Brevet FR2616412A1 — publié le 19881216

L'invention concerne les aéronefs et plus particulièrement un système d'atterrissage de secours pour un aéronef, en particulier un hélicoptère. En raison de la nature et de la structure des hélicoptères, un hélicoptère désemparé, en particulier un hélicoptère dont le rotor ou les pales du rotor sont avariés, risaue fort de s'écraser, ce qui est désastreux non seulement pour l'hélicoptère lui-même, mais aussi pour le personnel se trouvant à son bord. L'absence d'ailes fixes sur son fuselage interdit à l'hélicoptère toute possibilité de planer et de se poser en sécurité. Bien que la descente d'un hélicoptère dont le moteur du rotor est tombé en panne puisse entraîner une inversion de rota- tion ou un "effet de moulin à vent" des pales, cet effet inversé du rotor n'est néanmoins pas suffisant pour empêcher un choc destructeur de l'hélicoptère lorsque celui- ci atteint le sol. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 220 015, N 3 352 513 et N 3 377 037 décrivent certains exemples d'essaisde moyens de secours pour héli- coptères et leur personnel. Dans chacun des brevets précités, le système de secours implique l'éjection du personnel de l'héli- coptère ou l'éjection d'une partie fermée ou nacelle de l'hélicoptère à partir du fuselage principal, puis le parachutage du personnel ou de la nacelle fermée, en sécurité, avec la destruction finale de la partie restante du fuselage de l'hélicoptère. Il ne semble pas exister de système d'atter- rissage de secours pour un aéronef, et en particulier pour un hélicoptère, dans lequel l'ensemble de l'hélicoptère, ainsi que le personnel, est sauvé en cas d'avarie de - l'hélicoptère, et en particulier en cas de panne de moteur des pales du rotor. L'invention concerne un système d'atterrissage de secours pour un aéronef, et en particulier un système d'atterrissage de secours pour un hélicoptère, dans lequel plusieurs éléments de fusée sont montés en des points espacés sur le fuselage de l'aéronef, autour de son centre de gravité, les extrémités de décharge des éléments à fusée étant dirigées vers le bas. Les fusées sont équipées de moyens d'allumage qui sont activés simultanément par un commutateur de proximité afin de produire de puissantes poussées dirigées vers le haut, s'opposant à l'effet de la pesanteur sur le fuselage. Le commutateur de proximité détecte avantageusement le sol à un niveau ou une hauteur prédéterminé au-dessus de celui-ci afin de freiner sensiblement le mouvement descendant de l'hélicoptère pour que ce dernier se pose en douceur. Les fusées sont avantageusement espacées autour du centre de gravité de façon que leurs poussées dirigées vers le bas produisent un moment total des forces égal à zéro autour du centre de gravité afin de stabiliser l'hélicoptère pendant qu'il descend vers le sol pour se poser. Les fusées peuvent être placées à égale distance du centre de gravité et circonférentiellement autour de ce dernier lorsque la poussée propulsive de toutes les fusées est sensiblement la même. Lorsque la force de certaines des fusées est plus grande que celle d'autres fusées, les fusées de plus grande force peuvent être espacées à des distances proportionnellement moins grandes du centre de gravité afin que les sommes des moments des forces soient égales et opposées et que la somme totale soit donc égale à zéro. Un commutateur de commande est prévu pour armer et désarmer le commutateur de proximité afin que ce dernier soit placé dans un mode inopérant lorsque l'héli- coptère fonctionne normalement et qu'il est capable de se poser sous la force de ses pales de rotor et de son moteur fonctionnant normalement. Cependant, en cas d'urgence, le commutateur de commande peut être actionné pour armer le commutateur de proximité lorsque l'hélicoptère avarié descend jusqu'à une hauteur prédéterminée au-dessus du niveau du sol, afin de provoquer la décharge des fusées. Le commutateur de commande peut être manoeuvré manuellement, ou bien il peut être connecté de façon fonctionnelle afin de détecter le défaut de fonctionnement d'une partie active de l'hélicoptère, par exemple la rotation de l'arbre du rotor. