Brevet FR2511340A1 — publié le 19830218

1. La présente invention concerne des systèmes de récupération et/ou de lancement d'aéronefs capables de vols à très faible vitesse ou de vols stationnaires, par exem- ple, des avions supportés par la poussée de leurs réacteurs dont la propulsion se fait par direction de la poussée vers l'arrière ou la sustentation par direction de la poussée vers le bas, ou à une combinaison des deux, ou des appa- reils munis d'un rotor tels que des hélicoptères. Les aéronefs supportés par la poussée de leurs réacteurs présentent des problèmes opérationnels lors d'un décollage et d'un atterrissage verticaux, aussi bien lors- qu'ils sont effectués sur terre que sur un navire, à cause des effets re-circulatoires de sol résultant de la réinjec- tion des gaz d'échappement des moteurs lorsqu'ils se trou- vent près de la surface d'atterrissage Cela se traduit par une perte sensible de puissance ainsi que par une surchauffe importante des moteurs De même, les hélicoptè- res sont sujets à des effets de sol provenant de la remise en circulation du fluide d'échappement par le rotor Il est par conséquent souhaitable de prendre des dispositions lors de l'atterrissage et/ou de la récupération d'un aéronef pour que ces effets de sol soient au moins réduits. En dehors des problèmes dus aux effets de sol, l'atterrissage d'un aéronef sur le pont d'un navire pose de 2. sérieux problèmes à cause du roulis, du tangage, des se- cousses et des mouvements de lacet du navire. De plus, dans les opérations navales, il y a l'inconvénient primordial du coût des navires spécialisés qui doivent être utilisés pour prendre les avions en char- ge.Il en est particulièrement ainsi dans le cas des opéra- tions sans décollage ni atterrissage verticaux, mais cela est également vrai pour les avions à décollage et atterris- sage verticaux ou des hélicoptères; même dans ce dernier cas, les navires doivent disposer d'un espace non encombré sur leur pont relativement important pour que les opéra- tions se fassent de façon satisfaisante, ce qui impose qu'ils aient des dimensions et une conception spéciales. Ces navires spécialisés sont par conséquent coûteux, vul- nérables aux attaques, et la gamme des taches qu'on peut attendre d'eux est limitée. Un objet de la présente invention est non seule- ment des systèmes de récupération et/ou de lancement d'un aéronef dans des conditions otu les effets de sol peu- vent au moins être réduits, mais également des systèmes qui, dans des opérations navales,permettent aussi que l'espace du pont d'un navire consacré aux opérations aériennes soit limité à l'espace nécessaire au stockage, à l'entretien et au réarmement de l'aéronef. Selon l'un des aspects de la présente invention, on prévoit un système de récupération et/ou de lancement d'un aéronef comprenant un moyen de portique destiné à être monté sur un poste formant une surface, un aéronef capable d'être animé d'un vol sensiblement stationnaire par rapport au moyen de portique, un moyen d'engagement li- bérable destiné à permettre à sensiblement la totalité du poids de l'aéronef d'être supportée par le moyen de porti- que, ce moyen d'engagement libérable comprenant une paire d'éléments d'engagement complémentaires, l'un des éléments étant monté sur l'aéronef dans la zone proche de son cen- tre de gravité, et l'autre sur le moyen de portique, le système étant agencé de façon qu'un aéronef porté, lors- 3 2511340 qu'il est libéré par désolidarisation des éléments d'enga- gementpeut se maintenir en position auto-supportée, de vol et qu'un aéronef devant être porté ayant adopté la posi- tion précédente peut être récupéré à partir de cette posi- tion en étant supporté par le moyen d'engagement. Dans le cas o le système doit etre utilisé avec un aéronef ayant un moyen de dégagement de gaz pour effec- tuer un vol supporté par la poussée des moteurs à réac- tion, l'élément d'engagement de l'aéronef est de préféren- l O ce