Brevet FR3041774A1 — publié le 20170331

SYSTEME DE RELEVES D'ECARTS DIMENSIONNELS POUR LE REGLAGE D'UN SYSTEME D'AFFICHAGE TETE HAUTE DANS UN AERONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système de relevés d'écarts dimensionnels pour le réglage d'un système d'affichage tête haute dans un cockpit d'aéronef, un aéronef équipé d'un tel système de relevés, ainsi qu'un procédé de relevé d'écarts dimensionnels mettant en oeuvre un tel système. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans un aéronef, un système d'affichage tête haute comporte un support qui est fixé à la structure de l'aéronef au-dessus du pilote, un projecteur fixé sur le support, et un écran placé devant le pilote. Le projecteur reçoit des images d'un calculateur de l'aéronef et projette ces images vers l'écran qui affiche ces images devant le pilote. Le système d'affichage tête haute permet d'afficher des informations relatives par exemple à la navigation, au pilotage, à l'environnement de vol, etc. Dans la mesure où le support présente des écarts (mécaniques) dimensionnels par rapport au référentiel de l'aéronef, par exemple dus aux tolérances d'installations, il est nécessaire d'effectuer une correction électronique du système pour rattraper ces écarts dimensionnels afin que les informations affichées par le système d'affichage soient correctes. A cet effet, on effectue un relevé des écarts dimensionnels entre la structure réelle de l'aéronef et la structure théorique. Une fois ces écarts connus, ils sont entrés dans un calculateur qui grâce à différents abaques et calculs géométriques modifie les images qu'il transmet ensuite au projecteur, afin que le positionnement des informations affichées soient correctes. Actuellement, le réglage en tangage et en roulis consiste : - A l'aide d'un inclinomètre, on mesure l'inclinaison représentative en tangage et en roulis au niveau d'une centrale à inertie de l'aéronef, - on fixe un châssis en lieu et place du projecteur sur le support, où le châssis porte un inclinomètre représentatif du tangage et roulis au niveau de l'interface 30 mécanique, - à comparer les valeurs ainsi mesurées pour renseigner le calculateur, Le calculateur est ainsi renseigné sur les écarts en roulis et en tangage. 3041774 2 Pour l'écart en lacet, le réglage consiste : - à fixer une lunette de visée en lieu et place du projecteur sur le support, - à placer un panneau gradué à l'extérieur de l'aéronef devant le cockpit visé par la lunette de visée, 5 - à régler le panneau en roulis et en tangage grâce aux mesures de tangage et de roulis précédemment réalisées, et en lacet grâce à deux points de référence placés sous l' aéronef, - à mesurer, sur le panneau, l'écart en lacet, et - à incrémenter les mesures afin d'obtenir des corrections optimales. 10 Bien qu'un tel réglage donne de bons résultats, il est relativement long à mettre en oeuvre et du fait de la présence du panneau hors de l'aéronef, il ne peut pas être réalisé sur la ligne de production et nécessite le déplacement de l'aéronef vers un espace dégagé. EXPOSE DE L'INVENTION 15 Un objet de la présente invention est de proposer un système de relevés qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier permet d'effectuer les relevés nécessaires au réglage d'un système d'affichage tête haute plus rapidement que dans le cas de l'état de la technique. A cet effet, est proposé un système de relevé pour relever des écarts de 20 positionnement dans un aéronef présentant un plan sagittal, un axe longitudinal contenu dans le plan sagittal et un support pour un projecteur d'un système d'affichage tête haute, le système de relevé comportant : - un châssis de projection présentant une base de fixation qui se fixe sur le support, 25 - un panneau de projection présentant une surface de projection graduée et placée perpendiculairement à l'axe longitudinal dans l'aéronef, et - un générateur laser fixé au châssis de projection, et projetant un faisceau laser vers la surface de projection, et où les dimensions du châssis de projection sont telles que, lorsque le châssis de projection est fixé au support et que l'aéronef ne présente pas d'écart dimensionnel, le générateur