Brevet FR2557319A1 — publié le 19850628

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour maintenir un véhicule en sustentation, par exemple un hélicoptère en vol stationnaire, dans une posi- tion fixe par rapport à une position au sol souhaitée. Pour un hélicoptère, il est fréquemment nécessaire de se maintenir en vol stationnaire à l'aplomb d'une position au sol sélectionnée, par exemple au cours d'opérations sur un champ de bataille. Lors de telles opérations, il est souhaitable, pour l'hélicoptère, d'être capable de maintenir sa position à l'aplomb de la position sélectionnée au sol, avec un minimum d'efforts de la part de l'équipage de l'héli- coptère, de sorte qu'une ligne préalablement établie de tir d'armementspuisse être maintenue, et également de sorte que l'hélicoptère ne soit pas déporté dans des obstacles. Une solution connue pour satisfaire à l'exigence présentée ci-dessus comprend l'utilisation d'un câble lesté, dont l'extrémité repose sur le sol, le câble se balançant sous l'hélicoptère et à partir de ce dernier. Un tel procédé est décrit dans la demande de brevet français n 2 502 772. Cependant, l'utilisation d'un tel câble peut entraîner des problèmes, sur le champ de bataille, en raison de l'enche- vêtrement du câble autour d'objets fixes. De plus, le tir ou la mise à feu de certaines armes peut dévier le câble, La présente invention a pour objet de proposer un procédé de maintien d'un véhicule en vol stationnaire dans une position prédéterminée par rapport à une position choisie au sol, et l'invention se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre de procédés, grace auxquels on remédie aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Conformément à un aspect de la présente invention, un procédé de maintien d'un véhicule en vol stationnaire dans une position fixe par rapport à une position sélectionnée au sol comprend: le déploiement, à partir du véhicule, d'un objet réfléchissant la lumière sur la position sélectionnée au sol; l'orientation, à partir du véhicule, d'un faisceau de lumière sur l'objet; et la commande de la position du véhicule en réponse à la lumière dudit faisceau qui est réflé- chie jusqu'audit véhicule par ledit objet. Dans un mode de réalisation préféré du procédé con- forme à l'invention, la lumière réfléchie par l'objet est dirigée sur un capteur de la position de la lumière, monté dans le véhicule, et la position du véhicule est commandée afin de maintenir la lumière réfléchie dans une position prédéterminée sur le capteur. L'invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention et qui comprend: un objet réfléchissant la lumière; des moyens destinés à déployer ledit objet, à partir du véhicule, jusqu'à une position sélectionnée au sol; une source de lumière; un capteur de la position de la lumière; des moyens optiques pour focaliser la lumière provenant de ladite source en un faisceau dirigé sur ledit objet lorsqu'il est déployé et pour diriger la lumière réfléchie par ledit objet sur le capteur sensible à la lumière; et des moyens répondant au signal de sortie dudit capteur sensible à la lumière afin de donner un signal de sortie représentatif de la position du véhicule par rapport audit objet. Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif, lesdits moyens optiques comprennent des moyens déflecteurs dudit faisceau destinés à commander la direction dudit faisceau; et lesdits moyens répondant au signal de sortie dudit capteur sensible à la lumière comprennent: des servo- commandes destinées à commander lesdits moyens déflecteurs du faisceau, de sorte que la lumière réfléchie vienne frapper la zone du capteur qui occupe une position prédéterminée. A titre d'exemple seulement, on décrira ci-dessous, en référence aux dessins annexés, un-prQcéd,é conforme à l'invention ainsi qu'un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. Sur ces dessins: la figure 1 est une représentation schématique du dispositif en fonctionnement, la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une partie du dispositif transporté par l'objet en vol station- naire, la figure 3 est une vue en plan et en coupe partielle de la partie du dispositif qui est représentée sur la figure 2, et la figure 4 est une représentation schématique de la partie du dispositif qui est déployée sur le sol, en cours d'utilisation. En se référant tout d'abord à la figure 1, la partie principale du dispositif est constituée par un système opti- que monté dans un hélicoptère, et elle comprend une source de lumière 3, agencée afin de diriger la lumière au travers d'un système de lentilles 5, le système de lentilles étant réalisé afin de produire un faisceau de lumière de largeur amplifiée à partir de la lumière produite par la source 3. Le faisceau amplifié est amené à traverser un déflecteur 7 de faisceau et ensuite une fenêtre transparente 9 située dans le plancher 11 de l'hélicoptère 1. Le système optique monté dans l'hélicoptère comprend également un diviseur de faisceau 13 positionné-dans le chemin optique entre la source 1 et le système de lentilles, et, en position adja- cente au diviseur de faisceau, un détecteur 15 de la position de la lumière. Une sortie du détecteur 15 est connectée à une servocommande 17, la servocommande 17 étant réalisée afin de commander le déflecteur de faisceau 7. En position