Brevet FR2458411A1 — publié le 19810102

L'invention est relative à une barre d'attelage. Elle concerne notammentmais non exclusivement, les barres d'attelage utilisées pour manoeuvrer-les avions au sol, au moyen d'un véhicule tracteur. Généralement, c'est au niveau du train d'atterrissage de l'avion qu'une barre d'attelage se raccorde à celui-ci et, pour protéger ce train d'atterrissage de contraintes excessives dues par exemple à une accélération ou à une décélé- ration trop brutale du véhicule tracteur compte tenu de l'inertie de l'avion, ou à un virage trop prononcé du véhicule tracteur, il est connu de réaliser des barres d'attelage en au moins deux parties reliées par des boulons travaillant au cisaillement lorsque la barre subit une traction, une compression, ou une flexion; ces boulons sont choisis de façon à se rompre au-delà d'un certain seuil de sollicitation au cisaillement, correspondant à un seuil maximal prédé- terminé de contraintes au niveau du train d'atterrissage. Ainsi, si les contraintes au niveau du train d'atterrissage deviennent excessives, les boulons de sécurité se rompent et les deux parties de la barre d'attelage se désolidarisent, et la sollicitation excessive du train d'atterris- sage de l'avion disparaît dans la plupart des cas. Ce système offre des possibilités de protection intéressantes du train d'atterrissage de l'avion à l'encontre de fausses manoeuvres, mais présente cependant un certain nombre d'inconvénients. L'un de ces inconvénients réside en ce que les boulons travaillant au cisaillement, ou les goupilles de sécurité les remplaçant, ne donnent aucune pos- sibilité de contrôle de la variation de l'amplitude des efforts jusqu'au moment de la rupture; généralement, le pilote de l'avion et celui du véhicule tracteur, qui doivent manoeuvrer en concordance sans se voir et sans voir la barre d'atte- lage, ne s'aperçoivent d'une fausse manoeuvre que lorsque celle-ci a abouti à la rupture des boulons de sécurité. Or, si elle présente l'avantage de protéger le train d'atterrissage contre la plupart des fausses manoeuvres, cette rupture constitue en elle- même un inconvénient d'une part en ce qu'elle libère l'avion, qui peut poursuivre son déplacement sans contrôle, par inertie, et d'autre part en ce que le changement des boulons de cisaillement demande un certain temps, préjudiciable à l'exploi- tation de l'avion en raison du coût très élevé du temps d'immobilisation des avions au.sol. En outre, il apparaît que ce système de sécurité actuellement connu n'évite pas toujours d'atteindre, malgré sa rupture -, des efforts au niveau du train d'atterrissage de l'avion supérieurs aux efforts admissibles; c'est par exemple le cas lorsque la barre d'attelage travaille en poussée, o la rup- ture des boulons de cisaillemàt---n'empêche pas la poussée de se poursuivre. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, 245841 1 et l'invention propose à cet effet de munir la barre d'attelage, par ailleurs réalisée de façon conventionnelle notamment en fonction de l'utilisation à la- quelle elle est destinée, de moyens permettant de mesurer en permanence les con- traintes auxquelles elle est soumise, de préférence aussi bien en traction et en compression qu'en flexion, et de transmettre ces mesures d'une part au pilote du véhicule tracteur et d'autre part à celui du véhicule tracté afin que, lors d'une. variation de ces contraintes, ils puissenhodifier en conséquence la con- duite de leur véhicule avant qu'elles atteignent un seuil correspondant à une sollicitation maximale excessive au niveau de l'un ou l'autre des véhicules. De préférence, le système de sécurité traditionnel faisant appel à des boulons de cisaillement ou à des goupilles de sécurité est conservé, mais la visualisation permanente par les conducteurs respectifs des deux véhicules des sollicitations auxquelles est soumise la barre d'attelage permet à ces conduc- teurs d'agir en parfait synchronisme pour maintenir ces sollicitations dans les limites acceptables, et par conséquent d'éviter la rupture des boulons de cisail- lement ou autre dispositif équivalent, avec les inconvénients que présente cette rupture. La barre d'attelage selon l'invention, notamment destinÉeau remorquage d'un avion et comportant à cet effet une barre munie à chacune de ses extrémités de moyens d'accrochage respectivement à un véhicule tracté tel qu'un avion et à un véhicule tracteur, est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer en permanence les contraintes dans au moins une zone de la barre, et des moyens pour visualiser les mesures auxpostEsde pilotage respectifs du véhicule tracteur et du véhicule tracté. