Brevet FR2181871A1 — publié le 19731207

L'invention concerne les armatures de sièges d'hêlicop- tères. tvec le type d'atterrissage brutal ou d'écrasement au sol qui est particulier aux hélicoptères, le pilote occupant le siège classique des engins de ce genre est soumis alors à un choc ou ébranlement brutal du corps au cours duquel les forces de dcélération soudaines doivent être absorbées par sa colonne vertébrale. On a constaté qu'au cours des atterrissages très brutaux ou des accidents de cette sorte, les os sont brisés et les nerfs sont sérieusement atteints, ce qui conduit parfois à la mort mais dans la plupart des cas à des lésions suivies de paralysie. Cn a proposé d'adapter des amortisseurs ou dispositifs absorbant l'énergie développée lors de l'écrasement au sol dans l'armature du siège du pilote, mais toutes les suggestions émises jusqu'à ce jour exigent l'utilisation d'un équipement excessivement lourd, ce qui rend pratiquement impossible l'installation d'un tel dispositif sur un hélicoptère. L'invention utilise une armature classique de siège d'hélicoptère, mais comportant un système amortisseur de faible poids, qui peut être adapté en particulier en vue d'une utilisation avec un siège blindé relativement lourd du type utilisé dans les hélicoptères militaires. L'armature de siège classique comporte un dispositif pour le réglage vertical et horizontal du siège à la convenance du pilote, l'amortisseur suivant l'invention étant incorporé à l'ossature de façon à ne pas gêner ou contrarier ces mouvements. L'armature comporte des portées formant glissières, permettant le réglage vertical du siège et lui servant de support, des dispositifs de verrouillage étant prévus pour maintenir le siège dans la position de réglage désirée en service normal.Le système de portées sert à guider le siège dans son mouvement vers le bas lors d'un atterrissage brutal ou d'un écrasement au sol, tout en permettant à l'amortisseur d'exer cer sa fonction pour contrôler la poussée due au choc à laquelle le corps du pilote est soumis, afin de maintenir les forces qui se développent lors de l'écrasement au sol dans des limites telles que la colonne vertébrale du pilote ne soit pas atteinte. Lorsque l'amorti;seur est convenablement réglé, le pilote occupant le siège lors d'un atterrissage brutal ou d'un écrasement est parfaitement supporté dans son siège, et il se déplace avec celui-ci vers le bas d'une façon plus graduelle et sur un trajet plus long que cela n'avait été possible jusqu'à ce jour avec n'importe quel amortisseur connu, de sorte que l'application de l'invention permet d'éviter des blessures et lestions sérieuses au pilote. L'invention est matérialisée en conséquence dans une armature de siège destiné à un véhicule tel qu'un hélicoptère, comportant une ossature de support du siège fixe sur le véhicule et un siège monté de façon réglable sur cette ossature pour permettre un déplacement normal à la convenance du pilote, caractérisée en ce qu'elle comprend des voies de roulement prévues sur l'ossature et sur lesquelles le siège se déplace librement pour permettre un réglage en principe vertical, un amortisseur comportant des Céments fonctionnels pouvant subir un déplacement relatif en va-et-vient l'un par rapport à l'autre lorsque l'amortisseur dissipe de l'énergie, et des organes pour rendre l'un de ces éléments fonctionnels solidaire du siège et l'autre élément fonctionnel solidaire de l'ossature, ces organes de solidarisation étant disposés en principe dans un plan vertical, l'uh étant placé au-dessous de l'autre, l'amortisseur étant agencé de façon à former un support normalement rigide pour le siège lors du service normal du véhicule, mais agissant de façon à permettre le déplacement vertical de ce siège le long des voies de roulement dans des conditions d'écrasement au sol ou d'atterrissage brutal, afin de provoquer un déplacement relatif en va-et-vient de ces éléments pour dissiper l'énergie à un degré contrôlé pour réduire au minimum les lésions ou blessures du pilote lors de cet écrasement au sol ou de cet atterrissage brutal. La description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitat-if, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue de profil du siège et de l'armature suivant l'invention La fig. i est une vue de l'carrière du siège et de l'armature représentés sur la fig.1. La fig. 3 est une vue en plan du dessus du siège, dont le baquet est représenté partiellement arraché. La fig. 4 est une vue en plan détaillée de la voie de roulement et du système de portées permettant le déplacement du siège. La fig. 5 est une vue de profil détaillée de la traverse inferiellre et du dispositif de~reglage vertical du siège. La fig. 6 est une vue en coupe transversale du joint à rotule prévu aux extréitès supérieure et inférieure de l'amortisseur entre le siège et l'ossature ou