laser est disposé de manière à ce que le faisceau laser se propage parallèlement à l'axe longitudinal dans le plan sagittal de l'aéronef 3041774 3 Un tel système de relevé est donc particulièrement facile et rapide à mettre en oeuvre, en particulier, parce qu'il n'est pas nécessaire de placer un panneau hors de l'aéronef et que tous les relevés s'effectuent dans l'aéronef. Avantageusement, le système de relevé comporte en outre un inclinomètre fixé 5 sur le châssis de projection. Avantageusement, le générateur laser est un lasermètre. Selon un mode de réalisation particulier, le châssis de projection présente : - une base de fixation comprenant : - une plaque principale, 10 - une plaque de fixation fixable au support, et - une entretoise fixant la plaque de fixation à la plaque principale, et - un bras solidaire de la plaque principale à l'extrémité duquel est fixé le générateur laser. Selon un autre mode de réalisation particulier, le châssis de projection présente : 15 - une base de fixation comprenant : - une plaque principale, - une première plaque de fixation fixable à un premier support de l'aéronef, - une deuxième plaque de fixation fixable à un deuxième support de 20 l'aéronef, - une première entretoise fixant la première plaque de fixation sur l'une des faces de la plaque principale, et - une deuxième entretoise fixant la deuxième plaque de fixation sur l'autre face de la plaque principale, et 25 - un bras solidaire de la plaque principale à l'extrémité duquel est fixé le générateur laser. Avantageusement, le châssis de projection présente un bras auxiliaire parallèle audit bras, ledit bras et ledit bras auxiliaire présentent chacun un orifice, et les orifices sont coaxialement alignés entre eux et avec l'axe du faisceau laser. 30 Avantageusement, le système de relevé comporte un châssis qui porte le panneau de projection, le châssis prend la forme d'un trépied qui présente deux pieds de référence alignés selon l'axe longitudinal et un pied d'appui qui prend appui sur un plancher de l'aéronef. 3041774 4 L'invention propose également un aéronef présentant un plan sagittal, un axe longitudinal contenu dans le plan sagittal, un support pour un projecteur d'un système d'affichage tête haute, et un système de relevé selon l'une des variantes précédentes. L'invention propose également un procédé de relevé mis en oeuvre par un 5 système de relevé selon l'une des variantes précédentes et comportant : - une première étape de mise en place au cours de laquelle la base de fixation est fixée au support, - une deuxième étape de mise en place au cours de laquelle le panneau de projection est placé de manière à ce que la surface de projection soit perpendiculaire à 10 l'axe longitudinal dans l'aéronef, et - une étape de mesure au cours de laquelle une distance 'y' selon un axe transversal entre un point d'impact du faisceau laser sur la surface de projection et le plan sagittal est mesurée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 15 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 montre une vue de dessus d'un aéronef dans lequel un système de 20 relevé selon l'invention est mis en oeuvre, la Fig. 2 montre une vue en perspective d'un châssis de projection selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Fig. 3 montre une vue en perspective d'un châssis de projection selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 25 la Fig. 4 montre une vue de face d'un panneau de projection selon l'invention, et la Fig. 5 montre un organigramme d'un procédé de relevé selon l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 10 représenté schématiquement par sa carlingue. Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X l'axe longitudinal 30 de l'aéronef 10 orienté positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 10, on appelle Y l'axe transversal de l'aéronef qui est horizontal lorsque l'aéronef 10 est au sol, et Z l'axe vertical ou hauteur verticale lorsque l'aéronef 10 est au sol, ces trois 3041774 5 directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles et formant un repère orthonormé. On appelle « plan sagittal », le plan XZ. L'axe longitudinal X est contenu dans le plan sagittal. La position du plan sagittal est connue par construction. Généralement un élément rectiligne 11 de l'aéronef est disposé précisément et sert de référence afin de 5 déterminer le plan sagittal. Par exemple, l'élément rectiligne est un rail 11 de siège qui est fixé sur la structure de l'aéronef 10 et qui permet de déterminer la position du plan sagittal qui se situe à une distance YO connue du rail 11. Bien sûr un autre élément rectiligne peut être pris comme référence. L'aéronef 10 présente un cockpit 12 qui reçoit un pilote qui est ici placé à 10 bâbord et éventuellement un co-pilote qui est ici placé à tribord. Au-dessus du pilote et du co-pilote, l'aéronef 10 présente classiquement un support 14 qui est destiné à recevoir un projecteur d'un système d'affichage tête haute, et devant le pilote et le co-pilote, l'aéronef 10 présente classiquement un écran 16 sur lequel le projecteur projette des images qu'il reçoit d'un calculateur 18 de l'aéronef 15 10. La Fig. 1 montre également un système de relevé 100 qui permet de déterminer les écarts de positionnement du support 14 par rapport au référentiel de l'aéronef 10, c'est à dire par rapport à sa position théorique, et, par la suite, de configurer le calculateur 18 afin que celui-ci transmette au projecteur des images corrigées. 20 Le système de relevé 100 comporte : - un châssis de projection 102 présentant une base de fixation 106 qui se fixe sur le support 14 en lieu et place du projecteur, - un panneau de projection 104 présentant une surface de projection 105 graduée et placée perpendiculairement à l'axe longitudinal X, et 25 - un générateur laser 108 fixé au châssis de projection 102, et projetant un faisceau laser (flèche 110) vers la surface de projection 105. Les dimensions du châssis de projection 102 sont déterminées par le type d'aéronef 10 dans lequel il doit être installé. Ces dimensions sont telles que, lorsque le châssis de projection 102 est fixé au support 14 et que l'aéronef 10 ne présente pas 30 d'écart dimensionnel, le générateur laser 108 est disposé de manière à ce que le faisceau laser 110 se propage parallèlement à l'axe longitudinal X dans le plan sagittal. Selon le déport du support 14 par rapport au plan sagittal dans la direction transversale Y, le châssis de projection 102 présente un bras 112 qui s'étend entre la 3041774 6 base de fixation 106 et le générateur laser 108 qui est fixé sur ledit bras 112. La longueur du bras 112 est adaptée pour compenser le déport. Dans la mesure où l'aéronef 10 présente des écarts dimensionnels, le faisceau laser 110 s'écarte du plan sagittal et vient frapper la surface de projection 105 à une 5 position différente de la position qui est attendue lorsqu'il n'y a pas d' écart dimensionnel. La mesure de cet écart en Y, ainsi que la mesure de la distance entre le générateur laser 108 et la surface de projection 105, servent alors à renseigner le calculateur 18 pour qu'il corrige en lacet les images qu'il transmet au projecteur. Lors de la mise en place du système de relevé 100, le panneau de projection 104 10 est placé à l'intérieur de l'aéronef 10, en particulier à l'arrière du cockpit 12. La mise en place et l'utilisation du système de relevé 100 sont alors particulièrement simples puisque le tableau de projection 104 est à l'intérieur de l'aéronef 10 et ne nécessitent donc aucun espace important devant l'aéronef 10. Le relevé d'écarts peut alors se faire directement sur la ligne de fabrication. 15 Pour que les corrections en tangage et en roulis soient effectuées simultanément, un inclinomètre (260, Figs. 2 et 3) est fixé sur le châssis de projection 102. Les données recueillies en sortie de l'inclinomètre en liaison avec les données fournies par la centrale à inertie de l'aéronef 10 permettent de renseigner le calculateur 18 avec les écarts correspondants afin qu'il corrige les images qu'il transmet au projecteur. Il 20 n'est alors plus nécessaire d'effectuer des mesures séparées nécessitant des montages et démontages successifs. Comme pour l'état de la technique, les corrections apportées par le calculateur 18 sont basées sur des abaques et des calculs géométriques. Pour que la mesure de