Brevet FR2524858A1 — publié le 19831014

La présente invention concerne un agencement de dispo- sitifs pour sectionner et enlever des parties de paroi du toit de cabine de postes de pilotage, notamment de vitrage de toit de cabine d'avions pour l'éjection de membres d'équipage dans des cas d'urgence, les dispositifs compre- nant, le long de lignes prédéterminées de séparation sur les parties de paroi, des cordons explosifs reliés à des dispositifs d'amorçage. Lors du sauvetage, par exemple d'équipages d'avions, le toit de cabine obture par son vitrage la voie de sauvetage. Pour dégager la voie, on connaît un certain nombre de procédés ou d'agencements de tels dispositifs Ainsi il est connu d'éjecter la totalité du toit de cabine dans des cas d'urgence En outre, il est connu d'assurer la rupture ou le sectionnement du vitrage de toit de cabine le long d'une ligne prédéterminée de rupture à l'aide de moyens pyrotech- niques, avec ou sans l'intervention auxiliaire d'un disposi- tif de rupture de toit de cabine, par exemple une installa- tion de siège éjectable. En outre, il est connu d'assurer le catapultage vers l'extérieur des membres de l'équipage à sauver au travers du vitrage du toit de cabine sans rupture préalable, par exem- ple par des moyens pyrotechniques. L'éjection de l'ensemble du toit de cabine nécessite un temps relativement important, qui exclut son application pour le vol à grande vitesse Le raccourcissement de la pé- riode disponible pour le sauvetage du fait de la longue distance à parcourir entre le début de l'apparition du dan- ger et la libération du système de blocage du capot et la séparation ultérieure du toit de cabine, limite les possibi- lités d'application. Avec le procédé suivant lequel les membres d'équipage à sauver sont éjectés au travers du vitrage du toit de cabine, il existe en outre un risque important de dommages aussi bien pour les personnes proprement dites que pour leur équipement. Ainsi avec ce procédé on ne peut empêcher que les équipe- ments de survie portés par les personnes à sauver, comme par exemple des gilets de sauvetage, des combinaisons de protection contre le froid et des masques à oxygène soient endommagés Cela signifie que, malgré une éjection satis- faisante, les chances d'un sauvetage sont considérablement diminuées. Pour réduire les risques précités dans des cas d'urgen- ce, on a utilisé des moyens pyrotechniques se présentant sous la forme de cordons explosifs reliés à des dispositifs d'amorçage A cet égard, les cordons explosifs sont disposés sur les vitrages des toits de cabines le long de lignes de rupture prédéterminées. Dans un agencement connu, les cordons explosifs sont disposés dans la zone des bords du vitrage suivant une bou- cle fermée et en outre, à partir du bord arrière du vitrage dans une zone du plan vertical de symétrie du vitrage de toit de cabine, suivant des modèles déterminés comportant des décrochements orientés dans une direction transversale du vitrage Dans une direction longitudinale du toit de cabine, les cordons explosifs disposés dans la zone du plan longitudinal vertical de symétrie ne s'étendent que sur une longueur limitée, c'est-à-dire qu'ils ne présentent aucune liaison avec les cordons explosifs placés dans la zone du bord avant de vitrage. Lors d'un sectionnement du vitrage du toit de cabine, on ne peut cependant pas être ainsi assuré que les membres d'équipage à sauver, ou bien leurs équipements de survie, n'entrent pas en collision avec des parties du vitrage qui ont été détachées ou brisées. L'invention a pour but d'agencer les moyens de section- nement du vitrage de toit de cabine et de les disposer de telle sorte que le vitrage ou des parties de celui-ci soient écartés en toute-sécurité de la voie d'éjection, aussi rapi- dement que possible, c'est-à-dire sur les trajets les plus courts tout en conservant une cohésion du vitrage, afin d'éviter une collision des personnes à sauver ou de leurs équipements avec des parties de vitre ou avec des éclats. Le but posé est atteint selon l'invention par le fait que: a) il est prévu un ou plusieurs