Brevet FR3071222A1 — publié le 20190322

SYSTEME ET PROCEDE DE SUPPORT ET DE GUIDAGE D'UN OUVRANT D'AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention a pour domaine technique les systèmes de support et de guidage d'ouvrants d'aéronef. Elle se rapporte en particulier, et de manière nullement limitative, à un système de support et de guidage d'une porte de cabine pour aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les aéronefs sont classiquement dotés de portes d'accès à la cabine pour l'embarquement et le débarquement des passagers, désignées classiquement par le terme de portes PAX, de portes de sortie d'urgence OWEED (acronyme de « Overwing Emergency Exit Door », en terminologie anglaise) et de portes CARGO pour le fret. [0003] En ce qui concerne les portes de cabine d'avion, une porte PAX comprend, au niveau de ses côtés latéraux, des pièces de maintien couramment dénommées « butées », destinées à coopérer, en position de fermeture de la porte, avec des pièces de maintien ou butées correspondantes situées sur une structure d'encadrement de la porte solidaire du fuselage. [0004] L'assemblage peut s'effectuer soit en configuration « butée fixe » soit en configuration « butée mobile ». [0005] En configuration « butée fixe », les portes d'accès sont appuyées, au niveau de leurs propres butées fixes, sur un ensemble de butées périphériques fixées sur la structure d'encadrement. [0006] En configuration « butée mobile », plusieurs pièces de maintien mobiles, liées généralement à la porte, sont disposées en vis-à-vis d'éléments fixes, disposés généralement sur la structure d'encadrement. 2 [0007] Les contacts entre les butées de la porte d'accès et les butées de la structure d'encadrement de la porte empêchent alors l'ouverture de la porte sous l'effet de la pression régnant dans la cabine. Lors de la fermeture, un joint périphérique prévu entre la porte 5 et la structure d'encadrement assure l'étanchéité entre l'intérieur de la cabine et l'extérieur. [0008] Pour l'ouverture de la porte, il convient en premier lieu de libérer les butées. [0009] Dans le cas des butées fixes, la libération des butées 10 s'effectue par une translation globalement verticale de la porte afin de libérer les butées fixes de la porte, d'une part, et du fuselage, d'autre part. [0010] Dans le cas des butées mobiles, les butées sont libérées individuellement par un mouvement qui peut être de rotation ou de 15 translation. [0011] La porte est ensuite dégagée de sa structure d'encadrement. Lors de son dégagement, la porte peut être soutenue et guidée soit par un bras articulé par rapport au fuselage, soit par une charnière. Le bras ou la charnière peut être disposé soit latéralement 20 par rapport à la porte, soit au-dessus de la porte. [0012] Lorsque le bras ou la charnière est positionné latéralement, l'axe d'articulation ou de rotation est vertical. Au contraire, lorsque le bras ou la charnière est situé au-dessus de la porte, la porte est alors déplacée par rapport à un axe horizontal. 25 [0013] Dans le cas de l'utilisation d'un bras à axe d'articulation vertical, la porte est parallèle au fuselage en position finale d'ouverture. L'utilisation d'une charnière entraîne par contre une position inversée relativement au fuselage, la face extérieure de la porte étant tournée vers l'extérieur du fuselage. 30 [0014] La version à bras avec un axe de rotation vertical est aujourd'hui majoritairement employée pour les portes PAX. [0015] Pour les portes OWEED, on utilise plus souvent une version à bras avec axe de rotation horizontal. Les versions à bras avec axe de rotation vertical et à charnière peuvent également être utilisées. [0016] La version à charnière est aujourd'hui majoritairement employée pour les portes CARGO, avec un axe de rotation horizontal. 