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci- dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi qu'aux dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. Les figures 1 et 2 montrent des vues d'une barre d'attelage selon l'in- vention destinée au remorquage d'un avion, respectivement en élévation latérale et en plan. La figure 3 montre une vue du corps d'épreuve de cette barre d'attelage, en coupe par un plan incluant l'axe de celui-ci. La figure 4 est un schéma illustrant l'utilisation de la barre d'atte- lage, reliant l'arrière d'un véhicule tracteur à la béquille avant du train d'atterrissage d'un avion. La figure 5 illustre schématiquement le circuit de mesure et de visua- lisation des mesures équipant la barre d'attelage. On a illustré aux figures 1 et 2 une barre d'attelage comportant deux tronçons la et lb, par exemple tubulaires et cylindriques de révolution autour d'un axe commun 2, reliés bout à bout, de façon solidaire, par un corps d'épreuve 2458 4 1 1 3 également de révolution autour de l'axe 2. A l'une de ses extrémités, correspondant ici au tronçon lb, la barre d'attelage porte un anneau 4 susceptible d'être engagé dans un crochet complémen- taire dont est muni le véhicule tracteur 5 (voir la figure 4); à son autre extrémité, correspondant au tronçon la, la barre d'attelage est munie d'une tête d'attelage 6, destinée à être verrouillée sur la béquille avant 7 du train d'at- terrissage d'un avion 8 (voir la figure 4); de façon connue en soi, la tête d'attelage 6 est reliée à l'extrémité correspondante de la barre d'attelage, c'est-à-dire à l'extrémité du tronçon la, par l'intermédiaire de boulons 9 tra- vaillant au cisaillement; par exemple, l'extrémité du tronçon la recevant la tête d'attelage 6 comporte à cet effet deux plaques parallèles 10 et 11, d'orien- tation horizontale lorsque l'axe 2 est lui-même horizontal, entre lesquelles s'engage une plaque 12 solidaire de la tête d'attelage 6; les trois plaques 10, 11, 12 sont percées d'orifices en coïncidence recevant la tige des boulons 9. Naturellement, les moyens d'attelage de la barre au véhicule tracteur et au véhicule tracté pourraient être différents sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention, de même que la forme de la barre, notamment lorsqu'il s'agit de remorquer des véhicules autres que les avions au sol. De façon connue en soi, la barre illustrée comporte un train de roues 13 d'axe horizontal 14 perpendiculaire à l'axe 2; ce train de roues permet de déplacer aisément la barre seule ou lorsqu'elle est accrochée au seul véhicule tracteur et peut être escamoté une fois la barre accrochée au véhicule tracteur et au véhicule tracté (la position escamotée est illustrée en trait mixte à la figure 1 et en trait plein à la figure 4). Au niveau du corps d'épreuve 3 sont pratiquées en permanence des mesures des contraintes de traction ou de compression d'une part, de flexion d'autre part, imposées à la barre lors de la manoeuvre de l'avion au moyen du véhicule tracteur; les contraintes de traction ou de compression résultent de la traction ou de la poussée appliquée à la barre par le véhicule tracteur et l'avion; les contrain- tes de flexion résultent de ce que la tête d'attelage 6 à la béquille avant 7 du train d'atterrissage de l'avion est conçue Je telle sorte que la barre soit solidaire de cette béquille 7 à rotation autour de l'axe sensiblement vertical autour duquel cette béquille est articulée sous la carlingue de l'avion. Il est à noter que ces mesures ne nécessitent pas intercalation entre les deux tronçons la et lb de la barre d'un corps d'épreuve 3 de conception adaptée, et qu'elle pourraient être également pratiquée en une zone convenablement choisie d'une barre ne comportant pas un tel corps d'épreuve, et par exemple d'une barre d'un seul tenant au lieu de comporter deux tronçons la et lb comme dans l'exemple illustré. Toutefois, la pratique des mesures au niveau d'un corps d'épreuve 3 dont la conception est telle qu'il localise les contraintes à mesurer offre la possibilité d'une plus grande sensibilité du système de mesure et par consé- quent d'une plus grande précision dans les informations fournies aux pilotes res- pectifs du véhicule tracteur et du véhicule remorqué. Dans l'exemple illustré, le corps d'épreuve 3, situé plus près de l'organe d'accrochage de la barre au véhicule tracteur que de l'organe d'accrochage de cette barre au véhicule tracté, présente une première zone 16 travaillant à la traction ou à la compression