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: - la figure 1 est une élévation d'un hélicoptère classique équipé du système d'atterrissage de secours selon l'invention et montrant les fusées mises en action pour produire une force de réaction dirigée vers le haut permet- tant à l'hélicoptère de se poser en sécurité; - la figure 2 est une vue en plan de dessous de l'hélicoptère et du système d'atterrissage montré sur la figure 1; et - la figure 3 est une élévation d'une variante du système d'atterrissage selon l'invention en position de travail sur un aéronef à voilure fixe. En référence à présent plus en détail au dessin, les figures i et 2 représentent un hélicoptère classique 10 comprenant un fuselage 11 qui renferme une cabine 12 de pilotage, et un rotor 13 comportant des pales 14 de propulsion et un arbre 15. L'arbre 15 du rotor est entraîné par un moteur (non représenté) logé dans le fuselage 11. Deux skis 16 d'atterrissage dépassent du dessous du fuselage 11. Le centre de gravité du fuselage 11 est indiqué en CG et le niveau du sol ou autre surface d'atterrissage sur laquelle reposent les skis 16 en posi- tion à terre, est indiqué en 18 (figure 1). Le système d'atterrissage de secours selon l'invention comprend plusieurs fusées 20 (quatre fusées représentées sur la figure 2) montées dans le fuselage 11 et espacées sur 1l côts opposésdu centre de gravité CG. L'espacement des fusées 20 est tel que, lorsque les forces exercées par les fusées respectives 20 et lorsque les distances respectives des fusées 20 par rapport au centre de gravité CG sont équilibrées, les poussées exercées vers le haut par les fusées 20 tendent à neutraliser la force exercée par la gravité sur l'hélicoptère 10, et la somme des moments d e s forces autour du centre de gravité CG est égale à zéro. En d'autres termes, les fusées 20 sont disposées autour du centre de gravité CG de manière que l'hélicoptère 10, descendant uniquement sous la force de la gravité, se stabilise dans sa même attitude par rapport au niveau 18 du sol afin de permettre à cet hélicoptère 10 de se poser en sécurité sur le sol 18, dans une attitude d'atterrissage normale. Les fusées 20 peuvent être des douilles cylindriques fermées à leurs extrémités supérieures et présentant des extrémités inférieures ouvertes 21 de décharge. Les douilles 20.des fusées peuvent recevoir une charge propulsive 22 d'une composition connue quelconque. Un dispositif d'allumage électrique ou électronique, un détonateur ou une amorce 23 peut être fixé à proximité immédiate de l'extrémité ouverte 21 de décharge, de toute manière classique, afin d'allumer convenablement la charge propulsive 22 lorsque cette amorce 23 est excitée. Les douilles 20 de fusée sont de préférence montées à l'inté- rieur du fuselage 11 de façon à être sensiblement paral- lèles entre elles et à la direction de la force de la gravité agissant sur le fuselage 11 dans son attitude en service normal. Chacune des amorces 23 d'allumage est connectée par un conducteur électrique correspondant 24, en parallèle, à un dispositif 25 à commutateur de proximité. Ce dispositif est placé dans le fuselage 11 et de préférence dans la partie inférieure du fuselage, un. espace libre étant laissé entre le dispositif 25 à commutateur de proximité et le niveau 18 du sol. Le dispositif 25 peut être l'un quelconque de plusieurs commutateurs de proximité de type classique, tels que ceux travaillant sur le principe de l'émission et de la réception d'ondes sonores, d'ondes radio-électriques ou d'ondes lumineuses. Le dispositif 25 à commutateur de proximité peut être préréglé pour se commuter ou passer d'un mode inactif, c'est-à-dire dans lequel le commutateur est ouvert, à un mode actif dans lequel le commutateur 25 de proximité est fermé pour transmettre un courant d'un module 26 de commande, comportant une source d'alimentation en énergie électrique (non représentée), aux amorces 23 d'allumage, dans la direction des flèches, afin d'activer simultanément les fusées 20. Le module 26 de commande peut comprendre un commutateur 27 pouvant être actionné manuellement (figure 2) qui peut être utilisé pour armer ou désarmer le dispositif de commutateur de