Brevet FR2733602A1 — publié le 19961031

La présente invention concerne un dispositif d'harmonisation d'un collimateur d'atterrissage tête haute avec le paysage extérieur d'un aéronef. Elle s'applique notamment aux avions civils. Un collimateur d'atterrissage tête haute, encore appelé HUD selon les initiales anglo-saxonnes Head Up Display, doit présenter au pilote des symboles issus des informations envoyées par les différents capteurs du système avionique. Les symboles présentés dans le collimateur représentant des paramètres essentiels pour les phases critiques de vol comme l'atterrissage, le décollage, le roulage, doit être en parfaite harmonisation avec le paysage extérieur. L'harmonisation consiste notamment à aligner l'axe optique du collimateur avec le référentiel de navigation de l'avion, I'axe optique ayant été au préalable positionné par rapport aux interfaces mécaniques du collimateur. L'harmonisation du collimateur consiste donc, en final, à caler son support avec le référentiel de l'avion à l'aide d'un outil d'harmonisation, ceci devant permettre notamment la garantie d'une parfaite interchangeabilité du collimateur. L'harmonisation du collimateur est réalisée selon trois axes. La difficulté de l'harmonisation concerne généralement l'harmonisation en cap. Cette difficulté réside notamment dans le fait qu'il est difficile de matérialiser avec précision l'axe longitudinal de l'avion, contrairement aux deux autres axes qui sont parallèles au plan de pose du système de référence inertiel, plus connu par l'abréviation IRS selon l'expression anglo-saxonne Inertial Reference System. Ces deux axes sont donc facilement recopiables, par exemple par l'utilisation de niveaux à bulle ou l'utilisation de niveaux électroniques. Une méthode connue pour harmoniser les collimateurs avec le paysage extérieur d'un avion comporte les étapes suivantes. Dans une première étape, I'axe optique du collimateur tête haute est harmonisé avec les interfaces mécaniques de ce dernier. Dans une deuxième étape, I'interface mécanique du collimateur tête haute est aligné avec le référentiel de l'avion. Le mode opératoire comporte alors les différentes phases dont la description suit. L'avion est placé sur un vérin et son plan de référence est rendu horizontal. Un panneau est placé à une distance déterminée vers l'avant de l'avion, une lunette de visée solidaire de l'interface de la centrale à inertie étant utilisée. Un repère, une croix par exemple, se trouve sur ce panneau. Un outil d'harmonisation est ensuite installé en lieu et place du collimateur tête haute dans l'avion.Cet outil se compose par exemple d'une lunette de visée avec réticule, une croix par exemple, et du même interface mécanique que le viseur, I'axe de la lunette étant calé préalablement par rapport à l'interface mécanique. Enfin, un opérateur ajuste la position du support du collimateur qui doit être réglable, en alignant le réticule de la lunette avec le repère du panneau. L'inconvénient majeur de cette méthode est la lourdeur des opérations à effectuer, notamment sur des avions civils gros porteurs. Le but de l'invention est de permettre une harmonisation d'un collimateur tête haute simple à mettre en oeuvre. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif d'harmonisation d'un collimateur tête haute avec le paysage extérieur, le collimateur étant placé dans le cockpit d'un avion, caractérisé en ce qu'il comprend une première partie comportant des moyens pour émettre un rayon lumineux parallèle à l'axe du collimateur, et une deuxième partie comportant des moyens permettant de matérialiser par un axe auxiliaire l'axe longitudinal de l'avion, I'harmonisation étant réalisée par la superposition de l'axe auxiliaire avec le rayon lumineux selon une tolérance donnée. L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet à un avion d'être dans n'importe quelle position durant l'harmonisation, qu'elle ne nécessite pas de visée à travers le pare-brise, donc évite une source d'erreur dans le cas de l'utilisation d'une lunette et d'une cible, qu'elle ne nécessite quasiment pas de démontage des habillages de l'avion, qu'elle offre une très bonne précision de réglage et qu'elle est économique. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent: - la figure 1, une vue de côté d'une première partie d'un exemple de réalisation possible d'un dispositif selon l'invention, cette partie étant liée au support de collimateur tête haute à harmoniser avec le paysage extérieur; - la figure 2, une vue de dessus de la première partie précitée; - la figure 3, une vue de côté d'une deuxième partie d'un exemple de réalisation possible d'un dispositif selon l'invention; - la figure 4, une vue de dessus de la deuxième partie précitée. - la figure 5, une illustration du fonctionnement d'un dispositif selon l'invention. La figure 1 présente une première partie d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Cette première partie est liée rigidement au support 1 d'un collimateur tête haute. Le support 1 est luimême lié, non rigidement à la structure 2 d'un avion. La figure 2, présente le support 1 et la première partie du dispositif selon l'invention par une vue de dessus. Le support 1 est par exemple lié à la structure de l'avion par trois points 3. L'axe 4 du collimateur tête haute est matérialisé par un rayon lumineux, par exemple, par le rayon 5 émis par un laser 6, le rayon laser étant par exemple parallèle à l'axe du collimateur. Pour cela on installe sur le support 1, en lieu et place du collimateur tête haute, un outil d'harmonisation 7 équipé par exemple d'un bras latéral auxiliaire 8 équipé en son extrémité de l'émetteur 6 de rayon laser. Le faisceau 5 du laser est alors réglé par exemple en usine de façon a être parallèle à l'axe du collimateur tête haute, la position de ce dernier par rapport au support 1 étant définie par des pions de positionnement 9, 9', par exemple au nombre de trois. Le réglage du faisceau laser 5 peut donc par exemple se faire par rapport à ces pions. II