Brevet FR2411757A1 — publié le 19790713

La présente invention concerne le sauvetage du personnel des véhicules, notamment des aéronefs, en particulier par éjection à l'emplacement des dômes d'habitacles et des pare-brise. Le sauvetage de l'équipage d'un aéronef moderne à vitesse élevée est en général assuré par un siège éjectable qui projette son occupant hors de l'aéronef, avec une vitesse élevée et suivant une trajectoire qui évitent le choc avec d'autres parties du fuselage, réduisent les effets de la vitesse de-l'air, et transportent-lroccupant à distance de l'aéronef qui peut exploser. I1 est donc nécessaire que le dôme d'habitacle habituel, placé au-dessus de la tête de l'aviateur, soit ouvert aussi rapidement que possible, habituellement plus rapidement que lors d'une entrée ou d'une sortie normale. A cet effet, le dôme d'habitacle peut être ouvert ou supprimé dans son ensemble par des mécanismes analogues à ceux qui sont utilisés pour le siège éjectable.Cependant, l'opération peut ne pas être suffisamm-ent rapide et un temps important peut être gagne lorsqu'un orifice est découpé dans le dôme d'habitacle pour le passage du siège et de son occupant. -Cependant, l'opération présente des difficultés car les dômes d'habitacles sont habituellement formés d'une matière très tenace qui résiste à la pression régnant dans le cockpit et aux chocs contre les oiseaux, etc. Le brevet britannique NO 1 383 511-3 décrit un appareil destiné à découper un orifice dans un dame d'habitacle d'un c.ockpit, mettant en oeuvre un cordon explosif. Etant donné la ténacité du dôme d'habitacle, ce dispositif est cependant encombrant et peut limiter le champ de vision. Sa mise en oeuvre peut provoquer des blessures par projection, sur la personne à éjecté ter, de substances indésirables, et on constate que la dimension des morceaux formés n'est pas régulière. La vérification du fonctionnement d'une installation particulière, après une longue période, est difficile. Récemment, on a montré qu'un dôme d'habitacle de cockpit d'aéronef pouvait être fracturé par explosion d'un fil fusible placé en contact intime avec le dôme d'habitacle. La demande de brevet français NO 76 08 752 déposée le 25 mars 1976 par Electrical Research Association Ltd. décrit un appareil de ce type. L'invention concerne un appareil qui présente, en plus des avantages des dispositifs précités à fil fusible, un mode de fracture très reproductible et qui nécessite une quantité d'énergie très réduite. Plus précisément, selon I'invention, un panneau est disposé afin qu'il soit fracturé, par disoosition en contact intime avec lui et par enrobage d'au moins un conducteur électrique fusible sous forme d'un ruban, le plan de ce dernier étant sensiblement perpendiculaire à celui du panneau, le conducteur étant destiné à être relise à une source d'impulsions électriques d'énergie élevée, et pouvant exploser et provoquer ainsi des fractures dans le panneau. Le ruban peut comporter plusieurs rétrécissements réduisant sa section, placés à certains intervalles sur sa longueur de travail. Ces rétrécissements jouent le rôle de germes de fractures qui se propagent dans la matière du panneau dans le plan du ruban. Les rétrécissements peuvent correspondre à 0,1 à 0,5 fois la section du ruban et peuvent avoir une longueur de 1 à 3 mm. Ils peuvent entre placés à des intervalles de 20 à 50 mm, bien que ces valeurs soient une indication de proportion plutôt que des limites de l'invention. I1 faut noter que le panneau est d'un type qui peut être fracturé par le dispositif décrit, et il est donc normalement formé d'une matière plastique ayant une faible conductivité. Le terme "panneau" désigne notamment les dômes d'habitacles et les pare-brise des cockpits. Il désigne même les panneaux de sauvetage, mais l'invention est particulièrement avantageuse dans le cas de l'utilisation d'une matière transparente. Elle convient particulièrement bien aux dômes d'habitacles formés de polyméthacrylate de méthyle et de polycarbonate. On constate qu'un ruban d'argent ayant une section de l'ordre de 0,8 - 2,0 x 0,02 - 0,08 mm provoque une fracture satisfaisante d'un panneau de polyméthacrylate de méthyle de 15 mm d'épaisseur. Ces valeurs ne sont pas des limites absolues mais indiquent, dans l'application au dôme d'habitacle d'un cockpit d'aéronef, qu'une partie de ce dôme peut être fracturée par mise en oeuvre de l'invention, sans risque d'inconvénients portant sur la résistance du dôme en utilisation normale ou sur la visibi- lité permise par le dôme à l'occupant. Néanmoins, l'invention concerne aussi un appareil dans lequel le plan du ruban se trou ve au contraire dans l'axe de vision d'un occupant d'un cockpit d'aéronef plutôt