Brevet FR2661887A1 — publié le 19911115

SYSTEME D'AIDE AU PILOTAGE D'UN HELICOPTERE PORTANT UNE CHARGE, NOTAMMENT EN VOL STATIONNAIRE DESCRIPTION L'invention concerne un système d'aide au pilotage d'un hélicoptère portant une charge accrochée sur l'appareil par un système d'élingues, notamment en vol stationnaire. Un exemple particulier où l'invention peut favorablement trouver emploi concerne les interventions sur des câbles électriques aériens. Une nacelle est suspendue à l'hélicoptère et porte les agents chargés de l'intervention. La portion du câble sur laquelle on travaille est liée à la nacelle par l'intermédiaire de griffes. L'hélicoptère est toutefois soumis à des dérives qu'il faut incessamment corriger, ce qui est très fatigant pour le pilote en raison notamment de l'absence de repères précis qui pourraient faciliter les ajustements de position de l'hélicoptère. L'objet de l'lnvention concerne un système qui permet de fournir très simplement des repères fiables pour l'ajustement de la position de l'hélicoptère. Les informations sont fournies sous une forme qui permet leur exploitation facile, éventuellement même par un système de pilotage automatique. Le système de suspension est caractérisé en ce qu'il comprend une structure rigide, avantageusement une barre, portant des détecteurs d'inclinaison et un dispositif de mesure de tension axiale de cette structure rigide, ainsi que des appareils de lecture de l'inclinaison et de la tension détectée à bord de l'hélicoptère. Les détecteurs d'inclinaison sont, dans une réalisation préférée, au nombre de deux et mesurent l'inclinaison dans deux plans perpendiculaires. On va maintenant décrire l'invention à l'aide des figures suivantes annexées à titre i Ilustratif et non limitatif - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un appareillage qui comprend l'invention ; - la figure 1A représente plus en détail le système de mesure et de lecture des informations d'aide au pilotage ; - la figure 2 représente plus précisément l'invention ; - la figure 3 représente une autre possibilité d'utilisation de l'invention ; et - La figure 4 représente une troisième possibilité d'utilisation de l'invention. Sur la figure 1, l'hélicoptère est référencé par 1 ; il est équipé d'une perche supérieure 2 rigide qui s'étend dans l'habitacle et en traverse le plancher par son extrémité inférieure. Une bielle 3 est suspendue par un joint de cardan 4 (ou tout système fonctionnant comme une rotule) à l'extrémité inférieure de la perche supérieure 2, et son extrémité inférieure porte un crochet 5 sur lequel est enfilée l'extrémité d'une élingue 6 qui soutient une nacelle 7 munie d'une paire de griffes 8 destinées à l'immobilisation d'un câble électrique aérien 9 sur lequel on veut procéder à une intervention. Une paire de câbles latéraux 10 assurent la stabilisation de la nacelle 7 en la reliant directement à l'hélicoptère 1. La bielle 3 et les éléments voisins ont été représentés plus en détail sur la figure 2, notamment un anneau de centrage 25 assurant l'alignement de la bielle 3 avec l'élingue 6 et porté par le crochet 5. Des jauges 11 d'extensométrie ont été collées sur la bielle 3 dans une direction qui leur permet de mesurer la tension axiale de la bielle 3, c'est-à-dire son élongation. Elles peuvent être au nombre de quatre, régulièrement réparties sur une circonférence afin d'annuler les erreurs qui pourraient être produites par des flexions de la bielle 3. Un boîtier de support 12 est accroché à la bielle 3 à proximité des jauges 11. Il contient des détecteurs d'inclinaison 13 et 14 qui sont de préférence au nombre de deux au moins et qui mesurent l'inclinaison de la bielle 3 suivant deux projections différentes, notamment suivant les plans verticaux longitudinal et transversal par rapport à l'habitacle de l'hélicoptère 1. Un câble électrique 15 transporte les informations obtenues des jauges 11 et des détecteurs d'inclinaison 13 et 14 à l'intérieur de l'hélicoptère 1 et plus précisément vers un boitier de conditionnement où, en particulier, la moyenne des informations des jauges 11 est faite, puis vers un cadran détecteur d'effort 16 et à un cadran à aiguilles croisées 17 qui indiquent respectivement la tension de la bielle 3 et son inclinaison par rapport à la verticale apparente. La verticale apparente correspond à la direction que prendrait un fil à plomb suspendu à l'hélicoptère. Elle est confondue avec la verticale réelle en vol stationnaire. La figure 1A représente plus en détail le système de mesure. Chacune des aiguilles croisées est sensible au signal de sortie d'un des inclinomètres 13 ou 14 et déplacée perpendiculairement à sa longueur. Un tel cadran à aiguilles croisées 17 