dirigé généralement vers le haut et le moyen d'engage- ment du portique est de préférence dirigé généralement vers le bas Dans ce cas, le maintien en position de l'aéronef est avantageux au niveau du vol o la réinjection des gaz dégagés par les moteurs est au moins réduite. Le moyen de portique peut être adapté de manière à se monter sur un véhicule présentant une surface, par exemple sur un navire; en variante, il peut être prévu pour se monter sur une base fixe en hauteur. Commodément, le portique s'étend, et le moyen d'engagement dirigé vers le bas est situé, dans une posi- tion hors-bord du véhicule ou de la base fixe et, plus par- ticulièrement, mais non exclusivement dans le cas d'un na- vire, le portique peut être basculé entre une position à- bord o l'aéronef peut être soulevé à partir d'un emplace- ment de stockage ou déposé dans cet emplacement, et une position horsbord, Dans un navire, cette possibilité fait appel à la distance séparant le pont et la surface de la mer. Le portique comprend de préférence un moyen de stabilisation, qui peut fonctionner de façon à maintenir dans l'espace la position du moyen d'engagement dirigé vers le bas. Le moyen d'engagement du portique comprend commo- dément un moyen de sollicitation permettant de faire effec- tuer un mnuvement relatif généralement vertical vers la po- sition d'engagement de support d'aéronef avec le moyen d'engagement de l'aéronef, et un moyen de positionnement 4. peut être prévu contre lequel l'aéronef est amené pour qu'il soit placé de manière sensiblement rigide à la suite du support dû au moyen d'engagement. Avantageusement, le moyen d'engagement du porti- que est monté de manière à pivoter par rapport à celui-ci, et des moyens de détection permettent de détecter la po- sition des moyens d'engagement de l'aéronef, et de guider le moyen d'engagement du portique pour qu'il prenne sa po- sition d'engagement. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de lancement de l'aéronef du sys- tème de la présente invention, qui consiste à amener l'aé- ronef à une position oa il peut être en vol stationnaire en étant supporté par la poussée des réacteurs; à désolida- riser les moyens d'engagement, puis à laisser l'aéronef s'envoler en dehors du myen de portique. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de récupération de l'aéronef de la présente invention, qui consiste à amener l'aéronef à se rapprocher du moyen de portique; à faire adopter temporai- rement à l'aéronef la position de maintien de vol station- naire en étant supporté par la poussée en vol; à solidari- ser les moyens d'engagement; et à terminer la poussée de support. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un croquis d'un navire de surface équipé du système de récupération et/ou de lancement d'aéronef lors d'une utilisation navale; La figure 2 représente, schématiquement, le mê- me sujet que la figure 1; Les figures 3 a, 3 b, 3 c et 3 d représentent le moyen d'engagement de l'aéronef en tant que partie du système de la figure 1, ainsi qu'une séquence de récupéra- tion; et La figure 4 est une vue à grande échelle du 5. moyen d'engagement de l'aéronef des figures 3 a, 3 b, 3 c et 3 d. Dans la présente description, tous les termes re- latifs à la direction, par exemple vers l'avant, vers l'ar- rière,vers le haut et vers le bas, concernent des véhicules se trouvant dans une position généralement rectiligne et de niveau. En liaison avec les figures, on a représenté en 2, dans ses grandes lignes, un système de récupération et/ou de lancement d'aéronef Le système comprend un moyen de portique sous forme d'un pilier 3, supporté en 4 et 4 ' par un navire 1, et portant un bras 5 pivotant à 5 ' pour permettre un mouvement d'inclinaison Le bras 5 porte à son extrémité libre,ou à proximité de celle-ci,un moyen d'engagement dirigé vers le bas sous forme d'un piston. plongeur d'acquisition 8 Le piston plongeur d'acquisition 8 est mobile vers le haut et