l'armature. La fig. 7 est une représentation schératiAue montrant sous uniforme exagérée la position relative des éléments au cours d'un atterrissage brutal. Si l'on se reporte maintenant à la fig. 1, le système d'armature représenté ici pour le siège du pilote d'un hélicoptère est d'une façon générale semblable à celui décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n" 3.305.254, et l'ossature comporte deux profilés inférieurs qui peuvent être fixés dans des positions réglables sur des rails ;3 s'étendant longitudinalement, solidaires du plancher de l'hélicoptère, L'armature comporte deux montants qui sont reliés chacun à pivotement à une traverse inférieure 17 par l'intermédiaire d'articulations 19, la traverse 17 étant fixée aux extrémités arrière des profilés respectifs 11 dans des conditions permettant un réglage longitudinal.Le cadre de support de base est complété par des contrefiches 21 reliées à pivotement et de façon réglable à leurs extrémités inférieures aux extrémités avant des profilés 11, et à leurs extrémités supérieures à une traverse supérieure 23. Les contrefiches sont montées à pivotement sur la traverse supérieure, celle-ci étant également supportée par des supports ou consoles 25 fixés sur les montants 18. Des organes de verrouillage convenables sont prévus pour maintenir les divers éléments du siège sur le cadre de support dans toute position choisie par le pilote. Le siège 30 devant être occupé par le pilote comprend un baquet 31 et un dossier 33. Le système de siège représenté ici est un siège blindé tel que celui représenté dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n" 3.581.620 et il comporte un ensemble arrière et inférieur rigide monobloc. Le système de siège rigide est monté de façon à pouvoir glisser vers le haut et vers le bas sur les montants 18, et à cet effet chaque montant présente une voie de roulement 35 généralement en forme de Y, qui en est solidaire et qui est représentée sur la fig. 4. Chaque voie de roulement 35 est, par l'ex- trémité de la branche médiane de 1'Y, fixée en principe verticalement le long de la face avant de chaque montant, et l'espace ménagé entre les ailes de l' est rempli ou comblé pour former une voie de roulement triangulée de façon que les galets ou rouleaux 36 et 37 se déplacent sur la face extérieure de chaque aile de l'y et que le galet 38 roule sur la partie supérieure remplie de l'y. Les galets 36, 37 et 38 sont montés judicieusement dans des conditions telles que leurs axes occupent une position fixe l'un par rapport à l'autre dans un bottier 39 qui, à son tour, est fixé sur la face arrière du dossier 33 du siège. Quatre ensembles de ce type avec portée et bottier sont disposés, comme cela est mieux visible sur la fig.2, de façon que les parties supérieure et inférieure du dossier du siège soient supportées de façon à pouvoir coulisser librement sur les voies de roulement fixes 35 de l'ossature ou armature. Afin de compléter l'armature du siège, un amortisseur 40 du type représenté dans le brevet dès Etats Unis d'Amérique NO 3.369.634 est fixé par l'un de ses éléments mobiles sur la partie supérieure centrale du dossier du siège par un joint à rotule 41 représenté en détail sur la fig. 6, et l'autre élément mobile ou l'extrémité inférieure de l'amortisseur, qui a la forme d'un tube 43, s'embotte télescopiquement sur un bout d'arbre 42 comme représenté-sur la fig. 5. Le bout d'arbre 42 est fixé au milieu de la traverse 17 par un joint à rotule semblable 41, le tube 43 étant verrouillé de façon réglable sur le bout d'arbre 42 par un axe de verrouillage 44 supporté par un levier 45 manoeuvré à la main. L'élément précité en forme de tube 43 constitue le prolongement de l'un des éléments coulissants de l'amortisseur, tandis que l'autre élément mobile de l'amortisseur est relié à poste fixe par son joint à rotule à la partie supérieure du dossier 33 du siège. Le siège est monté normalement sur l'ossature de façon réglable pour pouvoir être amené dans n'importe quelle position choisie, désirée par le pilote, par le dégagement d'un dispositif d'arrêt convenable pour permettre un mouvement dans le sens antéro-postérieur sur l'armature de montage, le long des rails 13, ou un réglage de l'angle des contrefiches 21 et des montants 18 par rapport aux profils 11. Pour permettre le déplacement vertical du siège sur les voies de roulement 35, Itaxe 44 est écarté de sa position de verrouillage représentée sur la fig.6, de sorte que le siège peut se déplacer verticalement, le tube 43 glissant sur le bout d'arbre 42 sans pour cela provoquer un mouvement relatif des éléments de l'amortisseur.Lorsque la position verticale désire pour le siège est trouvée, l'axe est introduit dans un trou ménagé dans le bout d'arbre 42, afin de verrouiller le tube 43 en place, de sorte que le siège 30 est maintenu dans la position verticale de réglage