Brevet FR3071226A1 — publié le 20190322

Le dispositif d'invention présenté est un système de sécurité destiné à assurer une éjection rapide du parachute de secours dont est équipée la grande majorité des sellettes de parapente ou d'aéronefs ultra légers, en particulier ceux de la classe des paramoteurs pour les pays définissant cette classe. En cas de situation de détresse telle qu'une fermeture de la voile du parapente, le parapentiste sera conduit à éjecter son parachute de secours. Les analyses d'accidentologie réalisées par les fédérations de vol libre montrent que des retards ou l'absence de lancement de parachute de secours sont loin d'être exceptionnels et conduisent aux conséquences les plus graves. Un tel système de secours doit répondre aux caractéristiques suivantes : 1. Le dispositif doit assurer une éjection rapide et fiable et assurer une dynamique aussi véloce que celle préconisée par le constructeur de parachute ; 2. Le surpoids du dispositif doit rester modeste et celui-ci doit demeurer dans le volume habituel des parachutes de secours ; 3. La maintenance et réarmement doivent être simples et rester accessibles à tout pratiquant de parapente ; 4. Le dispositif doit s'adapter à l'économie générale de conception des sellettes actuelles, voire doit pouvoir s'insérer dans celles en usage ; 5. Le dispositif doit se montrer aussi compliant qu'un parachute plié en cas de chute sur l'airbag de la sellette ; 6. Une éjection manuelle par poignée doit rester possible en cas de défaillance ou d'oubli d'armement de l'éjecteur ; 7. Le dispositif ne doit présenter aucun risque lors du transport (agrément IATA en particulier) ou du gonflage, tant pour les usagers que le matériel ; 8. Enfin son surcoût doit être raisonnable. La description du dispositif se fonde sur une implantation sur une sellette de parapente, mais celle-ci reste valable pour toute adaptation sur un aéronef ultraléger. L'économie du dispositif consiste dans une conception compatible avec la majorité des sellettes proposées sur le marché. Aussi, les modifications structurelles des sellettes actuelles resteront mineures, voire non nécessaires. Une éjection efficace nécessite un mouvement du bras ample et rapide qui peut s'avérer difficile voire impossible en situation d'urgence. La présente invention a pour objet d'inclure dans une sellette de parapente un dispositif d'éjection du pod se substituant au mouvement du bras. Dans une sellette de parapente, un parachute, relié à la sellette, est plié dans un petit sac appelé « pod ». Ce pod, permettant l'extraction du parachute avant son déploiement, est inséré dans une poche en tissu, solidaire de la sellette appelée « poche de secours » et débouchant sur une des faces de la sellette. Une poignée, permettant d'éjecter le parachute, est reliée au pod. La poche de secours est obturée par des rabats souples « volets », déverrouillés par la manoeuvre de la poignée. Le pod est inséré dans un volume adapté à sa taille. Ce volume est confectionné en tissu pouvant résister aux pressions radiales et axiales générées par l'expansion du dispositif d'éjection afin de ne pas déformer, voire déchirer des éléments de sellettes. Le volume débouche sur une face de la sellette et peut, soit se substituer à la poche de secours, soit être inséré dans cette poche. Les faces internes du volume vont guider le pod vers l'orifice d'éjection lors de la poussée de la partie expansive du dispositif d'éjection. Le dispositif d'éjection est constitué d'un sac gonflable « airbag », assurant une poussée sur le pod lors de son expansion. Ces adaptations et le caractère de l'ensemble pouvant introduire un jeu entre le pod et le container, l'airbag est profilé et armé afin d'éviter toute intrusion d'un pan de parachute ou de sangle pouvant gêner l'éjection du pod. Le renforcement est assuré soit par des joncs, soit par la forme même du sac gonflable. L'air bag sera gonflé par expansion d'un gaz stocké dans une ou plusieurs cartouches. La percussion de la ou des cartouches fait appel, selon des modes particuliers de réalisation, à un dispositif mécanique ou à un dispositif électrique. Dans un mode particulier de réalisation, les recharges sont placées dans l'airbag. Cette solution est éprouvée dans