tronçons de cordon explosif s'étendant sur la totalité, ou approximativement la totalité de la longueur du vitrage de toit de cabine dans la zone et le long du plan de symétrie orienté dans la direction longitudinale, b) il est prévu d'autres tronçons de cordon explosif s'étendant sur la totalité, ou approximativement la totalité de la longueur du bord avant et du bord arrière du vitrage, c) les bords longitudinaux du vitrage de cabine forment dans leur zone de fixation des appuis fléchissants ou pivo- tants pour les moitiés de vitrage, notamment jusqu'à la rupture, retardée par rapport à l'amorçage des tronçons de cordon explosif, dans la zone de blocage. Avec la disposition ou agencement conforme à l'invention, on obtient des trajets très courts pour le verre ou des par- ties en verre et des temps d'accélération relativement longs pour écarter le vitrage de toit de cabine ou des parties de celui-ci de la voie d'éjection des personnes à sauver. En outre, du fait de la séparation retardée de parties déterminées du vitrage, on prédétermine des lignes définies de flexion (lignes de pivotement) dans la zone des bords longitudinaux du vitrage ou bien de la zone de fixation de verre orientée dans la direction longitudinale, autour des- quels les moitiés de vitrage formées par les tronçons de cordon explosif sur les deux côtés du plan longitudinal de symétrie de la cabine avant le sectionnement sont déplaçables vers l'extérieur Ce mouvement des moitiés de vitrage vers l'extérieur, c'est-à-dire dans une direction les éloignant latéralement de la personne à sauver, est facilité par l'exploitation des forces aérodynamiques essentiellement négatives qui s'exercent sur les moitiés de vitrage En outre le mouvement des moitiés de vitrage en vue de les écarter de la voie d'éjection de la personne à sauver est facilité par le dispositif de rupture de toit de cabine d'une installation à siège éjectable ou bien par les épaules de la personne à sauver La cohésion des moitiés de vitrage est maintenue dans une large mesure après l'amorçage des tronçons du cordon explosif. L'accélération des deux moitiés de vitrage vers l'exté- rieur, c'est-à-dire dans des direction les éloignant l'une de l'autre, s'effectue sur une distance latérale relative- ment grande et elle est répartie dans un intervalle relati- vement long de manière qu'un éclatement des moitiés de vi- trage dans la zone de fixation formant l'appui pivotant pour les moitiés de vitrage s'effectue de façon retardée et les moitiés de vitrage libèrent ainsi le plus rapidement possible la voie d'éjection Lorsque les deux moitiés du vitrage atteignent une position rabattue qui évite des dommages à la personne à sauver et à son équipement, il se produit alors une rupture des moitiés de vitrage dans la zone des bords longitudinaux du vitrage ou bien dans la zone de fixation sur la structure de l'avion. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est en outre prévu que les tronçons de cordon explosif comportent, dans la zone du bord arrière de vitrage, à partir du plan de symétrie, une dimension longitudinale limitée en direction des bords longitudinaux du vitrage on obtient ainsi que les moitiés de vitrage soient obligées d'exécuter non seulement un mouvement les éloignant du plan longitudinal de symétrie autour des appuis pivotants dans les zones de fixation, mais en outre un mouvement dirigé vers le haut, On obtient ainsi un guidage défini des deux moitiés du vitrage les écartant de la voie d'éjection du pilote tout en facilitant le déga- gement des deux moitiés du vitrage de l'avant La partie du vitrage qui n'est pas sectionnée par les cordons explosifs dans la zone du bord arrière constitue alors, jusqu'à une rupture se produisant automatiquement sous l'effet du vent, un appui pivotant pour les moitiés du vitrage. Conformément à une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu que des tronçons de cordon explosif soient disposés dans la zone des bords longitudi- naux du vitrage des deux côtés du plan de symétrie et que ces tronçons de cordon explosif soient reliés, par l'inter- médiaire