Brevet FR3073499A1 — publié le 20190517

I 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 parapen- tiste est 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 connpliant 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 par- ticulier) 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 sel- lettes 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. 2 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 dé- bouchant 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'airbag est 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 solu- tion 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. Dans un mode particulier de réalisation, la poche de secours constitue le volume d'expan- sion du gaz. Ce procédé est largement répandu, mais la principale innovation réside dans la conception d'un pod assurant étanchéité du dispositif par une congruence parfaite entre la poche et le pod. Le déverrouillage des volets est assuré par un dispositif simple et fiable adapté à la grande majorité des sellettes actuellement utilisées. 3 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 as- surant 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 ac- tion 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 dispositif d'invention utilise soit le reliquat de gaz, soit un apport supplémentaire pour mettre en tension l'ensemble du volume de la sellette, formant ainsi un airbag à basse pres- sion, intégré à la sellette, suffisant pour amortir une chute. Le présent dispositif d'invention apporte une amélioration conséquente du dispositif de sécurité installé sur la grande majorité des sellettes de parapente. Dans toutes les variantes, les dispositifs d'éjection font appel à des techniques robustes et éprouvés. ** 4 DESCRIPTION Pour bien faire comprendre le dispositif d'invention, six 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 disposi- tif d'éjection ; les figures 3A et 3B représentent, en vue isométrique, le dispositif assurant la con- gruence entre le pod et le container d'éjection dans l'option où celui-ci assure le vo- lume d'expansion. les figures 4A et 4B représentent, en section, le dispositif de sécurité empêchant une éjection dont la puissance peut engendrer des lésions corporelles en dehors des do- maines de vol ; la figure 5 représente, en coupe, le dispositif d'invention assurant le gonflage de l'éjecteur de parachute combiné à une expansion du volume de la sellette par une seule cartouche ; les figures 6A et 6B représentent, en coupe, le dispositif d'invention assurant le gon- flage de l'éjecteur de parachute combiné à une expansion du volume de la sellette par deux cartouches. Dispositif d'éjection 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 ex- traction 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 insérée dans la coque (102). 5 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 des plans parallèles ou obliques 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 40 à 60 bars. Le contenu de la ou des cartouches est constitué de dioxyde carbone, de gaz à basse tem- pérature critique (azote, argon, hélium) purs ou associés selon toutes variantes de propor- tions. La ou les cartouches peuvent être scellées ou comporter une valve d'étanchéité et sont disponibles sur le marché à des coûts modestes. La 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. 6 La libération du ou des gaz se produit dans une chambre d'expansion communicante avec l'airbag (106). La percussion de la cartouche (109) de gaz est assurée par un poinçon (107) actionné, selon des modes de réalisation particuliers, soit mécaniquement par un ressort de compression, soit par électriquement par un dispositif de type solénoïde, soit par un déclencheur pyrotechnique scellé. Selon un mode particulier de réalisation, le ou les cartouches sont insérées dans l'airbag dans son axe longitudinal ou transversal. Ce mode de réalisation permet d'isoler les car- touches et de protéger le dispositif des chocs. Selon un mode particulier de réalisation, la poche ou le volume de secours (102) constitue la chambre d'expansion du gaz. Le pod (104) est inséré directement dans cette poche. Celui-ci est armé par des joncs extensibles assurant sa rigidité et la congruence du pod avec la poche de secours. Les rabats (302) comprimant le parachute sont raidis par des joncs semi- rigides (301) (303) de 1 à 5 mm de section. Des joncs circulaires semi-rigides (304), de 1 à 5 mm de section, enserrent le pod autour de sa génératrice normale à la face d'éjection et assurent une tension du tissu constituant le pod (104). Ces joncs peuvent être annulaires ou discontinus, coïncidents avec la génératrice ou de biais. Leur élasticité assure la congruence avec la face interne de la poche de secours (102). Selon un mode particulier de réalisation, un jonc semi-rigide annulaire (306) tend et rigidifie la face (307) du pod en contact avec le fond de la poche (102) et fait office de piston rigide. Sécurité du dispositif Selon des modes de réalisation particuliers, un dispositif de sécurité empêche une éjection trop puissante susceptible d'entrainer des lésions corporelles en cas de déclenchement intempestif au sol tout en libérant une énergie suffisante pour contrer une rotation de la sellette en vol. Une masselotte (402) mobile, coulissant dans une rainure usinée ou moulée dans le corps du dispositif (601), d'une longueur supérieure à face de glissement de la masselotte, vient obturer le conduit (403) reliant la cartouche de gaz (109) après sa percussion par un poinçon (107) à la sortie d'expansion du gaz. Cette masselotte coulisse dans l'axe d'éjection (407) du pod du parachute et est maintenue par un ressort (405) poussant dans le sens de l'éjection. Un orifice (406) de quelques dixièmes de millimètres de diamètre communiquant avec l'air libre et reliant la face de la rainure opposée au ressort assure un amortissement de la masselotte. 