Brevet FR2551574A1 — publié le 19850308

On connaît déjà depuis de nombreuses années des cabines de simulation de vol appelées couramment II simulateurs de vol". il s'agit de constructions qui, à terre, représentent le cockpit d'un avion déterminé afin de familiariser les équipages avec le type d'avion considéré, mais ces simulateurs de vol sont destinés à des équipages expérimentés que l'on doit familiariser avec l'avion sur lequel ils devront ensuite voler. On connaît également, et ce depuis plusieurs années, des simulateurs de vol pour apprécier les qualités d'un élève-pXlote. Ces simulateurs de vol sont destinés à voir si un personnel déterminé est capable de passer sur un autre type d'avion et à le perfectionner sur ce type d'avion avant de le faire passer sur une double commande puis de le lâcher sur l'avion considéré. Mais, dans aucun de ces simulateurs de vol, il n'a été prévu la possibilité d'essayer et de contrôler les réactions d'un futur pilote qui n a reçu que des leçons théoriques et quelques notions de pilotage et qui est donc incapable de piloter correctement aussi bien un simulateur de vol connu qu'un avion existant réellement. Or, on s'est aperçu que les tests primaires envisagés ci-dessus étaient primordiaux car on risque de donner à un individu une formation théorique alors qu'il est incapable physiquement de pouvoir piloter ensuite des appareils modernes aussi bien des appareils civils ou commerciaux que des appareils militaires ou de guerre. De plus, les cabines ou simulateurs de vol existants sont extrêmement perfectionnés donc, d'une part, coûteux et, d'autre part, fragiles et ne peuvent donc être confiés à des gens inexpérimentés et ne possédant que des notions théoriques. La présente invention a donc pour objet de créer un simulateur de vol assez simple pour être confié à un personnel n'ayant que des connaissances théoriques et très peu de pratique.Ces simulateurs de vol permettent cependant de vérifier et d'enregistrer les réactions de l'individu considéré et ainsi d'effectuer une sélection primaire qui évite une formation plus poussée pour des élèves-pilotes qui ne pourront jamais être employés sur des avions modernes. Comme on le sait, le pilotage d'un avion permet de faire effectuer des mouvements de l'appareil dans l'air dans trois directions principales qui sont données par les axes longitudinaux, transversaux et verticaux afin que l'appareil puisse, dans tous les cas, réagir correctement soit sous l'impulsion du pilote, soit sous l'impulsion du pilote automatique. Les simulateurs de vol permettent les trois mouve ment s suivant les trois axes décrits précédemment mais ceci n'est pas nécessaire pour la détection primaire, et c'est pourquoi le présent simulateur de vol ne comporte qu'une possibilité de mouvement suivant l'axe longitudinal et l'axe transversal donnant cependant une bonne idée du pilotage puisque certains avions utilisés en aviation civil populaire ne comportent que ces deux axes de mouvement suffisants pour les faire voler dans des conditions atmosphériques normales, c'est-à-dire avec des éléments météorologiques moyens (bonne visibilité et un vent ne dépassant pas 20 à 30 noeuds). Conformément à l'invention, la cabine est constituée par un poste pour le moniteur et une cabine étanche pour l'élève-pilote, dans laquelle sont disposés les commandes, les écrans récepteurs pour la vidéo et le calculateur ainsi qu'un siège réglable en hauteur et réglable longitudinalement, la plate-forme supportant la cabine est montée sur un bâti solidaire d'un axe longitudinal pour permettre son basculement latéral à droite et à gauche sous l'action d'un organe moteur, cet ensemble étant monté sur un soubassement permettant,par l'intermédiaire de goussets et d'un axe transversal sous l'action d'un organe moteur, le pivotement d'avant en arrière et d'ar rière en avant de la plate-forme. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les organes moteurs sont constitués par des éléments moteurs, tels que moteurs électriques divers et un asservissement réglant électroniquement la vitesse par exemple à l'aide de thyristors. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue schématique, en perspective, de la cabine-montrant les divers organes mais sans le capotage extérieur. La fig. 2 est une vue schématique en perspective du poste devant lequel se trouve le moniteur. La fig. 3 est une élévation, partie en coupe, de la cabine de simulation de vol avec le capotage. La fig. 4 est un plan de la cabine sensiblement suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est un plan,partie en coupe, de la cabine simplement suivant la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 6 est une élévation longitudinale de la plate-forme avec ses organes de commande. La fig. 7 est une élévation transversale de la plate-forme avec ses organes de commande. La fig. 8 est une élévation latérale du soubassement de la plate-forme. La fig. 9 est une élévation transversale, partie en coupe, du soubassement de la plate-forme. A la fig. 1, on a représenté schématiquement par un plan 1 la plate-forme de la cabine, plate-forme sur laquelle est monté un siège 2 destiné à recevoir l'élève- pilote, siège qui est conforme à celui utilisé dans un avion avec son harnais 3. Près du siège est placé un microphone 4 qui est parfois incorporé au casque du pilote. De même, les écouteurs 5 sont normalement incorporés dans le casque. 