Nylon" ne résisterait pas au glissement latéral du crochet sur le brin qui se trouverait ainsi immédiatement éraillé et usé par le frottement. L'un des buts de la présente-invention est:de fournir pour arrenter un avion, un procédé, un dispositif et un brin capables d'assurer un fonctionnement ha.utement efficace et une longue durée de service, en particulier à des vitesses d'arret élevées. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé, un dispositif et un brin d'accrochage utilisant un câble en "Nylon". Conformément à la présente invention, un brin en fibres textiles telles que des fibres en "Nylon", capable d'assurer sa propre lubrification et pouvant subir sans se rompre un allongement relati vement élevé est attaqué par un crochet relié à l'avion. Un brin tressé en "Nylon" et en particulier un brin à double tresse est particulièrement avantageux. Le diamètre nominal du brin peut être sensiblement plus grand que le diamètre de la gorge du crochet et un tel brin peut fonctionner néanmoins d'une manière efficace avec un tel crochet. Le diamètre de la gorge peut être avantageusement égal aux 3/4 du diamètre nominal du brin.Cela permet de substituer le brin en "Nylon", ayant un diamètre nécessairement plus grand, à un brin existant en cible d'acier sans avoir à augmenter le diamètre de la gorge du crochet et cela permet un moment de chargement efficace des crochets d'avion existants, destines à l'origine à être attaqués par un cable en fil d'acier. Un autre avantage résulte de ce que l'on peut utiliser avec le "Nylon" des matières pour crochet plus légères et plus douces. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la des cription qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, La figure I est une vue en perspective d'une réalisation de 11 invention, utilisée pour arrenter un avion qui atterrit La figure 2 est une vue en plan de la queue de l'avionrepré- senté sur la figure 1 dans deux phases de I1 opération d'attaque du brin disposé en travers de la piste ;; La figure 3 est une vue en élévation de face de l'attaque représentée sur la figure 2 La figure 4 est une vue en coupe transversale, correspondant à la figure 3 et montrant des phases d'action successives La figure 5 est une vue en coupe longitudinale, qui montre la structure du brin représenté sur les figures 1 à 4 La figure 6 est une vue en perspective d'une partie du brin représenté sur la figure 5 après attaque par un crochet de la manière représentée sur les figures I à 4 La figure 7 est une vue en perspective qui montre la gorge du crochet des figures 1 à 4 après qu'il a croché dans le brin de la manière indiquée sur les figures 1 à à 4. Sur la figure 1, on voit un avion 10 en cours- d'atterrissage qui est arreté par un dispositif 12 comprenant un brin 14 en travers de la piste qui est relié à des freins absorbeurs d'-énergie 16 ; ces derniers étant par exemple du type décrit dans le brevet des Etats Unis dtAmérique N 3.172.625 ou dans la demande de brevet des Etats .Unis d'Amérique N 632.289 du 20 Avril 1967 CAAE W-t39) déposée par Robert Beveridge C0T0N. Le brin 14 est relié aux tourets 18 absorbeurs d'énergie 16 par des éléments linéaires 20 qui donnent du mou, qui sont par exemple fabriqués en ruban de "Nylon" suivant la description donnée dans le brevet N 3.172.625 précité ou en câble d'acier suivant la description donnée dans la demande de brevet N 632.289 précitée. Le brin 14 est relié aux éléments linéaires 20 qui donnent du mou par des connecteurs 22 et il ést relevé au-dessus de la surface de la piste 24 par des disques 26 du type décrit dans le brevet des Etats-Unis dthmérique N 3.010.683.- Ces diques 26 qui sont représentés sur les figures 3 et 4 maintiennent le brin 14 suffisamment élevé au-dessus de la piste pour permettre au crochet 28 qui est relié à l'arrière de l'avion de crochet franchement dans le brin. Le brin 14 est fabriqué en fibres textiles telles que des fibres de-"Nylon",capables de subir sans-se rompre un allongement important (d'environ 15 à 30 %). Une forme particulièrement efficace de ce cabale en Nylon est représentée sur la. figure 5 qui montre une constitution à deux tresses comprenant une ame intérieure 32 et un manchon extérieur 30. Un tel cabale à double tresse est décrit aux pages 142 à 147 du numéro de Juin 1964 de-la revue Popular Science. Pour des raisons que l'on ne comprend pas complètement, un tel cabale est particulièrement qualifié pour la fonction que l'on décrira plua loin. Les dimensions de la gorge- 34 prévue Sur le crochet 28 dépendent. du poids et des caractéristiques de fonctionnement de l'avion particulier auquel ce crochet est relié. Une valeur relativement courante du diamètre de la gorge de tels- crochets pour des avions basés sur porte-avions est d'une manière