les gilets de sauvetage et permet d'éviter toute déformation lors de l'utilisation de la sellette ou point dur lors d'une chute sur l'airbag inférieur de la sellette. D'autres variantes de placement des cartouches peuvent être envisagées. Le déverrouillage des volets est assuré par un dispositif simple et fiable adapté à la grande majorité des sellettes actuellement utilisées. En termes de commande du dispositif d'éjection, plusieurs variantes peuvent être installées selon un principe de conception unique de l'éjecteur : commande de l'éjection mécanique assurée par action sur une poignée manuelle assurant le déverrouillage manuel des volets et le déclenchement du percuteur ; - commande de l'élection par bouton relié à un interrupteur, situé en tout point de la sellette et relié à un système électrique déclenchant un percuteur à initiation pyrotechnique ainsi qu'un cutter pyrotechnique déverrouillant les volets. Le déclenchement peut se faire à distance par radiocommande (en école de pilotage ou stage de prévention des incidents de vol par exemple). On peut imaginer une action automatique pilotée par gyroscope et accéléromètre, mais le risque de déclenchement intempestif reste alors très élevé. Les éléments pyrotechniques sont des dispositifs s'activant en enceinte close, ne pouvant endommager aucun des éléments constituants la sellette. - association des deux types de commande. Ces variantes : - ne modifient pas la conception de la sellette, en particulier le verrouillage des rabats maintenant le pod dans la poche de sécurité ; - introduisent une temporisation entre le déverrouillage des volets et l'éjection du pod ; - conservent la possibilité d'une éjection manuelle telle que celle-ci est mise en oeuvre sur les sellettes actuelles. Le présent dispositif d'invention apporte une amélioration conséquente du dispositif de sécurité installé sur la grande majorité des sellettes de parapente. Dans les deux variantes, les dispositifs d'éjection font appel à des techniques robustes et éprouvés. ** DESCRIPTION Pour bien faire comprendre le dispositif d'invention, quatre dessins schématiques sont annexés : - la figure 1 représente, en vue isométrique partiellement coupée, l'implantation des éléments au sein de la sellette ; - la figure 2 représente, en vue isométrique coupée, la conception générale du dispositif d'éjection ; - la figure 3 représente, en coupe vue de face, les éléments composant le déclenchement combiné du dispositif d'éjection ; - la figure 4 représente, en coupe vue de dessous, les éléments composant le déclenchement combiné du dispositif d'éjection ; - la figure 5a représente, en vue isométrique, le dispositif combinant le déverrouillage des rabats de la poche de sécurité combinant les différents dispositifs ; - la figure 5b représente, en coupe partielle, le dispositif combinant le déverrouillage des rabats de la poche de sécurité combinant les différents dispositifs. Une coque souple (102) se substitue à la poche de secours de la sellette (101) ou peut être insérée dans celle-ci. Cette coque est réalisée en textile synthétique souple dont le tissage interdit toute expansion radiale ou axiale. Le fond de cette coque (110) est relié par une bride (204) ou tout autre moyen à un dispositif (108) percutant (107) une cartouche (109) de gaz comprimé. La face externe de la coque est prolongée jusqu'à la face latérale de la sellette (101) qui est restreinte à cette intersection. Les arrêtes coïncidentes des deux surfaces d'abouchement sont soit cousues, soit solidarisées de façon réversible. Cette solidarisation évite tout recul de la coque (102) dans la sellette (101). La surface d'abouchement est occluse par des rabats verrouillés (103) empêchant toute extraction accidentelle du pod. Une poche en tissu souple, généralement fermée sur une face par quatre rabats, appelée pod (104) et contenant le parachute (105) est inséré dans la coque (102). La face externe du pod (104) est solidaire d'une poignée (508) dont la traction assure le déverrouillage des volets et l'extraction manuelle du parachute. La face interne du pod (104) vient au contact d'un volume gonflable, appelé airbag (106) assurant un contact de telle manière que la compression agisse de manière uniforme sur