7 La masselotte est percée, perpendiculairement au conduit (403), par une rainure oblongue (404) dont la distance entre les faces adjacentes va croissante dans le sens inverse de l'axe d'éjection et accroit le diamètre libre du conduit (403). Maintien en expansion de l'air bag de la sellette Dans un mode de réalisation particulier la chambre d'expansion (501) du gaz émanant de la cartouche (109), reliée par un conduit (403) avec la cartouche, est mise en communication avec le volume global de la sellette (101) par un conduit (502) communicant avec un diffu- seur (503) débouchant dans le volume de la sellette. La pression d'expansion du volume de la sellette (101) est contrôlée par un réducteur de pression (504) à bille ou à pointeau. Dans un mode de réalisation particulier, une cartouche de gaz assure l'énergie pour l'éjection du parachute de secours (610) et autre une cartouche (611) de gaz assure l'expansion du volume de la sellette (101) Ces cartouches peuvent contenir des gaz de nature différente. Le déclencheur pyrotechnique (601) libère simultanément deux poinçons percuteurs (602) (606) maintenus par deux ressorts en déplaçant une came de verrouillage (607) maintenant les deux poinçons percuteurs (602) (606) par un épaulement. Le gaz libéré d'une des cartouches de gaz (611) s'échappe progressivement dans le volume de la sellette (101) par un diffuseur (603) sous une pression contrôlée par un réducteur de pression (604) à bille ou à pointeau. 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. Le dispositif d'invention assure une éjection d'un parachute de secours à une vitesse, en sortie de la poche de secours, aux alentours 12 m/s maintenue à ce niveau jusqu'à une ac- célération contraire à l'axe d'éjection de 4G. Au sol, le dispositif ne délivre qu'une vitesse d'éjection du parachute de secours dont l'énergie d'impact est inférieure à environ 60 joules. A titre indicatif, le diamètre des conduits est compris entre de 0,5 et 5 mm. Après éjection du parachute, le dispositif assure un maintien en expansion de l'air bag de la 245 sellette en délivrant une surpression constante de 60 à 100 pascals pendant 30 secondes. 8 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 250 sans sortir du cadre du dispositif d'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif caractérisé en ce qu'un pod (104) comprimant un parachute de secours (105), inséré directement dans une poche de secours (102), armé par des joncs ex- tensibles assurant sa rigidité et sa congruence avec la poche de secours (102), com- posé de rabats (302) enveloppant le parachute de secours (105) et raidis par des joncs semi-rigides est éjecté par une pression de gaz comprimé injecté dans un airbag (106) ou la poche de secours (102). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, le pod est armée de joncs circulaires semi-rigides (304), annulaires ou discontinus, coïncidents avec les génératrices de la poche de secours (102) ou de biais par rapport à celle-ci et dont leurs élasticités conjuguées assurent la congruence avec la face interne de la poche de secours (102). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé' en ce que, selon un mode particulier de réalisation, un jonc semi-rigide annulaire (306) tend et rigidifie la face du pod en contact avec le fond de la poche de secours (102). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, une masselotte mobile (402), coulissant dans une rainure usinée ou moulée dans le corps du dispositif (401), coulissant dans l'axe d'éjection, d'une longueur inférieure à face de glissement de la rainure, vient obturer un conduit (403) reliant un volume en surpression à un volume en dépression. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la masselotte (402) est percée, perpendiculairement au conduit (403) par une rainure oblongue (404) dont la distance entre les faces adjacentes va croissante dans le sens inverse de l'axe d'éjection (407). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, la masselotte (402), mobile dans l'axe d'éjection (407) d'un parachute de secours (105) de parapente ou de tout autre aéronef, est maintenue par un ressort (405) poussant dans le sens de l'éjection et qu'un orifice de quelques dixièmes de millimètres de diamètre (406) relie l'air libre à la face de la rainure opposée au ressort (405). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, un conduit (502) fait communiquer le volume d'un l'airbag (501) (106) éjectant le parachute de secours (105) au volume d'une sellette (101) par l'intermédiaire d'un réducteur d'échappement (504) implanté sur cet orifice (502). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, selon un mode particulier de réalisation, un déclencheur pyrotechnique (601) libère simultanément deux percu-2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 10 teurs (602) (606), maintenus par un épaulement dans une came (607) et poussés par deux ressorts de compression (608) (609). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un conduit (603) fait communi- quer le contenu d'une cartouche de gaz sous pression (611) au volume d'une sellette (101) par l'intermédiaire d'un réducteur d'échappement (604) implanté sur ce conduit et qu'un autre conduit (402) fait communiquer le contenu de l'autre cartouche de gaz (610) vers une chambre d'expansion (601) communicant avec un airbag (106) éjectant un parachute de secours (105).45