proximité par l'intermédiaire d'un conducteur 28. Lorsque le commutateur: 25 de proximité est désarmé par le commutateur manuel 27, le système d'atterrissage n'est activé en aucune circonstance. En d'autres termes, tant que l'hélicoptère 10 fonctionne de façon satisfaisante, les fusées 20 ne sont pas mises en action pour produire une poussée quelconque. Par contre, lorsque le commutateur 27 est actionné, par exemple en cas d'urgence, lorsque le pilote ou opérateur de l'hélicoptère 10 a déterminé que ce dernier, et en particulier le rotor 13, sont avariés, le commutateur de proximité est armé. En conséquence, lorsque le commu- tateur 25 de proximité détecte l'altitude préalablement établie du fuselage 11 au-dessus du niveau du sol 18, il passe automatiquement dans son mode actif pour actionner les amorces 23 d'allumage, et allumer les charges propulsives 22 de façon à produire des poussées simultanées, dirigées vers le haut, à partir de chacune des fusées ou chacun des moteurs 20. La mise en action des moteurs fusées 20 produit les forces de réaction souhaitées, dirigées vers le haut, opposées à la force de la gravité, tournée vers le bas, afin de ralentir sensiblement le mouvement descendant de l'hélicoptère 10 pour que ce dernier descende progressive- ment jusqu'à une position d'atterrissage sur le sol 18. A la place du commutateur manuel 27, le module 26 de commande peut être connecté par un conducteur 29 à un capteur 30 du rotor qui détecte le mouvement de rotation de l'arbre 15 du rotor. Tant que cet arbre se tourne, un signal capté maintient le commutateur 25 de proximité dans un état désarmé. Cependant, dès que l'arbre du rotor cesse de tourner, le commutateur 30 de détection transmet un signal par l'intermédiaire du conduc- teur 29 et du module 26 de commande au commutateur de proximité 25 afin d'armer ce dernier. Par conséquent, lorsque le commutateur de proximité 25 détecte l'altitude ou hauteur critique préalablement établie, les fusées 20 sont, comme précédemment, immédiatement allumées pour produire la force de freinage et permettre à l'hélicoptère 10 de se poser en douceur sur le sol 18. La figure 3 représente un aéronef 32 à voilure fixe comprenant un fuselage 33 renfermant des fusées 20' qui peuvent être identiques aux fusées 20. Cependant, les fusées 20' sont montées dans le fuselage 33 de façonà former un angle avec la verticale, par exemple un angle de 45 comme montré sur la figure 3. Par conséquent, lorsque l'aéronef 32 à voilure fixe devient désemparé et que les fusées 20' sont allumées par un système similaire à celui montré sur les figures 1 et 2, les gaz d'échappement des fusées 20' sont dirigés vers l'avant ainsi que vers le bas pour produire des forces de réaction opposées à la force résultante engendrée par les composantes de la gravité et de l'inertie agissant sur l'aéronef de façon à neutraliser cette force résultante ou à s'y opposer. Par conséquent, les forces de réaction des fusées 20' ralentissent l'aéronef 32 pour freiner ses mouvements vers l'avant et vers le bas et provoquer ainsi un atterrissage en douceur de l'aéronef 32. La force propulsive de chacun des moteurs fusée 20 et 20' ainsi que le nombre de ces moteurs fusée et 20' utilisésdans le système d'atterrissage dépendent de la masse ou du poids de l'hélicoptère 10 ou de l'aéronef 32, afin que l'on obtienne les forces résultantes souhaitées de réaction qui ralentissent le mouvement de descente de l'hélicoptère 10 ou de l'aéronef 32 de façon que, lors de l'atterrissage, la force nette souhaitée exercée par la gravité sur l'hélicoptère ou l'aéronef soit sensiblement de O g. Il entre également dans le cadre de l'invention de proposer un système d'atterrissage de secours à un seul moteur fusée dirigeant une poussée vers le bas en alignement vertical avec le centre de gravité de l'héli- coptère 10. Il entre également dans le cadre de l'invention de proposer une seulechambre de fusée comportant plusieurs tubes ou jets de décharge raccordés à la chambre, les extrémités de décharge de ces tubes étant espacées suivant une configuration analogue à celle de plusieurs moteurs fusée individuels tels que le moteur 20. On a donc décrit un système d'atterrissage de secours pour aéronefs plus lourds que l'air, et en parti- culier pour hélicoptères, qui est mis en action automati- quement en cas d'urgence, après que l'aéronef est descendu jusqu'à une hauteur ou altitude prédéterminée, de façon à permettre un atterrissage en douceur. Le système d'atter- rissage selon l'invention épargne ainsi l'ensemble de l'aéronef ainsi que son personnel, sans perte d'une partie quelconque de l'aéronef. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'atterrissage de secours pour un aéronef comprenant un fuselage possédant des parties supérieure et inférieure et un centre de gravité, caracté- risé en ce qu'il comporte plusieurs fusées C0)comprenant chacune une extrémité de décharge (21) et un actionneur (23) de fusée afin de produire une force de réaction, des moyens de montage des fuséessur le fuselage (11), à intervalles espacés autour du centre de gravité (CG) afin que les extrémités de décharge soient dirigées vers le bas, des moyens à commutateur de proximité (25) disposés sur le fuselage, possédant des modes de repos et de travail et conçus pour détecter le niveau du sol au-dessous du fuselage afin que ces moyens de commutation passent d'un état de repos à un état de travail lorsq'ils détectent le niveau du sol en deçà d'une hauteur prédéterminée desdits moyens de commutation au-dessus dudit niveau du sol, des moyens (24, 26) connectant fonctionnellement les moyens de commutation de proximité à chacun- des actionneurs de fusée afin de produire des forces de réaction dirigées vers le haut, sensiblement simultanées, s'opposant à la force de la gravité sur le fuselage lorsque les moyens à commutateur de proximité sont dans ledit mode de travail. 2. Système selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'espacement des fusées par rapport au centre de gravité et les forces de réaction produites par chacune de ces fusées sont tels que la somme des moments desforcesautour du centre de gravité est égale à zéro. 3. Système selon la revendication 1, caracté- risé en ce que chacune des fusées comprend une charge propulsive (22) et une amorce (23) d'allumage destinée à allumer la charge propulsive du moteur-fusée correspondant afin de produire ladite force de réaction dirigée vers le haut lorsque les moyens à commutateur de proximité sont dans ledit mode de travail. 1 0 4. Système selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre des moyens (27, 30) destinés à armer les moyens à commutateur de proximité afin qu'ils puissent détecter le niveau du sol, et à désarmer lesdits moyens à commutateur de proximité afin qu'ils restent dans ledit mode de repos, le système comportant en outre des moyens de commutation de commande destinés-à armer ou désarmer sélectivement les moyens à commutateur de proximité. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aéronef est un hélicoptère (10) comportant un arbre (15) de rotor, les moyens (30) de commande détectant la rotation de l'arbre du rotor afin que les moyens à commutateur de proximité soient désarmés pendant que l'arbre du rotor tourne et qu'ils soient armés lorsque l'arbre du rotor ne tourne pas. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (27) de commutation de commande sont manoeuvrés manuellement. 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les forces de réaction des fusées sont sensible- ment parallèles et verticales et en ce que leur somme est légèrement inférieure à la force exercée par la gravité sur le fuselage. 8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aéronef est un aéronef (32) à voilure fixe et en ce que les moyens de montage sont tels que les fusées (20') sont montées de façon que lesdites extrémités de décharge soient sensiblement parallèles entre elles et dirigées vers l'avant et vers le bas pour produire des forces de réaction sensiblement parallèles et opposées aux vecteurs forces exercés sur le fuselage de l'aéronef à voilure fixe pendant que ce dernier se pose sans moteur. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la direction desdites forces de réaction est 1 1 tournée versle haut et vers l'arrière sous un angle d'environ 45 avec la verticale.