est déjà utilisé dans le système VOR/ILS de navigation aérienne. Le pilote peut donc exécuter immédiatement et facilement les mouvements verticaux et horizontaux qui permettent de revenir à la position idéale de l'hélicoptère 1, en principe une position juste au-dessus de la nacelle 7 et dans laquelle le câble 9 est soulevé sans être excessivement tendu. La tension de la bielle 3 correspondant à cette situation idéale doit être fournie par un étalonnage. Divers aménagements peuvent être apportés à cette réalisation. La bielle 3 peut d'abord être remplacée par une structure quelconque à condition d'être rigide ; les détecteurs d'inclinaison 13 et 14 et les jauges 11 peuvent être situés ailleurs, par exemple sur le crochet 5 ou près de lui. Les détecteurs d'inclinaison 13 et 14 peuvent être doublés afin de réduire les erreurs et détecter les pannes éventuelles. Dans l'hypothèse où l'inclinaison de la bielle 3 dans un seul plan est intéressante, on peut au contraire n'en prévoir qu'un seul. Il est encore envisageable d'envoyer les signaux d'écart directement sur un système de pilotage automatique de l'hélicoptère, ce qui permet de rendre automatique le vol stationnaire. La figure 3 illustre un autre emploi de l'invention. Il s'agit maintenant de dérouler un câble 19 afin de constituer une portée de câble entre deux pylônes électriques. Pour cela, l'hélicoptère 1 se déplace (vers la gauche sur la figure) et l'extrémité inférieure de la bielle 3 ou d'une élingue porte une bobine dérouleuse 18 munie d'un frein commandé de l'hélicoptère 1 de manière à ajuster la tension sur le câble en déroulement. On désire effectuer le déroulement avec une force horizontale constante s'exerçant sur la bielle 3 et la bobine dérouleuse 18, ce qui permet de régler avec précision la flèche des portées de câble entre pylônes. Il suffit pour cela de faire le produit de la tension de la bielle 3 et du sinus de l'angle CL qui représente l'inclinaison de la bielle 3 sur la verticale à l'aide des jauges 11 et des détecteurs d'inclinaison 13 et 14. Le frein est alors commandé de manière à retrouver la tension horizontale souhaitée. On peut encore vouloir connaître la tension du câble 19 : on incorpore alors au dispositif un système tel qu'un levier (non représenté), portant un détecteur d'inclinaison supplémentaire et, à ses extrémités, deux paires de galets entre lesquels glisse le câble 19. Le levier est lié de manière souple à la bobine dérouleuse 18 de manière à rester sur la portion du câble 19 qui vient juste d'être déroulée. On pourra alors en déduire l'angle ss correspondant à l'inclinaison sur la verticale de cette portion du câble 19, et en déduire la tension du câble 19 par la division de la force horizontale précédemment calculée par sin fi. La figure 4 représente une application supplémentaire de l'invention. Le dispositif est semblable à celui de la figure 1 sauf que la charge suspendue n'est plus la nacelle 7 mais une charge 20 que l'hélicoptère doit positionner avec précision. Il peut s'agir d'une grosse pièce mécanique à visser sur un support 21. Le procédé peut être décomposé en une phase d'approche de la charge 20 pendant laquelle l'invention n'est pas utilisée, une phase de positionnement plus précis où l'hélicoptère 1 est en vol stationnaire et où on attend que les oscillations de la charge 20 s'amortissent en suivant notamment les indications du cadran à aiguilles croisées 17, et une phase d'ajustement de positionnement où un opérateur au sol 22 intervient en déplaçant la charge 20, ce qui se traduit par des efforts et des déplacements de la bielle 3 et impose à l'hélicoptère 1 des mouvements de suivi qui amènent la charge 20 à l'endroit souhaité. REVENDICATIONS 1. Système d'aide au pilotage d'un hélicoptère (1) portant une charge (7, 20), caractérisé en ce qu'il comprend une structure rigide (3) portant des détecteurs d'inclinaison (13, 14) et un dispositif de mesure de tension (11), ainsi que des appareils de lecture (16, 17) de l'inclinaison et de la tension axiale de la structure rigide à bord de l'hélicoptère (1). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure rigide est une barre. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les détecteurs d'inclinaison sont au nombre de deux et mesurent L'inclinaison dans deux plans perpendiculaires. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure rigide est munie à son extrémité inférieure d'un crochet (5) de suspension de la charge. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure rigide est reliée par son extrémité supérieure à l'hélicoptère par un système à rotule (4). 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le crochet (5) porte un anneau de centrage (25).