vers le bas par rapport au bras 5, et comporte à son extrémité inférieure un récepteur 9 ayant la forme d'un entonnoir renversé Un moyen d'enga- gement dirigé vers le haut,sous -forme d'une sonde 10 ayant un profil approprié, est en saillie vers le haut sur un avion devant être récupéré, sonde qui peut être acceptée dans un agencement de verrouillage à pince de serrage L'avion comprend un moyen de dégagement de gaz 6 pouvant être diri- gé de façon à assurer une poussée de sustentation et de propulsion Le récepteur 9 renferme un moyen de verrouil- lage (non représenté) ayant la forme d'un dispositif à baïonnette ou à pince de serrage amovible qui se verrouil- le sur la sonde 10 et ancré la sonde au récepteur Dans un tel état d'ancrage, l'avion récupéré est porté par le système qui doit,par conséquent,être conçu de façon à sup- porter le poids mort d'un tel avion Des patins 7 de posi- tionnement d'avion sont prévus tout autour du piston plon- geur 8. Le piston plongeur 8 est monté en pivotement à l'extrémité du bras 5 autour de deux axes horizontaux per- pendiculaires X et Y, et des pistons sont prévus qui permet- 6. tent d'effectuer un mouvement dans ces deux sens; ces de- grés de liberté, en même temps que la possibilité de mouve- ment vers le haut et vers le bas du piston 8, définissent une "fenêtre" imaginaire à l'intérieur de laquelle la son- de 10 peut être acquise et verrouillée L'avion et le por- tique sont de préférence équipés d'un système de commande permettant de contrôler le mouvement du piston plongeur d'acquisition 8 de manière à assurer que, lorsqu'un avion est présenté avec sa sonde 10 à l'intérieur de la fenêtre, le piston d'acquisition reçoive la sonde 10 quel que soit le mouvement de l'avion, à l'intérieur de la fenêtre. Le mouvement descendant du piston d'acquisition 8 est tel qu'il provoque la réception par le récepteur 9 et son verrouillage sur la sonde 10 d'un avion se trouvant en sol stationnaire au-dessous; la force effectuant un tel mouvement est par conséquent positive, mais n'a pas une valeur telle qu'il y a risque d'endommagement ou de dépla- cement important de l'aéronef pendant son vol stationnaire. La force du mouvement ascendant doit être telle qu'il y a un support total de l'aéronef dans son ascension avec con- tact stabilisateur des patins de positionnement 7, bien qu'une grande partie de la masse de l'aéronef puisse res- ter supportée par le moyen générateur de sustentation de l'aéronef. Il est envisagé que le moyen de portique ait la possibilité de compenser les mouvements du navire en ma- tière de roulis, tangage, secousses,mouvement de lacet Une telle possibilité peut être apportée par des vérins hy- drauliques 14 (seul un vérin est représenté), qui provo- quent le basculement du bras 5 autour de 5 ' par rapport au pilier 3 L'effet dans chaque cas est de stabiliser le moyen d'engagement dans l'espace quel que soit le mouve- ment du navire Le mouvement de stabilisation dans l'espa- ce du moyen d'engagement peut être commandé par une plate- forme à inertie associée au système de navigation du navi- re. Le bras 5 peut osciller à bord à partir de la po- 7. sition représentée dans les figures 1 et 2 de façon qu'un aéronef récupéré puisse Utre placé sur le pont du na- vire Pendant cette opération, le portique est commandé progressivement de façon à devenir stabilisé sur le navire plutôt que dans l'espace. Un corollaire à la présente invention est que l'aéronef n'a pas besoin d'être équipé d'un train d'atter- rissage du type nécessaire pour absorber les charges d'at- terrissage et de décollage Dans ce cas, l'avion est ame- né à reposer sur des tréteaux 11 qui peuvent comporter des roues de transport sur le sol De telles roues peuvent permettre unmouvement libre, ou un mouvement limité par des guides disposés sur le pont du navire En variante, l'aéro- nef peut être muni de roues de transport sur le sol qui ne sont pas adaptées au support des charges élevées