Brevet FR2581964A1 — publié le 19861121

@@@tement de protection contre l'accélératson Les membres 'd'équipage. et notamment les pilotes, des avions militaires à hautes performances devent etre protégés contre les effets de l'accélé ration au cours des ressources et des virages serrés. La solution classiquement utilisée à ce jour consiste à les munir d'un vetement anti-g comportant au moins un pantalon muni de poches dans lesquelles une valve sensible à l'accélération établit automatiquement une pression pneumatique augmentant avec l'accélération. Mais cette solution est loin d'être pleinement satisfaisante. En effet, la pression pneumatique est la même dans toutes les poches. alors que la pression hydrostatique à compenser varie le long du corps. dans la direction de l'accélération subie.Pour reduire les variations, on a proposé de donner au pilote une position inclinée, par exemple celle montrée en Figure t, qui réduit la hauteur hydrostatique depuis le sommet du crane jusqu'aux pieds à 100 cm environ et réduit les différences de hauteur hydrostatique le long des membres inférieurs. Mais. d'une part, on est très limité dans cette voie par la gêne que la position inclinée apporte au pilotage et, d'autre part, les différences de hauteur restent notables. La seule solution qui permettrait de se rappracher d'une compensation idéale serait de prévoir une enveloppe d'eau autour du corps. de façon que les colonnes hydrostatiques soient les mêmes à l'intérieur du corps et contre celui-ci. Une telle solution a été proposée il y a maintenant plus de quarante ans mais n'a jamais été appliquée car elle augmente considérablement le poids mort et est d'une mise en oeuvre difficile. Une solution beaucoup plus satisfaisante consiste à rechercher une adaptation approximative par une loi appropriee de variation de la pression etiou par utilisation simultanée d'une pression hydrostatique dans les poches situées les plus bas et d'une pression pneumatique dans l'ensemble des poches (demande de brevet FR 84 03945). Ces solutions ne résolvent cependant pas complètement le problème de la protection dans les avions de hautes performances, et notamment de ceux Gapjbles de voler à très haute altitude, où il est souhaitable d'assurer une compensation aussi exacte que possible des effets de l'accélération à tous les niveaux du corps et où il est nécessaire de tenir compte des effets combinés de l'accélération et de l'altitude. L'invention vise à fournir un vêtement de protection contre l'accélération répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet d'assurer une compensation satisfaisante en n'exigeant Cependant qu'une valve anti-g à un niveau de pression de sortie. L'invention utilise - pour cela le fait que l'application de la pression mécanique au corps lors du gonflement des 'poches d'un vêtement de protection s'effectue de deux façons. Au droit des poches, c'est la pression qui règne dans ces dernières qui détermine directement la pression appliquée au corps. Ailleurs, c'est la tension de l'étoffe, provoquée par la mise en pression des poches, qui applique la pression. Une poche placée sur une jambe de pantalon par exemple va exercer une pression constante sur la partie couverte par la poche, et une pression qui est ailleurs variable et diminue progressivement jusqu'à la ligne équidistnte des deux bords de la poche.Le rendement, c'est-à-dire le rapport entre la pression moyenne appliquée sur une portion d'un membre et la pression qui règne dans la poche. diminue avec le développement angulaire de cette dernière. L'invention propose en conséquence un vêtement de protection contre les accélérations, constitué en une seule pièce en étoffe non extensible, recouvrant au moins les membres inférieurs et le torse, muni intérieurement d'une poche reliée à une alimentation commune de gaz sous pression réglable, caractérisé en ce que la poche a un développement tel que le rendement augmente dans le sens inverse de l'accélération appliquée au porteur du vêtement Dans la pratique, la poche sera prévue pour avoir un rendement croissant à partir d'un point situé au sommet de la tête, suivant une loi sensiblement linéaire en fonction de la distance verticale pour le porteur lorsque ce dernier occupe sa position normale permanente dans l'aéronef. Bien que l'invention trouve une application particulièrement importante