d'organes de retardement d'amorçage, au dispositif d'amorçage commun à tous les cordons explosifs Ainsi, dans le cas d'un avion se trouvant au sol, on obtient également un dégagement rapide de la voie d'éjection du membre d'équi- page à sauver du fait que le vitrage est sectionné en même temps dans la zone du plan longitudinal de symétrie ainsi que sur le bord avant et le bord arrière du vitrage, avec cependant, au contraire, un retardement dans la zone des bords longitudinaux Ainsi la zone de fixation longitudinale située le long des bords longitudinaux du vitrage agit éga- lement dans ce cas comme un appui pivotant de sorte que les moitiés du vitrage conservant leur cohésion sont repoussées d'un bloc vers l'extérieur de manière à être écartées du plan longitudinal de symétrie au moyen d'un dispositif de rupture de toit de cabine d'une installation à siège éjecta- ble et/ou par les épaules de la personne à sauver. Conformément à l'autre caractéristique suivant laquelle les tronçons de cordon explosif sont disposés dans la zone des bords longitudinaux du vitrage des deux côtés du plan de symétrie, il existe une possibilité d'observer une séquence déterminée d'amorçage des différents tronçons de cordon explosif avec un retardement correspondant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, don- née à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la fig 1 représente schématiquement en vue en plan développée, le toit de cabine d'un avion, la fig 2 représente, également de façon schématique, en coupe, un toit de cabine, la fig 3 est une vue en perspective montrant les con- ditions de pression existant sur le côté extérieur du vi- trage de toit de cabine, et les figures 4 à 6 montrent, suivant une coupe partielle d'une cabine d'avion, les phases essentielles de l'éjection d'un membre d'équipage à sauver, en liaison avec une instal- lation à siège éjectable. L'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 6 comporte un vitrage de toit de cabine se composant d'une partie avant 2 et d'une partie arrière 2 ' qui sont reliées aux parties d'encadrement associées. On a désigné par 3 et respectivement 3 ' l'encadrement destiné à recevoir le vitrage de toit de cabine et la partie de fixation de vitre sur la cellule d'avion 5 Pour les deux parties 2, 2 ' du vitrage de toit de cabine, on a adopté dans ce cas les mêmes références numériques On a représenté en outre par des lignes en traits mixtes le plan longitudinal de symétrie E-E orienté dans la direction longitudinale du toit de cabine. Dans la zone du plan longitudinal de symétrie E-E, il est prévu des deux côtés et à des distances d'espacement égales des tronçons de cordon explosif 6, 7 qui sont fixés d'une manière connue sur le vitrage Les tronçons 6, 7 s'étendent dans ce cas sur toute la longueur L du vitrage de toit de cabine 2, 2 ' et ils sont respectivement reliés à des câbles d'amorçage 8, 9 qui sont eux-mêmes raccordés d'une manière généralement connue à un dispositif d'amorçage pyro- technique, non représenté pour simplifier le dessin. En outre, les tronçons de cordon explosif 6, 7 sont reliés, dans la zone de leurs extrémités avant et arrière, à des tronçons de cordon explosif 12, 13 et 14, 15 qui sont disposés sur le vitrage dans la zone de son bord avant 18 et de son bord arrière 19. Un autre exemple de réalisation est également repré- senté sur la fig 1. Dans le cas d'un sectionnement du vitrage de cabine dans un cas d'urgence pour un avion se trouvant au sol, il est prévu dans la zone des bords longitudinaux 22, 23 du vitrage de toit de cabine, d'autres tronçons de cordon explosif 24 et respectivement 25 Ces tronçons 24, 25 sont reliés, par l'intermédiaire d'un organe de retardement d'amorçage 27, 28 de structure connue, aux tronçons de cor- don explosif 14, 15 dans la zone du bord arrière de vitrage 19 ou bien aux tronçons 12, 13 ou bien directement aux câbles d'amorçage 8, 9. La figure 3 montre les conditions de pression, c'est-à- dire les zones de pression s'établissant sur le côté exté- rieur du vitrage de la cabine à l'aide d'isobares enregis- trées