Brevet FR2771709A1 — publié le 19990604

L'invention concerne un dispositif de régulation, destiné à la sollicitation en pression de pantalons de pilotes anti-g, dispositif qui présente une branche de commande servant à détecter les accélérations positives et qui est conçu, en cas d'accélération positive, pour provoquer une sollicitation en pression du pantalon de pilote anti-g qui croît au fur et à mesure qu'augmente la valeur d'accélération. Un dispositif de ce type est connu par le document US 4 546 491. Des dispositifs de ce type sont mis en place pour permettre à des pilotes ou à des astronautes de supporter des accélérations positives élevées en cas de manoeuvres en vol, sans qu'apparaisse une accumulation de sang trop importante dans les jambes, accompagnée d'une sous-alimentation en sang trop élevée de la tête qui, en cas d'accélérations positives trop importantes, peut entraîner l'évanouissement du pilote. Dans le contexte de la présente invention, le terme d'accélération positive se rapporte toujours au pilote qui porte le dispositif de régulation et pour lequel une accélération positive entraîne une augmentation du poids qui l'enfonce dans son siège. Actuellement, avec de bons équipements de survie, il est possible d'atteindre, dans les avions à réaction, des accélérations positives atteignant environ +9g, c'est- à-dire neuf fois l'accélération due à la gravité. Ceci est possible lorsque le pilote porte ce que l'on appelle un pantalon de pilote anti-g, qui comporte des poches gonflables, entourant les jambes, qui peuvent être mises sous pression et qui, lorsqu'augmentent les valeurs de pression dans les poches, exercent une pression plus élevée sur les jambes du pilote, afin d'empêcher ainsi les vaisseaux sanguins de se dilater et d'empêcher une trop forte accumulation de sang dans les jambes du pilote, en cas d'accélérations positives élevées. Afin que le pantalon de pilote anti-g puisse être sollicité en pression en fonction des besoins, on connaît des dispositifs de régulation tels que celui qui est décrit dans le document US 4 546 491, qui présentent une entrée pour le gaz sous pression et une sortie de régulation, qui est destinée à être reliée à la combinaison de pilote anti-g, et au niveau duquel règne une pression de sortie définie par la fonction de régulation. Grâce à la présence du dispositif de régulation, la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation est réglée en fonction de l'accélération positive que ressentent le pilote et le dispositif de régulation qu'il porte. Dans ce cas, la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation augmente de façon linéaire, en suivant la progression de l'accélération positive, dès que l'accélération dépasse une valeur seuil de 1,8 g. Le dispositif de régulation connu fonctionne avec une branche de commande pneumatique dans laquelle sont prévues des masses dont l'inertie est utilisée pour détecter des accélérations positives, les masses se déplaçant à l'encontre d'une force élastique, afin d'entraîner des modifications de la pression qui sont, finalement, transmises à une chambre de commande d'une soupape principale, ce qui entraîne un réglage, en fonction du déplacement de la masse, de la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation. Grâce au choix de constantes de rappel, de la masse des masses, de la dimension des orifices d'étranglement et des conduites situées à l'intérieur du régulateur pneumatique, on détermine enfin la fonction de transmission du dispositif de régulation, c'est-à-dire que la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation est déterminée en fonction de l'accélération positive. Le développement constant des avions à réaction modernes, en particulier des avions militaires, a eu pour conséquence qu'il est possible de piloter, avec des systèmes informatiques, suivant des profils de vol qui font passer d'accélérations négatives à des accélérations positives et qui comprennent des passages rapides d'accélérations négatives à des accélérations positives élevées. Cependant, il s'est avéré qu'en cas de passages rapides d'accélérations négatives à des accélérations positives, on constatait des problèmes physiologiques pour les pilotes. Ceci s'explique, en particulier, par le fait que les vaisseaux sanguins de la partie supérieure du corps, en particulier les vaisseaux de la tête, qui sont dilatés en cas d'accélérations négatives, laissent s'écouler très rapidement dans la partie inférieure du corps des quantités importantes de sang, en cas de passage rapide à des accélérations positives, ce qui entraîne le risque de ce que l'on appelle des "red outs", c'est-à-dire que le sang s'échappe trop rapidement du cerveau du pilote, qui n'est donc plus suffisamment alimenté en sang, ce qui entraîne l'évanouissement du pilote. La présente invention a pour but de perfectionner un dispositif de régulation du type évoqué ci-dessus de telle sorte qu'il soit possible, en cas de passages rapides d'accélérations négatives à des accélérations positives, lors de manoeuvres en vol, que les pilotes supportent des variations sur une plage plus large que jusqu'à présent. Conformément à l'invention, le dispositif de régulation est pourvu de moyens de régulation servant à détecter des passages de valeurs d'accélération de valeurs négatives à des valeurs positives qui, lorsque les taux de variation d'accélération dépassent une valeur prédéterminée, entraînent une sollicitation en pression supplémentaire, limitée dans le temps, suivant un profil décroissant avec le temps. Cette conformation