distance entre le générateur laser 108 et la surface de 25 projection 105 soit réalisée automatiquement, le générateur laser 108 est avantageusement un lasermètre qui est un générateur laser mesurant la distance avec l'impact du faisceau laser 110 sur la surface de projection 105. La Fig. 2 montre un châssis de projection 202 selon un premier mode de réalisation, plus particulièrement adapté au cas du réglage d'un seul système 30 d'affichage tête haute, en particulier celui du pilote. Le châssis de projection 202 présente une base de fixation 206 dont la forme et les dimensions sont adaptées à l'aéronef 10 et en particulier au support 14 situé ici au-dessus du pilote. La base de fixation 206 présente un bras 212 à l'extrémité duquel est 3041774 7 fixé le générateur laser 108 et dont la longueur et la position sont adaptées à l'aéronef 10. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la base de fixation 206 comprend : 5 - une plaque principale 250 solidaire du bras 212, - une plaque de fixation 252 pouvant être fixée au support 14, et qui présente ici des perçages 256 qui permettent la fixation de la plaque de fixation 252 sur le support 14 à l'aide d'éléments de visserie, et - une entretoise 254 qui fixe la plaque de fixation 252 à la plaque principale 250. 10 La Fig. 3 montre un châssis de projection 302 selon un deuxième mode de réalisation, plus particulièrement adapté au cas du réglage de deux systèmes d'affichage tête haute, à savoir celui du pilote et celui du copilote. Le châssis de projection 302 présente une base de fixation 306 dont la forme et les dimensions sont adaptées à l'aéronef 10 et en particulier aux supports 14 situés au- 15 dessus du pilote et au-dessus du copilote. La base de fixation 306 présente un bras 312 à l'extrémité duquel est fixé le générateur laser 108 et dont la longueur et la position sont adaptées à l'aéronef 10. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la base de fixation 306 comprend : 20 - une plaque principale 350 solidaire du bras 312, - une première plaque de fixation 352a pouvant être fixée au support 14 disposé ici au-dessus du pilote, et qui présente ici des perçages 356 qui permettent la fixation de la première plaque de fixation 352a sur le support 14 à l'aide d'éléments de visserie, 25 - une deuxième plaque de fixation 352b pouvant être fixée au support 14 disposé ici au-dessus du copilote, et qui présente ici des perçages 356 qui permettent la fixation de la deuxième plaque de fixation 352b sur le support 14 à l'aide d'éléments de visserie, - une première entretoise 354a qui fixe la première plaque de fixation 352a sur 30 l'une des faces de la plaque principale 350, et - une deuxième entretoise 354b qui fixe la deuxième plaque de fixation 352b sur l'autre face de la plaque principale 350. Un tel châssis de projection 302 permet ainsi par rotation du châssis de projection 302 autour de l'axe du faisceau laser 110 de basculer d'un premier mode 3041774 8 permettant le réglage du système d'affichage tête haute du pilote à un deuxième mode permettant le réglage du système d'affichage tête haute du copilote. L'inclinomètre 260 permettant les corrections en tangage et en roulis est fixé par exemple sur la plaque principale 250, 350. 5 Pour s'assurer de la bonne position du générateur laser 108 par rapport au châssis de projection 202, 302, le châssis de projection 202, 302 présente un bras auxiliaire 262 parallèle au bras 212, 312 et le bras 212, 312 et le bras auxiliaire 262 présentent chacun un orifice 264a-b, et les orifices 264a-b sont coaxialement alignés entre eux et avec l'axe du faisceau laser 110. Ainsi, si le générateur laser 108 est placé 10 convenablement, le faisceau laser 110 traverse successivement les deux orifices 264a- b, et si le générateur laser 108 n'est pas placé convenablement, par exemple à cause d'une déformation du bras 212, 312, le faisceau laser 110 ne traverse pas les deux orifices 264a-b. La Fig. 4 montre un châssis 402 qui porte le panneau de projection 104. La 15 surface de projection 105 présente une graduation 406 en Y qui permet de déterminer les écarts par rapport au plan sagittal. La position zéro '0' de la graduation 406 est placée de manière à correspondre au plan sagittal. Cette mise en position s'effectue par exemple par positionnement précis à la distance YO de l'élément rectiligne de référence, ici le rail 11. 