Brevet FR2577885A1 — publié le 19860829

Dispositif de déclenchement d'éjecteur d'aéronef, La présente invention se rapporte à des disposi- tifs de déclenchement d'éjecteurs (initiales anglo-saxonnes couramment utilisées: E.R.U.), destinés à éjecter du ravi- taillement d'un aéronef. Le ravitaillement à larguer d'un avion en vol est souvent transporté tout contre la structure de l'avion ou à moitié encastré dans celle-ci et, pour cette raison,entre autres, il doit être éjecté dans une position dégagée de la structure de l'avion avant de pouvoir être largué. Dans les ERU courants, le ravitaillement est éjecté par la sortie simultanée de deux vérins actionnés par gaz, décalés vers l'avant et l'arrière, le gaz d'actionnement étant fourni par une ou plusieurs cartouches à gaz. Cependant, l'éjection du ravitaillement devra avoir lieu, dans l'avenir, à des vitesses de vol encore plus élevées, et corrélativement des exigences de performances des ERU de plus en plus sévères, notamment en ce qui concerne la vitesse terminale et le taux de tangage appliqué au ravitaillement. Il faudra également un degré de prévision du comportement plus élevé. Théoriquement, on peut obtenir une vitesse d'éjection accrue par les techniques existantes en utilisant des cartou- ches à gaz à performances plus élevées et des vérins d'éjec- tion plus longs. Cependant, la nécessité d'une "résistance" ou tangage extrêmement élevée empêche d'utiliser du gaz comme fluide de transmission de l'énergie aux vérins, comme dans le cas des ERU courants. On peut seulement utiliser l'étranglement dans les vérins actionnés par gaz pour obtenir une vitesse de tangage du ravitaillement prévisible, si toutes les charges subissant la réaction sont inertes. Pour obtenir une vitesse de tangage prévisible, indépendant des forces d'inertie et aérodynamiques du ravitaillement, il faut régler les positions du vérin pendant l'éjection et jusqu'à sa fin, contre l'influence de forces qui seront fonction de la masse du ravitaillement, de son centre de gravité, de son moment d'inertie et des forces aérodynamiques qui lui sont appliquées. Des commandes de déplacement des vérins de type hydraulique constituent une solution viable, mais présentent des inconvénients techniques qui nécessitent l'utilisation de vérins d'éjection à deux étages et des vitesses fluidiques élevées. Selon la présente invention, on préconise un dis- positif de déclenchement d'éjection (ERU) d'aéronef com- portant des bras d'éjection avant et arrière actionnés tous deux par un seul groupe piston-cylindre à commande par fluide, par l'intermédiaire d'une tringlerie mécanique. La solution de la tringlerie mécanique, au lieu d'un circuit hydraulique, est considéree comme présentant plusieurs avantages. Ce sont principalement un faible risque technique, un entretien facile, un coût initial faible, la solidité mécanique et une grande fiabilité. On va décrire à présent des exemples d'exécution non limitatifs de l'invention, en regard du dessin annexe dont: La figure 1 représente un ERU selon l'invention, en vue latérale extérieure; La figure 2 est une vue en bout; La figure 3 est une vue de dessous, avec retrait de certaines parties des bras d'ejection, d'un crochet de suspension et d'un patin de poussée, pour des raisons de clarté; La figure 4 est une vue en coupe divisée suivant la ligne 4-4 de la figure 3; La figure 5 est une vue en élévation schématique du mécanisme de manoeuvre du bras d'éjection, montrant les bras d'éjection entièrement sortie; La figure 6 est une vue panoramique schématique, montrant comment des modules de soutien sont fixes aux extrémités de 1'ERU; La figure 7 est une vue détaillée de l'un des ensembles de levier d'actionnement, montrant le réglage destiné à modifier la position de tangage d'un article au moment de l'éjection; Les figures 8 et 9 sont des diagrammes montrant la gamme de réglage du tangage; La figure 10 est une vue en plan de dessous d'un second mode d'exécution de l'invention; La figure 11 est une vue en elévation latérale du mode d'exécution