permet, en cas de passages rapides d'accélérations négatives à des accélérations positives, de provoquer une sollicitation en pression supplémentaire du pantalon de pilote anti- g; ceci permet de contrecarrer, dans le cas de telles transitions, un écoulement trop rapide de sang, par les vaisseaux sanguins dilatés, hors de la moitié supérieure du corps, grâce à une sollicitation en pression supplémentaire, limitée dans le temps, du pantalon de pilote anti-g, dans la mesure o on empêche une accumulation trop rapide du sang dans la moitié inférieure du corps, du fait que les vaisseaux sanguins sont resserrés par la sollicitation en pression supplémentaire du pantalon de pilote anti-g. Avantageusement, le dispositif de régulation possède des branches de commande pneumatiques qui agissent, par l'intermédiaire d'une chambre de commande de soupape, sur une soupape principale, qui règle la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation. Selon une forme d'exécution avantageuse, il peut être prévu une deuxième branche de commande qui produit, en cas d'accélérations négatives, une surpression dans une chambre de stockage, une surpression à l'intérieur de la chambre de stockage agissant sur la première branche de commande pour détecter des accélérations positives et exerçant sur celle-ci une influence, comme une accélération positive plus élevée, afin d'entraîner ainsi une sollicitation en pression supplémentaire au niveau de la sortie de régulation. Dans ce cas, la chambre de stockage est raccordée de telle sorte qu'une surpression produite à l'intérieur de celle-ci décroît suivant un profil dans le temps prédéterminé, par exemple par l'intermédiaire d'une conduite d'évacuation, pourvue d'un étranglement, qui est reliée à l'atmosphère. Grâce au réglage, les unes par rapport aux autres, des branches de commande pneumatiques, il est possible d'appliquer n'importe quelle fonction de transmission du dispositif de régulation, afin d'obtenir les courbes de pression que l'on souhaite lors de passages d'accélérations négatives à des accélérations positives. En particulier, il est possible de prescrire au-delà de quel taux de variation d'accélération une sollicitation en pression supplémentaire doit intervenir. Par exemple, la deuxième branche de commande, pour détecter des accélérations négatives, peut présenter une masse qui se déplace, en cas d'accélération négative, à l'encontre d'une force élastique, afin d'augmenter ainsi la pression qui règne dans la chambre de stockage, par l'intermédiaire d'une soupape à une voie, la chambre de stockage étant reliée à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un étranglement. La chambre de stockage agit sur la première branche de commande pour détecter des accélérations positives de la même façon qu'une accélération positive supplémentaire, ce qui produit, lors du passage d'accélérations négatives à des accélérations positives, une sollicitation en pression supplémentaire. Par exemple, la première branche de commande, pour détecter des accélérations positives, peut présenter une masse qui se déplace, en cas d'accélération positive, à l'encontre d'une force élastique, et qui est suspendue, par une membrane d'étanchéité, à l'intérieur de la chambre de stockage de telle sorte qu'une surpression dans la chambre de stockage entraîne un déplacement de la masse, à l'encontre du ressort et, ainsi, provoque un état identique à celui que l'on constate lors d'une accélération positive plus élevée. L'invention va maintenant être expliquée à l'aide d'un exemple d'exécution, représenté sur le dessin, dans lequel la figure 1 est une représentation schématique, en coupe, du dispositif de régulation.30 Le dispositif de régulation représenté à la figure 1 possède une conduite d'alimentation en pression 1, au moyen de laquelle il est alimenté en air comprimé. Dans un détendeur 2, la pression de l'air comprimé qui est introduit est limitée à une pression de travail adaptée. La soupape principale 15 située en aval régule la pression qui règne à la sortie de régulation 12. Une première branche de commande, comportant une première conduite de commande 14 montée derrière une combinaison filtre/étranglement 16 servant à limiter l'écoulement, est directement reliée à une chambre de commande de soupape 4, une soupape de purge 11 et une soupape de sûreté 3 servant à limiter la pression. La pression de commande produite dans la conduite de commande 14 est envoyée directement à la membrane de commande, sollicitée par la pression de sortie de régulation, qui se trouve à l'intérieur de la chambre de commande 4. Dès que la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation 12 est inférieure à la pression de commande/pression de consigne, la servo-soupape 18 s'ouvre, ce qui fait chuter la pression régnant dans la servo-conduite 17 située derrière la combinaison filtre/étranglement 16, et la soupape principale 15 s'ouvre, jusqu'à ce que l'équilibre de pression entre la sortie de régulation 12 et la chambre de commande 4 soit atteint et que la servo-soupape 18 se ferme. La première branche de commande est, en outre, pourvue d'une masse 9 qui sert à détecter les accélérations positives. En cas d'accélérations positives, la masse 9 est poussée à l'encontre d'une force élastique, à la figure 1 en direction du bas, ce qui provoque un étranglement dans la première branche de commande; en conséquence, la pression de commande ainsi produite est transmise, par une chambre de commande 4, à la soupape principale 15. La soupape principale 15 reste ouverte jusqu'à ce que la pression