3 [0017] Un bras à axe de rotation vertical nécessite l'ajout d'un système de guidage annexe afin de guider la porte pendant l'ouverture. [0018] Deux principes différents sont habituellement utilisés. [0019] Le premier principe consiste à ajouter deux bielles en 5 partie haute pour former ainsi avec le bras une articulation à trois branches. Le deuxième principe consiste à intégrer un mécanisme de guidage dans le bras, utilisant des combinaisons de pignons/chaînes et/ou de pignons/crémaillères et/ou de leviers/bielles. [0020] En position finale, la porte se trouve dans une position 10 extérieure à la zone d'accès, généralement désignée par le terme de « clearance » par les anglosaxons, et le plus souvent à l'extérieur du fuselage. [0021] Dans le cas de l'utilisation d'un bras associé à un système de guidage par bielles, un premier inconvénient est la 15 réduction de la zone d'accès engendrée par l'implantation de ferrures d'ancrage des bielles sur le fuselage. Ceci oblige à adopter une découpe plus importante que nécessaire en hauteur afin de ne pas réduire la zone d'accès. [0022] Un autre inconvénient est que les bielles imposent à la 20 porte un déplacement latéral en partie haute lors de la translation verticale, ce qui peut réduire les jeux de passage entre la porte et le fuselage. Il faut également noter que, dans ce cas, on dissocie la fonction de support de la porte par le bras et la fonction de guidage de la porte par les deux bielles, ce qui augmente le nombre de pièces. 25 [0023] Dans le cas de l'utilisation d'un bras associé à un mécanisme de guidage interne, outre la difficulté à loger un tel mécanisme à l'intérieur du bras, la complexité, le coût et la masse du mécanisme de guidage, l'efficacité en termes de stabilité du guidage est médiocre en raison des jeux liés à la structure du mécanisme. Cette 30 solution peut également générer une réduction du passage entre la porte et le fuselage. [0024] En ce qui concerne enfin les portes OWEED, on pourra se référer au document EP 0 876 954 qui décrit une porte de secours d'avion comprenant deux bras articulés sur le fuselage et situés au- 35 dessus de la porte pour lever la porte en position ouverte. Tout en 4 étant articulés, les bras sont menés par des moyens de guidage prévus sur des panneaux de montage solidaires du panneau de la porte. [0025] Une telle architecture pose également les problèmes précités liés à la présence des moyens de guidage. 5 EXPOSE DE L'INVENTION [0026] Au vu de ce qui précède, il existe un besoin pour un système de support et de guidage résolvant tout ou partie des problèmes de l'état de la technique. 10 [0027] L'invention a ainsi pour objet, selon un premier aspect, un système de support et de guidage d'un ouvrant de l'aéronef. [0028] Ce support comprend au moins deux bielles comprenant chacune une première extrémité destinée à être liée à l'ouvrant et une deuxième extrémité destinée à être liée au fuselage de l'aéronef, les 15 extrémités de chaque bielle comprenant chacune une articulation autour d'un premier axe de rotation par rapport à la porte et au fuselage, respectivement et un deuxième axe de rotation par rapport aux bielles distinct du premier axe, les premiers axes de rotation des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par 20 rapport à l'autre et les deuxièmes axes de rotation des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre. [0029] Les deux bielles assurent le guidage de la porte pendant la totalité du mouvement et supportent également la masse de la porte 25 dès sa sortie hors de l'encadrement du fuselage, ce qui constitue un gain appréciable sur le nombre de pièces entrant dans la constitution du système de support et de guidage. [0030] Les bielles articulées par rapport à la porte d'une part, et par rapport au fuselage, d'autre part, autour de deux axes de 30 rotation, permettent une dissociation du mouvement de sortie de l'encadrement et du mouvement de dégagement de la zone de passage et une réduction de l'angle de rotation des bielles, lors du dégagement de la porte en position d'ouverture totale et permettent ainsi de n'utiliser que deux bielles pour le guidage alors que trois sont 35 généralement nécessaires. 