dans le domaine de l'aéronautique militaire, ce terme d aéronef doit etre inter prété de façon large et comme désignant tout engin dont les occupants sont susceptibles de subir des accélérations violentes dans une direction prédéterminée à une phase quelconque de la mission. Dans la pratique, le vêtement aura une constitution d'ensemble similaire à celle d'un vêtement pressurisé destiné à autoriser le vol à haute altitude, mais devra être renforcé, notamment aux coutures, étant donné que les pressions mises en jeu sont très supérieures (700 mbars au lieu de 200 mbars dans une constitution qu'on peut considérer comme représentative). Le rendement décroissant est obtenu en réduisant la surface des poches ou le secteur de membre couvert par la poche au fur et à mesure que l'on se rapproche de la tête. Dans un mode de réalisation de l'invention qui n'assure qu'une protection incomplète, mais a le mérite de la simplicité, le vetement se réduit à un pantalon et un gilet, présentant donc une allure générale de salopette. La compensation n'est pas assurée au niveau des membres supérieurs. Mais la présence des bretelles répartit mieux les pressions, une poche placée dans le dos mettant en tension l'étoffe non seulement par traction autour du buste, mais aussi par dessus les épaules. Une solution plus complète et qui sera g nérale- ment préférable consiste à prévoir un vêtement comportant des manches munies de poches. Etant donné que le vêtement doit être ajusté au corps. il sera nécessaire de le réaliser en plusieurs tailles standard et de le munir de moyens de réglage permettant de l'ajuster à chaque individu. Faute de prendre cette précaution, la répartition des pressions de compensation risque d entre défectueuse etlou de provoquer des phénomènes de garrot douloureux pour le porteur. La recherche d'une compensation correcte peut être réalisée, dans toutes les zones intermédiaires et basses du corps, par un choix approprié de la surface couverte par les poches. Par contre, pour les zones hautes, à proximité immédiate de la tête, la différence entre la pression régnant dans la poche et la pression obtenue par tension du tissu risque d entre trop élevée et de gêner le porteur, Suivant un mode particulier de réalisation de l'invention, ce problème est ecarté en fractionnant les poches par des lignes de solidarisation des deux parois qui les délimitent, ces lignes étant placées à intervalles plus ou moins réguliers dans le sens longitudinal du corps ou des membres. Ces liaisons. qui peuvent être formées par divers moyens et notamment par coutures ou soudures, permettent de ne pas transmettre directement au corps la pression gazeuse régnant dans la poche, l'étoffe tendue du vêtement assurant seule la contrepression requise. Les lignes de solidarisation sont placées de façon à ne pas gêner l'écoulement des gaz. L'intérêt d placer la poche anti-g de torse uniquement au dos du vêtement est de laisser la poitrine libre, En conséquence, le porteur du vêtement peut également être muni d'un gilet à poche de poitrine classique de compensation de surpression respiratoire et/ou de compression respiratoire anti-g et/ou de protection contre les décompressions à haute altitude. Mais la poche de poitrine peut être ménagée dans le vetement lui-même : le meme vêtement permet ainsi d'assurer la protection contre l'accélération et la protection contre les décompressions, par exemple en cas de bris de verrière. La protection anti-g peut être améliorée par un col comportant une fraction gonflable, placé autour du cou et évitant le gonflement de ce dernier.Ce col peut être un prolongement de la poche de poitrine ou un prolongement d'une poche de casque. Les poches suivant l'invention seront évidemment prévues pour soit laisser libres les articulations, soit tendre à donner au vetement la forme correspondant à l'attitude du pilote en position de pilotage : ainsi une montée rapide de la pression dans les poches de protection ne risque pas de provoquer un mouvement incontrôlé des membres du pilote et, au surplus, la circulation des gaz sera optimale lorsque le pilote est en position normale. Enfin, les poches prévues dans les jambes de pantalon (et éventuellement dans les manches) peuvent comporter des prolongements destinés à venir se placer à l'intérieur des chaussures, au-dessus des pieds (et éventuellement dans les