prédominante d'environ 38 mm. Une gorge ayant un -tel diamètre loge l'aplatissement du câble de pantoire en fil métallique d'un diamètre de 34,9 mm utilisé sur les porte-avions, aplatissement qui se produit lors de l'attaque de la pantoire par le crochet. Le brin 14 a un diamètre nominal de 50,8 mm afin qu'il soit interchangeable avec le brin de piste en fil d'acier ayant le diamètre de 34,9 mm mentionné ci-dessus. Il s'ensuit que le diamètre de la gorge du crochet 28 est égal aux 7/4 environ du diamètre nominal du brin ou en autres termes que le diamètre nominal du brin 14 est égal à environ 1,33 fois le diamètre du crochet. La relation mentionnée ci-dessus peut varier quelque peu, le diamètre nominal du brin étant compris entre 1,25 fois- environ et 1,50 fois environ le diamètre du crochet. Ces relations -fournissent un système particulièrement sur et efficace pour arrêter l'avion qui a des caractéristiques relativement élevées d'absorption de l'énergie et se révèle d'une grande longévité en service. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, un avion 10 glisse vers l1axe de fonctionnement effectif du brin 14 après une attaque initiale excentrée illustrée par la position de l'avion qui est désigné par le repère 10A. Si par exemple, la ligne d'attaque 3BA de l'avion 10A est à une distance d'environ 9 m de l'axe réel entre les absorbeurs d'énergie 16, l'avion 10 glisse latéralement de Sm environ jusqu'à sa ligne extrême de mouvement 56.Ce glissement latéral tend à érailler et à user par frottement le-brin et la gorge du crochet. Jusqu a présent, la surface des crochets a été spécialement trempée et revetue de matières résistant à l'usure. il est d'une pratique courante de limiter l'utilisation d'un brin en cabale métallique à un seul arrêt à une.vitesse supérieure à 295 km/h, à 10 arrets à une vitesse comprise entre 280 et 295 km/h et à 15 arrets à une vitesse inférieure. On estimait jusqu'à présent qu'un brin en fibres textiles synthétiques telles que des fibres de "Nylon" serait très encline à se détériorer et aurait une durée de service qui serait insuffisante pour justifier son utilisation dans les dispositifs d'arrêt pour avions. Or, on a découvert que l'uti- lisation de câbles en Nylon du type décrit ci-dessus s'effectue avec un plein succès et que la durée du service est prolongée.Un brin en"Nylon" du type décrit ci-dessus résiste à plus de 25 arrets à une vitesse de 325 km/h,à 30 arrets environ à une vitesse de 295 km/h et à 50 arrets environ à une vitesse de 240 km/h. L'énergie consommée dans l'arrêt à pour effet que la section droite du câble 14 en"Nylonn est réduite comme indiqué sur la figure 4. L'état du câble, au choc initial est désigné sur la figure 4 par le repère 14A et la section droite, ayant subi sa réduction extrême, du brin 14, est désigné par le repère 14B. Cela contraste avec ltaplatissement d'un câble en acier qui s'effectue, dans de telle conditions,- en présentant une dimension beaucoup plus grande. Un câ- ble en"Nylon" ayant un diamètre nominal de 50,8 mm et du type représenté sur la figure 5 est logé par conséquent à l'intérieur de la gorge de 38,1 mm de diamètre du crochet représenté sur-la figure 4. Pour des raisons qui ne sont pas encore complètement comprises le glissement latéral du crochet 28 par rapport à la pantoire 14 produit seulement une pellicule mince, représentée sur la figure 6, sur la surface la pantoire 14. La pellicule 38 résulte de la surface fondue de la pantoire en "Nylon" aux endroits contre lesquels le crochet a frotté. La pantoire n'est pas détériorée et sa surface présente simplement un aspect analogue à celui quelle aurait si elle avait été vernie ou passée à la gomme laque. Cette surface 38 fondue ou glacée n'affaiblit pas la résistance utile de la pantoire 14 pour les attaques suceessives ultérieure du brin par le crochet. Le renflement du brin plus grand autour du crochet plus petit aide peut titre à augmenter la zone de contact de frottement et à réduire ainsi, d'une manière inattendue, l'usure0 La surface extérieure re îs'tivement -lisse du brin en "Nylon" tressé peut contribuer en outre à la préservation du "Nylon". Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 7, ce frottement applique aussi une pellicule ou un glaçage 40 sur la gorge 34 du crochet 28. Ce revêtement ne détériore pas le crochet et il peut même faciliter les autres attaques et le glissement du crochet par rapport à la pantoire 14 par la lubrification ainsi produite. Cela améliore drune manière inattendue la durée de service du crochet qui est soumis à une abrasion sévère et à un traitement brutal quand il est utilisé conjointement avec le brin classique constitué par un câble en fils d'acier. En conséquence, il n'est plus nécessaire de rev- tir la gorge 34 du crochet 28 avec une surface duré résistant à l'usure ce qui économise une dépense et une complication importantes. Une pantoire en "Nylon1, donne meme-la possibilité de substituer des métaux plus légers et.plus doux tels que l'-aluminium ou le magnésium aux crochets antérieurs, en acier à haute résistance nécessaires pour étre utilisés avec des pantoires en chable constitué par des fils d'acier. Celatacilite la fabrication des crochets et diminue le rebondissement du crochet sur la piste, rebondissement qui e: très nuisible à ltaccrochage du crochet sur le brin. Etant donné qu le "Nylon" ne mord pas dans le crochet comme le fait le cabale en fil d1 acier, on peut réduire sans danger la section droite du crochet. L'utilisation d'un métal plus doux réduit en outre, réciproquement, l'usure sur la pantoire. Les avantages finaux s2 additionnent par conséquent dfune manière remarquable. Il en est particulièrement ainsi quand la pointe de crochet 42 représentée sur la figure 4, est en aluminium, Des essais exécutés suivant la présente invention ont démontré qu'on bénéficie d'une réduction importante de la charge initiale et de la charge maximale du crochet par rapport aux dispositifs correspondants utilisant un cabale en fils d'acier.On a constaté pour des charges initiales du crochet, à des-vitesses comprises entre environ 222 et 268 km/h une réduction de 60 à 75 % par rapport à la charge initiale du crochet dans le cas d'un brin- constitué par un câble en fils métalliques et pour les charges finales du crochet une réduction de 60 à 80 % dans une comparaison analogue à la précédente. Le brin et les crochets ont résisté sur toute l'étendue des essais à des arrêts se suivant de beaucoup plus près que dans licas d'un capable en fil métallique et en particulier avec les grandes vitesses indiquées. En outre 12 utilisation du dispositif suivant ltinvention réduit considérablement les oscillations dynamiques du brin et il réduit les battements de la pantoire sur la piste. Cela réduit les ruptures des éléments de liaison. Les essais indiquent en outre que les tensions de fonctionnement appliquées au brin pendant des arrêts à une vitesse de 295 km/h sont inférieures à la moitié de la résistance à la rupture du brin et queuta force appliquée aux éléments linéaires qui donnent du mou est inférieure de 30 % à la force correspondant à la résistance à la rupture des éléments qui donnent le mou. Ces valeurs représentent des réductions importantes par rapport aux charges auxquelles est normalement soumise la roue dentée d'arrêt utilisée dans essais. le terme de brin dont il est fait usage ici désigne la partie d'un système d'arrêt drun avion qui est attaqué par l'avion ou par un appendice de 1 avion, tel qu2un crochet, pour arrêter le mouvement-de l'avion. Cet organe est désigné parfois sous le nom de brin de piste quand il est utilisé sur la piste d'un terrain d2atterris- sage et sous le nom de brin de pont quand il est utilisé sur le pont deun porte-avionsO Il va de. soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel explicatif mais nullement; limitatif et que lton.pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre, défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accrochage d'un avion, caractérisé en ce qu'il comprend un brin attaqué par un crochet monté sur l'avion relié à un système d'absorption de lténergie, par des éléments qui donnent du mou, ledit brin étant en fibres textiles, capable d'assureur sa pro pre.lubrification et pouvant subir sans se rompre un allongement relativement grand, le crochet ayant un diamètre de gorge sensiblement plus petit que le diamètre nominal du brin et cet allongement du brin ainsi que l'autolubrification de celui-ci logeant le brin dans le crochet et permettant un glissement latéral du crochet vers l'axe effectif de fonctionnement du brin, de sorte que l'opération de freinage de l'avion est facilitée et que le crochet et le brin sont protégés. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le brin est en "Nylon". 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le brin est tresse, Disposftif suivant la revendication 3, caractérisé en ce quë le brin est à double tresse. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le;brin à double tresse est en"Nylon". 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le brin est capable de subir sans se rompre un allongement compris entre 15 et 30 % de sa longueur d'origine, 7. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de la gorge du crochet est égal aux 3/4 environ du diametre nominal du brin. 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le crochet est en une matière relativement légère et douce. - 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le crochet est fabriqué en aluminium.