5 [0031] En outre, grâce à l'utilisation de la liaison par bielles, en position fermée, la porte reste libre de se déplacer selon deux degrés de liberté horizontal et vertical et peut ainsi s'adapter aux diverses déformations du fuselage au sol et au vol, sans mécanisme 5 d'adaptation additionnel. [0032] En position ouverte, la porte reste libre de se déplacer verticalement sous l'effet d'un effort vertical vers le haut, par exemple pour s'adapter à un déplacement vertical du plancher d'une passerelle d'accès (« overlift », en anglais), sans mécanisme additionnel. 10 [0033] Selon une autre caractéristique du système de support et de guidage, les premiers axes et les deuxièmes axes délimitent deux quadrilatères respectifs, déployables respectivement lors d'une première phase et d'une deuxième phase de déploiement de l'ouvrant. [0034] On notera que, grâce à l'utilisation des bielles, le 15 déplacement de l'ouvrant lors de la première phase peut s'effectuer sans composante de déplacement latéral, ce qui facilite la mise en oeuvre de la première phase de l'ouverture. [0035] Avantageusement, le système comprend au moins une première butée de limitation du déplacement du premier quadrilatère 20 formé par les premiers axes, lors de la première phase de déploiement du premier quadrilatère et de support de la porte en fin de ladite première phase [0036] On peut en outre prévoir que le système comprenne au moins une deuxième butée de limitation du déploiement du deuxième 25 quadrilatère formé par les deuxièmes axes d'articulation lors de la deuxième phase de déploiement dudit deuxième quadrilatère. [0037] Avantageusement, les articulations sont des articulations à cardan. [0038] Dans un mode de réalisation, les premiers et deuxièmes 30 axes sont sensiblement perpendiculaires. [0039] On peut prévoir que les deuxièmes axes sont orientés de sorte que le mouvement de l'ouvrant lors de la deuxième phase comporte une composante verticale. [0040] Selon encore une autre caractéristique, la longueur de 35 chaque bielle constitue un moyen de réglage du positionnement de l'ouvrant lors d'au moins l'une desdites première et deuxième phases. 6 [0041] Avantageusement, chaque bielle comporte au moins un coude. [0042] L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un procédé d'ouverture d'un ouvrant d'aéronef au moyen d'un 5 système de support et de guidage tel que défini ci-dessus, comprenant une première phase au cours de laquelle l'ouvrant est libéré d'une structure d'encadrement solidaire du fuselage de l'aéronef par rotation des bielles autour du premier axe de rotation s'étendant horizontalement et une deuxième phase de dégagement de l'ouvrant 10 par rotation des bielles autour des deuxièmes axes de rotation s'étendant verticalement. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0043] D'autres buts, caractéristiques et avantages de 15 l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue de face d'une porte de cabine d'aéronef, en position fermée dotée d'un système de support et de 20 guidage conforme à l'invention ; -la figure 2 est une vue détaillée des bielles du système de support et de guidage visible sur la figure 1 ; -les figures 3a et 3b sont des vues latérales du système de support et de guidage visible sur la figure 1 en position verrouillée et 25 en position d'extraction de la porte de la structure d'encadrement, respectivement, lors de la première phase de déploiement de la porte ; -les figures 4a et 4b sont des vues de dessus du système de support et de guidage de la figure 1 lors de la deuxième phase de déploiement de la porte ; et 30 -la figure 5 est une vue schématique de la porte de la figure 1 lors des différentes phases de déploiement de la porte. DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0044] On se référera tout d'abord à la figure 1 qui illustre une 35 porte PAX de cabine I d'un avion ou, de manière générale, d'un 7 aéronef, vue de l'intérieur de la cabine, et représentée en position verticale. [0045] Bien que la figure 1 illustre une porte de cabine, on ne sort toutefois pas du cadre de l'invention lorsqu'elle s'applique à tout 5 autre type d'ouvrant, tel qu'une porte OWEED de sortie d'urgence, ou une porte CARGO pour le fret. [0046] La porte I, visible sur la figure 1, comporte un panneau de porte 1 doté d'un hublot 2 et articulé par rapport à une structure d'encadrement solidaire du fuselage 3 de l'aéronef. 