Brevet FR2918348A1 — publié le 20090109

L'invention concerne le domaine des commandes de vol d'un hélicoptère et a plus particulièrement pour objet un dispositif de commandes de vol d'un hélicoptère. On sait que sur les hélicoptères classiques, on utilise quatre commandes de vol, à savoir le pas collectif, le pas cyclique, le palonnier et les gaz qui sont mis en oeuvre généralement par un manche, un levier et un palonnier. Le manche est mobile classiquement en croix, ce mouvement sera appelé translation dans la suite. Or, une personne handicapée, par exemple paraplégique ou amputée d'un membre inférieur, ne peut actionner toutes ces commandes et ne peut donc pas piloter un hélicoptère. En outre, ces quatre commandes de vol sont toutes simultanées, en ce sens que le pilote doit sans cesse agir sur les commandes pour conserver la stabilité de l'appareil. Mais n'étant pas corrélées puisque par exemple le fait de mettre du cyclique à gauche n'implique pas nécessairement d'actionner la pédale gauche du palonnier, elles doivent conserver leur indépendance les unes par rapport aux autres, d'autant qu'aucun mixage n'est possible comme cela se fait entre les gaz et le collectif. Le but de l'invention est de résoudre cet inconvénient en proposant un dispositif de commande de vol d'un hélicoptère permettant à une personne handicapée de pouvoir piloter un hélicoptère. La solution apportée est un dispositif de commande de vol d'un hélicoptère comportant au moins un manche et un palonnier, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transfert de la commande du palonnier sur le manche. Selon une caractéristique particulière, le manche comporte une première partie mobile d'une part classiquement en translation et d'autre part en rotation autour de 25 son axe X. Selon une autre caratéristique, la dite première partie mobile en rotation et en translation est solidaire d'une part d'une seconde partie du manche et d'autre part du palonnier par des moyens de couplage. Selon une caractéristique additionnelle, ces moyens de couplage comportent des moyens d'engrenage, des moyens coulissants 30 et des moyens de liaison des moyens coulissants au palonnier. Selon une caractéristique préférentielle, les moyens d'engrenage comportent un engrenage conique. Selon une caractéristique, les moyens d'engrenage comportent un premier boîtier à l'intérieur duquel sont disposés une première partie d'un premier axe de rotation solidaire de la première partie du manche et comportant une roue dentée de forme conique et une première partie d'un second axe de rotation comportant lui- même une roue dentée conique apte à constituer un engrenage avec celle du premier axe. Selon une autre caractéristique, les moyens coulissants comportent la seconde partie dudit second axe, un cardan, une coulisse, un second cardan solidaire d'une première partie d'un troisième axe de rotation. Selon une autre caractéristique, les moyens de liaison comportent une tige fixée à une seconde partie dudit troisième axe de rotation et disposée perpendiculairement à son axe de symétrie, cette tige supportant une première extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est solidarisée à la cinématique du palonnier par un axe de rotation. Selon une caractéristique additionnelle, ladite tige constitue un axe de rotation de deux bielles solidarisées par un axe de rotation respectivement à un premier porte palonnier et à un second porte palonnier. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description de modes particuliers de réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi 20 lesquelles : la figure 1 montre un schéma général d'un dispositif de commande de vol d'un hélicoptère, - la figure 2 présente un schéma général de l'invention appliqué au transfert des commandes du palonnier sur le manche, 25 - la figure 3 montre un schéma des moyens d'engrenage des moyens de couplage, La figure 4 montre un schéma des moyens coulissants des moyens de couplage, - les figures 5a et 5b présentent des schémas des moyens de liaison entre les moyens coulissants et un palonnier en vue de dessus et en vue de profil. La figure 1 montre un schéma général du dispositif de commandes de vol d'un hélicoptère. Ces moyens de commandes sont doublés sur ce schéma. Ce dispositif de commandes comporte : un manche 2 apte à agir sur le pas cyclique, et que le pilote peut déplacer classiquement en croix, un levier 3 apte à agir sur le pas collectif et comportant à son extrémité une poignée tournante 4 constituant une manette des gaz, deux pédales 5 et 6 constitutives avec l'ensemble cinématique associé 7 le palonnier 8 apte à agir sur l'inclinaison des pales du rotor anticouple de l'hélicoptère. La figure 2 présente un schéma général de l'invention appliqué au transfert des commandes du palonnier sur le manche 2 apte à agir sur le pas cyclique. Le manche comporte deux parties 9 et 10 dont la première comporte un degré de mobilité supplémentaire par rapport à la seconde, à savoir qu'elle est mobile en rotation et qu'elle est fixée à un axe 16 montré sur la figure 3. Cette première partie 9 du manche 2 est couplée à l'ensemble cinématique 11 du palonnier par des moyens de couplage 12. Ces derniers comportent des moyens d'engrenage 13 associés à des moyens coulissants 14 eux même associés à des moyens de liaison 15 à la cinématique 11 du palonnier 8. La figure 3 montre un schéma des moyens d'engrenage des moyens de couplage. Ces moyens d'engrenage comportent un axe 16 fixé à l'une de ses extrémité 17 la première partie 9 du manche, et solidaire de la seconde partie 10 du manche 2 via deux roulement à bille 18 et 19, l'axe 16 pouvant ainsi tourner à l'intérieur de la seconde partie 10 du manche. Un élément tubulaire 20 de diamètre interne sensiblement égal au diamètre extérieur de l'axe 16 est fixé sur ce dernier et comporte à l'une de ses extrémités 21 une roue dentée conique 22. La partie 23 de l'axe non située à l'intérieur du manche est placée dans un premier alésage 24 d'un boîtier 25 dont le diamètre est supérieur à celui de la roue dentée conique 22. Deux roulements à bille 26 permettent de conserver le positionnement des éléments 16, 20, 22 à l'intérieur de l'alésage 24. Le