et dans laquelle on effectue la mesure des con- traintes correspondantes, et une zone 17 travaillant à la flexion, et dans la- quelle on effectue les mesures correspondantes. Si l'on se réfère plus particulièrement à la figure 3, on voit que les deux zones 16 et 17 du corps de preuve 3 présentent une forme tubulaire, cylin- drique de révolution autour de l'axe 2 mais présentant des diamètres différents, avec des épaisseurs de parois différentes. Dans sa zone 16, le corps d'épreuve 3 présente un diamètre extérieur voisin de celui des tronçons la et lb de la barre, et un diamètre intérieur pro- che de ce diamètre extérieur de façon à définir une paroi tubulaire 18 mince, c'est-à-dire sensible aux efforts de traction et de compression appliqués suivant l'axe 2. Sur la face extérieure cylindrique de la paroi 18, sensiblement à mi- longueur de celle-ci si l'on se réfère à l'axe 2, sont collées des jauges d'ex- tensiométrie de type, connu,, respectivement 19b et 19c situées dans un plan vertical incluant l'axe 2, respectivement en-dessous et au-dessus du corps d'é- preuve 3, et 19a et 19d situées respectivement de part et d'autre du corps d'épreuve 3 suivant un plan incluant l'axe 2 et perpendiculaires au plan précé- demment cité. Comme le montre la figure 5, ces jauges d'extensiométrie sont réunies en pont, les jauges l9a et 19b présentant une borne commune reliée à l'une des bornes d'une source de tension électrique constante U, et les jauges 19c et 19d présentent une borne commune reliée à l'autre borne de cette source de tension une borne commune aux jauges 19a et 19c est reliée à l'une des entrées d'un am- plificateur A, dontune autre borne d'entrée est reliée à une borne commune aux jauges 19b et 19d; l'amplificateur A amplifie les variations de tension aux bornes du pont de jauges auxquelles sont réunies ces entrées, et transmet ces variations amplifiées à des appareillages les visualisant, par exemple sur des cadrans, au niveau d'un ensemble 20 de visualisation et d'alarme placé dans le poste de pilotage du véhicule tracteur 5 et au niveau d'un ensemble analogue 21 situé au poste de pilotage du véhicule tracté, c'est-à-dire ici au poste de pilotage de l'avion. De préférence, l'amplificateur A comporte des détecteurs de crête 2 458411 et/ déclenchant au niveau des ensembles 20 et 21 une alarme visuelle ou sonore lors- que les contraintes dépassent un seuil prédéterminé réglable en fonction des ef- forts admissibles au niveau du véhicule tracteur et au niveau du véhicule tracté. La zone 17 du corps d'épreuve 3, reliée à la zone 16 par une paroi annulaire 22 de révolution autour de l'axe 2, présente quant à elle un diamètre extérieur inférieur à celui de la zone 16, et par exemple moitié de celui-ci, et un diamètre intérieur tel que l'épaisseur de la paroi tubulaire 23 du corps d'épreuve dans cette zone soit supérieure à l'épaisseur de la paroi 18. La zone 17 concentrant ainsi les contraintes de flexion comporte sur sa périphérie cylindrique extérieure, des jaugesd'extensiométrie24a et 24c situées d'un même côté du plan vertical incluant l'axe 2, symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire à ce plan et incluant également l'axe 2, res- pectivement au-dessus et au-dessous du corps d'épreuve; symétriquement respecti- vement de la jauge 24a et de la jauge 24c gîr rapport au plan vertical incluant an 0ogue l'axe 2 sont disposées deux autres jauges, respectivement 24d et 24b. Comme le montre la figure 5, ces jauges sont réunies en pont, et les jauges 24a et 24b présentent une borne d'entrée commune reliée à l'une des bornes d'une source de tension électrique constante V dont l'autre borne est reliée à une borne d'entrée commune des jauges 24c et 24d; une borne de sortie commune des jauges 24a et 24c est reliée à une borne d'entrée de l'amplificateur A, dont une autre entrée est reliée à une borne de sorte commune des jauges 24b et 24d l'amplificateur A traite les signaux qu'il reçoit du pont formé par les jauges 24a, 24b, 24c, 24d de la même façon que lesinformations reçues du pont formé par les jauges 19a, 19b, 19c, 19d, pour visualiser la variation des contraintes de flexion au niveau des ensembles 20 et 21 et, de préférence, déclencher une alarme au niveau de ces ensembles lorsque les contraintes de flexion deviennent excessives; naturellement, l'amplificateur A comporte des circuits de traitements différents, réglables indépendamment, pour les mesures de traction-compression et pour les mesures de flexion. Naturellement, l'invention est susceptible de nombreuses variantes quant à sa mise en