faut pas exemple que le rayon laser soit perpendiculaire à la ligne passant par les deux pions avant 9' du support. La première partie du dispositif selon l'invention comporte encore une cible 10, fixée par exemple au bras latéral 8. Un trou 10' réalisé au centre de la cible laisse passer le faisceau laser 5. La cible 10 est par exemple circulaire. Une deuxième partie du dispositif selon l'invention permet de matérialiser l'axe longitudinal d'un avion par un axe auxiliaire. Un exemple de réalisation de cette deuxième partie est présentée par une vue de côté à la figure 3 et par une vue de dessus à la figure 4. Cette deuxième partie comprend un miroir 21 dont l'axe est parallèle à l'axe des rails des sièges passager 22, 23. A cet effet, le miroir 21 est monté sur un deuxième support 24 reposant rigidement sur un trépied 25, 26, 27. Chaque pied est fixé sur un rail. Deux premiers pieds 25, 26 sont fixés sur un premier rail 22 et le troisième pied 27 est fixé sur le deuxième rail 23. Le miroir 21, son support 24 et les trépied 25, 26, 27 sont liés rigidement. La position du miroir 21 sur son support 24 est par exemple réalisée en usine de façon à ce que son axe 28 soit parallèle aux endroits de fixations 29, 30 des deux premiers pieds 25, 26 sur le premier rail 22, de façon à se trouver parallèle à l'axe des rails passager 22, 23 une fois le trépied fixé sur ces derniers.La fixation des pieds sur les rails est par exemple réalisée par des pions de positionnement 31 solidaires des pieds et s'introduisant dans les rails grâce à des trous prévus à cet effet. Ces pions viennent par exemple en lieu et place des sièges passagers. Le troisième pied 27 fixé sur le deuxième rail 23 est par exemple équipé d'un ressort de rappel 32 de façon à amener les pions 31 des deux premiers pieds en contact sans jeu sur le premier rail 22. Le troisième pied 27 est par exemple lui aussi fixé au rail par un pion 31. Le troisième pied 27 est par exemple constitué d'une première longueur 27' fixée au support 24 du miroir 21, du ressort de rappel 32 et d'une deuxième longueur 27" reliée au deuxième rail 23, le ressort de rappel étant fixé aux deux longueur 27', 27" et intercalé entre celles-ci. Un tube creux 33 recouvre par exemple en partie les deux longueur 27', 27" et cache ainsi le ressort de rappel 32. La figure 5 illustre le réglage de la position du support 1 d'un collimateur tête haute pour une harmonisation en cap, selon l'axe longitudinal de l'avion. La première partie du dispositif selon l'invention est par exemple située dans le cockpit de l'avion 51 séparé de la cabine passagers par des cloisons 52. La deuxième partie du dispositif selon l'invention est par exemple située dans cette cabine passagers, le plus près possible de la queue de l'avion, pour augmenter notamment la précision du réglage. Le faisceau laser 5 est collimaté de façon à ce qu'après avoir réfléchi sur le miroir 21 de la deuxième partie du dispositif selon l'invention, il vienne frapper la cible 10. Le faisceau est collimaté en fonction de sa distance aller retour au miroir 21, pour cela un dispositif optique spécifique est par exemple placé en sortie de l'émetteur 6 de rayon laser de façon à ce que le spot lumineux soit le plus petit possible sur la cible. L'harmonisation, alors très simple, consiste à faire pivoter le support 1 du collimateur tête haute muni de l'outil d'harmonisation 7 de la première partie du dispositif selon l'invention, de façon à ce que le spot lumineux provoqué par le rayon 53 réfléchi par le miroir 21 frappe la cible dans la tolérance allouée. Cette tolérance est par exemple définie par deux bornes verticales. Ces barres étant par exemple distantes l'une de l'autre d'environ 10 mm. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'harmonisation d'un collimateur tête haute avec le paysage extérieur, le collimateur étant placé dans le cockpit d'un avion caractérisé en ce qu'il comprend une première partie (6, 7, 8) comportant des moyens pour émettre un rayon lumineux (5) parallèle à l'axe du collimateur, et une deuxième partie (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) comportant des moyens permettant de matérialiser par un axe auxiliaire (28) I'axe longitudinal de l'avion (51), I'harmonisation étant réalisée par la superposition de l'axe auxiliaire (28) avec le rayon lumineux (5) selon une tolérance donnée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe auxiliaire (28) est positionné de façon à être parallèle à l'axe des rails (22, 23) des sièges passagers. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie comporte un miroir (21) dont l'axe (28) est l'axe auxiliaire 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie comporte un miroir (21) monté sur un support (24) solidaire d'un trépied (25, 26, 27) fixé sur les rails (22, 23) passagers, I'axe (28) du miroir (21) étant parallèle à une ligne formée par deux points (29, 30) de fixation de deux premiers pieds (25, 26) sur un des rails (22). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un troisième pied (27) comporte un ressort de rappel (32) de façon à placer sans jeu les points de fixation (29, 30) sur le rail opposé. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie est constituée d'un outil d'harmonisation (7) placé en lieu et place du collimateur sur son support (1), un émetteur (6) de rayon lumineux (5) étant relié à l'outil (7) par un bras latéral (8), la position de l'émetteur étant réglée de façon à ce que le rayon lumineux (5) émis soit parallèle à l'axe du collimateur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que la première partie comporte une cible (10), le rayon lumineux émis (5) passant par un trou (10') de la cible, I'harmonisation étant réalisée quand le rayon lumineux (53) réfléchi par le miroir (21) rencontre une partie donnée de la cible (10). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon lumineux est un rayon laser. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le miroir (21) est placé à l'arrière de l'avion (51).