20 Une fois que le panneau de projection 104 est positionné, le faisceau laser 110 projette un point d'impact 404 sur la surface de projection 105. Il est alors aisé de relever la distance 'y' selon l'axe transversal Y entre le point d'impact 404 et le plan sagittal. Pour faciliter le positionnement du panneau de projection 104, le châssis 402 25 prend la forme d'un trépied qui présente deux pieds de référence 410a-b et un pied d'appui 412. Les deux pieds de référence 410a-b sont alignés selon l'axe longitudinal X, c'est-à-dire parallèlement à l'axe longitudinal X, et chacun est prévu pour coopérer avec l'élément rectiligne de référence, ici le rail 11. Ainsi, lorsque les deux pieds de référence 410a-b sont mis en place, ici dans le rail 11, le parallélisme par rapport au 30 plan sagittal est assuré. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 4, le rail 11 prend la forme d'un U et chaque pied de référence 410a-b prend la forme d'un patin qui s'insère dans le rail 11. Le pied d'appui 412 prend appui sur le plancher 20 de l'aéronef 10. 3041774 9 Pour assurer la position horizontale de la graduation 406, le châssis 402 présente un moyen de réglage en hauteur 416, comme par exemple un système vis-écrou, qui assure le relevage ou l'abaissement du pied d'appui 412, et donc une rotation du châssis 402 autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal X passant par les pieds de 5 référence 410a-b. Pour régler la position en Y du panneau de projection 104 et du pied d'appui 412 par rapport aux pieds de référence 410a-b, le châssis 402 présente un système de réglage horizontal 414, comme par exemple une crémaillère, qui permet de régler la distance en Y entre les pieds de référence 410a-b, et le panneau de projection 104 et le 10 pied d'appui 412. Un tel réglage permet de positionner le zéro '0' dans le plan sagittal. Pour faciliter la lecture de la distance 'y', le châssis 402 présente un système de réglage vertical 408, comme par exemple une crémaillère, qui permet de lever ou d'abaisser le panneau de projection 104 parallèlement à l'axe Z, afin de positionner le point d'impact 404 sur la graduation 406. 15 La Fig. 5 montre un organigramme d'un procédé de relevé 500 qui consiste à relever les écarts dimensionnels. Le procédé de relevé 500 comporte : - une première étape de mise en place 502 au cours de laquelle la base de fixation 106, 206, 306 du châssis de projection 102, 202, 302 est fixée au support 14 dans le cockpit 12, 20 - une deuxième étape de mise en place 504 au cours de laquelle le panneau de projection 104 présentant la surface de projection 105 graduée de manière à ce que la surface de projection soit placée perpendiculairement à l'axe longitudinal X dans l'aéronef 10 à l'arrière du cockpit 12, et - une étape de mesure 506 au cours de laquelle la distance 'y' selon l'axe 25 transversal Y entre le point d'impact 404 du faisceau laser 110 sur la surface de projection 105 et le plan sagittal est mesurée, c'est à dire la distance selon l'axe transversal Y entre le point d'impact 404 du faisceau laser 110 sur la surface de projection 105 et le point attendu lorsqu'il n'y a pas d'écart dimensionnel. La deuxième étape de mise en place 504 comporte entre autres le 30 positionnement du zéro '0' à la distance YO de l'élément rectiligne de référence, ici le rail 11. Bien qu'une seule mesure soit suffisante, il est possible d'effectuer plusieurs mesures à des distances différentes en déplaçant le châssis 402 parallèlement à l'axe 3041774 10 longitudinal X en faisant coulisser les deux pieds de référence 410a-b par rapport à l'élément rectiligne de référence, ici le rail 11. La distance entre le générateur laser 108 et le panneau de projection 104 est par exemple de l'ordre de 20 à 25 m. 5 A la suite de ce procédé de relevé 500, les données ainsi relevées peuvent être fournies au calculateur 18 pour corriger les images du projecteur. REVENDICATIONS1) Système de relevé (100) pour relever des écarts de