d'atter- rissage et être par conséquent relativement légères Quoi qu'il en soit, l'aéronef peut être rendu beaucoup plus simple, plus léger, et par conséquent moins cher L'6 cono- mie de poids peut être transformée en amélioration de la charge/de l'autonomie. Le système est applicable à des opérations ba- sées sur le sol ainsi qu'à des opérations navales Dans le cas d'opérations basées sur le sol, le portique pourrait être monté à un bord d'un hangar d'avion de façon à dispo- ser d'une hauteur suffisante pour éviter les problèmes de réinjection des gaz d'échappement; aucune stabilisation ne serait évidemment nécessaire, bien que tout le reste soit par ailleurs identique Ainsi, en figure 2, le navi- re serait remplacé par une structure fixe, par exemple par le hangar d'avion dont il vient d'être question. En outre,dans le cas d'opérations navales, l'ap- pareil pourrait être utilisé sur un sous-marin. De préférence, la sonde 10 est montée sur l'avion aussi près que possible de son centre de gravité. Elle peut être rétractable Naturellement, si la concep- tion de l'avion le permet, la sonde 10 pourrait être por- tée par le piston d'acquisition 8 et le récepteur 9 être 251-1340 situé à l'intérieur de l'avion Le positionnement de la son- de 10 en un endroit contigu au centre de gravité permet la commande du vol lorsque la sonde 10 a été acquise par le récepteur 9, mais avant que l'avion n'ait été placé contre les patins 7. Le portique pourrait être muni d'un dispositif de transfert de fluide, par exemple pour le réapprovision- nement de l'avion en carburantsans qu'il soit nécessaire de placer réellement l'avion sur le sol ou sur le pont du na- vire. En fonctionnement, si l'on suppose que le porti- que est positionné comme représenté dans les figures 1 et 2, un avion devant être récupéré se présente comme représenté en figure 3 a, c'est-à-dire légèrement au-dessous, légère- ment à l'arrière, et légèrement à côté du moyen d'engage- ment Il est envisagé que le pilote fasse d'abord la pré- sentation avec le navire (en cas d'opérations navales) quels que soient les mouvements du navire Ensuite, il se placera contre le moyen d'engagement qui est stabilisé dans l'espace. Etant donné que, comme cela est représenté, la sonde 10 est en saillie vers le haut au centre de gravité de l'avion, elle se trouve à l'arrière du pilote et celui- ci a,par conséquent, besoin d'une certaine aide dans le positionnement ultérieur précis de son appareil au-dessous du récepteur 9 Une solution envisagée consiste à dispo- ser d'un panneau de repérage 12 situé dans le champ de vision du pilote Celui-ci peut être en porte-à-faux sur le moyen d'engagement stabilisé Le pilote peut par consé- quent aligner une partie de son appareil sur les repères du panneau, de sorte qu'un positionnement correct de l'avion et par conséquent de la sonde 10 tant en plan qu'en éléva- tion peut être assuré Il s'agit là d'un maintien de posi- tion avec support par la poussée des réacteurs en vol. A ce stade, comme représenté en figure 3 b, le piston d'acquisition 8 est amené à s'abaisser et la sonde est reçue et verrouillée dans le récepteur 9 pour qu'il 9 25 11340 y ait support de l'avion Le pilote réduit alors la pous- sée de ses réacteurs, ce qui a pour effet de conférer une charge au piston 8, tout en conservant un certain degré de commande de vol par la poussée des réacteurs Cette augmentation de la charge à laquelle le piston 8 est sou- mis est détectée par un système de commande qui provoque l'élévation du piston d'acquisition 8 et l'ascension _- l'avion pour qu'il soit reçu dans les patins de posik lo- nement 7 à des fins de stabilisation Lorsque l'aprp 3;l. est maintenant positionné rigidement, comme rer '? en figure 3 c, le groupe moteur est arrêté et le nea 12 ramené en arrière. Le portique est maintenant stabili ?