Brevet FR2575550A1 — publié le 19860704

SYSTEME INDICATEUR DU POIDS ET DU COUPLE D'UN HELICOPTERE Cette invention se rapporte à un système indicateur pour héli- coptère et, de façon plus particulière, mais non limitative, à un système qui fournit, en temps réel, au personnel d'un hélicoptère, pour des missions de transport d'une charge extérieure, la marge de couple du moteur (différence entre le couple disponible et le couple nécessaire), le poids brut, le centre de gravité du poids brut et le poids supporté par les crochets de fret de l'hélicoptère. Jusqu'ici les pilotes d'hélicoptère ne disposent pas de moyens automatisés modernes de connaître le couple moteur nécessaire par rapport au couple disponible en fonction de la charge effective exté- rieure de frêt. Le processus actuel consiste à se référer manuelle- ment à des tables et des graphiques donnant les performances pour dé- terminer la marge de couple pour une charge extérieure effective, ce qui prend du temps, est incommode et toujours sujet à erreur. Ce système manuel peut provoquer des dommages de structure à l'hélicop- tère, une impossibilité d'accomplir les missions et des accidents malencontreux. Les tentatives antérieures pour déterminer la condition d'un hélicoptère après soulèvement du fret extérieur n'incorporaient pas l'entrée en temps réel des données, concernant l'altitude, la tempé- rature et le poids de carburant, nécessaires pour déterminer les mar- ges de couple moteur. Le système indicateur de poids et de couple d'hélicoptère ob- jet de l'invention élimine les problèmes mentionnés ci-dessus et apporte des caractéristiques et des avantages inédits, non disponi- bles jusqu'ici au cours du vol d'un hélicoptère. Selon l'un des aspects de l'invention on apporte un système indicateur du poids et du couple d'un hélicoptère, relié à une jauge de carburant de l'hélicoptère, à un système indicateur de la tempe- rature de l'air extérieur et de l'altitude et à un détecteur de la charge au crochet et manoeuvré par l'un des membres de l'équipage de l'hélicoptère, caractérisé en ce que le système comporte un ensemble d'un panneau de commande et d'un processeur relié à la source motrice de l'appareil, à un détecteur de la charge au crochet, aux jauges de carburant, au système de détection de la température de l'air exté- rieur et de l'altitude, l'ensemble d'un panneau de commande et d'un processeur incluant un ordinateur et la mémoire nécessaire pour mémo- riser et calculer la marge du couple du moteur de l'hélicoptère, son poids brut, la position du centre de gravité de son poids brut et le poids supporté individuellement par un crochet de fret à mesure que l'hélicoptère soulève la charge extérieure; ainsi qu'un ensemble d'affichage à distance relié à l'ensemble à processeur, l'ensemble d'affichage à distance affichant le poids de carburant de l'hélicop- tère, la température de l'air extérieur et l'altitude. Selon un autre aspect de l'invention, on apporte un système indicateur du poids et du couple d'un hélicoptère, relié à une jauge de carburant de l'hélicoptère, à un système indicateur de la tempé- rature de l'air extérieur et de l'altitude et à un détecteur de la charge au crochet et manoeuvré par l'un des membres de l'équipage de l'hélicoptère, caractérisé en ce que le système comporte un ensemble 26 d'un panneau de commande et d'un processeur relié à la source motri- ce de l'appareil, à un détecteur de la charge au crochet, au système indicateur de débit de carburant, à la jauge de température d'air ex- térieur, à la jauge de pression barométrique et au système anti-gi- vrage, l'ensemble du panneau de commande et du processeur comportant un ordinateur et la mémoire nécessaire pour mémoriser et calculer la marge de couple du moteur de l'hélicoptère, son poids brut, le centre de gravité du poids brut et le poids individuel supporté par chacun des crochets de frat de l'hélicoptère à mesure que chacun des crochets de l'hélicoptère soulève une charge extérieure; ainsi qu'un ensemble d'affichage à distance relié à l'ensemble à processeur, l'ensemble d'affichage à distance affichant le