10 [0047] Elle est ici montée de manière articulée par rapport au fuselage entre une position complètement fermée (visible sur la figure 1) dans laquelle elle est verrouillée contre la structure d'encadrement et une position complètement ouverte dans laquelle elle est dégagée latéralement par rapport à la zone d'accès à la cabine, désignée par les 15 anglosaxons par le terme de « clearance ». [0048] Elle comporte un ensemble d'éléments de maintien ou « butées », destinées à coopérer avec butées complémentaires prévues sur la structure d'encadrement pour verrouiller la porte en position fermée. 20 [0049] La cinématique d'ouverture de la porte de cabine comporte une phase préalable de libération des butées, une phase de sortie, dans laquelle le panneau 1 est extrait de la structure d'encadrement, puis une phase de dégagement dans laquelle le panneau 1 extrait de la structure d'encadrement est déplacé latéralement pour 25 dégager la zone d'accès. [0050] La porte I est par ailleurs dotée d'un système de support et de guidage 4 qui assure le support et le guidage de la porte lors de la phase de sortie et de la phase de dégagement. [0051] Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures, le 30 système 4 comporte deux bielles 5 et 6, respectivement supérieure et inférieure dotées chacune d'une première extrémité 7 dotée d'une articulation liée à un élément représenté par un cylindre C solidaire du panneau 1 et une deuxième extrémité 8 comprenant une articulation liée à un élément représenté par un cylindre C' lié au fuselage de 35 l'avion. 8 [0052] En référence à la figure 2, les articulations sont des articulations à cardan 9 qui comportent deux degrés de liberté. Chaque articulation comporte en effet un premier axe Al de rotation globalement horizontale qui constitue une articulation cardan/porte ou 5 cardan/fuselage et un deuxième axe de rotation A2, globalement vertical, qui constitue une articulation cardan/bielle. [0053] Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention lorsque l'axe de rotation Al cardan/porte ou cardan/fuselage est globalement vertical et l'axe de rotation A2 cardan/bielle est 10 globalement horizontal. [0054] Le premier axe d'articulation Al est utilisé lors de la phase de sortie du panneau de porte 1, tandis que le deuxième axe de rotation A2 est utilisé lors de la phase de dégagement du panneau. [0055] Les deux bielles 5 et 6 sont coudées et comportent plus 15 précisément deux coudes 10 et 11 à concavités opposées conférant à chaque bielle une forme globalement en S. Ainsi, à partir de la première extrémité, chaque bielle comporte une première partie 12, par exemple rectiligne par laquelle elle est articulée par rapport au panneau 1, prolongée par le premier coude 10, puis par une deuxième 20 partie 13 rectiligne, par le deuxième coude 11, puis par une troisième partie 14 articulée par rapport au fuselage 3. [0056] On pourra avantageusement prévoir que la troisième partie 14 est elle-même arquée de manière à conserver un jeu suffisant pour permettre le débattement complet de la porte en présence du 25 fuselage. [0057] Bien entendu, la forme des bielles n'est nullement limitative. Toute autre forme pourrait également être adoptée, en variante, dans la mesure où les premiers axes de rotation Al des deux extrémités de bielles sont décalés l'un par rapport à l'autre et que, 30 bien entendu, les axes de rotation A2 sont également décalés l'un par rapport à l'autre. Ainsi, par exemple les deux bielles peuvent comporter, dans divers modes de réalisation, deux coudes à concavités tournées dans une même direction ou dans deux directions voisines, un unique coude ou être droites ou présenter toute autre géométrie entre 35 leurs extrémités. 