l'ensemble de la surface. L'airbag (106) est constitué par un coussin gonflable plié entre le pod (104) et le fond de la coque (110). Afin de d'assurer une cinématique optimale, en particulier dans un axe longitudinal, le tissu constituant le sac gonflable (106) présente, selon un mode particulier de réalisation, des plis préformés (205) dont les pliures, dans des plans parallèles au mouvement de la face antérieure de l'airbag coïncident avec la face interne de la coque (102). Selon un mode d'exécution particulier, la face externe (201) de l'airbag (106) pourra être de surface supérieure à celle délimitée par sa génératrice externe afin d'assurer un mouvement préalable du pod avant l'expansion de l'airbag (prétension), évitant un choc contre les rabats et limitant le risque d'intrusion d'éléments souples (suspentes en particulier) entre l'airbag et le container. Selon un mode d'exécution particulier, la génératrice externe de l'airbag pourra délimiter une surface plus rigide (203), située en arrière de la surface externe (201), ajourée d'un orifice, afin d'éviter toute intrusion d'un élément textile ou de suspentes dans l'airbag. L'airbag (106) pourra être armé, sur une ou plusieurs génératrices dans un plan parallèle à l'orifice d'éjection par un ou plusieurs joncs extensibles (202) afin d'assurer une parfaite congruence entre l'airbag (106) et la coque (102) et de réduire le jeu entre le container et l'airbag. La face interne de l'airbag est en relation avec un dispositif d'expansion du gaz de gonflage assurant la percussion d'une ou plusieurs cartouches (109) stockant sous forme liquide dans les conditions normales de fonctionnement (entre -20° C et +40° C) un ou plusieurs gaz à des pressions de l'ordre de 200 à 300 bars. Le contenu de la ou des cartouches est constitué de dioxyde carbone, de gaz à basse température critique (azote, argon, hélium) purs ou associés selon toutes variantes de proportions. Le ou les cartouches peuvent être scellées ou comporter une valve d'étanchéité et sont disponibles sur le marché à des coûts modestes. Le ou les cartouches sont vissées dans un percuteur (108) libérant le gaz dans l'airbag. La mise en communication du contenu de la ou des cartouches (109) est assurée par un poinçon (107) pénétrant la surface d'obturation de la cartouche ou repoussant la valve d'étanchéité. La libération du ou des gaz se produit dans une chambre d'expansion communicante avec l'airbag (106). Selon un mode particulier de réalisation, le ou les cartouches sont insérées dans l'airbag dans son axe longitudinal. Ce mode de réalisation permet d'isoler les cartouches et de protéger le dispositif des chocs. La percussion (109) de la cartouche de gaz est assurée par un percuteur (107) actionné, selon des modes de réalisation particuliers, soit mécaniquement, soit électriquement. Déclenchement manuel : Une traction sur une poignée d'éjection du parachute, libère un jonc (303) déverrouillant une goupille (305) déplacée par un ressort de compression (302). Le mouvement de la goupille libère un actionneur (314) qui, poussé par un ressort de compression (306), se décale dans le corps de l'éjecteur (310). Déclenchement électrique : Le dispositif d'éjection manuelle (302) (303) (305) est rendu solidaire d'un équipage mobile constitué par un coulisseau (304) et d'un cylindre (312) coulissant dans le corps de l'éjecteur (310). Cet équipage est solidaire de l'actionneur (314) par le prolongement de la goupille (305) coulissant dans le corps de l'éjecteur (310) dans une rainure. Tiré par le ressort de compression (306), l'équipage mobile est maintenu par un brin textile ou métallique (311). Le sectionnement du brin (311) par un cutter pyrotechnique (318), commandé par une impulsion électrique, libère l'équipage mobile et décale l'actionneur (314). Dans les deux modes de déclenchement, l'actionneur (314) maintient une collerette du percuteur (307) dont le décalage la met en coïncidence avec un perçage de diamètre supérieur libérant la course du percuteur (307) poussé par le ressort (308). Le percuteur (307) perfore l'occlusion ou libère la soupape de la tête d'une cartouche de gaz comprimé (109), permettant à ce gaz de s'expandre dans une chambre reliée à l'airbag par des perforations