>_e sivement sur le navire plutôt que dans l'esr l'avion est basculé à bord de façon à repose 3 è l S:- teaux 11 Ceux-ci peuvent être équipés de su;:Jc*s ae Sa= ckage 13 de façon à faciliter le recharge, en:-ï i Jvi In: Pour procéder au lancement d'% a 2 ion le poi- que est stabilisé sur le navire et le r( e; tesu} 3 aix à la sonde 10 de l'avion de manière que cei l -ci soit suppor- té, comme cela est représenté en figure Ic, mais l'avion reposant sur des tréteaux 11 L'avion est alors soulevé par le portique et basculé horsbord tandis que le portique est amené à se stabiliser dans l'espace plutôt que sur le navire Le groupe moteur de l'avion est alors mis en mar- che de façon à fournir la partie principale de la susten- tation nécessaire à son support et aussi à permettre un cer- tain degré de contrôle du mouvement de l'avion par le pilo- te lorsque le piston 8 est abaissé avant qu'il y ait li- bération de l'avion Le piston 8 est abaissé et le pilote amène son groupe moteur à produire une sustentation suf- fisante pour que l'avion soit totalement supporté, et lors- qu'aucune charge n'est plus exercée par l'avion sur le pis- ton 8,cette situation est détectée par le système de com- mande, lequel fait libérer la sonde 10 par le récepteur 9 et provoque le déplacement ultérieur vers le haut du pis- ton 8 Le pilote peut alors manoeuvrer l'avion pour l'éloi- 2511340 gner du portique. Alors que le mode de réalisation précédent est décrit en liaison spécifique avec un avion capable d'être supporté par pousséeil peut être également utilisé avec un avion capable d'avoir un vol supporté par la poussée due à un rotor, par exemple des hélicoptères ou des avions à aile/moteur basculants Dans ces cas, le portique serait muni d'un piston plongeur d'acquisition dirigé vers le haut et l'aéronef serait équipé d'un moyen d'engagement dirigé vers le bas Par conséquent, la récupération d'un aéronef de ce type se ferait en un endroit situé au-dessus du pis- ton d'acquisition. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 11 2511340 REVENDICATIONS 1 Système de récupération et/ou de lancement d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de portique ( 3, 5), prévu pour être monté sur une surface ( 1), un aéronef capable de rester en vol sensiblement sta- tionnaire par rapport au moyen de portique, un moyen d'en- gagement libérable ( 9, 10) destiné à permettre à sensible- ment la totalité du poids de l'aéronef d'être supportée par le moyen de portique,ce moyen d'engagement comprenant une paire d'éléments d'engagement complémentaires, dont l'un( 10) est prévu sur l'aéronef dans la zone contiguë à son centre de gravité et l'autre ( 9) l'est sur le moyen de portique, le système étant disposé de façon qu'un aéronef supporté lorsqu'il est libéré par la désolidarisation des éléments d'engagement puisse adopter une position de main- tien en vol auto-supportee et qu'un aéronef devant être supporté ayant adopté cette position de maintien puisse être récupéré à partir de celleci pour un engagement de support par le moyen d'engagement. 2 Système selon la revendication 1, destiné à être utilisé avec un aéronef comportant un moyen de dégage- ment de gaz ( 6) pour effectuer un vol avec sustentation par poussée des réacteurs, caractérisé en ce que l'élé- ment d'engagement ( 10) de l'avion est dirigé généralement vers le haut et le moyen d'engagement ( 9) du portique ( 3, 5) est dirigé généralement vers le bas. 3 Système selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la position oth se maintient l'aéronef se trou- ve à un niveau en vol ot la réinjection des gaz d'échappe- ment est au moins réduite. 4 Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3,caractérisé en ce que le moyen de portique ( 3, 5) est prévu pour être monté sur un véhicule ( 1) présen- tant une surface,par exemple, sur un navire. 5 Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de portique ( 3, 5) est prévu pour être monté sur une base fixe en 12 251 1340 hauteur. 