dans des conditions d'écoulement aérodynamique Les isobares enregistrées correspondent par exemple à des condi- tions de pression qui s'établissent pour des vitesses en vol de croisière correspondant à environ Mach 0,76 et pour un angle d'attaque de 1,70 Comme des mesures l'ont montré, il s'établit sur le côté extérieur du vitrage de cabine des conditions de pression essentiellement négatives qui provo- quent l'application d'un effet d'aspiration sur le vitrage de toit de cabine, cet effet d'aspiration étant utilisé pour écarter vers l'extérieur le vitrage de toit de cabine après la séparation en deux moitiés dans un cas d'urgence, en vue d'éliminer les parties du vitrage de la voie d'éjection de la personne à sauver, comme cela sera encore expliqué en détail dans la suite. Sur les figures 4 à 6, on a mis en évidence trois pha- ses essentielles de l'éjection d'urgence d'un membre d'équi- page en relation avec une installation à siège éjectable 30 et également en relation avec l'agencement ou la disposition conforme à l'invention. La phase représentée sur la fig 4 montre le vitrage de toit de cabine o des cordons explosifs 6, 7; 12, 13; 14, 15 n'ont pas encore été amorcés, c'est-à-dire que le vitrage n'a pas encore été sectionné Les cordons explosifs ont alors été dessinés schématiquement sous forme de points. En outre, on a désigné par A et B les moitiés de vitrage se trouvant des deux côtés du plan longitudinal de symétrie E-E tandis que des flèches de déplacement A', B' indiquent la direction du mouvement de rabattement du vitrage section- né par les cordons explosifs 6, 7 dans la zone du plan ion- gitudinal de symétrie E-E. Le mode de fonctionnement de l'agencement ou disposi- tion décrit ci-dessus va être expliqué dans la suite. Dans un cas d'urgence, qui rend nécessaire l'éjection du membre d'équipage hors de la cabine de l'avion en cours de vol ou à une grande vitesse de roulage sur le sol, on provoque avant l'actionnement du siège éjectable 30 l'amor- çage des tronçons de cordon explosif 6, 7 dans la zone du plan longitudinal de symétrie E-E du toit de cabine et si- multanément l'amorçage des tronçons de cordon explosif 12, 13 et 14, 15 sur le bord avant 18 et le bord arrière 19 du vitrage. En conséquence, le vitrage de toit de cabine est sec- tionné sur toute sa longueur L dans la zone du plan longitu- dinal de symétrie E-E et dans la zone du bord avant 18 et du bord arrière 19, de telle sorte qu'il se forme deux moitiés de vitrage A, B La cohésion des deux moitiés de vitrage A, B est alors conservée. Les moitiés de vitrage A, B restent d'abord bloquées dans la zone des bords longitudinaux 22, 23 et elles ne sont pas sectionnés par des cordons explosifs A cet effet, la zone de fixation des moitiés A, B dans l'encadrement 3 du toit de cabine sert d'appui pivotant permettant un mouvement des moitiés de vitrage A, B vers l'extérieur dans la direc- tion des flèches A', B'. Le mouvement des moitiés de vitrage A, B est engendré lors d'un écoulement aérodynamique correspondant sur le vitrage du toit de cabine par suite des zones de dépression qui sont engendrées, comme le montre la fig 3. En conséquence, les moitiés de vitrage A, B sont écar- tées par pivotement de la voie de déplacement du siège éjec- table ou du membre d'équipage à sauver en suivant le par- cours le plus court possible autour des bords longitudinaux 22, 23 du vitrage Après que les deux moitiés du vitrage se sont déplacées élastiquement d'une course correspondante autour des appuis pivotants dans la zone des bords longitu- dinaux 22, 23 du vitrage, il se produit automatiquement une rupture des moitiés de vitrage A, B dans la zone des bords longitudinaux 22, 23 A ce moment, le siège éjectable 30 a atteint, avec son dispositif de rupture de toit de cabine 31, à peu près la position de la figure 5 et il assiste le mouvement des moitiés de vitrage A, B dans la direction des flèches A', B' Les moitiés de vitrage A, B sont écartées par l'écoulement aérodynamique provenant de l'avant hors de la trajectoire d'éjection de la personne à sauver et en con- séquence on évite