qu'exactement perpendiculairement au plan du dôme à l'emplacement du ruban.Habituellement, dans la région d'un dôme d'habitacle de cockpit qui doit être retiré pour le passage d'un siège éjectable et de son occupant, l'axe de vision est sensiblement perpendiculaire au plan local du dôme. Lorsque ce plan n'est pas exactement normal, il est tel que la région concernée se casse facilement vers l'extérieur. Bien qu'on puisse utiliser un certain nombre de métaux différents à la place de l'argent, notamment des métaux nécessitant une faible quantité de chaleur dissipée par effet Joule avant fusion tels que l'étain et d'autres métaux décrits dans a demande précitée de brevet français, une variante particulièrement intéressante à l'utilisation de l'argent est la mise en oeuvre d'un fil formé d'aluminium gainé de palladium. Dans ce cas, l'explosion du conducteur déclenche une réaction exothermique violente d'alliage entre le palladium et l'aluminium. Laproportion pondérale de palladium et d'aluminium peut être comprise entre 3 parties de palladium pour 1 d'aluminium et 1 partie palladium pour 2 d'aluminium. La résistance électrique et éventuellement les propriétés d'explosion du conducteur peuvent être améliorées lorsque le palladium contient jus qu'à 6 m de ruthénium et lorsque l'aluminium contient de petites quantités de chrome, de cuivre, de fer, de magnésium, de manga nèse, de silicium et/ou de zinc. Une matière contenant de l'aluminium et du palladium du type décrit précédemment est vendue par Pyrofuze Corporation, New York, Etats-Unis d'Amérique. Son utilisation sous forme d'une matière provoquant une fusion et une séparation, est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 319 520 et dans une brochure publiée par la société précitée.Ces documents indi quent que cette matière n'est pas explosive et réagit lorsqu'elle est enflammée sous forme d'un filb avec une vitesse relativement lente d'environ 9 cm par seconde. I1 faut noter que, contraire ment à ces indications, l'utilisation de la matière selon l'in vention repose sur la découverte du fait que cette matière crée un choc capable de briser des matières dans lesquelles elle est enrobée, lorsqu'elle subit une surcharge sous forme d'un fil fusible, la matière nécessitant cependant une quantité d'énergie bien inférieure même à celle qui est nécessaire à l'étain. La fracture de la région voulue du dôme en morceaux suffisamment petits pour qu'ils ne présentent pas de risques pour l'occupant éjecté, peut être obtenue à l'aide d'un dessin formé par plusieurs rubans. La demande précitée de brevet français NO 76 08 752 décrit deux dispositifs de cassure de dôme, l'un destiné à l'éclatement d'une région du dôme qui se trouve au-dessus d'un membre d'équipage éjecté et l'autre destiné au retrait de la plus grande partie d'un dôme de son cadre, afin qu'un membre d'équipage d'un avion écrasé au sol puisse sortir en grimpant. L'appareil selon l'invention convient aux dispositifs des deux types décrits dans cette demande. Un procédé convenable de fabrication d'un dôme d'habitacle de cockpit d'aéronef comprenant un dessin de conducteurs selon l'invention comprend la disposition d'une coquille interne et d'une coquille externe, la formation d'une couche de résine sur l'une des surfaces coopérantes, l'enrobage du ruban dans la résine avec la configuration voulue, la disposition de l'autre coquille sur la résine, et le durcissement de celle-ci. Ainsi, des rubans peuvent être disposées afin qu'ils se croisent et qu'ils cassent des régions distinctes d'un panneau, sans qu'ils soient en contact. Dans une variante, un dessin en zig-zag ayant des rubans qui se touchent presque aux noeuds, peut convenir. L'énergie nécessaire pour un tronçon de conducteur formé par un ruban d'argent de 150 mm de longueur, ayant des dimensions et la construction indiquées précédemment, destiné à la fissuration d'une feuille- de polyméthacrylate de méthyle de 15 mm d'épaisseur, est de l'ordre de 1 joule, cette valeur étant déterminée expérimentalement. Bien que l'énergie totale nécessaire à la commande d'un dispositif d'éclatement ou de retrait puisse provenir, dans un aéronef, des barres omnibus d'alimentation, même lorsque celles-ci ont été affectées dans une certaine mesure par l'incident qui nécessite le sauvetage, la prudence impose habituellement qu'une alimentation au moins en énergie soit associée uniquement à l'appareil de fracture du dôme. La demande précitée de brevet français NO 76 08 752 décrit de tels circuits et de telles alimentations, mais il faut noter que la quantité d'énergie nécessaire dans le cadre de 1 'inven- tion est notablement réduite, si bien que les composants des circuits ont des valeurs différentes. Le poids