gants). Dans ce cas, pour éviter que la pression appliquee sur le dessus des pieds ne leur applique des contraintes de déformation douloureuses, il est souhaitable que les chaussures comportent des semelles moulées orthopédiques. Ainsi la compression des pieds est bien répartie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1, déjà mentionnée, montre une attitude du pilote au cours de la mission, qu'on peut considérer comme représentative de celle prévue Jans les avions de combat récents, --la Figure montre un pilote équipé d'un vête- ment de protection suivant un premier mode de realisation de l'invention. le contour des poches de protection étant indiqué en trait mixte sur les parties apparentes du vêtement, en tirets sur les parties cachées pour plus de clarté. - la Figure 3, similaire à la Figure 2, montre un mode simplifié de réalisation de l'invention. - les Figures & , 48 et 4C montrent schématique- ment le développement angulaire de la poche de création d'une contre-pression de compensation autour du bras, au niveau des lignes A, B et C de la Figure 2, - les Figures 5, 6 et 7 montrent schématiquement le développement angulaire des poches du vêtement de la Figure 2, respectivement au niveau de la taille. au niveau moyen de la poitrine et à proximité des épaules, - les Figures s, 9 et 10 montrent schématique- ment la répartition des pressions appliquées sur le corps (partie droite des figures) pour trois développements angulaires possibles des poches (partie gauche des figures), - la Figure 11 montre très schématiquement l'aspect général delta poche d'un vêtement du genre montré en Figure 2, à l'état ouvert. Le vêtement de protection représenté schématiquement en Figure 2 est constitué d'une seule pièce, en étoffe inextensible. De façon à pouvoir être ajusté étroitement sur les pilotes quelle que soit leur morphologie, il est réalisé en plusieurs tailles. Pour réduire le nombre de tailles, il est avantageux de le munir d'organes d ajustage, tels que des lacets ou des sangles. Cette constitution générale est celle qui existe déjà pour des vêtements de pressurisation en vue du vol à haute altitude. De plus, le vetement sera muni d'organes de fermeture rapide sur le buste, les jambes et les bras permettant au pilote de s'habiller et de se déshabiller seul. Ces organes sont schématisés sur la Figure 2 sous forme de fermetures à glissière 10. D'autres solutions, telles que l'emploi de bandes d'accrochage, par exemple celles connues sous la dénomination commerciale "VELCRO" seraient possibles. En particulier, la fermeture basse des manches et des jambes de pantalon peut être assurée, à l'intérieur des gants et des chaussures, par-de telles bandes. Le vetement est muni de poches de protection contre l'accélération recouvrant partiellement les membres, la taille et le dos, libérant la poitrine. Dans le mode de réalisation illustré, toutes les poches sont alimentées sous la meme pression pneumatique à partir d'une valve anti-g (non représentée) par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation 12. Le tronçon de tuyauterie 12 porté par le vêtement lui-meme peut hêtre muni d'un connecteur rapide permettant d'adapter la liaison à la valve anti-g à la morphologie du pilote ou à des avions différents par emploi de raccords adaptés. Le vêtement représenté est également prévu pour recevoir une tuyauterie 14 d'alimentation du masque respiratoire 16 et d'alimentation d'une poche de poitrine destinée à faciliter la respiration du pilote lorsqu'il inhale de l'oxygène sous pression et à le proteger en cas de dépressurisation brutale de l'habitacle. L'absence de poches de protection contre l'accélération sur la poitrine permet de prévoir sur le vêtement des organes de compression du corps utilisés également à d'autres fins. Les poches équipant les jambes de pantalon du vetement ont un râle essentiel, car c'est dans les membres inférieurs que la pression hydrostatique est maximale et risque de provoquer un afflux de sang au détriment du cerveau. Ces poches peuvent avoir, sur la partie externe des cuisses et la face avant de la partie basse de la jambe. un développement angulaire du même ordre que celui prévu sur les pantalons anti-g actuels, ou meme supérieur. Il sera souhaitable de prévoir les poches là où les os sont peu profonds et les parties tendues de l'étoffe contre les parties molles