de la figure 10 avec retrait d'une paroi latérale de boîtier pour des raisons de clarté, mon- trant les bras d'ejection rétractés; La figure 12 est une vue en élévation latérale avec retrait d'une paroi latérale de boîtier o les bras d'éjection sont sortis; La figure 13 est une vue en plan de dessus, avec retrait de la paroi supérieure du boîtier; La figure 14 est une vue en bout avec retrait d'un module de soutien et les bras d'éjection sortis. En se référant d'abord aux figures 1 à 9, l'ERU représenté comporte un boîtier de culasse 11 fixe à un groupe piston-cylindre unique commandé par gaz 12, l'ensemble pouvant pivoter autour de l'axe 13 du piston, ce qui permet de choisir entre deux positions d'accès à la cartouche (figure 2) a) horizontale, comme en 14 pour des installations avec pylône, lorsque la hauteur n'est pas critique; b) verticale, comme en 15, lorsque la hauteur d'ins- tallation est plus importante et que l'accès doit avoir lieu fondamentalement par dessous (par exemple, aux fins d'uti- lisation avec des palettes). L'ensemble culasse/piston peut être retiré par manoeuvre d'un bonhomme à ressort 16 à une extrémité de l'ensemble, puis retrait vers le haut du 6oitier principal - 17. On peut empêcher le piston à gaz 19 de se déplacer, lorsqu'on le désire, au moyen d'une goupille de sécurité rodée 18, et le piston est disposé de façon qu'une portion seulement de sa zone de fonctionnement soit exposée à la pression gazeuse, lorsque la tringlerie à crochet est en position de sûreté. Cela limite les efforts subis -quand quelque chose ne marche pas. Le groupe piston-cylindre 12 actionne un ensemble de levier d'actionnement 22, monté de façon à pouvoir pivoter en 23, par l'intermédiaire d'une biellette de liai- son 24 reliée de façon à pouvoir pivoter au piston 19 en 50 à l'ensemble de levier 22 en 51. La course initiale de mm du piston actionne des tiges 25 reliées, de façon à pouvoir pivoter, à l'ensemble de levier 22 en 52 et 53, pour libérer des crochets de suspension 20 qui, étant du type à gâchette, s'ouvrent automatiquement lorsque des gâchettes 21 ont été déverrouillées, contre l'action de ressorts de rappel de gâchette 27, par les tiges 25 reliées aux gâchettes par des liaisons de pivotement à jeu 54, 55. La poursuite du mouvement du piston 19 a pour effet que des tirantsdemanoeuvre principaux 26, reliés de façon à pouvoir pivoter à l'ensemble de levier 22 en 56 et 57, exercent une traction sur des vilebrequins 28 de bras d'éjection à chaque extrémité du dispositif. Des bras d'éjection 29, portant des patins de poussée pivotants 30, sortent alors sous la commande de biellettes de liaison 31. Comme le montre la figure 4 dans laquelle les bras d'éjection 29 sont rétractés, les vilebrequins 28 ont une forme générale triangulaire avec des angles supé- rieurs, des angles extérieurs inférieurs et des angles intérieurs inférieurs. Les tiges 26 sont reliées aux vile- brequins 28 par des liaisons de pivotement 58, 59 aux angles supérieurs, et les vilebrequins eux-mêmes sont montés de façon à tourner sur le bottier principal de V'ERU autour de pivots 44 situés à leurs angles extérieurs inférieurs. Les angles intérieurs inférieurs des vilebrequins 28 sont reliés de façon à pouvoir pivoter en 60, 61 aux bras d'éjection 29 en des positions intermédiaires entre les extrémités de ces bras d'éjection. A l'état rétracté, les bras d'éjection 29 sont sensiblement horizontaux, les patins de poussée 30 étant montés de façon à pouvoir pivoter sur leurs extrémités extérieures en 62. Les extrémités intérieures des bras 29 sont reliées de façon à pouvoir pivoter en 63 aux extrémités intérieures inférieures des biellettes de commande 31 dont les extrémités extérieures supérieures sont montées de façon à pouvoir pivoter en 64 sur le bottier principal de l'ERU. Lorsque les bras d'éjection 29 sortent, les angles supérieurs des vilebrequins 28 sont tirés vers l'intérieur par les tirants 26, les angles intérieurs inférieurs des vilebrequins, reliés aux bras d'éjection, descendent, et les bras d'éjection 