adjacente à la fenêtre 9, un tube de sortie (non représenté)- est monté dans le plancher 11 de l'hélicoptère, et, par ce tube, un objet 19 réfléchissant la lumière et transporté dans l'hélicoptère peut être largué sur une position sélec- tionnée au sol. Lors de l'utilisation du dispos.tiff l'objet 19 réfléchissant la lumière est tout d'abord éjecté par le tube à l'extérieur de l'hélicoptère en vol stationnaire. La direc- tion du faisceau traversant la fenêtre 9 est, à cet instant, réglée par le déflecteur de faisceau 7, de sorte que l'objet 19 passe dans la trajectoire du faisceau, et la lumière réfléchie par l'objet, et qui revient dans le système opti- que, est déviée par le diviseur de faisceau 13 et tombe sur le détecteur 15. Le détecteur 15 produit un signal de sortie électrique indiquant la déviation de position de la lumière incidente par rapport à une position donnée et mémorisée sur le détecteur, et sur laquelle la lumière vient tomber lorsque l'objet est en position centrale dans le faisceau, et ce signal est communiqué à la servocommande 17, qui reçoit également des données relatives à l'altitude et à l'attitude et qui proviennent de gyroscopes d'altitude et d'attitude (non représentés) de l'hélicoptère. La servocommande 17 règle la position du déflecteur de faisceau 7 de sorte que l'objet 19 soit maintenu dans une position centrale dans le faisceau. Ainsi, lorsque l'objet 19 tombe sur le sol, il est suivi par le faisceau lumineux, et lorsque l'objet 19 atteint le sol 21, il reste en position centrale dans la parcelle du sol 23 qui est illuminée par le faisceau lumineux. A la suite de cela, si l'hélicoptère se déplace laté- ralement, le signal de sortie provenant de la servocommande 17 sera alors un signal indicatif du déplacement latéral de l'hélicoptère 1 par rapport à la position de l'objet 19 sur le sol. Ce signal peut être directement entré dans un système de commandesde vol automatique de l'hélicoptère, repéré en 22, afin d'être utilisé pour amener l'hélicoptère à reprendre sa position latérale antérieure ou, en variante, peut être utilisé afin d'être présenté, sur une unité d'affi- chage repérée en 24, au pilote de l'hélicoptère, qui peut en tirer profit afin d'ajuster par lui-même la position de l'hélicoptère. Les données relatives à l'altitude et à l'attitude de l'hélicoptère sont fournies à la servocommande 17 afin de permettre l'identification des changements du signal de sortie de cette servocommande qui sont dus à des variations de l'altitude ou de l'attitude de l'hélicoptère plutôt qu'à un mouvement latéral de l'hélicoptère, et également afin de désencombrer la boucle de cette servocommande des consé- quences de variationsd'altitude et d'attitude de l'hélicop- tère. Des détails d'un mode de réalisation particulier 2557319- du système optique embarqué dans l'helicoptère 1 sont repré- sentés sur les figures 2 et 3. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 3 comprend une diode photo-émissive, ou un laser de faible puissance, la lumière émise par la source étant codée sous forme pulsatoire afin de faciliter l'identification de la lumière réfléchie. Le système de lentilles 5 comprend trois lentilles convexes et une lentille concave agencées comme représenté sur la figure 2. Le déflecteur de faisceau 7 comprend deux prismes en coin 7 et deux moteurs électriques 25 et 27, chacun monté afin de faire tourner l'un des prismes en-coin 7 autour d'un axe commun s'étendant perpendiculairement aux bases des prismes en passant par le centre de ces bases. Des capteurs 29 et 31 sont montés afin de contrôler et de stabiliser les servo- commandes des prismes. Au cours du fonctionnement du système optique, lorsque les prismes 7 sont disposés de sorte que leurs faces inclinées soient parallèles l'une à l'autre, le faisceau traverse les prismes sans déviation. Si les prismes sont ensuite entraînés en rotation l'un par rapport à l'autre autour de l'axe commun mentionné ci-dessus, le faisceau est dévié d'un angle proportionnel à l'angle-de rotation et lorsque les prismes sont entraînés ensemble en rotation autour de l'axe commun, le faisceau suit une trajectoire circulaire de rayon égal à la déviation angulaire. Ainsi, le faisceau peut être centré sur n'importe quelle position sélectionnée au sol à l'intérieur d'une zone circulaire, au moyen du déflecteur de faisceau 7. L'objet réfléchissant 19 peut prendre des formes différentes. Dans sa forme la plus simp,.e, 1 comprend un réflecteur spéculaire, de sorte qu'au moins une partie de la]umière réfléchie, lorsque l'objet se trouve dans le chemin optique, rentrera dans le système optique. Cependant, une forme préférée de réalisation de cet objet réfléchissant est représentée sur la figure 4. Cet objet est un dispositif ayant quatre pattes télescopiques 33, 35, 37 et 39, qui sont déployées par des ressorts (non représentés) lorsque l'objet est éjecté de l'hélicoptère 1. Les pattes 33, 35, 37 et 39 sont ainsi disposées sur l'objet de sorte que l'objet prendra toujours une position telle que la même surface sera présentée vers le haut lorsqu'il se posera sur le sol, après l'éjection de l'hélicoptère 1, les pattes assurant également que lors de l'atterrissage, l'objet ne soit pas amené à s'enterrer de lui-même. Sur la surface de l'objet qui est dirigée vers le haut, après que l'objet ait atterri, il est prévu un réseau de réflecteurs 41 en forme de coin. Chaque réflecteur en coin 41 réfléchit efficacement la lumière dans la direction selon laquelle elle arrive sur le réflecteur correspondant. On obtient ainsi une utilisation plus efficace du faisceau lumineux. Le modèle d4implantation ou réseau des réflecteurs en coin permet une identification, rapide de l'objet. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif et procédé qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de maintien d'un véhicule en vol station- naire dans une position fixe par rapport à une position sélectionnée au sol, caractérisé en ce qu'il comprend: - le déploiement, à partir du véhicule, d'un objet (19) réfléchissant la lumière sur la position sélectionnée au sol (23), l'orientation d'un faisceau de lumière sur l'objet, à partir du véhicule, et la commande de la position du véhicule en réponse à la lumière dudit faisceau qui est réfléchie jusqu'audit véhicule par ledit objet (19). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière réfléchie par l'objet (19) est dirigée sur un capteur (15) de position de la lumière, monté dans le véhicule, et la position du véhicule est commandée de manière à maintenir la lumière réfléchie sur une position prédéterminée sur le capteur (15). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la direction du faisceau de lumière par rapport au véhicule est commandée afin de maintenir la lumière réfléchie dans une position prédéterminée sur le capteur (15). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lumière dudit faisceau qui est réfléchie par l'objet (19) est contrôlée par le capteur (15) pendant le déploiement de l'objet (19). 5. Dispositif destiné à la mise en oeuvre d'un procédé de maintien d'un véhicule en vol stationnaire dans une position fixe par rapport à une position sélectionnée au sol, caractérisé en ce qu'il comprend: un objet (19) réfléchissant la lumière, des moyens (9) destinés à déployer ledit objet à partir du véhicule jusqu'à la position sélectionnée au sol, une source de lumière (3), un capteur (15) de la position de la lumière, des moyens optiques (5,7) destinés à focaliser la lumière provenant de ladite source (3) en un faisceau dirigé 8 2557319 sur l'objet (19) lorsque ce dernier est déployé et destinés à diriger la lumière réfléchie par ledit objet (19),: le capteur (15) sensible à la lumière, et des moyens (17) sensibles à la sortie dudit capteur (15) sensible à la lumière afin de fournir un signal de sortie représentatif de la position du véhicule par rapport audit objet (19). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens optiques comprennent des moyens (7) de déviation du faisceau, destinés à commander la direc- tion dudit faisceau, et en ce que lesdits moyens sensibles à la sortie dudit capteur sensible à la lumière comprennent une servocommande (17) destinée à commander lesdits moyens (7) de déviation du faisceau, de sorte que la lumière réflé- chie tombe sur le capteur (15) au niveau d'une position prédéterminée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sensibles à des données relatives à l'altitude du véhicule afin d'iden- tifier des changements dans la sortie dudit capteur (15) sensible à la lumière et qui sont dus à des changements de l'altitude du véhicule. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sensibles à des données relatives à l'attitude du véhicule, afin d'identifier des changements dans la sortie dudit capteur (15) sensible à la vitesse et qui sont dus à des changements de l'attitude du véhicule. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend unn-yst&me de commandes de vol (22) automatique, sensible audit signal de sortie repr-ésenttalif de la position du véhicule par rapport audit objet (19) afin d'amener le véhicule à maintenir ladite position fixe par rapport à ladite position (23) sélectionnée au sol. 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24) destinés à afficher une représentation dudit signal de sortie représentatif de la position du véhicule par rapport andi.t objet (19). 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens (7) déviateurs de faisceau comprennent deux prismes en coin montés en rotation autour d'un axe commun passant dans les prismes. 12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 11il, caractérisé en ce que ladite source de lumière (3) est agencée afin de fournir des impulsions codées de lumière. 13. Objet réfléchissant la lumière (19), destiné à être utilisé dans la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 4 précédentes, ou destiné à être utilisé dans un dispositif selon l'une des revendica- tions 5 à 12 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins quatre pattes télescopiques (33,35,37,39) élastique- ment sollicitées, déployées à l'atterrissage et disposées sur l'objet de telle sorte que ce dernier prenne une position dans laquelle il présente une surface réfléchissant la lumière tournée vers le haut lorsque l'objet (19) repose sur le sol. 14. Objet réfléchissant la lumière (19) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite surface réfléchissant la lumière comprend un réseau de réflecteurs (41) en coin, chaque réflecteur en coin réfléchissant la lumière dans la direction selon laquelle la lumière est inci- dente sur le réflecteur en coin correspondant.