poids de carburant de l'hélicop- tère, la température de l'extérieur et l'altitude. Le système indicateur de poids et de couple de l'hélicoptère, objet de l'invention, affiche en temps réel la marge de couple mo- teur de l'hélicoptère, le poids brut, le centre de gravité du poids brut et le poids porté par chaque crochet de frêt à mesure que l'hé- licoptère soulève et transporte la charge extérieure. L'affichage du système alerte également l'équipage de l'appareil lorsque le couple nécessaire approche du couple disponible. De plus il affiche le poids brut de l'hélicoptère et le centre de gravité relatif au poids brut (CG) qui clignote lorsqu'une limite (CG) est dépassée. De plus il affiche le poids soulevé par un crochet de frêt et clignote lorsque l'on atteint la limite de charge de ce crochet. On peut également utiliser le système pour calculer les marges de couple moteur à destination sur la base de la charge extérieure réelle et du processeur. L'ensemble d'affichage et le panneau de commande peuvent se monter dans le cockpit de l'hélicoptère et peu- vent se lire dans la lumière solaire directe et avec ou sans lunettes de vision nocture. La portion "panneau de commande" de l'ensemble du panneau de commande et du processeur comporte un interrupteur en/hors circuit (ON/OFF), trois interrupteurs de mode, c'est-à-dire l'inter- rupteur de charge intérieure de fret INTERNAL LOAD, l'interrupteur de charge sur élingue SLING LOAD et l'interrupteur de marge du cou- ple moteur à destination DEST. Il contient également une touche de rappel RCL, une touche de test TEST et une touche de calibrage CALB. Il contient en outre trois touches de traitement des données CHANGE, SCROLL (défilement) et ENTER, ainsi qu'un bouton de commande de la brillance de l'écran. L'ensemble d'affichage à distance comporte trois lignes dont chacune peut afficher quatre caractères alphanumé- riques. L'ensemble d'affichage à distance et l'ensemble du panneau de commande et du processeur sont assez petits pour pouvoir s'instal- ler dans l'espace existant sans déranger l'équipement existant dans le cockpit de l'hélicoptère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exem- ple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, La figure 1 représente l'ensemble d'affichage à distance. La figure 2 représente le panneau de commande de l'ensemble du panneau de commande et du processeur. La figure 3 représente un cockpit d'hélicoptère pour recevoir l'ensemble de l'affichage à distance et l'ensemble du panneau de com- mande et du processeur. Les figures 4A et 4B représentent un diagramme du système indi- cateur et des composants du processeur. Les figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent les formats d'afficha- ge lorsque l'on appuie sur la touche en/hors circuit (on/off). Les figures 6A, 6B, 6C et 6D représentent des exemples d'affi- chage lorsque l'on appuie sur la touche en/hors circuit. Les figures 7A et 7B représentent les formats d'affichage lors- que l'on appuie sur la touche "charge interne". Les figures 8A, 8B et 8C représentent des exemples d'affichage lorsque l'on appuie sur la touche "charge interne". Les figures 9A et 9B représentent les formats d'affichage lors- que l'on appuie sur la touche "charge sur élingue". Les figures 10A, lOB et 10C représentent des exemples d'affi- chage lorsque l'on appuie sur la touche "charge sur élingue". Les figures 11A et 11B représentent les formats d'affichage lorsque l'on appuie sur la touche "destination" (DEST). Les figures 12A et 12B représentent des exemples d'affichage lorsque l'on appuie sur la touche "destination" (DEST). La figure 13 représente l'emplacement des compartiments de fret dans un hélicoptère CH-47D pris à titre d'exemple. La figure 14 représente l'emplacement des crochets pour fret extérieur sur l'hélicoptère CH-47D pris comme exemple. Sur la figure 1 l'ensemble de l'affichage à distance est repé- ré par le chiffre général de référence 10. L'ensemble 10 comporte trois lignes, 12, 14-et 16 pouvant chacune afficher quatre-caractères alphanumériques. La figure 2 représente l'ensemble du panneau de