oeuvre, et l'Homme de l'Art chcisira dans chaque cas le mode de mesure des contraintes de traction-compression et des cotraintes de flexion, ou le cas échéant de l'une ou l'autre de ces catégories de contraintes, et le mode de traitement de ces mesures lesplus appropriés; le cas échéant, les infor- mations visualisées au niveau des ensembles 20 et 21 placés respectivement au poste de pilotage du véhicule tracteur et au poste de pilotage du véhicule tracté pourront être traduites, par exemple au niveau de l'amplificateur A, en des informations autres qu'une évaluation des contraintes dans la zone de la barre d'attelage o s'effectuent les mesures; par exemple, dans le cas d'une barre d'attelage destinée au remorquage d'un avion, on pourra prévoir une visualisation 6 2 458 41 1 directe, dans le poste de pilotage de l'avion et au tableau de bord du véhicule tracteur, des couples de rotation autour de l'axe 15 correspondant, pour la bé- quille 7, aux contraintes de flexion mesurées sur la barre d'attelage. Lorsque les ensembles 20 et 21 comporteront des moyens d'alarme, ces moyens d'alarme seront réglés de façon à entrer en action avant rupture des bou- lons de cisaillement 9 ou autre dispositif équivalent, afin que la rupture de ces derniers ne constitue qu'une sécurité ultime. 2 458 4 1 1 REVENDICATIONS 1) Barre d'attelage notamment destinée au remorquage d'un avion, comportant une barre munie à chacune de ses extrémités de moyens d'accrochage respectivement à un véhicule tracté et à un véhicule tracteur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour mesurer en permanence les contraintes dans au moins une zone de la barre, et des moyens pour visualiser les mesures aux pos- tes de pilotage respectifs du véhicule tracteur et du véhicule tracté. 2) Barre d'attelage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour mesurer en permanence les contraintes dans au moins une zone de la barre comportent des moyens pour mesurer en permanence les contraintes de traction et/ou de compression dans cette zone. 3) Barre d'attelage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la barre présente une zone affaiblie à la traction et/ou à la compression, et en ce que les moyens pour mesurer en permanence les contraintes de traction et/ou de compression sont disposés dans cette zone. 4) Barre d'attelage selon la revendication 3, caractérisée en ce que la zone affaiblie à la traction et/ou à la compression est un tronçon creux de la barre. ) Barre d'attelage selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que les moyens pour mesurer en permanence les contrain- tes dans au moins une zone de la barre comportent des moyens pour mesurer en per- manence les contraintes de flexion dans cette zone. 6) Barre d'attelage selon la revendication 5, caractérisée en ce que la barre présente une zone affaiblie à la flexion, et en ce que lesmoyens pour mesurer en permanence les contraintes de flexion sont disposés dans cette zone. 7) Barre d'attelage selon la revendication 6, caractérisée en ce que la zone affaiblie à la flexion consiste en un tronçon creux de la barre, présen- tant des dimensions transversales extérieures inférieures à celles du reste de la barre. 8) Barre d'attelage selon les revendications 4 et 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un tronçon constitué par un corps d'épreuve tubulaire, de révolution autour d'un axe coïncidant avec la direction générale de la barre, ce corps d'épreuve comportant un tronçon de diamètre supérieur et d'épaisseur de paroi moindre définissant une zone affaiblie à la traction et/ou à la compres- sion et un tronçon de diamètre moindre et d'épaisseur de paroi supérieure dé- finissant une zone affaiblie à la flexion, et en ce que les moyens pour mesurer en permanence les contraintes de traction et/ou de compression sont disposés sur le dit tronçon de diamètre supérieur et les moyens pour mesurer en permanence les contraintes de flexion sur le dit tronçon de diamètre inférieur. 9) Barre d'attelage selon l'une quelconque des revendications précéden- 8 2 458 4 11 tes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour déclencher une alarme aux postes de pilotage respectifs du véhicule tracteur et du véhicule tracté lors- que les contraintes dépassent un seuil prédéterminé réglable. ) Barre d'attelage selon la revendication 9, comportant un dispositif de sécurité provoquant sa rupture lorsque les contraintes dépassent un seuil prédéterminé, caractérisée en ce que le seuil de contraintes déclenchant l'alarme est inférieur au seuil de contraintes provoquant la rupture.