dans une bride (315) assurant la fixation de l'airbag sur l'éjecteur. Dans un mode de réalisation particulier utilisant un déclenchement électrique, le dispositif d'éjection comporte un percuteur actionné par poussée pyrotechnique scellée. Sécurité du dispositif : Une goupille de sécurité (309) désactive l'ensemble du dispositif en solidarisant l'actionneur (314) au corps de l'éjecteur (310). Une autre goupille de sécurité (313) bloque l'actionneur (314) si l'équipage mobile n'est plus maintenu par le brin (311) prévenant un mouvement lors de l'extraction de la goupille de sécurité (309) alors que le dispositif commandé électriquement est toujours activé. Un ressort (301) pousse le cylindre (312) de l'équipage mobile et bloque la goupille (313) en engrainant une gorge dans une arrête formée par un perçage oblong dans le corps de l'éjecteur (310). Déverrouillage des volets : Deux brins élastiques circulaires (501) (502), dont l'un (502) est arrimé à un volet ou à tout point de la sellette, sont accolés et solidarisés dans l'axe de tension par le passage d'un jonc (503) dans leurs lumières respectives pour former une chaîne élastique. Un jonc ou un crochet ouvert (504) relié à la poignée de secours (508), passant dans la lumière du brin élastique (501), maintient la tension de la chaîne. L'écartement des brins élastiques est commandé par l'épaisseur de volets (506). Une action sur la poignée de secours (508) ou sur la poignée de déclenchement (507), tirant respectivement sur l'un ou l'autre des joncs ou crochet ouvert (503) (504), rompt la chaîne et libère les volets (506). En mode commandé électriquement, un cutter pyrotechnique (505) sectionne le brin élastique (501), rompant la chaîne et libérant les volets (506). Temporisation entre l'ouverture des volets et le gonflement de l'air bag Une temporisation assure un délai de quelques dixièmes de seconde entre l'ouverture des volets et le déclenchement de l'éjecteur évitant une déchirure des volets par choc ou coincement du pod dans le container. En mode déclenchement manuel, le mouvement du jonc déverrouillant les volets (503) et le mouvement du jonc déclenchant le percuteur (303) sont synchronisés par deux coulisseaux parallèles (509) solidaires de la sellette dans lesquels coulissent les parties proximales de chacun de ces joncs. Les longueurs de chaque jonc débouchant l'un au-delà des brins élastiques le maintenant (502) (501), l'autre au-delà de la face de la face de déverrouillage de la goupille (302) sont différentes et introduisent une temporisation. Le caractère semi-rigide des joncs et le coulissement du jonc déclenchant le percuteur (303) dans une gaine (316) solidaire à l'une de ses extrémités du corps de la glissière (509) et à l'autre extrémité du corps de l'éjecteur (310) maintient leurs longueurs respectives lors des déformations de la sellette En mode déclenchement électrique, la temporisation est calculée par un boiter électronique générant un délai entre chacune des impulsions déclenchant les cutters ou percuteurs pyrotechniques. Il doit être entendu que la description telle qu'elle est donnée du dispositif d'invention, lui permet de fonctionner parfaitement, de manière à pouvoir prendre place dans la catégorie des dispositifs de sécurité pour l'usage du parapente ou d'un aéronef ultra léger. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives peuvent y être apportées sans sortir du cadre du dispositif d'invention. REVENDICATIONS1. Revendication en ce que le dispositif d'invention est caractérisé par une coque souple ou rigide, résistante à une expansion radiale et axiale, situé sous l'assise de la sellette d'un parapente ou d'un aéronef ultra léger ou à tout autre endroit adapté et contenant un coussin gonflable inséré entre le fond de la coque et un parachute de secours plié dans une poche close s'extrayant de la face débouchante de la coque lors de l'expansion du coussin gonflable. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en que l'enveloppe de la coque, prolongée jusqu'à une face de la sellette ou de l'aéronef léger, est restreinte et restreint elle-même cette face à leur intersection. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, l'ensemble du dispositif, s'insère dans tout volume constitutif de la structure de sellette ou de l'aéronef ultraléger. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin gonflable est relié à une chambre d'expansion d'un gaz stocké dans une cartouche de gaz comprimé dont la libération dans le coussin gonflable est assurée par un dispositif de percussion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, la ou les cartouches de gaz comprimés délivrant, après percussion, un ou des gaz en expansion, sont insérées dans le coussin gonflable. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, la compliance entre le coussin gonflable et la coque lors de l'expansion est assurée par des plis dont les pliures coïncidant avec l'enveloppe interne de la coque. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, la compliance entre le coussin gonflable et le volume lors de l'expansion est assurée par l'insertion sur la face externe du coussin gonflable d'un ou plusieurs joncs extensibles coïncidant avec l'enveloppe interne du volume. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, la face du sac gonflable au contact de la poche contenant le parachute, d'une surface supérieure à celle délimitée par sa génératrice externe, assure un mouvement de prétension préalable de la poche contenant le parachute avant l'expansion de l'airbag et que, la génératrice de la face de l'airbag en contact avec la poche contenant le parachute, délimite une surface plane plus rigide, ajourée d'un orifice. 9. Revendication en ce que le dispositif d'invention est caractérisé, selon un mode particulier de réalisation, par un dispositif électrique déclenchant une percussion pyrotechnique de l'airbag et l'ouverture des volets de la poche de sécurité par un ou plusieurs cutter pyrotechniques par des impulsions électriques décalées. 10. Revendication en ce que le dispositif d'invention est caractérisé, selon un mode particulier de réalisation, par un dispositif constitué d'un actionneur se décalant poussé par un ressort lors de libération d'une goupille elle-même libérée par un jonc tiré par une poignée 11. Dispositif selon la revendication 10 en ce que le dispositif, selon un mode particulier de réalisation, comporte un dispositif de commande électrique constitué par un équipage mobile relié à l'actionneur par la goupille dont le prolongement coulisse dans une rainure, retenu par un brin textile ou métallique qui, sectionné par un cutter pyrotechnique commandé par impulsion électrique, libère l'équipage mobile et entraine un décalage de l'actionneur. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'actionneur maintient une collerette du percuteur et que son décalage la met en coïncidence avec un perçage de diamètre supérieur entrainant, par une poussée d'un ressort, la libération d'un percuteur perforant l'occlusion ou libérant la soupape de la tête d'une cartouche de gaz comprimé permettant à ce gaz de s'expandre dans une chambre reliée à l'airbag par des orifices percés dans une bride assurant la fixation de l'airbag sur l'éjecteur. 13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mouvement du jonc déverrouillant les volets et le mouvement du jonc déclenchant le percuteur sont synchronisés par deux coulisseaux parallèles et solidaires de la sellette dans lesquels coulissent les parties proximales de chacun de ces joncs et que les longueurs de ces deux jonc débouchant au-delà des faces de déverrouillage d'un brin élastique le maintenant et de la goupille induisent une temporisation entre les déverrouillages. 14. Revendication en ce que le dispositif d'invention est caractérisé, selon un mode particulier de réalisation, par un dispositif de déverouillage des volets comportant deux brins élastiques circulaires dont l'un est arrimé au volet ou à tout point de la sellette, accolés et solidarisés dans l'axe de tension par le passage d'un jonc dans leurs lumières respectives pour former une chaîne élastique et qu'un jonc ou un crochet ouvert relié à la poignée de secours passant dans la lumière du brin élastique libre maintient la tension de la chaîne formée. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, le dispositif comporte un cutter pyrotechnique qui, actionné, sectionne le brin élastique libre et rompt la chaîne formée, libérant les volets.