commande et du processeur, repéré par le chiffre général 18. L'ensemble 18 comporte un interrupteur en/hors circuit (on/off) 20 et trois touches de mode d'affichage, charge interne 22, charge sur élingue 24 et destination (DEST) 26. Une seconde ligne comporte une touche de rappel (RCL) 28, une touche de test 30 et une touche de calibrage (CALB) 32. En outre une troisième ligne comprend trois touches d'entrée des données, change 34, scroll (défilement) 36 et enter 38. L'ensemble 18 comprend un bouton de commande de brillance de l'écran pour régler la brillance de l'éclairage de l'ensemble d'affichage à distance 10. La figure 3 représente un cockpit d'hélicoptère CH-47D indi- quant o on peut, typiquement, installer l'ensemble d'affichage à distance 10 et l'ensemble du panneau de commande et du processeur 18. L'ensemble d'affichage à distance 10 et l'ensemble du panneau de com- mande et du processeur 18 sont assez petits pour en permettre l'ins- tallation dans l'espace existant sans déranger l'équipement utilisé avec différents types d'hélicoptères. La figure 4A représente un diagramme qui illustre l'interface entre le système indicateur du poids et du couple de l'hélicoptère, désigné par le numéro général de référence 42, et les autres systèmes de l'hélicoptère. Dans ce diagramme l'ensemble d'affichage à distance représenté est connecté à l'ensemble du panneau de commande et du processeur-par l'intermédiaire du conducteur 43. L'ensemble 18 est connecté par l'intermédiaire du conducteur 44 au conducteur 45 lui- même connecté au système de jauge de carburant de l'hélicoptère. Le conducteur 44 est également connecté au conducteur 46 connecté au sys- tème de détection de la température de l'air extérieur de l'hélicoptère et au conducteur 48 connecté au système indicateur d'altitude de l'hé- licoptère. La figure 4B représente l'ordinateur et la mémoire nécessaire du processeur 18 pour mémoriser et calculer la marge-de couple moteur de l'hélicoptère, son poids brut, le centre de gravité relatif au poids brut et le poids individuel porté par chacun des différents cro- chets de charge extérieure. Les détecteurs de charge, la jauge de car- burant et le système de détection de la température de l'air extérieur sont connectés à un convertisseur analogique-numérique à multiplexeur 56 par l'intermédiaire des conducteurs 45, 46 et 50. Le convertisseur 56 est connecté à un processeur monoplaquette 58 lui-même connecté à son tour aux étages pilotes 60. Un clavier 62 de l'ensemble i8 est connecté à un encodeur 64 lui-même connecté au processeur 58. Les éta- ges pilotes 60 assurent l'interfaçage avec lesrécepteurs66 qui sont connectés à une commande numérique par multiplexage 68 et à un connecteur série parallèle 70. La commande 68 est connectée aux étages pilotes des chiffres 72 et le connecteur 70 est connecté aux étages pilotes des segments 74. Les étages pilotes 72 et 74 sont connectés à l'ensemble d'affichage à distance 10. En se reportant maintenant à la figure 5A et avant son départ en mission, l'opérateur met le système en circuit à l'aide de la touche en/hors circuit 20. L'écran 10 va indiquer sur la première ligne 12 le poids total de carburant, sur la seconde ligne 14 l'alti- tude barométrique et sur la troisième ligne 16 la température de l'air extérieur. Les valeurs doivent être les mêmes que celles indiquées sur la jauge de carburant total de l'hélicoptère et sur les indica- teurs d'altitude et de température de l'air extérieur. L'opérateur doit appuyer sur la touche SCROLL (défilement) 36 du panneau de com- mande 18 pour voir-le poids de l'hélicoptère en ordre de marchefi- gure 5B, la position du centre de gravité relatif au poids en ordre de marche,figure 5C,et le type de moteurs,figure 5D, qui sont mémorisés dans la mémoire du processeur. Pour changer les données affichées, on utilise les touches d'entrée des données du panneau de commande 18, c'est-à-dire CHANGE 34, SCROLL 36 et ENTER 38. Le processus d'entrée ou de mise à jour des données consiste à appuyer sur la touche change 34 qui fait que le curseur de l'ensemble d'affichage 10 clignote à la