et l'encombrement du circuit sont donc considérablement réduits. Un circuit qui-convient particulièrement bien comporte le conducteur, un commutateur, une alimentation et un composant inductif, les différents composants du circuit étant disposés afin que, après fermeture du commutateur, le courant de l'alimentation charge le composant inductif qui transmet alors une impulsion qui provoque la fusion du conducteur et la fracture du panneau. L'opération peut être réalisée dans un circuit simple ayant juste le commutateur indiqué, et dans lequel le composant inductif, l'alimentation, le conducteur fusible et les caractéristiques générales du circuit sont adaptés de manière que, lors du fonctionnement, l'augmentation de l'intensité du courant transmis par l'alimentation donne un même temps pour la-fusion du conducteur et pour la charge complète du composant inductif assurant 1' auto-excitation-. Dans une variante, le circuit peut comporter un commutateur de dérivation monté dans un sous-circuit qui met le conducteur fusible en dérivation. La réalisation simple -du circuit présente l'avantage d'un fonctionnement aussi rapide que possible, en plus de celui de la réduction au minimum du nombre et de l'encombrement des composants. I1 présente cependant l'inconvénient de nécessiter l'intégrité du conducteur fusible Jusqu'à l'arrivée de l'impulsion créée par le composant inductif, cette disposition pouvant nécessiter l'utilisation d'un conducteur fusible plus important que celui qui correspond à la direction et à l'intensité voulues pour l'explosion. I1 présente aussi l'inconvénient de nécessiter le maintien des valeurs constantes des caractéristiques des composants et du circuit, au moins les unes par rapport aux autres, pendant une longue période et sans dispositif déterminant avec certitude que ces caractéristiques sont bien restées constantes. La variante de circuit, entre certaines limites, ne nécessite pas l'intégrité du conducteur fusible ou l'adaptation des composants. En outre, dans le contexte considéré, de la fracture d'un cockpit d'aéronef dans une séquence d'éjection de l'équipage, le temps habituellement disponible entre le début de la séquence et le moment où le dôme doit être fracturé est supérieur au temps nécessaire à la commande du circuit simple selon l'invention. En conséquence, la variante de circuit est préférable dans cette application. Dans le cas du dispositif destiné à faire éclater une région du dôme qui se trouve au-dessus d'un membre d'qui page à éjecter, le commutateur de charge peut être monté afin qu'il soit commandé par le déclenchement de l'éjection, et.le commutateur de dérivation ou de décharge peut etre commandé par le passage du siège éjectable. Dans le dispositif de retrait du dôme de son cadre, un circuit à retard peut être commandé après fermeture du commutateur de charge, lorsqu'un intervalle convenable de temps s'est écoulé. D'autres caractéristiques et avantages d'un appareil d'éclatement de dôme d'habitacle de cockpit d'aéronef selon l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite à titre purement illustratif, en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'un dôme d'habitacle de cockpit, portant des conducteurs fusibles la figure 2 est un détail d'un conducteur fusible d'un dôme ; et la figure 3 est un circuit d'une alimentation en énergie. Le dôme 10 de cockpit représenté sur la figure 1 comporte un cadre 11 et porte cinq conducteurs fusibles 12a à 12e d'un dispositif d'éclatement de dôme et cinq conducteurs fusibles 13a à 13e d'un dispositif de retrait de dôme. Dans le dispositif d'éclatement, les conducteurs délimitent par recoupement une zone du dôme qui se trouve sur le trajet du siège éjectable et de son occupant, si bien que, après déclenchement, la zone fracturée est décou-pée en morceaux relativement petits. Dans le dispositif de retrait, les conducteurs forment un trajet sensiblement continu tout autour de la périphérie du dôme. Les conducteurs sont formés par un ruban métallique ayant des rétrecissement 14 à certains intervalles sur sa longueur. En dehors de la région qui-doit être découpée, le ruban n'a pas de rétrécissement (comme indiqué par la référence 15). Comme indiqué sur la figure 2, le ruban est enrobé dans la matière du dôme, son plan étant sensiblement perpendiculaire au plan local du dtme. Le procédé d'enrobage du ruban dans le dôme comprend la disposition d'une résine de la matière du dôme sur l'une des surfaces destinées à coopérer d'une coquille interne et d'une coquille externe du dôme, la disposition du ruban dans la résine avec le dessin voulu, la disposition de l'autre coquille du dôme contre la résine, et le durcissement de celle-ci. Aux emplacements de