7 désigne le manche à balai utilisé couramment en aviation et la manette des gaz est référencée par 8. Cette manette se trouve sur la partie gauche du siège 2 comme cela est classique. Le palonnier 9 est schématisé ici par deux pédales 9a-9b tandis que l'on trouve, au centre de la plate-forme 1, un écran de télévision 10 et un clavier à touche il disposés au-dessus de l'écran de télévision 10. L'écran du calculateur 12 est placé au-dessus du clavier 11 puis des lampes de contrôle et d'indication 13, 14, 15 sont disposées autour de l'écran du calculateur 12. Par mesure de sécurité, les écrans 10 et 12 sont protégés par des glaces 16, 17 évitant ainsi tout accident à l'élève-pilote dans le cas d'implosions du récepteur télévision 10 ou du récepteur calculateur 12. De plus, un bouton d'arrêt d'urgence 17 est placé sur la droite de la cabine qui est aérée en continu par des bouches d'aération 18, 19 placées à la sortie d'un circuit de ventilation pouvant être un circuit d'air conditionné. La fig. 2 montre en perspective le poste du moniteur qui, assis sur le siège 20, dispose d'une part, du microphone 21 en liaison avec la cabine, et d'autre part, d'écouteurs 22 en liaison avec le microphone 4 de la cabine. Le moniteur dispose d'un pupitre de contrôle de la plate-forme 23, d'une table de mixage 24 en liaison avec le microphone 21, d'un organe d'enregistrement et de lecture 25, puis d'un écran de contrôle 26 pour le calculateur, d'un écran de contrôle 27 pour le récepteur télévision, et d'une machine imprimante 28. Tous ces organes sont places sur une table 30 devant le moniteur assis sur le siège 20. Par ces circuits non représentés, l'élève-pilote placé dans la cabine et le moniteur, assis devant son poste de contrôle représenté à la fig. 2, peuvent ainsi recevoir les images vidéo sur les écrans 10 et 27 et les informations ou instructions sur les écrans de contrôle 12, 26 du calculateur. Comme le montre la fig. 3, la plate-forme 1 est enfermée dans une construction étanche 31 présentant sensiblement la forme d'un cockpit d'avion, cette construction 31 pouvant être ouverte à sa partie supérieure par un dôme mobile 32 de façon à permettre à l'élbve- pilote de venir s'asseoir sur le siège 2. Le siège 2 (voir fig. 3) repose sur un bâti 35 qui porte le manche 7 ainsi que la manette des gaz 8. Cette dernière agit sur les éléments moteurs de la plateforme 1 afin d'avoir des réponses plus ou moins rapides des organes moteurs. Le bâti 35 est monté sur des éléments articulés en forme de trapèze 36 et de triangle 37 de façon que l'on puisse, à l'aide d'un moyen quelconque, par exemple un petit moteur électrique, entraîner en rotation un arbre fileté 38 qui, en tournant dans des bagues filetées 39, 40, 41, assure l'abaissement ou l'élévation du siège 2 pour en régler la position verticalement suivant les mensurations de l'élève-pilote. De même, l'élément articulé décrit ci-dessus est monté sur un chariot 42 pouvant coulisser sur au moins une barre horizontale 43 fixée au moyen de pieds 44 sur la plate-forme 1. Ainsi, grâce à un verrou 45, on peut aisément assurer le réglage horizontal du siège 2 pour mettre ce siège dans la position la meilleure suivant les mensurations de l'élbve-pilote. Comme cela est visible à la fig. 3, les récepteurs de télévision et du calculateur 10,11 sont montés sur des supports 46,47 solidaires de la construction 31,et des capotages 48 ferment l'espace entre les deux récepteurs 10, 12.Le palonnier 9 est supporté à la partie inférieure 4 du support 47. Comme cela est représenté à la fig.4,les pédales 9a9b du palonnier 9 sont montées sur des tringleries 50-51 montées en bout d'un levier 52 pouvant pivoter sur un axe vertical 53. Le levier 52 permet le mouvement,par l'intermédiaire d'un doigt 54 solidaire de l'axe 53,d'un levier articulé 55. 56 désigne le point d'articulation du levier 55. L'extrémité 55a du levier 55 permet la commande du poussoir 57-58 d'un distributeur 59 dont le rôle sera expliqué plus loin. Comme on peut le voir aux fig.6,7,8 et 9,la plateforme 1 est montée sur des dispositifs permettant ce basculement d'avant en arrière et sur la droite et sur la gauche, réalisant ainsi des mouvements de tangage et de roulis. En effet, un soubassement 60 en forme de treillis,fixé sur le sol S1 par des vérins à vis 61,supporte à sa partie supérieure 60a un bâti 64 monté sur un axe longitudinal 65 de façon à permettre la rotation à droite ou à gauche de la plate-forme 1 sous l'action d'un organe moteur 66 constitué soit par un vérin à double effet soit par un organe analogue,tel que moteur électrique avec un asservissement électronique. De même pour le tangage,c'est-à-dire pour le mouvement en avant vers le bas et en arrière vers le haut,le bâti 64 est relié par des goussets 67 à un axe transversal 68 permettant,à l'aide d'un organe moteur 70,de faire pivoter vers le haut ou vers le bas la construction 31 constituant la cabine du simulateur de vol. Bien entendu, et