première position de caractère des données. S'il ne désire pas appor- ter de changement à cette position, l'opérateur appuie alors sur la touche enter 38 et le curseur passe à la position de caractère sui- vante. S'il faut entrer ou mettre à jour un caractère, l'opérateur appuie alors sur la touche SCROLL 36 pour amener le caractère désiré puis il appuie sur la touche ENTER 38. Le curseur passe alors auto- matiquement sur le caractère suivant et, à la fin de la ligne, saute au premier caractère de données de la ligne suivante. Les figures 6A, 6B, 6C et 6D sont des exemples des formats d'affichage qui apparaî- tront lorsque l'on met le système en circuit et que l'on utilise la touche SCROLL pour faire défiler les écrans. Après l'affichage de-la figure 5D, c'est le format d'affichage d'origine 5A qui apparaîtra si l'on appuie sur la touche SCROLL. Avant de soulever la charge extérieure sur élingue, l'opérateur doit entrer manuellement dans le processeur du système le poids de la charge intérieure de fret. Ceci se fait en appuyant d'abord sur la touche INTERNAL LOAD (charge intérieure) 22 sur le panneau de commande 18, ce qui fait apparaître le format de la figure 7A, puis en appuyant sur les touches d'entrée des données CHG 34, SCROLL 36 et ENTER 38. Le système répartit automatiquement et régulièrement dans les différents compartiments de fret intérieur C, D et E, représentés sur la figure 13, la charge intérieure de fret qui apparalt sur l'écran. On peut voir cette répartition des poids en appuyant sur la touche SCROLL et le format d'affichage sera alors celui représenté en 7B. Si le poids de la charge intérieure de fret n'est pas réparti régulièrement, l'opé- rateur doit entrer dans le processeur la charge répartie irrégulière- ment en utilisant le format de la figure 7B et les touches d'entrée des données CHG 34, SCROLL 36 et ENTER 38. Les figures 8A et 8B repré- sentent un exemple d'une charge intérieure de fret de 16.000 livres régulièrement répartie et non régulièrement répartie sur la figure 8C. Avant de lever une charge-extérieure, l'opérateur doit appuyer sur la touche SLING LOAD (charge sur élingue) 24. La figure 9A repré- sente le format d'affichage qui va apparaître. A mesure que la charge extérieure sur élingue s'élève, le poids brut de l'hélicoptère, indi- qué sur la première ligne 12 de l'écran 10 va augmenter, ainsi que le poids.de la charge totale sur élingue indiqué à la seconde ligne 14 de l'écran 10. De même, à mesure que la charge extérieure sur élin- gue s'élève, la marge de couple pour le vol sur deux moteurs et sur un seul moteur va diminuer et va apparaître sur la troisième ligne 16 de l'écran 10. La figure 10A représente un exemple d'un écran réel. Si la limite de poids brut de l'hélicoptère est dépassée par suite d'une condition d'équilibrage défavorable (centre de gravité), un "F", pour condition limite du centre de gravité vers l'avant, ou un "A", pour condition limite du centre de gravité vers l'arrière, va apparaitre à la première position de la ligne 12 de l'écran 10 et toute la ligne va commencer à clignoter. Si la limite de poids du fret extérieur sur les crochets 76, 78 ou 80, indiquée sur la figure 14, est dépassée, le crochet qui est en dépassement va apparaître à la première position de la ligne 14 de l'écran 10 et toute la ligne 14 de l'écran 10 va clignoter. Un "A" sur la première position indi- quera le crochet avant 76, un "C" le crochet central 78 et un "D" le crochet arrière 80. Si on dépasse une marge de couple (couple dispo- nible moins couple nécessaire) pour un vol soit sur deux moteurs soit sur un seul moteur, la marge de couple en dépassement, affichée sur la ligne 16 de l'écran 10, va commencer à clignoter. La figure 10 le représente. Si l'opérateur désire voir les différents poids des charges sur élingue, il lui suffit d'appuyer sur la touche seroll (défilement) 36 et le format d'affichage 9B, qui fait apparaître les différentes char- ges sur élingue supportées par les crochets du châssis, apparaîtra. La position du crochet et ie poids sur élingue qui le supporte appa- raissent sur l'écran et si