qui règne à la sortie de régulation ait grimpé à la pression de commande. Lorsque l'accélération positive chute, la pression de commande décroît dans la première branche de commande, et la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation 12 est réduite par l'intermédiaire d'une soupape de purge 11. Dans une deuxième branche de commande comportant la conduite de commande 13 derrière une combinaison filtre/étranglement 16, on ne constate, en cas d'accélération positive, qui a été précédemment décrite pour la première branche de commande, aucune montée en pression. Cependant, en cas de valeurs d'accélération négatives, une masse 5 est poussée vers le haut, à l'encontre d'une force élastique, dans la deuxième branche de commande, élément qui étrangle la deuxième branche de commande. La pression de commande ainsi produite est transmise dans une chambre de stockage 7, par l'intermédiaire d'une soupape à une voie 6, qui peut, par exemple, être une soupape anti-retour. Une partie de la quantité de gaz acheminée s'échappe par une combinaison filtre/étranglement 10 et par une conduite de sortie, qui est reliée à l'atmosphère; la quantité de gaz échappée est cependant complétée par l'entrée de gaz qui passe par la soupape à une voie 6, tant que celle-ci est ouverte. La surpression à l'intérieur de la chambre de stockage 7 agit, grâce à une membrane intermédiaire 8, sur la masse 9 de la première branche de commande destinée aux accélérations positives et agit sur celle-ci comme une accélération positive supplémentaire, dans la mesure o la masse 9 est poussée vers le bas à l'encontre de la force élastique. Grâce à un réglage et une disposition adaptés des différents composants des première et deuxième branches de commande et, en particulier, grâce à la conformation des ressorts, de la membrane 8, de la chambre de stockage 7, et grâce à son raccordement à l'atmosphère ambiante, il est possible d'obtenir n'importe quelle fonction de transmission, selon laquelle le dispositif de régulation réagit à un passage d'une accélération négative à une accélération positive, et d'obtenir une courbe de pression souhaitée, décroissant avec le temps, avec une sollicitation supplémentaire lors d'un passage d'accélérations négatives à des accélérations positives. Revendications 1. Dispositif de régulation, destiné à la sollicitation en pression de pantalons de pilotes anti-g, dispositif qui présente une branche de commande servant à détecter les accélérations positives et qui est conçu, en cas d'accélération positive, pour provoquer une sollicitation en pression du pantalon de pilote anti-g qui croît au fur et à mesure qu'augmente la valeur d'accélération, caractérisé en ce que sont prévus des moyens de régulation (5-10, 13, 14) qui servent à détecter des passages de valeurs d'accélération de valeurs négatives à des valeurs positives avec des taux de variation d'accélération supérieurs à une valeur prédéterminée, et qui sont conçus pour provoquer, en réaction, une sollicitation en pression supplémentaire suivant un tracé décroissant avec le temps. 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction de régulation du dispositif de régulation est assurée par des branches de commande pneumatiques qui agissent, par l'intermédiaire d'une chambre de commande de soupape (4), sur une soupape principale (15), qui règle la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation (12). 3. Dispositif de régulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de régulation présentent une deuxième branche de commande (13, 5, 6, 7) qui produit, en cas d'accélérations négatives, une surpression dans une chambre de stockage (7), surpression qui agit sur la première branche de commande (14, 9) pour30 détecter des accélérations positives et la fait passer à un état identique à celui dans lequel elle se trouve en cas d'accélération positive plus élevée, afin d'entraîner ainsi une sollicitation en pression supplémentaire au niveau de la sortie de régulation (12), la chambre de35 stockage (7) étant raccordée de telle sorte qu'une surpression produite à l'intérieur de la chambre de stockage (7) décroît suivant un tracé dans le temps prédéterminé. 4. Dispositif de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième branche de commande présente une masse (5) qui se déplace, en cas d'accélération négative, du fait de son inertie, à l'encontre d'une force élastique, afin d'augmenter ainsi la pression qui règne dans la chambre de stockage (7), par l'intermédiaire d'une soupape à une voie (6), la chambre de stockage (7) étant reliée à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un étranglement (10), une surpression à l'intérieur de la chambre de stockage (7) agissant sur la première branche de commande pour détecter des accélérations positives comme le ferait une accélération positive supplémentaire. 5. Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première branche de commande (14, 9), pour détecter des accélérations positives, présente une masse (9) qui se déplace, en cas d'accélération positive, à l'encontre d'une force élastique, afin d'entraîner ainsi une augmentation de pression dans la chambre de commande de soupape (4) de la soupape principale (5) et, en conséquence, une élévation de la pression qui règne au niveau de la sortie de régulation (12), et en ce que la masse (9) est suspendue, par une membrane d'étanchéité (8), à l'intérieur de la chambre de stockage (7) de telle sorte qu'une surpression dans la chambre de stockage (7) entraîne un déplacement de la masse (9), à l'encontre du ressort.