malgré que cela ne soit pas représenté, les organes moteurs 66, 70 reçoivent leur énergie d'un groupe soumis d'une part, à l'action d'un asservissement électronique et d'autre part,à l'action du manche à balai 7 et du distributeur 59 actionné par le palonnier 9. La plate-forme 1 peut ainsi se déplacer dans l'espace autour de ses deux axes orthogonaux comme un avion dans l'air. La cabine de simulation de vol qui est décrite ci-dessus permet de sélectionner les élèves-pilotes par l'étude des capacités spécifiques et des contraintes que la profession de pilote en général et des pilotes de combat surtout requiert nécessairement. Cette cabine de simulation de vol permet également d'étudier les capacités d'adaptation au pilotage en se rapprochant le plus des situations réelles de pilotage. En outre ,cette cabine permet de mesurer en particulier les capacités suivantes a) coordination motrice b) division de l'attention c) maîtrise de l'attention d) orientation spatiale directionnelle e) prise de décision f) compréhension Pour la manipulation de la plate-forme (asservissement, commandes, etc.), le calculateur comporte un logiciel avec les tests choisis en fonction des critères recherchés. De plus, la plate-forme est réalisée de façon à ce qu'elle restitue les sensations kinesthésiques des situations de vol puisqu'elle est mobile suivant deux axes (roulis, tangage) et que l'amplitude des mouvements est de plus ou moins 300 par rapport à la position horizontale. Finalement la vitesse angulaire maximum est sensiblement de 20 par seconde. Du fait de la position des deux écrans 10 et 11, on obtient une même stratégie visuelle que dans le pilotage, c'est-à-dire un écran vu tête haute (VTH) permettant la visualisation graphique des actions du candidat sur les commandes et le dialogue de ce même candidat avec le calculateur (écran 12). La vision vue tête basse (écran 10) (VTB) permet la présentation d'images enregistrées au magnétoscope pour divers tests. il est à signaler que le bouton arrêt d'urgence 17 permet au candidat l'arrêt à tout instant et immédiatement de tout le système et en même temps l'intervention du moniteur. il y a lieu de signaler également que la construction 31 est complètement étanche et que le candidat ne peut pas voir à l'extérieur pour repérer sa position dans l'espace. C'est pourquoi, il existe une ventilation forcée à l'intérieur ainsi qu'un éclairage suffisant. De même, l'intérieur de la carrosserie 31 est réalisé en un matériau réfléchissant afin de pouvoir provoquer des reflets parasites sur la tâche du candidat. Finalement, l'accès de la carrosserie 31, pour augmenter le réalisme, comporte, comme déjà indiqué, un dôme mobile 32 mais, afin d'éviter toute fausse manoeuvre, la mise en marche de la cabine de simulation de vol ne peut se faire qu'une fois le dôme mobile 32 de la cabine complètement verrouillé. La cabine est occupée comme cela a été décrit d'une chaîne audio, d'une chaîne vidéo, d'une chaîne de contrôle -de la plate-forme et d'une chaîne calculateur. Les commandes motrices de la plate-forme de simulateur de vol peuvent également être réalisées à l'aide de moteurs électriques soumis au contrôle d'un asservissement électronique comportant les organes nécessaires. REVENDICATIONS 1 - Cabine de simulation de vol constituée par un poste pour le moniteur et une cabine étanche pour l'élbve- pilote, dans laquelle sont disposés les commandes (7, 8, 9, 17), les écrans récepteurs pour la vidéo (10) et le calculateur (12) ainsi qu'un siège (2) réglable en hauteur et réglable longitudinalement, caractérisée en ce que la plate-forme supportant la cabine est montée sur un bâti (64) solidaire d'un axe longitudinal (65) pour permettre son basculement latéral à droite et à gauche sous l'action d'un organe moteur (66), cet ensemble étant monté sur un soubassement (60) permettant, par l'intermédiaire de goussets (67) et d'un axe transversal (68) sous l'action d'un organe moteur (70), le pivotement d'avant en arrière et d'arrière en avant de la plate-forme (1). 2 - Cabine de simulation de vol suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les organes moteurs (66, 70) sont constitués par des éléments moteurs tels que moteurs électriques divers et un asservissement réglant électroniquement la vitesse par exemple à l'aide de thyristors. 3 - Cabine de simulation de vol selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les commandes des organes moteurs (66, 70) sont soumises à l'action d'un appareil de contrôle d'arrêt d'urgence (17) ramenant la plate-forme (1) à la position horizontale dans un très court délai. 4 - Cabine de simulation de vol selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cabine désignée sous la référence "construction 31" est complètement fermée et étanche,la mise en fonctionnement des organes de cette cabine ne pouvant être effectuée que lorsque le dôme (38) de cette cabine est verrouillé en position de fermeture. 5 - Cabine de simulation de vol suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les écrans permettant la vision de renseignements fournis par le calculateur (12) et les images de la chaîne vidéo (10) sont protégés par des glaces (16, 17) anti-implosion.