9 [0058] Les quatre articulations cardan/porte d'une part, et cardan/fuselage, d'autre part, constituent un premier quadrilatère EFGH, tandis que les quatre articulations cardan/bielle constituent un deuxième quadrilatère IJKL. 5 [0059] Lors de la phase de sortie du panneau 1, dans laquelle le panneau 1 est extrait de sa structure d'encadrement, le premier quadrilatère EFGH est déployé vers l'extérieur de la cabine, par rotation autour des axes de rotation Al par rapport à la porte et au fuselage, tandis que lors de la phase de dégagement, le deuxième 10 quadrilatère IJKL est déployé vers l'extérieur de la cabine par rotation autour des axes de rotation A2 par rapport aux bielles. [0060] La séquence d'ouverture est ainsi dissociée en deux phases successives, à savoir une première phase permettant l'extraction de la porte de son encadrement sur le fuselage et une 15 deuxième phase de dégagement de la porte de la zone de passage autorisant ainsi l'entrée et la sortie des passagers. [0061] On a représenté sur les figures 3a et 3b la configuration de la porte de cabine, respectivement en position fermée, après libération préalable des butées, et à l'issue de la première phase de 20 sortie dans laquelle le panneau est libéré de la structure d'encadrement. [0062] Lors de la première phase, le premier quadrilatère EFGH est déployé vers l'extérieur de la cabine (flèche Fi). [0063] Le système de support et de guidage est 25 avantageusement doté d'une première butée Bi, schématiquement représentée, par exemple prévue sur l'articulation cardan/fuselage ou sur l'articulation cardan/porte afin de limiter l'amplitude de ce premier mouvement. Cette butée reprend alors la masse de la porte à la fin de ce premier mouvement pour supporter la porte au cours du 30 deuxième mouvement consécutif. [0064] Lors de la deuxième phase du mouvement, visible sur les figures 4a et 4b, le deuxième quadrilatère IJKL est déployé vers l'extérieur de la cabine par rotation autour des axes A2 pour dégager la porte de la zone de passage dite « clearance » autorisant ainsi 35 l'entrée et la sortie des passagers. 10 [0065] Une butée B2, également schématiquement représentée, peut être prévue pour limiter l'amplitude de ce deuxième mouvement. Cette deuxième butée B2 est prévue sur l'articulation cardan/bielle côté porte ou côté fuselage. 5 [0066] En se référant à la figure 5, la première phase du mouvement de la porte consiste, à partir d'une position Pl fermée, à déplacer la porte jusqu'à une position intermédiaire P2 hors structure d'encadrement (flèche Fi), tandis que la deuxième phase (flèche F2) permet de déployer le panneau de porte 1 jusqu'à sa position 10 entièrement ouverte (P3). [0067] On notera que, dans la première phase, le décalage entre les axes de rotation Al des deux extrémités de bielles permet un réglage de la position intermédiaire P2, tandis que la longueur globale des bielles, et plus particulièrement le décalage entre les axes A2 des 15 deux extrémités des bielles permet un réglage du débattement du panneau de porte en position ouverte. [0068] On notera toutefois que, en position fermée de la porte, les deux bielles peuvent parfaitement s'intégrer sous l'habillage de la porte, le premier quadrilatère EFGH étant sensiblement rabattu à plat 20 contre le panneau, dans cette position. [0069] Dans le cas où la phase préalable de libération des butées s'effectue par une translation globalement verticale du panneau de porte, en particulier vers le haut, la première phase d'extraction de la porte permet avantageusement de ramener le panneau de porte à son 25 niveau d'origine en basculant le panneau vers l'extérieur et vers le bas. [0070] Comme décrit précédemment, les axes de rotation cardan/bielle sont globalement verticaux. Il est également possible, en variante, d'orienter de manière adéquate ces axes A2 comme illustré 30 sur les figures de sorte que lors de la deuxième phase de déploiement de la porte, le mouvement ait une composante verticale, par exemple vers le haut, afin, par exemple, d'éloigner la porte du plancher d'une passerelle d'accès ou par exemple vers le bas, afin, par exemple, de dégager la porte automatiquement sous l'effet de sa masse. 