positionnement dans un aéronef (10) présentant un plan sagittal, un axe longitudinal (X) contenu dans le plan sagittal et un support (14) pour un projecteur d'un système d'affichage tête haute, le système de relevé (100) comportant : - un châssis de projection (102, 202, 302) présentant une base de fixation (106, 206, 306) qui se fixe sur le support (14), - un panneau de projection (104) présentant une surface de projection (105) graduée et placée perpendiculairement à l'axe longitudinal (X) dans l'aéronef (10), et - un générateur laser (108) fixé au châssis de projection (102, 202, 302), et projetant un faisceau laser (110) vers la surface de projection (105), et où les dimensions du châssis de projection (102, 202, 302) sont telles que, lorsque le châssis de projection (102, 202, 302) est fixé au support (14) et que l'aéronef (10) ne présente pas d'écart dimensionnel, le générateur laser (108) est disposé de manière à ce que le faisceau laser (110) se propage parallèlement à l'axe longitudinal (X) dans le plan sagittal de l'aéronef (10). 2) Système de relevé (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un inclinomètre (260) fixé sur le châssis de projection (102, 202, 302). 3) Système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le générateur laser (108) est un lasermètre. 4) Système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le châssis de projection (202) présente : - une base de fixation (206) comprenant : - une plaque principale (250), - une plaque de fixation (252) fixable au support (14), et - une entretoise (254) fixant la plaque de fixation (252) à la plaque principale (250), et - un bras (212) solidaire de la plaque principale (250) à l'extrémité duquel est fixé le générateur laser (108). 3041774 12 5) Système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le châssis de projection (302) présente : - une base de fixation (306) comprenant : - une plaque principale (350), 5 - une première plaque de fixation (352a) fixable à un premier support (14) de l'aéronef (10), - une deuxième plaque de fixation (352b) fixable à un deuxième support (14) de l'aéronef (10), - une première entretoise (354a) fixant la première plaque de fixation 10 (352a) sur l'une des faces de la plaque principale (350), et - une deuxième entretoise (354b) fixant la deuxième plaque de fixation (352b) sur l'autre face de la plaque principale (350), et - un bras (312) solidaire de la plaque principale (350) à l'extrémité duquel est fixé le générateur laser (108). 15 6) Système de relevé (100) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le châssis de projection (202, 302) présente un bras auxiliaire (262) parallèle audit bras (212, 312), en ce que ledit bras (212, 312) et ledit bras auxiliaire (262) présentent chacun un orifice (264a-b), et en ce que les orifices (264a-b) sont coaxialement alignés entre eux et avec l'axe du faisceau laser (110). 20 7) Système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis (402) qui porte le panneau de projection (104), en ce que le châssis (402) prend la forme d'un trépied qui présente deux pieds de référence (410a-b) alignés selon l'axe longitudinal (X) et un pied d'appui (412) qui prend appui sur un plancher (20) de l'aéronef (10). 25 8) Aéronef (10) présentant un plan sagittal, un axe longitudinal (X) contenu dans le plan sagittal, un support (14) pour un projecteur d'un système d'affichage tête haute, et un système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 à 7. 9) Procédé de relevé (500) mis en oeuvre par un système de relevé (100) selon l'une des revendications 1 à 7 et comportant : 3041774 13 - une première étape de mise en place (502) au cours de laquelle la base de fixation (106, 206, 306) est fixée au support (14), - une deuxième étape de mise en place (504) au cours de laquelle le panneau de projection (104) est placé de manière à ce que la surface de projection soit 5 perpendiculaire à l'axe longitudinal (X) dans l'aéronef (10), et - une étape de mesure (506) au cours de laquelle une distance 'y' selon un axe transversal (Y) entre un point d'impact (404) du faisceau laser (110) sur la surface de projection (105) et le plan sagittal est mesurée.