6 Système selon les revendications 4 ou 5, ca- ractérisé en ce que le moyen de portique ( 3, 5) s'étend, et le moyen d'engagement dirigé vers le bas ( 9) est situé, dans une position horsbord du véhicule ( 1) ou à l'exté- rieur de la base fixe. 7 Système selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que le moyen de portique ( 3, 5) est mobile entre une position àbord comportant un emplacement de stockage d'o l'aéronef peut être soulevé ou o il peut être déposé et une position hors-bord. 8 Système selon la revendication 4 ou selon les revendications 6-ou 7 dépendant de la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de portique ( 3, 5) comprend un moyen de stabilisation pouvant fonctionner pour mainte- nir dans l'espace la position du moyen d'engagement dirigé vers le bas ( 9),quel que soit le mouvement du navire. 9 Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8,caractérisé en ce que le moyen d'engagement ( 9) du portique ( 3, 5) comprend un moyen de sollicitation ( 8) pour effectuer un mnuvement relatif afin de venir en engagement de support d'aéronef avec le moyen d'engagement ( 10) de l'avion. Système selon la revendication 9, caractéri- sé en ce qu'il comprend un moyen de positionnement ( 7) con- tre lequel l'avion est placé pour être immobilisé d'une manière sensiblement rigide à la suite de l'engagement de support par le moyen d'engagement ( 9, 10). 11 Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour effectuer une alimentation en fluide de l'aéronef sup- porté. 12 Système selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'alignement ( 12) pour placer l'aéronef avec précision dans le maintien de sa position. 13 Système selon la revendication 9, caracté- 13 2511340 risé en ce que le moyen d'engagement ( 9) du portique ( 3, 5) est monté de manière à être anime d'un mouvement de pivote- ment par rapport au portique, et en ce que des moyens de détection sont prévus qui permettent la détection de la po- sition du moyen d'engagement (l O) de l'aéronef et le guida- ge du moyen d'engagement ( 9) du portique pour qu'il vien- ne s'engager. 14 Procédé de lancement de l'aéronef du sys- tème de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il com- prend les étapes consistant à obtenir un état de vol sta- tionnaire par poussée des réacteurs de l'aéronef supporté, à désolidariser les moyens d'engagement associés ( 9, 10), puis à amener l'aéronef à voler en dehors du moyen de por- tique ( 3, 5). 15 Procédé de lancement de l'aéronef du systè- me de la revendication 10,caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à obtenir un état de vol contrôlable de l'aéronef supporté et positionné, à abaisser l'aéronef de façon à dégager le moyen de positionnement ( 7) tout en maintenant les moyens d'engagement solidaires ( 9, 10 >, à obtenir un état de support par poussée des réacteurs en vol stationnaire de l'aéronef supporté, à désolidariser les moyens d'engagement, puis à provoquer le vol de l'aéronef pour qu'il soit dégagé du moyen de portique ( 3, 5). 16 Procédé de récupération de l'aéronef du sys- tème de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il com- prend les étapes consistant à amener l'aéronef à se rap- procher du moyen de portique ( 3, 5), à amener l'aéronef à adopter temporairement la position de maintien en vol sta- tionnaire supporté par la poussée en vol, à solidariser les moyens d'engagement ( 9, 10) et à cesser la poussée de support. 17 Procédé de récupération de l'aéronef du système de la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à amener l'aéronef à se rapprocher du moyen de portique ( 3, 5), à amener l'aéro- 14 25 11340 nef à adopter temporairement la position de maintien en vol stationnaire supporté par la poussée en sol, à solidariser les moyens d'engagement ( 9,10), à maintenir un état con- tr 8 lable de vol de l'aéronef supporté; à amener l'aéronef vers le moyen de positionnement ( 7) et à le placer contre celui-ci ( 8), à cesser la poussée de support et à cesser l'état de vol contrôlable.