35 [0071] Par ailleurs, les deux bielles peuvent avoir des longueurs différentes. La longueur des bielles peut être réglée 11 indépendamment afin de d'obtenir une orientation différente de la porte à la fin de la première phase du mouvement, par exemple pour privilégier l'éloignement de la partie haute ou basse de la porte. [0072] Lors de la première phase, le déplacement de la porte 5 s'effectue selon l'axe Al autour de la première extrémité des bielles. En modifiant le décalage entre les axes Al, on peut obtenir une inclinaison consécutive de la porte en fin de première phase. [0073] De même, lors de la deuxième phase, le déplacement de la porte s'effectue selon l'axe A2 autour de la deuxième extrémité des 10 bielles. En modifiant le décalage entre les axes A2, on peut obtenir une inclinaison consécutive de la porte en position finale. Ces ajustements sont bien entendu indépendants pour les deux phases. [0074] On comprendra ainsi que la forme des bielles constitue un moyen de réglage de la position de l'ouvrant lors d'au moins l'une REVENDICATIONS1. Système de support et de guidage d'un ouvrant d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux bielles (5, 6) comprenant chacune une première extrémité (7) destinée à être liée à l'ouvrant et une deuxième extrémité (8) destinée à être liée au fuselage de l'aéronef, les extrémités de chaque bielle comprenant chacune une articulation (9) autour d'un premier axe de rotation (A1) par rapport à la porte et au fuselage et d'un deuxième axe de rotation (A2) par rapport aux bielles, distinct du premier axe, les premiers axes de rotation (A1) des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre et les deuxièmes axes de rotation (A2) des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les premiers axes (A1) et les deuxièmes axes (A2) délimitent deux quadrilatères respectifs déployables respectivement lors d'une première phase et d'une deuxième phase de déploiement de l'ouvrant. 3. Système selon la revendication 2, comprenant au moins une première butée (B1) de limitation du déplacement du premier quadrilatère formé par les premiers axes lors de la première phase de déploiement du premier quadrilatère et de support de l'ouvrant (1) en fin de ladite première phase. 4. Système selon l'une des revendications 2 et 3, comportant au moins une deuxième butée (B2) de limitation de déplacement du deuxième quadrilatère formé par les deuxièmes axes d'articulation lors de la deuxième phase de déploiement dudit deuxième quadrilatère. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la forme desdites bielles (5, 6) constitue un moyen de réglage de la position de l'ouvrant lors d'au moins l'une desdites première et deuxième phases. 6. Système selon la revendication 5, dans lequel les deuxièmes axes sont orientés de sorte que le mouvement de l'ouvrant (1) lors de la deuxième phase comporte une composante verticale. 13 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque bielle (5, 6) comporte au moins un coude (10, 11). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les articulations (9) sont des articulations à cardan. 5 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les premier et deuxième axes (Ai, A2) sont sensiblement perpendiculaires. 10. Procédé d'ouverture d'un ouvrant d'aéronef au moyen d'un système (4) de support et de guidage comprenant au moins deux 10 bielles (5, 6) comportant chacune une première extrémité (7) liée à l'ouvrant (1) et une deuxième extrémité (8) liée au fuselage de l'aéronef, les extrémités de chaque bielle comportant chacune une articulation (9) autour d'un premier axe de rotation (Ai) par rapport à l'ouvrant et au fuselage et un deuxième axe de rotation (A2) par 15 rapport aux bielles distinct du premier axe, les premiers axes de rotation (Ai) des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre et les deuxièmes axes de rotation (A2) des première et deuxième extrémités étant parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte une 20 première phase au cours de laquelle l'ouvrant (1) est libéré d'une structure d'encadrement solidaire du fuselage par rotation des bielles (5, 6) autour des premiers axes de rotation (Ai) et une deuxième phase de dégagement de l'ouvrant par rotation des bielles autour des deuxièmes axes de rotation. 25 11. Ouvrant d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système de guidage de l'ouvrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.