Brevet FR2559738A1 — publié le 19850823

AY 2559738. UNITE D'AFFICHAGE POUR UN AVION La présente invention concerne une unité d'affichage pour un avion, du type comportant un organe d'affichage pour afficher une image et un système optique pour projeter cette image dans le champ de vision d'un utilisateur. L'invention concerne plus particulièrement une unité d'affichage du type communément appelé "tête haute". On utilise des unités d'affichage tête haute dans un avion pour fournir au pilote une image qui se superpose à son champ de vision normal à travers la verrière de l'avion. Les unités d'affichage de ce genre comportent habituellement un affichage a tube cathodique sur lequel sont représentées des informations de vol. On utilise une lentille optique, un élément holographique ou un miroir pour obte- nir une collimation de l'affichage sur l'écran du tube cathodique. Un combinateur optique, sous forme d'un miroir semi-réfléchissant ou d'un élément holographique, dirige l'image collimatée sur la ligne de vision du pilote. Ainsi, celui-ci peut regarder à l'extérieur à tra- vers le combinateur et observer en même temps l'affichage des informations de vol, focalisé à l'infini. Pour que le champ de vision ménagé par l'affichage tête haute soit aussi grand que possible, l'unité d'affichage est placée aussi près que possible du pilote, et les éléments optiques d'affichage sont aussi grands que possible. Cependant, la taille et l'emplacement de l'unité d'affichage tête haute ne doivent pas gêner l'entrée et la sortie du pilote de l'avion. Il importe spécialement qu'une éjection du pilote en toute sécurité ne soit affectée en aucune manière et que l'unité d'affichage ne constitue aucun risque pour le pilote en cas d'atterrissage brutal. C'est pourquoi les unités d'affichage tête haute sont généralement montées dans l'habitacle de l'avion plus loin du pilote que ce qui serait souhaitable pour lui offrir un grand champ de vision. La présente invention a donc pour but de fournir une unité d'affichage qui peut être placée près du pilote, tout en permettant à celui-ci d'entrer et de sortir de l'avion en toute sécurité et sans être gêné. Dans ce but, la présente invention concerne une unité d'affichage pour avion, du type mentionné plus haut, caractérisée en ce que le système optique comporte au moins un élément optique monté de manière à pou- voir être déplacé de sa position normale quand l'utilisateur entre ou sort de l'avion. L'unité d'affichage comporte de préférence un organe d'actionnement agencé pour déplacer automatiquement ledit élément optique au cas o l'utilisateur est éjecté de l'avion. L'organe d'actionnement peut être actionné par un gaz sous pression à partir d'un mécanisme de siège éjectable. Selon une forme de réalisation préférée, l'élément optique est monté sur un premier bâti, l'organe d'actionnement est monté sur un second bâti de manière à déplacer le premier bâti par rapport au second quand il est actionné, le premier bâti est monté de façon pivotante sur le second bâti, le second bâti est monté de façon pivotante sur l'unité d'affichage, l'organe d'actionnement est disposé de manière à soulever le premier bâti en cas d'éjection, et le second bâti est agencé pour être déplacé vers le bas par une force descendante exercée sur le premier bâti. Le premier bâti peut être monté de manière à pivoter vers le haut sous l'effet d'une force ascendante causée par un choc de l'utilisateur sur le premier bâti. L'unité d'affichage comporte de préférence un dispositif d'encliquetage qui maintient en place un bâti jusqu'à ce que ce bâti soit soumis à une force assez grande pour vaincre la force exercée par le dispositif d'encliquetage. Ledit élément optique peut Atre un collimateur, notamment un collima- teur réfléchissant comportant une surface concave qui porte un élément holographique. De préférence, l'organe d'affichage est monté d'un côté de la ligne de vision de l'utilisateur de façon à envoyer un faisceau vers un premier réflecteur placé de l'autre côté de cette ligne de vision, ce premier réflecteur réfléchissant ce faisceau à travers un combinateur optique vers un second réflecteur placé du premier côté de la ligne de vision, et le second réflecteur renvoyant ce