des membres. A titre d'ordre de grandeur, on peut indiquer que, pour une attitude du pilote du genre montré en Figure 1, un développement angulaire des poches aux niveaux D et F (Figure 2) de 135 à 150' sera généralement satisfaisant. Au niveau de l'articulation. il est souhaitable de réduire le développement angulaire des poches et/ou de galber le vêtement de façon que la mise en pression des poches tende à maintenir ou à ramener les membres inférieurs dans la position de pilotage normale. Un développement angulaire de l'ordre de 100 au -niveau E de la Figure 2 sera généralement satisfaisant. Le vetement montré en Figure 2 comporte des manches également munies de poches 17 dont le développement angulaire est déterminé en proportion de la distance verticale à partir du sommet du crans Les poches auront souvent une constitution symétrique pour les deux bras. Cependant, on peut être amené à utiliser des dispositions dïfférentes lorsque les bras sont normalement dans une attitude différente lors du pilotage, comme par exemple cela est représente sur la Figure 1. Dans le cas montré en Figures AA, 48 et SC, le développement angulaire augmente régulièrement depuis le haut du bras (Figure 4A) vers le bas du bras et le coude 'Figure 48) et l'avant-bras {Figure 4C). Des développe lents angulaires de 90', 120 et 135 seront souvent satisfaisants. Là encore, la poche peut se prolonger de façon à venir se loger à l'intérieur des gants, sur le dessus de la main. Le vêtement, qu'il soit du type montré e Figure 2 ou en Figure 3. comprend une poche de dos destinée à la protection contre l'accélération. Cette poche peut etre alimentée directement par la tuyauterie 12. Le rendement de cette poche doit diminuer de bas en haut. Comme le montre la Figure 5, la poche 18 présente à la taille un développement circonférentiel dépassant largement 180*, d'environ 270 , qui tient compte des parties concaves du corps. Le développement angulaire est nettement plus réduit au niveau médian de la poitrine, immédiatement au-dessous des omoplates (Figure 6). De plus, pour éviter une différence excessive entre la pression exercée sur le corps sous la poche et la pression obtenue par tension de l'étoffe à l'opposé de la poche, cette dernière est fractionnée en boudins 20 emprisonnés entre deux couches d'étoffe. Ces boudins sont orientés longitudinalement, de façon à être ali mentés en parallèle et sans étranglement de l'écoulement depuis la tuyauterie 12. Ce fractionnement en boudins est poursuivi dans la partie haute, au niveau des épaules (Figure 7) et, de plus. les boudins sont répartis en deux groupes dirigés vers les épaules, par-dessus lesquelles s'effectue également une transmission de tension. Cette repartition apparait également sur la Figure 11. Les résultats obtenus grâce à ces dispositions apparaissent sur les Figures 8 à 10. Sur chaque Figure, la partie gauche montre le développement angulaire et la constitution d'une poche, en section droite, La partie droite montre la répartition de la pression sur 180'. a partir du point milieu 24 de la poche jusqu'au point opposé 26. La hauteur de la ligne moyenne en tirets représente le rendement de la poche sur cette section. On voit que, dans le cas d'une poche ayant un développement angulaire d'environ 270 (Figure 8), le rendement est proche de l'unité, la pression appliquée sur le corps étant celle qui règne dans la poche à très peu de chose près. Le pli terminal de la poche provoque une baisse localisée de la pression exercée, suivie d'une réaugmentation puis d'une diminution progressive jusqu'au point 26. On retrouve la meme forme de courbe sur la Figure 9, mais avec une forme beaucoup plus décroissante et un rendement moyen notablement diminué. Enfin, dans le cas de la Figure 10, la pression exercée au droit d'une poche fractionnée en boudins est notablement inférieure à la pression qui règne dans chacun des boudins, ce qui diminue notablement le rendement. On retrouve, dans le mode de réalisation de la Figure 3, sensiblement les mêmes caractéristiques, mais limitées au torse et aux membres inférieurs. Là encore, la poche de dos exerce sur l'étoffe une traction qui la met en tension aussi bien par dessus des épaules qu'autour de la poitrine. Les vêtements des Figures 2 et 3 sont complétés par une poche de poitrine 22 permettant d'exercer une contre-pression respiratoire