des blessures de la personne et des domma- ges de son équipement Dans un cas d'urgence rencontré avec un avion au sol pour lequel l'écoulement aérodynamique au- tour du vitrage du toit de cabine n'existe pas ou n'est pas suffisant, on amorce les tronçons de cordon explosif 24, 25, de façon retardée par l'intermédiaire des organes 27, 28 par rapport aux tronçons 6, 7; 12, 13; 14, 15. L'amorçage des tronçons de cordon explosif 24, 25 se produit seulement lorsque les moitiés de vitrage A, B ont parcouru une course déterminée dans la direction des flèches A', B' autour de la zone de fixation de vitrage servant de centre de rotation dans la région des bords longitudinaux 22, 23 du vitrage. Du fait que le mouvement des moitiés de vitrage, après le sectionnement à l'aide des tronçons de cordon explosif 6, 7; 12, 13; 14, 15 n'est dans ce cas pas assisté par un effet d'aspiration s'exerçant sur le côté extérieur du vi- trage, les deux moitiés A, B sont refoulées latéralement par le dispositif de rupture de toit de cabine 31 et les épaules de la personne à sauver et elles sont sorties, dans la direction des flèches A', B' de la trajectoire d'éjection du membre d'équipage à sauver par la pression régnant à l'intérieur de la cabine L'amorçage des tronçons de cordon explosif 24, 25 est effectué de façon retardée lorsque les moitiés de vitrage A, B sont sorties de la trajectoire d'éjection A cet égard, il est suffisant d'avoir un temps de retardement de 0,3 seconde. REVENDICATIONS 1 Agencement de dispositifs pour sectionner et enle- ver les parties de paroi du toit de cabine de postes de pilotage, notamment le vitrage de toit de cabine d'avions pour l'éjection de membres d'équipage dans des cas d'urgen- ce,les dispositifs comprenant le long de lignes prédétermi- nées de séparation sur les parties de paroi, des cordons explosifs reliés avec des dispositifs d'amorçage caracté- risé par le fait que a) il est prévu un ou plusieurs tronçons de cordon explosif ( 6, 7) s'étendant sur la totalité, ou approximati- vement la totalité de la longueur (L) du vitrage de toit de cabine (A, B) dans la zone et le long du plan de symétrie (E-E) orienté dans la direction longitudinale, b) il est prévu d'autres tronçons de cordon explosif ( 12, 13 et 14, 15) s'étendant sur la totalité, ou approxima- tivement la totalité de la longueur du bord avant ( 18) et du bord arrière ( 19) du vitrage, c) les bords longitudinaux ( 22, 23) du vitrage de cabi- ne forment dans leur zone de fixation ( 3, 5) des appuis flé- chissants ou pivotants pour les moitiés de vitrage (A, B), notamment jusqu'à la rupture, retardée par rapport à l'amor- çage des tronçons de cordon explosif ( 6, 7; 12, 13; 14, 15), dans la zone de fixation. 2 Agencement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu, de chaque côté dans la zone du plan de symétrie (E-E) au moins un tronçon de cordon explosif ( 6, 7) orienté dans une direction longitudinale. 3 Agencement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les tronçons de cordon explosif ( 14, 15) dans la zone du bord arrière de vitrage ( 19), com- portent à partir du plan de symétrie (E-E), une longueur limitée en direction des bords longitudinaux de vitrage ( 3 22, 23). 4 Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les tronçons de cordon explosif ( 6, 7) dans la zone du plan de symétrie (E-E), et les tronçons de cordon explosif ( 12, 13 et 14, 15) du bord avant ( 18) et du bord arrière ( 19) du vitrage sont reliés à un dispositif d'amorçage commun ( 8, 9). Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les tronçons de cordon explosif ( 12, 13 et 14, 15) sont reliés à des dispositifs d'amorçage fonctionnant séparément. 6 Agencement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que des tronçons de cordon explosif ( 24, 25) sont disposés, dans la zone des bords longitudinaux de vitrage ( 22, 23) des deux côtés du plan de symétrie (E-E) et que ces tronçons de cordon explosif ( 24, 25) sont reliés par l'intermédiaire d'organes de retardement d'amorçage ( 27. 28) au dispositif d'amorçage commun à tous les cordons explosifs.