29 et les biellettes 31 se déploient pour parvenir dans la position représentée sur la figure 5. Le déplacement relatif des deux tirants 26 dépend de la position de pivotement du levier d'actionnement 22 qui peut être préréglée par une vis de réglage de tangage 32. En se référant & la figure 7, le mouvement relatif des deux parties 33, 34 de l'ensemble de levier 22 est réalisé en fai- sant tourner la vis 32 pour obtenir le tangage nul, le tangage en cabré ou le tangage en piqué. Cela permet de régler les amplitudes de rotation relatives des bras 29, ce qui détermine un angle de tangage final aux pieds des bras, comme le montrent les figures 8 et 9. Cet angle de tangage s'établit au cours d'une durée prévisible, à partir de laquelle on peut calculer la vitesse de tangage. On peut régler l'ensemble de levier d'actionnement 22 pour avoir une amplitude d'angle de tangage de + 5 , ce qui correspond approximativement à une vitesse de tangage de + 2 rad/s. Les tiges, tirants et vilebrequins sont représentés sous forme de simples bandes, mais on pourrait en optimiser le rapport solidité/poids en utilisant des pièces forgées ou en prévoyant des caractéristiques d'allégement. Les ressorts 35, 36 engendrent des moments de rétraction et rappellent les crochets 20 en position ouverte. Le mécanisme est enfermé dans un boîtier d'alliage léger comprenant deux moitiés usinées-contenant des coussi- nets et des membrures de renforcement. On prévoit de l'espace pour un commutateur 37 indiquant "crochets ouverts", si on le désire. A chaque extrémité du boîtier 17, on prévoit des moyens de fixation d'un module de soutien 39 comportant des bras de soutien 65 classiques. Comme le montre la figure 6, chaque module de soutien 39 est positionné par un ergot sur le boîtier principal 17, recevant un boulon de fixa- tion 41, et une oreille 38 comprenant un trou de boulon de montage d'ERU 42 partagé par le module de soutien et le boîtier principal. Deux autres trous de boulon de montage 43 (il y en a quatre en tout) traversent les douilles de pivote- ment crochet de suspension/vilebrequin 44, Pour un ravitaillement très léger ou fragile, il peut être désirable d'étrangler ou de ventiler la culasse pour empêcher les détériorations dues à des accélérations excessives. L'entretien du dispositif est pratiquement limité au retrait et au nettoyage de l'ensemble culasse/piston à gaz et à l'examen de ses surfaces actives et de ses joints. On retire rapidement cet élément en retirant le bonhomme à ressort 16 et une broche sans tête. On utilise un piston chromé dans un cylindre d'acier inoxydable pour réduire l'entretien courant du bloc piston-cylindre 12. L'utilisation de lubrifiant sec dans tous les paliers et pivots, avec des revêtements fluorocarbonés sur les éléments de liaison glissants, garantit que l'en- tretien de tous les groupes en service se réduit simplement au contrôle de composants mécaniques à intervalles peu fréquents. La masse calculée du dispositif, avec les modules de soutien manuels, est de 16 kg. Cela est basé sur l'uti- lisation d'acier pour la plupart des composants, L'utili- sation du titane pour certaines biellettes et certains leviers réduira considérablement ce chiffre. En variante, l'utilisation d'un acier de qualité supérieure réduira à la fois la masse et la dimension physique du dispositif. En résumé, l'ERU décrit et représenté sur les figures 1 à 5 est calculé pour présenter les performances suivantes: Vitesse terminale: 4,3 m/s; Vitesse de tangage: variable jusqu'à 2 rad/s et pratique- ment insensible aux charges subissant la réaction; Réaction maximale du ravitaillement: 40 kN pour une masse de 535 kg. Comme autres caractéristiques et avantages, il y a lieu de citer: a) bras d'éjection à poussée directe a points de contact non-glissants sur le ravitaillement; b) métaux non-spéciaux pour les principaux composants de structure et de liaison, notamment acier inoxydable PH 1200 MPa; c) autres points d'accès aux cartouches possibles pour les installations à pylônes ou & palettes; d) angle de