l'un des poids sur crochet dépasse sa li- mite de charge, la valeur du poids et le symbole d'identification du crochet (F, C, A) clignoteront. La figure 10C en représente un exem- ple. L'opérateur doit alors appuyer soit sur SCROLL 36 soit sur SLING LOAD 34 pour revenir au format d'affichage d!origine de la char- ge sur élingue 9A. La touche destination (DEST) 26 sert à déterminer les marges du couple moteur au point de destination de la mission sur la base de la charge réelle sur élingue, de la charge interne et du poids res- tant de carburant prévu, de l'altitude et de la température au point de destination de la mission. Si l'on appuie sur la touche destina- tion 26, l'altitude et la température de l'air prévues à destination apparaîtront comme indiquées sur la figure 11A avec un exemple sur la figure 12A. L'opérateur peut modifier ces valeurs à l'aide des touches d'entrée des données. Puis l'opérateur appuiera sur la touche scroll 36 pour faire apparaître et modifier la quantité de carburant restant prévue à destination. La valeur restante de carburant à des- tination est représentée sur la seconde ligne de la figure 11B avec un exemple sur la figure 12B. Les marges de couple qui en résultent à destination apparaissent sur la troisième ligne de la figure 11B et clignoteront si elles sont dépassées. La touche de rappel RCL 28 du panneau de commande 18 sert à faire apparaître les données qui sont apparues lorsque l'on a mis le système en circuit (figure 5). La touche TEST 30, sert pour effectuer des tests incorporés. La touche de calibrage CALB 32, sert à calibrer le processeur du système avec les valeurs fournies par les indicateurs de charge extérieure sur crochet, la jauge de carburant et les indi- cateurs d'altitude et de température d'air. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être dé- crits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système indicateur du poids et du couple d'un hélicoptère, relié à une jauge de carburant de l'hélicoptère, à un système indi- cateur de la température de l'air extérieur et de l'altitude et à un détecteur de la charge au crochet et manoeuvré par l'un des membres de l'équipage de l'hélicoptère, caractérisé en ce que le système com- porte: un ensemble d'un panneau de commande et d'un processeur (18) relié à la source motrice de l'appareil, à un détecteur de la charge au cro- chet (50), aux jauges de carburant (45), au système de détection de la température de l'air extérieur (46) et de l'altitude (48), l'ensemble d'un panneau de commande et d'un processeur (18) incluant un ordina- teur et la mémoire nécessaire pour mémoriser et calculer la marge du couple du moteur de l'hélicoptère, son poids brut, la position du centre de gravité de son poids brut et le poids supporté individuelle- ment par un crochet de fret (76, 78, 80) à mesure que l'hélicoptère soulève la charge extérieure; ainsi qu'un ensemble d'affichage à distance (10) relié à l'ensemble à processeur (18), l'ensemble d'affi- chage à distance (10) affichant le poids de carburant de l'hélicoptère, la température de l'air extérieur et l'altitude. 2. Système comme décrit dans la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble du panneau de commande et du processeur (18) com- porte un interrupteur en/hors circuit (20), une touche de charge inté- rieure (22), une touche de charge sur élingue (24), une touche de des- tination (26), une touche de rappel (recall) (28), une touche de cali- brage (32) et une touche de test (30) ainsi que trois touches pour l'entrée des données comme change (34), scroll (défilement) (36) et enter (38). 3. Le système tel que décrit dans la revendication 2, caracté- risé en ce que l'ensemble du panneau de commande et du processeur (18) comprend un bouton de commande de brillance (40) pour régler l'éclai- rage de l'ensemble d'affichage à distance. 4. Le système tel que décrit dans la revendication 1, caracté- risé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) affiche le poids en ordre de marche, l'équilibrage du poids en ordre de marche et la position du centre de gravité. la 5. Le système tel que décrit dans la revendication 1, caracté- risé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) affiche le poids de fret et le poids individuel dans les compartiments du fret de l'hélicoptère. 