croisement des rubans, ceux-ci sont écartés d'un trajet sensi -blement central afin qu'ils ne se touchent pas. Un tube souple placé dans le cadre du dôme relie les conducteurs à un circuit d'alimentation. Le circuit d'alimentation représenté sur la figure 3 comprend cinq sous-circuits parallèles du dispositif déclatement du dôme du cockpit et cinq sous-circuits parallèles correspondants du dispositif de retrait du dame. les sous-circuits correspondants des deux ensembles se partageant une source commune 20 d'é nergie et une self 21. Chaque sous-circuit d'éclatement comporte un commutateur 22 de déclenchement et l'un des rubans fusibles 12a à 12e, ce ruban étant mis en dérivation par un commutateur 23. Les commutateurs 22 sont reliés mécaniquement et associés à la commande d'un type quelconque qui est utilisée pour le déclenchement de l'éjection. Les commutateurs 23-de dérivation sont aussi reliés d'une manière ou d'une autre et destinés à être déclenchés par un commutateur 24 monté sur un siège éjectable, peu après le début de l'éjection.Les commutateurs 22 et 23 sont normalement ouverts et fermés respectivement. Chaque sous-circuit de retrait du dôme comporte fieux commutateurs 25, 26 de déclenchement montés en parallèle et l'un des éléments fusibles 13a à 13e, monté en dérivation avec un commutateur 27. Les commutateurs 25 sont reliés les uns aux autres et sont normalement ouverts, leur commande manuelle étant assurée par l'occupant du cockpit. Les commutateurs 26 sont reliés les uns aux autres et sont normalement ouverts et ils sont commandés manuellement depuis l'extérieur de l'aéronef. Les commutateurs 27 de dérivation sont reliés les uns aux autres et sont destinés à être ouverts par un dispositif 28 à retard déclenché par la ferr---ure de l'un des commutateurs 25 ou 26. La commande du dispositif d'éclatement de dôme commence par un déclenchement de la séquence d'éjection qui provoque la fermeture des commutateurs reliés 22. Une pointe de courant provenant des alimentations 20 est transmise par les selfs 21 et provoque l'excitation de ces dernières. Cette énergie, après l'ouverture des commutateurs 23 par le siège éjectable, est transmise aux rubans 12a à 12e qui fondent et provoquent l'éclitement du dôme avant que le siège éjectable ne l'atteigne. Le fonctionnement du dispositif de retrait du dôme est analogue. La fermeture des commutateurs 25 par un membre d'équipage ou Cs commutateurs 26 par une personne qui se trouve à l'extérieur de l'aéronef, provoque la transmission d'une pointe de courant par l~alimentation 20 et l'excitation des selfs 21, si bien que le dispositif 28 à retard commence à fonctionner. A la fin d'un intervalle de temps prédéterminé, le dispositif 28 ouvre les commutateurs 27 de dérivation et la charge des selfs provoque la fusion des rubans 13a à 13e. Dans un mode de réalisation de l'invention, le ruban est formé d'argent et a une section de 1,25 x 0,04 mm. Au niveau des rétrécissements 14 qui sont placés à des intervalles de 50 mm et ont une longueur de 2 mu, la section est de 0,2 x 0,04 mm. Dans une variante, le dessin représenté sur la figure 1 est formé d9un ruban "Pyrofuze" de 0,15 x O, 015 mm, ayant des rétrécissements 14. Les connexions 15, qui doivent se fracturer lorsque le dispositif de retrait du dôme est commandé, sont formées de plomb. REUENDICATI ONS 1. Panneau destiné à être fracturé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conducteur électrique fusible, sous forme d'un ruban, enrobé dans le panneau et placé en contact intime avec celui-ci, le plan du ruban étant sensiblement perpendiculaire à celui du panneau, le conducteur étant destiné à être relié à une source d'impulsions électriques de forte énergie, afin qu'il explose et provoque ainsi la formation d'une fracture dans le panneau. 2. Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ruban a plusieurs rétrécissements de section réduite, placés à certains intervalles suivant Sa longueur. 3. Panneau suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les rétrécissements ont une section comprise entre 0,1 et 0,5 fois la section du ruban et une longueur de 1 à 3 mm. 4. Panneau selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les rétrécissements sont placés à des intervalles de 20 å 50 mm. 5. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban est formé d'argent. 6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ruban est formé d'aluminium gainé de palladium. 7. Panneau selon 1s revendication 6, caractérisé en ce que les proportions pondérales du palladium et de l'aluminium sont comprises entre trois parties de palladium par partie d'aluminium, et une partie de palladium pour deux parties d'aluminium. 