faisceau vers le combinateur optique pour donner une image de l'organe d'affichage dans la ligne de vision de l'utilisateur. Le second réflecteur peutêtre l'élément optique monté de manière à pouvoir être déplacé de sa position nor- male quand l'utilisateur entre ou sort de l'avion. On décrira ci-dessous, à titre d'exemple, une unité d'affichage tête haute selon la présente invention, installée dans l'habitacle d'un avion, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un habitacle d'avion comportant une unité d'affichage tête haute, La fig. 2 est une vue en élévation d'une partie de l'unité d'affichage tête haute, à une échelle agrandie, La fig. 3 est une vue en plan de la partie illustrée par la fig. 2. La fig. 1 représente une unité d'affichage tête haute 1, montée dans l'habitacle 2 d'un avion. L'unité d'affichage 1 comporte un élément combinateur 10 qui est monté dans la ligne de vision 11 du pilote 12 de l'avion. Elle comporte en outre un élément collimateur réfléchis- sant 13 qui, dans sa position normale, s'étend Jusqu'à l'intérieur de l'enveloppe d'éjection 14 du siège éjectable 15 du pilote mais qui, en cas d'éjection est automatiquement rabattu dans une- position de sécurité qui se trouve a l'extérieur de l'enveloppe d'éjection. Des informations relatives au vol de l'avion ou autres sont affichées sur l'écran 20 d'un tube cathodique 21 en réponse à des signaux élec- triques provenant d'un générateur graphique 22. Le générateur graphi- que 22 reçoit des signaux d'entrée sur des conducteurs 23 provenant de différents transducteurs ou capteurs ( non représentés). Le système optique de l'unité d'affichage 1 comporte dans l'ordre, à partir de l'écran 20: un premier groupe de lentilles optiques 24, un premier miroir plan 25, un second groupe de lentilles optiques 26, un second miroir plan 27, l'élément collimateur 13 et le combinateur 10. Le tube cathodique 21, le premier et le second groupe de lentilles 24 et 26, ainsi que le premier miroir plan 25 sont montés au-dessous de la ligne de vision 11 du pilote 12. Les inclinaisons de l'écran 20 et du premier miroir plan 25 sont de telles que la lumière provenant de l'écran est réfléchie vers le haut sous un angle d'environ 60' par rapport à l'horizontale, en direction du second miroir 27. Le second miroir 27 est fixe au-dessus du combinateur 10 et il est incliné de telle manière que la lumière provenant de l'écran est réfléchie vers le bas à travers le combinateur 10 sur l'élément collimateur 13. L'élément collimateur 13 comporte une surface concave pourvue d'un revêtement holographique, mais il peut aussi être constitué par un miroir concave. La puissance optique de l'élément collimateur 13 est de telle que, en combinaison avec l'effet des groupes de lentilles 24 et 26, l'image de l'écran 20 est focalisée à l'infini. L'inclinaison de l'élément collimateur 13, dans sa position normale, est approxima- tivement la même que celle de la ligne de vision 11 et elle est telle que la lumière provenant du miroir 27 est réfléchie vers le haut par l'élément collimateur vers le combinateur 10. Le combinateur 10 est un élément holographique (quoiqu'on puisse aussi utiliser un miroir semiréfléchissant) dont l'inclinaison est choisie de manière à diriger le faisceau provenant de l'élément collimateur 13 en direc- tion du pilote 12, le long de sa ligne de vision 11. Ainsi, le pilote peut voir en même temps les informations de vol affichées sur l'écran 20 et ce qui se passe à l'extérieur, en regardant à travers le combi- nateur 10. L'inclinaison du miroir 27 est telle qu'il ne constitue qu'un mince obstacle dans le champ de vision du pilote. En se référant aux fig. 2 et 3, on constate que l'élément collimateur 13 présente la forme générale d'un rectangle dont les petits côtés sont arrondis. L'élément collimateur est bordé par un bâti métal- lique 30 appelé bâti d'éjection et il est muni d'un rembourrage 31 le long de son bord antérieur, c'est-à-dire le bord le plus proche du pilote. Le bâti 30 comporte de chaque côté, dans sa partie arrière, deux épaulements 32 et 33 qui s'étendent vers le bas. Chaque épaule- ment 32 et 33 est pourvu d'un alésage 34 au moyen duquel le bâti d'éjection 30 est monté sur un second bâti 40, appelé bâti