fonction de l'accélération et/ou de 1 altitude. Cette poche peut notamment être en liaison avec la conduite 14. Cette conduite peut également alimenter un bourrelet de protection du cou, ainsi que les organes incorporés au casque, si celui-ci est du type décrit dans le brevet FR-A-2 375 873 ou US 4 172 455. La valve anti-g d'alimentation des poches est avantageusement prévue pour donner à la pression une loi de variation en fonction de l'accélération du genre décrit dans la demande de brevet FR 84 03945. La commutation entre une loi normale, en vol de routine, et une loi assurant une protection accrue en combat peut etre prévue manuellement, vocalement ou automatiquement par l'ordinateur de bord. Le régulateur d'alimentation de la poche de poitrine peut etre prévu pour exercer une surpression respiratoire fonction du facteur de charge. On peut en particulier prévoir, pour les vols de routine, une surpression respiratoire faible, de quelque millibars, et prévoir, pour les conditions de combat, une surpression respiratoire croissant avec le facteur de charge, conformément à l'enseignement du brevet FR 77 20345. La poche déployée du vêtement peut avoir l'aspect montré en Figure 11. On constate que la poche dorsale est fractionnée en boudins et présente une allure générale triangulaire. Les poches destinées à la protection des bras sont également fractionnées, dans la partie recouvrant les épaules et le haut des bras, en boudins longitudinaux, interrompus au niveau de l'arti- culation de façon à laisser une plus grande liberté de mouvement. Aux coudes et aux genoux. le vêtement est pré-formé de façon à éviter des pertes de charge et des mouvements incontrôlés lors des gonflements. REVENDICATIONS 1. Vêtement de protection de membre d'équipage d'aéronef contre les accélérations, constitué en une seule pièce en étoffe non extensible, recouvrant au moins les membres inférieurs et le torse et passant par dessus les épaules. muni intérieurement d'une poche prévue pour être reliée à une alimentation en fluide sous pression réglable, caractérisé en ce que la poche (17, 18) a un développement tel que le rendement augmente dans le sens inverse de l'application de l'ac- célération appliquée au porteur du vêtement. 2. Vêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poche est prévue pour avoir un rendement croissant suivant une loi sensiblement linéaire en fonction de la distance verticale pour le porteur lorsque ce dernier occupe sa position permanente dans l'aéronef, à partir d'un point situé approximativement au sommet de la tête. 3. Vêtement selon la revendication 1 ou Z, caractérisé en ce que les fractions de poche (17) équipant les bras et les jambes sont galbées de façon que la mise en pression de la poche tende à maintenir les bras et les jambes dans la position normale de pilotage. 4. Vêtement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la fraction de poche (18) située dans le dos couvre une surface plus importante au niveau de la taille qu'aux niveaux supérieurs. 5. Vêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une poche de poitrine (22) reliée à une source de surpression respiratoire fonction de l'altitude ou de l'accélération,, s. Vêtement selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il comporte un col de protection contre les accélérations. possédant une poche prolongeant la poche de poitrine ou la poche de casque. 7. Vêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes. caracterise en ce que celles des poches qui ont le développement angulaire le plus faible sont fractionnées en boudins parallèles (23) par des soudures ou coutures placées dans le sens longitudinal du torse ou des membres. 8. Vetement selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que les poches placées dans les jambes du vêtement et éventuellement les manches se prolongent à l'intérieur des chaussures et éventuellement des gants. 9. Vêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des organes d'ajustement à la taille du porteur et des éléments d'ouverture et de fermeture rapide (10). 10. Installation de protection comportant le vêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes et une valve anti-g d'alimentation du vêtement. ladite valve étant prévue pour alimenter le vetement sous accélération et en cas de décompression de la cabine selon des lois différentes.