tangage final et vitesse de tangage finale indéfiniment ajustables sur toute la gamme e) agencement de soutien modulaire permettant un choix de "boulonnage" de bras de soutien classiques, à vérin, ou résistance, manuels ou automatiques; f) rétraction des bras d'éjection passive par ressorts de torsion; g) système à gaz de la culasse pouvant être retiré sans outils, aux fins d'entretien rapide; h) crochets autobloquant à blocage des crochets indé- pendants; i) enveloppe volumique supérieure seulement marginalement à celle des ERU "ROYAUME UNI 14" existants. En se référant à présent aux figures 10 à 14, ces figures représentent un second mode d'exécution dans lequel des parties ayant une fonction équivalente SYcelle des parties du mode d'exécution des figures 1 à 9 sont désignées par des références numériques analogues. Dans ce second mode d'exécution, le bloc piston- cylindre commandé par gaz 12 comporte un barillet de sécu- rité rotatif 70 actionné par un levier 71, qui remplace la goupille de blocage amovible utilisée dans le premier mode d'exécution. La tige de piston 72 comporte deux ailes 73 qui contactent une bride à anneau de blocage 74, lorsque le barillet rotatif est en position bloquée, mais la rotation de cet anneau de blocage amène deux échancrures de la bride en alignement avec les ailes 73, ce qui libère la tige de piston. Un cliquet chargé par ressort 76 est reçu par des creux de détection 77 de l'anneau de blo- cage pour le placer dans les positions bloquée et débloquée. Le bloc piston-cylindre 12 fait tourner un ensem- ble de levier d'actionnement 22, monté pivotant en 23, par l'intermédiaire d'une biellette 24 et d'un vilebrequin extérieur 78. Pendant la première partie de la course du piston, un élément de coincement 79 situé sur l'ensemble d'actionnement 22 se libère d'une gâchette de libération de crochet 80 située sur un vilebrequin de liaison de cro- chet 81 monté sur un pivot 82 et rappelé par un ressort de liaison de crochet 83, La libération et la rotation du vilebrequin 81 qui en résulte actionnent des biellettes 84 dont une extrémité de chacune est reliée de façon à pouvoir pivoter en 85 ou 86 au vilebrequin 81 et l'extrémité opposée articulée en 87 ou 88 à l'extrémité supérieure d'une autre biellette 89 qui est montée de façon à pouvoir pivoter à son extrémité inférieure sur le pivot 44 d'un crochet de suspension 20 correspondant. Les crochets de suspension 20 sont du type à gâchette et s'ouvrent automatiquement sous charge, avec l'aide de ressorts 90, lorsque les gâchettes 21, reliées de façon à pouvoir pivoter aux biellettes 84 en 91, ont été debloquees contre l'action de ressorts à lame 27. Pendant que cela a lieu, le jeu présent aux liaisons à cla- vette et rainure 92 d'un vilebrequin à deux bras d'action- nement 93, de l'ensemble de levier 22, avec les tiges de ma- noeuvre principales, est rattrapé. La poursuite du mouvement du piston a alors pour conséquence que les tiges de manoeuvre principales 26 font tourner les vilebrequins des bras d'éjection 28. Les bras d'ejection 29 sortent alors sous la commande des biellettes 31. Dans ce mode d'exécution, au lieu du réglage par vis de l'ensemble de levier 22, les patins de poussée de vérin 30 sont réglables en position sur les bras d'éjec- tion 29 pour régler l'angle d'inclinaison longitudinale - du ravitaillement lors de l'élection pour obtenir une in- clinaison (tangage) nulle, en cabré ou en piqué. Le pivot 94 de chaque patin de poussée 30 est retenu par un ressort dans l'une de trois positions successives 96 pouvant être choisies le long d'une extrémité du bras d'éjection. Par ce moyen, on obtient un angle d'inclinaison (de tangage) terminal prédéterminé au niveau des patins de poussée. Pour du ravitaillement très léger ou fragile, il y a un papillon des gaz ou obturateur réglable par l'armurier. Normalement, le piston sort en 50 millisecondes, mais sa rétraction est relativement lente, elle prend environ une seconde. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déclenchement d'éjecteur d'aéronef (ERU), caractérisé en ce qu'il comporte des bras d'ejection (28) antérieur et postérieur actionnés tous deux par un seul bloc piston-cylindre (12) commandé par fluide par l'inter- médiaire d'une tringlerie mécanique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe piston-cylindre (12) commandé par gaz, un ensemble de levier (22) rotatif central relié par un ensemble de vilebrequin (28) au piston pour être entrainé en rotation par lui, des éléments de vilebrequin sensiblement triangulaires montés de façon à pouvoir pivoter sur le corps de l'ERU près de ses extrémités opposées, et des tiges de liaison ou bielles reliant les vilebrequins à l'ensemble de levier central pour en assurer la rotation, et en ce que chaque bras d'éjection comporte une liaison de pivotement avec un vilebrequin correspondant, de façon à sortir lorsque le vilebrequin tourne. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque bras d'éjection a une extrémité reliée de façon à pouvoir pivoter à une extrémité d'une biellette de commande (31) correspondante, laquelle a son autre extrémité montée de façon à poovoir pivoter sur le corps de I'ERU, en ce que l'extrémité opposee du bras d'éjection porte un patin de poussée (30) monté pivotant, et en ce que la liaison avec le vilebrequin correspondant se trouve entre les extrémités du bras d'éjection. 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison longitudinal ou angle de tangage final peut être choisi par un réglage par vis qui règle les positions relatives de deux parties de l'ensemble de levier central. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la position du pivot de chaque patin (30) de poussée le long de l'extrémité du bras d'éjection correspondant est ajustable de façon à permettre de choisir l'angle de tangage final lors de l'éjection. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de sécurité amovibles pour immobiliser le piston. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité amovible comprend des butées latérales sur la tige du piston et un anneau de blocage ajustable angulairement entre une position dans laquelle il empêche le mouvement des butées et une position de déclenchement dans laquelle des échancrures de l'anneau de blocage s'alignent avec les butées. 8. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de réduction de l'alimentation en gaz ajustables. 9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que l'axe du bloc pistoncylindre a une direction générale horizontale et comprend un ensemble de culasse devant contenir des car- touches à gaz destinées à l'alimentation en gaz d'actionne- ment du bloc piston-cylindre, ensemble de culasse pouvant être ajusté angulairement sur 90 autour de l'axe du bloc piston-cvlindre. 10. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des crochets de suspension "de ravitaillement" montés sur l'ERU près de ses extrémités opposées, crochets qui sont maintenus bloqués par des gâchettes et se débloquent auto- matiquement lorsque les gâchettes sont déverrouillées. 11. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'ac- tionnement permettant à la rotation initiale de l'ensemble de levier central de déverrouiller les gâchettes. 12. Dispositif selon la revendication 11, carac- térisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent des tiges de libération des crochets reliées chacune de façon à pouvoir pivoter à une extrémité à l'ensemble de levier central et à l'autre extrémité à une gâchette respective. 13. Dispositif selon la revendication 11, caracté- risé en ce que les moyens d'actionnement comprennent un vilebrequin de libération de crochet, des biellettes reliant ce vilebrequin de libération de crochet aux gâchettes, et un élément de coincement sur l'ensemble de levier central, qui coopère avec une autre face de la gâ- chette sur le vilebrequin de libération des crochets. 14. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des modules de soutien fixables par boulons, présentant des bras de soutien du ravitaillement, à des extrémités opposées de 1 'ERU.