de choc, de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal 5 41. Chacun des épaulements 32 et 33 comporte une face inclinée 35 contre laquelle s'appuie le piston 50 d'un organe d'actionnement respectif 51 actionné par un gaz. Les organes d'actionnement 51 sont connectés par une conduite de gaz 52 au mécanisme d'éjection 100 de l'avion (fig. 1). Quand le pilote tire la poignée d'éjection (non représentée), cela actionne une liaison dans le système de déclenchement du siège éjectable de manière à provoquer le largage de la verrière 3 de l'habitacle et une fourniture de gaz comprimé dans la conduite de gaz 52. Apres un retard prédéterminé, le dispositif principal 101 d'éjection du siège est mis en action. Ce retard prédétermine, qui peut être par exemple de 0,3 seconde, permet à la verrière 3 de s'éloigner de 1' habitacle et à l'organe d'actionnement 51 de chasser son piston 50 vers l'extérieur. La poussée du piston 50 fait pivoter vers le haut l'élément collimateur 13 autour de l'axe 41 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans le cas de la fig. 2, jusqu'â la position dessinée en trait mixte. Dans cette position, l'élément collimateur 13 est range à proximité de l'élément combinateur 10, à l'extérieur de l'enveloppe d'éjection 14. Le bâti d'éjection 30 permet aussi à l'élément collimateur 13 de se déplacer sous l'effet d'un choc vers le haut, par exemple par les genoux du pilote, dans le cas o l'organe d'actionnement 51 serait défaillant. Le bati d'éjection 30 porte deux organes d'appui ou d'en- cliquetage 80 qui sont précontraints par des ressorts et qui font saillie au bas de la partie arrière du bàti. Chaque organe d'enclique- tage 80 est appuyé contre une piste profilée 81 ménagée dans des plaques latérales respectives 42 et 43 du bâti de choc 40. Dans la position normale, horizontale, de l'élément collimateur 13, chacun des organes d'encliquetage 80 est logé dans un évidement 82 se trouvant A l'extrémité supérieure de la piste 81. Quand le bord antérieur de l'élément collimateur 13 est poussé vers le haut par l'organe d'actionnement 51 ou par un choc des genoux du pilote, l'effet de cet effort dépasse la force exercée par les organes d'encliquetage 80, ce qui permet au bâti d'éjection 30 de tourner autour de l'axe 41 jusqu'à ce que l'organe d'encliquetage se loge dans un second évidement 83 ménagé à l'extrémité inférieure de la piste 81. Les deux organes d'encliquetage 80 sont connectés à une poignée 90 disposée entre eux au-dessous de l'élément collimateur 13. En tirant sur cette poignée , le pilote peut faire sortir les organes d'encliquetage 80 hors des évidement 82, ce qui permet de faire basculer librement l'élément collimateur 13 Jusqu'à sa position relevée. Quand l'élément collima- teur est dans cette position, l'entrée et la sortie de l'habitacle sont facilitées. Le bâti de choc 40 est agencé pour permettre à l'élément collimateur de se déplacer vers le bas sous l'effet d'un choc, causé par exemple par la tête du pilote. Les deux plaques latérales 42 et 43 du bâti de choc 40 sont disposées à l'extérieur du bâti d'éJection 30. Elles présentent une forme générale triangulaire et elles sont montées d'une manière pivotante à proximité d'un sommet 44 de ce triangle. Une droite reliant les points de pivotement 44 des plaques opposées 42 et 43 définit un axe de pivotement 60 qui est parallèle à l'axe 41 et se trouve en arrière de celui. Le bâti de choc 40 est maintenu dans sa position normale, dans laquelle l'élément collimateur 13 est sensible- ment horizontal, au moyen de deux organes d'encliquetage 70 à res- sorts. Chacun des organes d'encliquetage 70 s'engage dans une encoche triangulaire 71 ménagée dans le bord extérieur des plaques latérales respectives 42 et 43 du bâti de choc. Le bâti de choc 40 est monté de manière pivotante autour de l'axe 60, au moyen de boulons 61 et 62 qui traversent des bras 63 et 64 solidaires du boîtier de l'unité d'affichage. Ce boîtier est monté de manière fixe dans l'habitacle 2 de l'avion. Si l'élément collimateur 13 subit un choc descendant de la part de la tête du pilote, par exemple au cours d'un atterrissage brutal, la force de retenue de l'organe d'encliquetage 70 est dépassé, si bien que l'ensemble