désirée. On comprend que dans ce système, l'amortisseur 40 constitue en fait une barre rigide s'étendant entre le joint à rotule inférieur 41 du bout d'arbre 42 sur la barre transversale -7 et le point de fixation de l'autre élément de l'amortisseur 4C, par le joint rotule 41, sur la partie supérieure du dossier du siège 30. La traverse 17 est comme dÉcrit ci-dessus et représenté sur la fig. 2, maintenue fixement par rapport au plancher par les profilés 11. tu cours du service normal, le siège est immobilisé dans la position longitudinale choisie sur le plancher de l'hélicoptè- re au moyen d'organes de verrouillage convenables prévus entre les rails 13 et les profilés 11. Le réglage vertical du siège est maintenu normalerent par l'amortisseur 40, qui est fixé à une extrémité par le joint à rotule disposé au centre du dossier du siège et à l'autre extrémité par un Joint à rotule semblable dispos au centre de la traverse 17. ainsi, le siège est normalement maintenu dans une position fixe par l'amortis- seur de façon à limiter l'impulsion d'énergie transis au corps du pilote lors d'un atterrissage brutal ou d'un écrasement au sol, afin de maintenir l'énergie appliquée à la colonne vertébrale du pilote à un niveau de survie préd -terminé ou au-dessous de ce niveau. Lorsque le siège est soumis à une poussée vers le bas inhabituelle, la totalité de énergie doit passer par l'amortisseur, qui constitue le seul support vertical du siège. Tant que la poussée vers le bas appliquée sur l'amortisseur reste à l'intérieur des limites adrissibles pour le corps du pilote, les déplacements subis ne provoquent évidemment aucune lésion, Toutefois, lorsque la poussée vers le bas est d'une importance telle que l'anergie développe serait capable de blesser le pilote, ce quantum d'énergie plus grand est appliqué à l'amortisseur, qui réagit de façon telle que le siège s'affaisse sans secousses vers le plancher, dans des conditions contrôlées, le long des voies de roulement 35.La charge capable de provoquer le fonctionnement de l'amortisseur est choisie afin qu'il réagisse pour la charge limite supérieure pouvant être encore supportée par le corps du pilote. Lorsque cette charge est atteinte, par exemple lors d'un atterrissage brutal ou d'un écrasement à plat, le pilote ne subit aucune lésion. On comprendra que par un choix approprié de l'amortisseur, ce système peut convenir pour ntim- porte quel engin aérien classique. Lorsque l'amortisseur est soumis aux efforts engendrés lors d'un écrasement à plat au sol par exemple, les éléments mobiles de l'amortisseur sont rapprochés télescopiquement comme décrit plus en détails dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n" 3.369.664, ce qui dissipe l'énergie en excès afin de protéger le corps du pilote contre toute lésion. Comme représenté sur la fig. 7, lorsque l'état de surcharge se produit, le centre de gravité C.G. du corps du pilote représente le point de concentration des forces poussant le baquet vers le bas, et comme le dossier du siège est maintenu relativement fixe, les montants 18 soht soumis aux efforts de flexion comme représenté de façon très exagérée en pointillé.Les montants sont fixés à leur partie inférieure sur les profilés Il et les contrefiches 21 empêchent la traverse 23 de se déplacer, de sorte que les montants tendent à s'infléchir autour de l'axe de la traverse 23 comme centre lorsque les portées à galets ou rouleaux transmettent la charge appliquée sur le siège aux voies de roulement 35. Le siège reste fixe par rapport aux montants, jusqu'à ce que le réglage de charge prédéterminé de l'amortisseur ait été atteint. Lorsque la charge,qui est supportée entièrement par l'amortisseur 40, dépasse les caractéristiques de conception statiques pour l'amortisseur, un élément de celui-ci se déplace par rapport à l'autre élément et le siège est guidé par les portées à galets ou rouleaux sur les voies de roulement 35, de manière à se déplacer vers le bas sur les montants 18. La force qui provoque l'affaissement de l'amortisseur est transmise à celui-ci par l'intermédiaire des joints à rotule supérieur et inférieur 41, de sorte que cette force est toujours dirigée selon les axes alignés des deux éléments déplaçables l'un par rapport à l'autre et disposés télescopiquement, qui constituent le dispositif amortisseur. Avec une telle construction, l'amortisseur demeure complètement et librement efficace à tout moment, malgré la légère torsion du cadre de support du siège qui pourrait se produire lors d'un atterrisage brutal ou d'un écrasement au sol. L'étude du système décrit ci-dessus, plus particulièrement si l'on considère son utilisation sous lteffet des efforts, dans des conditions telles que celles représentées sur la fig. 7 indique qu'il doit être d'un fonctionnement nettement plus sûr que tout autre dispositif proposé jusqu'à ce jour pour résoudre