6. Système tel que décrit dans la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) affiche les charges individuelles sur un crochet avant (76), un crochet central (78) et un crochet arrière (80) montés sur l'hélicoptère. 7. Système tel que décrit dans la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) fait apparaître vi- suellement que le crochet avant, le crochet central ou le crochet arrière a atteint ses limites de charge. 8. Système tel que décrit dans la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) clignote visuellement lorsque la marge de couple, le poids brut, le centre de gravité du poids brut et la charge sur chaque crochet atteint sa limite. 9. Système indicateur du poids et du couple d'un hélicoptère, relié à une jauge de carburant de l'hélicoptère, à un système indi- cateur de la température de l'air extérieur et de l'altitude et à un détecteur de la charge au crochet et manoeuvré par l'un des membres de l'équipage de l'hélicoptère, caractérisé en ce que le système com- porte: un ensemble d'un panneau de commande et d'un processeur (18) relié à la source motrice de l'appareil, à un détecteur de la charge au cro- chet (50), au système indicateur de débit de carburant, à la jauge de température d'air extérieUr (46), à la jauge de pression barométrique (48) et au système anti-givrage, l'ensemble du panneau de commande et du processeur (18) comportant un ordinateur et la mémoire nécessaire pour mémoriser et calculer la marge de couple du moteur de l'hélicop- tère, son poids brut, le centre de gravité du poids brut et le poids individuel supporté par chacun des crochets de frêt de l'hélicoptère à mesure que chacun des crochets de l'hélicoptère soulève une charge extérieure; ainsi qu'un ensemble d'affichage à distance (10) relié à l'ensemble à processeur (18), l'ensemble d'affichage à distance (10) affichant le poids de carburant de l'hélicoptère, la température de 75550 l'extérieur et l'altitude. 10. Système comme décrit dans la revendication 9 caractérisé en ce que l'ensemble du panneau de commande et du processeur (18) com- porte un interrupteur en/hors circuit (20), une touche de charge inté- rieure (22), une touche de charge sur élingue (24), une touche de des- tination (26), une touche de rappel (recall) (28), une touche de cali- brage (32) et une touche de test (30) ainsi que trois touches pour l'entrée des données comme change (34), scroll (défilement) (36) et enter (38). 11. Le système tel que décrit dans la revendication 10, carac- terisé en ce que l'ensemble du panneau de commande et du processeur (18) comprend un bouton de commande de brillance (40) pour régler l'éclairage de l'ensemble d'affichage à distance. 12. Le système tel que décrit dans la revendication 10, caracté- risé ence que l'ensemble d'affichage à distance (10) affiche le poids en ordre de marche, l'équilibrage du poids en ordre de marche et la position du centre de gravité. 13. Le système tel que décrit dans la revendication 9 caracté- risé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (o10)' affiche le poids de fret et le poids individuel dans les compartiments du fret de l'hélicoptère. 14. Système tel que décrit dans la revendication 9, caractérisé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) affiche les charges individuelles sur un crochet avant (76), un crochet central (78) et un crochet arrière (80) montés sur l'hélicoptère. 15. Système tel que décrit dans la revendication 14, caractéri- sé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) fait apparaître visuellement que le crochet avant, le crochet central ou le crochet arrière a atteint ses limites de charge. 16. Système tel que décrit dans la revendication 9, caractéri- sé en ce que l'ensemble d'affichage à distance (10) clignote visuel- lement lorsque la marge de couple, le poids brut, le centre de gravi- té du poids brut et la charge sur chaque crochet atteint sa limite.