du bâti de choc 40 et du bâti d'eJection 30 avec l'élément collimateur 13 pivote vers le bas autour de l'axe 60, dans le sens des aiguilles d'une montre dans le eas de la fig. 2. Ainsi, on peut utiliser un élément collimateur relativement grand et une unité d'affichage montée près du pilote, sans mettre en danger le pilote en cas d'éjection ou d'accident. Au lieu d'un organe d'actionnement fonctionnant au gaz, on peut utiliser un organe d'actionnement pyrotechnique. Dans ce cas, la force provoquant le déplacement de l'élément collimateur est produite par une petite cartouche explosive. La cartouche explosive est mise à feu par le passage d'un courant électrique adéquat, qui peut être fourni par une batterie thermique. On remarquera que la présente invention peut aussi s'appliquer au déplacement d'un autre élément, par exemple d'un élément eombinateur au lieu d'un élément collimateur. Revendications 1. Unité d'affichage pour un avion, comportant un organe d'affichage pour afficher une image et un système optique pour projeter cette image dans le champ de vision d'un utilisateur, caractérisee en ce que le système optique comporte au moins un élément optique (13) monte de manière à pouvoir être déplacé de position normale quand l'utilisa- teur (12) entre ou sort de l'avion. 2. Unité d'affichage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe d'actionnement (51) agencé pour déplacer automatiquement ledit élément optique (13) au cas ou l'utilisateur (12) est éjecte de l'avion. 3. Unité d'affichage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe d'actionnement (51) est actionné par un gaz sous pression à partir d'un mécanisme (101) de siège éjectable. 4. Unité d'affichage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'élément optique (13) est monté sur un premier bâti (30), en ce -que l'organe d'actionnement (51) est monté sur un second bâti (40) de manière à déplacer le premier bâti (30) par rapport au second quand il est actionné, en ce que le premier bâti (30) est monte de façon pivotante sur le second bâti (40), en ce que le second bâti est monté de façon pivotante sur l'unité d'affichage, en ce que l'organe d'actionnement (51) est disposé de manière à soulever le premier bâti (30) en cas d'éjection, et en ce que le second bâti (40) est agencé pour être déplacé vers le bas par une force descendante exercée sur le premier bâti (30). 5. Unité d'affichage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier bâti (30) est monté de manière à pivoter vers le haut sous l'effet d'une force ascendante causée par un choc de l'utilisateur (12) sur le premier bâti (30). 6. Unité d'affichage selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'encliquetage (80, 70) qui maintient en place un bâti (30, 40) Jusqu'à ce que ce bâti soit soumis à une force assez grande pour vaincre la force exercée par le dispositif d'encliquetage. 7. Unité d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracctérisée en ce que ledit élément optique est un collimateur (13). 8. Unité d'affichage selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit élément optique est un collimateur réfléchissant (13) comportant une surface concave qui porte un élément holographique. 9. Unité d'affichage selon l'une quelconque des revendications précé--- dentes, caractérisée en ce que l'organe d'affichage (21) est monté d'un côté d'une ligne de vision (11) de l'utilisateur (12) et de façon à envoyer un faisceau vers un premier réflecteur (27) placé de l'autre côté de cette ligne de vision (11), en ce que le premier réflecteur (27) est agencé pour réfléchir ce faisceau a travers un combinateur optique (10) vers un second réflecteur (13) placé du premier côté de la ligne de vision (11), et en ce que le second réflecteur (13) renvoie un faisceau vers le combinateur optique (10) pour donner une image de l'organe d'affichage dans la ligne de vision (11) de l'utili- sateur (12). 10. Unité d'affichage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le second réflecteur(13) est un collimateur réfléchissant, et en ce que ce second réflecteur (13) constitue ledit élément optique monté de manière à pouvoir être déplacé à de sa position normale quand l'uti- lisateur (12) entre ou sort de l'avion.