ce problème.En outre, dans le cas où une torsion latérale est également appliquée à l'ossature formée par les profilés 11 les contrefiches 21 et les montants 18, comme cela serait certainement le cas lors d'un écrasement au sol du type avec chasse latérale, les portées à rouleaux ou galets montées dans les bottiers 39 et représentées sur la fig. 4 se déplacent facilement sur les voiles de roulement 35, afin de maintenir fermement le siège sur ces voies et sur le système d'ossature, et quels que soient les efforts auxquels les montants 18 sont soumis pendant l'écrasement au sol, le siège demeure toujours librement mobile sur les voies de roulement.Les liaisons par joints à rotules réalisées avec les extrémités opposées de l'armature coopèrent dans le mécanisme assemblé pour avoir la certitude que, malgré la position déformée des éléments du siège et de son ossature de support, l'amortisseur d'énergie va être soumis de façon correcte à l'effet des efforts résultant de l'atterrissage brutal ou de l'écrasement au sol, sans qu'aucune interférence par friction ou d'un autre type soit exercée sur.cet amortisseur par suite des contraintes de torsion engendrées dans l'ossature.En d'autres termes puisque le siège est toujours libre de se déplacer en va-et-vient le long des rails 35, et du fait de l'utilisation de liaisons par joints à rotules pour le montage de l'amortisseur entre le siège et le cadre, cet amortisseur fonctionne toujours au niveau d'énergie désiré, et le siège est toujours libre de se déplacer lors d'atterrissages brutaux ou d'écrasements au sol, sous le contrôle de freinage absolu de l'amortisseur. Le système de siège décrit ci-dessus comporte une armature légère pour siège d'hélicoptère, utilisant une ossature de siège de type général normaL Comme indiqué, le siège est réglable librement dans toutes les directions de la façon normale et malgré tout un dispositif de sécurité en soi nécessaire est incorporé à l'ossature du siège du pilote, d'une manière qui n'augmente que faiblement le poids de l'ensemble, tout en agissant pour dissiper totalement les efforts inhabituels qui peuvent être. rencontrés dans certains types d'atterrissages brutaux La combinaison des portées à galets ou rouleaux prévues pour le siège et du dispositif amortisseur particulier permet de déterminer les conditions exactes dans lesquelles l'amortisseur commence à s'affaisser. Les éléments télescopiques de cet amortisseur sont isolés vis-à-vis des efforts déformants exercés par le système de joints à rotules et les portées à galets ou rouleaux utilisées pour le montage du siège sur les montants éliminent les charges de friction qui pourraient autrement devoir être prises en considération. I1 est donc possible d'utiliser cet amortisseur très efficace comme support fixe pour le siège en service normal de l'engin en vol, bien que cet amortisseur demeure disponible et réagisse comme élément sensible à toutes les charges exercées, pour protéger le corps du pilote contre des charges supérieures à sa capacité de survie. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDI FTICNS -.- rrmature de siège destine à un véhicule tel qu'un h licoptère, comportant une ossature de support du siège fixée sur le véhicule et un siège mont- de façon réglable sur cette ossature pour permettre un déplace;;lent normal à la convenance du pilote, caractérIsée en ce qu'elle comprend des voies de roulement prévues sur l'ossature et sur lesquelles le siège se déplace librement pour permettre un réglage en principe vertical, un amortisseur comportant des éléments fonctionnels pouvant subir un déplacement relatif en va-et-vient l'un par rapport à l'autre lorsque l'amortisseur dissipe de l'énergie, et des organes pour rendre l'un de ces éléments fonctionnels solidairedu siège et l'autre élément fonctionnel solidaire de l'os- sature, ces organes de solidarisation étant disposés en principe dans un plan vertical, l'un étant placé au-dessous de l'autre, l'amortisseur étant agencé de façon à former un support normalement rigide pour le siège lors du service normal du véhicule, mais agissant de façon à permettre le déplacement vertical de ce siège le long des voies de roulement dans des conditions d'écrasement au sol ou d'atterrissage brutal, afin de provoquer un placement relatif en va-et-vient de ces élé- ments pour dissiper l'énergie à un degré contrôlé pour réduire au minimum les lésions ou blessures du pilote lors de cet écrasement au sol ou de cet atterrissage brutal. 2.- Armature de siège suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de fixation de l'amortisseur respectivement sur le siège et sur l'ossature sont des joints à rotule. 3.- Armature de siège suivant la revendication , caractérisée en ce que le siège est réglable verticalement sur des portes à galets ou rouleaux et sur des voies de roulement prévues sur cette ossature.