boîtier 25 comporte un second alésage 27 perpendiculaire au premier et sensiblement de même diamètre. Un second axe 28 est disposé à l'intérieur de ce second alésage 27. Il est maintenu en position par deux roulements à bille 29. A l'une, 30, des extrémités 30, 31 de ce second axe 28 est fixé un élément tubulaire 32 comportant seconde roue dentée conique 33 à son extrémité 34 et agencée de sorte à former un engrenage avec la première roue denté conique 22. Ainsi, la rotation du premier axe 16 produit la rotation dudit second axe. Comme dans cet exemple de réalisation les première et seconde roues dentées coniques ont le même nombre de dents, les deux axes 16 et 28 ont la même vitesse de rotation. Ces moyens d'engrenage 13 ont pour but de réorienter la rotation du manche dans un axe perpendiculaire au manche dirigé vers le plancher de la cabine. Le composant principal de cet ensemble est l'engrenage conique, dont le module a été calculé en fonction du couple à transmettre. L'extrémité 31 de l'axe 28 est fixée à des moyens coulissants 14. Comme montré sur la figure 4, ces derniers comportent un cardan double 35 goupillé à l'une de ses extrémités 36 sur l'extrémité 31 de l'axe 28 et à l'autre sur un arbre cannelé 37 constitutif de la partie mâle d'une coulisse 38, un arbre tubulaire cannelé 39 formant l'autre partie de la coulisse. Un cardan double 40 est fixé par goupille d'une part sur l'extrémité 41 de l'arbre tubulaire cannelé 39 et d'autre part sur un troisième axe 42 des moyens de liaison 15. Le problème de l'encombrement est primordial dans ce système en raison de l'exiguïté de la cabine, et vient du fait de l'utilisation d'un ensemble coulissant , ou éventuellement télescopique, monté sur cardans doubles, qui permettent, dans ce montage, de compenser les importantes variations angulaires. Si les cardans amortissent les variations angulaires, l'arbre cannelé coulissant permet d'absorber les variations de distance. En effet, la distance entre un point fixe du manche, par exemple le lieu de sortie de l'arbre et un point fixe du plancher, par exemple le lieu de fixation du système sur le plancher, ne va pas être constante au cours du vol à cause des mouvements du cyclique imposés par le pilote. De même, pour des raisons de sécurité des vols, notamment de la nécessité de la butée basse du manche en cas d'autorotation, l'arbre cannelé est dimensionné de manière à conserver les débattements maximaux du manche. L'utilisation d'un deuxième cardan en bout d'arbre permet de rendre le système complètement indépendant des mouvements du manche. Comme montré sur les figures 5a et 5b, les moyens de liaison 15 des moyens coulissants 14 à la cinématique 7 du palonnier comportent une tige 43 fixée perpendiculairement à l'axe de symétrie 44 du troisième axe 42 et à son extrémité 45. Deux bielles 46, 47 sont disposées sur la tige 43, l'une étant placée d'un côté du troisième axe 42 et l'autre de l'autre côté, de sorte que la tige 43 constitue un axe de rotation au niveau des extrémités tubulaires, respectivement 48 et 49 de ces deux bielles. Les deux autres extrémités, respectivement 50 et 51, des bielles 46 et 47 sont chacune mobiles autour d'un axe, respectivement 52 et 53, fixé à un porte palonnier, respectivement 54 et 55 par une chape respectivement 56 et 57. Ces moyens de liaison 15 permettent la liaison du système avec la cinématique des palonniers. La rotation du cardan de sortie de l'ensemble coulissant est transmise aux palonniers par un système de bielles, calculées pour conserver la course maximale des palonniers. Bien évidemment, de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention, notamment sur les orientations des axes, sur la forme 20 des engrenages, des moyens coulissants et des moyens de liaison. Par ailleurs, la tige 43 peut par exemple avoir une forme en U. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aide à la manoeuvre des moyens de contrôle du vol d'un hélicoptère comportant au moins un manche (4) et un palonnier (8), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (9, 12) de transfert des moyens de contrôle du palonnier (8) sur le manche (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manche (9,10) comporte une première partie (9) mobile en translation et en rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première partie mobile (9) en rotation et en translation est solidaire d'une part d'une seconde partie (10) du manche (4) et d'autre part du palonnier (8) par des moyens de couplage (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de couplage (12) comportent des moyens d'engrenage (13), des moyens coulissant (14) et des moyens de liaison (15) des moyens coulissants au palonnier (8). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les 20 moyens d'engrenage (13) comportent un engrenage conique (22, 33). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens d'engrenage (13) comportent un premier boîtier (25) à l'intérieur duquel sont disposés une première partie d'un premier axe de rotation (23) solidaire de la première partie (9) du manche (4) et comportant une roue 25 dentée (22) de forme conique et une première partie d'un second axe de rotation (28) comportant lui-même une roue dentée conique (33) apte à constituer un engrenage avec celle (22) du premier axe (23). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens coulissants (14) comportent la seconde partie 30 dudit second axe (28), un cardan (35), une coulisse (38), un second cardan (40) solidaire d'une première partie d'un troisième axe de rotation (42). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les moyens de liaison (15) comportent une tige (43) fixée à une seconde partie dudit troisième axe de rotation (42) et disposée 35 perpendiculairement à son axe de symétrie, cette tige (43) supportant une premièreextrémité d'une bielle (46, 47) dont l'autre extrémité est solidarisée à l'ensemble cinématique (11) du palonnier par un axe de rotation (52, 53). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige constitue un axe de rotation de deux bielles (46, 47) solidarisées par un axe de rotation (52, 53) respectivement à un premier porte palonnier et à un second porte palonnier (54, 55).