8. Panneau selon l'une des revendications 6 et 7, caràctérisé en ce que le palladium contient du ruthénium à raison de 6 au maximum. 9. Panneau selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'aluminium contient de petites quantités d'au moins un métal c-hoisi dans le groupe qui comprend le chrome, le cuivre, le fer, le magnésium, le manganèse, le silicium et le zinc. 10. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rubans formant un dessin. Il. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il forme un dôme d'habitacle de cockpit d'aéronef. 12. Panneau selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est formé de polyméthacrylate de méthyle coulé. 13. Panneau selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est formé de polycarbonate. 14. Panneau selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, sous forme d'un dôme d'habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs de fracture, l'un destiné à faire éclater une région du dôme qui se trouve au-dessus d'un membre d'équipage éjecté, et l'autre destiné à retirer la plus grande partie du dôme d'habitacle de son cadre, afin qu'un membre d'équipage d'un aéronef qui s'est écrasé au sol puisse sortir. 15. Procédé de réalisation d'un panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une couche de résine sur la surface externe d'une coquille interne ou la surface interne d'une coquille externe, l'enrobage du ruban dans la résine avec la configuration voulué, la disposition de l'autre coquille sur la résine, et le durcissement de cette dernière. 16. Appareil de fracture de panneau, caractérisé en ce qu'il comprend un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et un circuit électrique comprenant le conducteur, un commutateur, une alimentation et une self, les composants du circuit étant montés afin que, après fermeture du commutateur, le courant de l'alimentation charge la self qui transmet alors une impulsion provoquant la fusion du conducteur et la fracture du panneau. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en -ce qu'il comprend un commutateur de dérivation monté dans un sous-circuit qui met le conducteur fusible en dérivation. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que le commutateur dedérivation est destiné à être commandé par le passage d'un siège éjectable. 19. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend un sous-circuit à retard destiné à ouvrir le commutateur de dérivation. 20. Appareil de fracture de panneau, caractérisé en ce qu'il comprend un panneau selon la revendication 14 et un circuit comprenant une source d'énergie et une self communs à deux dispositifs, un dispositif d'éclatement et un dispositif de retrait du dôme, un commutateur de déclenchement d'éclatement relié au conducteur fusible du dispositif d'éclatement et un commutateur de dérivation de dispositif d'éclatement, monté en- parallèle avec le conducteur fusible du-dispositif d'éclatement, et un commutateur de déclenchement de retrait de dôme associé au conducteur fusible de retrait de dôme et un commutateur de dérivation de retrait de dôme monté en parallèle avec le conducteur fusible du dispositif de retrait. 21. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que le commutateur de dérivation du dispositif d'éclatement est destiné à être commandé par le passage d'un siège éjectable. 22. Appareil selon l'une des revendications 19 et 20, caractérisé en ce qu'il comprend un sous-circuit à retard destiné à ouvrir le commutateur de dérivation du dispositif de retrait de dôme. 23. Appareil selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que le commutateur de déclenchement de retrait de dôme comprend des commutateurs commandés de l'intérieur et de l'extérieur, montés en parallèle. 24. Appareil selon l'une quelconque des revendications 16 à 23, caractérisé en ce qu'il comprend, dans l'appareil de fracture ou dans les dispositifs d'éclatement et de retrait, plusieurs conducteurs fusibles, chaque conducteur ou chaque groupe de conducteurs ayant un commutateur distinct de déclenchement, les commutateurs de déclenchement étant reliés convenablement afin qu'ils soient commandés simultanément. 25. Appareil selon la revendication 24, caractérisé en ce que chaque conducteur fusible ou chaque groupe de conducteurs fusibles a un commutateur distinct de dérivation monté en parallèle, les commutateurs de dérivation étant reliés convenablement afin qu'ils soient commandés simultanément. 26. Appareil selon l'une des revendications 24 et 25, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'éclatement et un dispositif de retrait de dôme, les conducteurs ou groupes de conducteurs correspondants des dispositifs se partageant une source distincte d'impulsions.