Brevet FR3086271A1 — publié le 20200327

Description Titre de l'invention : Treuil d'hélicoptère [0001] L'invention concerne un treuil d'hélicoptère avec un tambour à câble, un câble dé- roulable du tambour à câble, une unité d'entraînement reliée au tambour à câble, et une unité de commande reliée à l'unité d'entraînement. [0002] L'invention concerne en outre un hélicoptère doté d'un treuil d'hélicoptère. [0003] Des hélicoptères sont souvent utilisés pour le sauvetage de personnes blessées. A cet effet, les organisations de sauvetage entretiennent en général leurs propres hélicoptères, qui sont alors appelés des hélicoptères de sauvetage. Lors du sauvetage d'une personne, les hélicoptères offrent l'avantage de se prêter au transport rapide de personnel de sauvetage et. d'équipement médical même en des endroits isolés en terrain difficile ou dans l'eau. Dans cl' autres domaines également comme par exemple la construction de téléphériques, des hélicoptères sont employés pour le transport de charges et de personnes. A cet effet, les hélicoptères comportent en général des treuils, qui sont fixés à l'hélicoptère, et avec lesquels par exemple une personne peut être déposée par câble depuis l'hélicoptère et/ou de nouveau hissée dans l'hélicoptère. En particulier lors de l'utilisation de treuils dans des hélicoptères de sauvetage, du personnel médical, tel qu'un médecin urgentiste, peut être hélitreuillé auprès de la personne blessée, et être ensuite ramené dans l'hélicoptère en compagnie de la personne blessée. Pendant ce temps l'hélicoptère lui-même s'immobilise en position au-dessus de la personne blessée. [0004] Les treuils conventionnels, qui sont utilisés dans des hélicoptères, nécessitent. en fonctionnement au moins une personne de commande qui règle la vitesse du treuil et arrête celui-ci, lorsque la charge transportée par le câble, ou bien la personne hélitreuillée, a atteint une position désirée. Le poids supplémentaire de la personne de commande réduit la charge utile disponible de l'hélicoptère, et augmente sa consommation de carburant. En outre, il faut une communication permanente entre la personne qui est hélitreuillée et la personne qui règle le treuil. Cela n'est possible qu'au moyen d'un équipement de communication spécifique en raison du bruit produit par l'hélicoptère. De plus, il n'est pas certain, même avec un équipement de communication en bon état de fonctionnement, que la personne de commande du treuil choisisse une vitesse de descente et/ou de montée correcte ainsi qu'une hauteur correcte. De cc fait, d'une part la communication entre la personne hélitreuillée et la personne de commande s'établit difficilement et d'autre part une vitesse choisie de façon erronée peut mettre en danger la personne hélitreuillée. [0005] Lc but de la présente invention est de procurer un treuil d'hélicoptère qui remédie aux inconvénients de l'état actuel de la technique. 2 [0006] Selon l'invention, le présent objectif est atteint par le fait que l'unité de commande est configurée pour recevoir des signaux de commande, et que le treuil d'hélicoptère comprend une télécommande, qui est configurée pour transmettre des signaux de commande à l'unité de commande. [0007] Le treuil d'hélicoptère selon l'invention comprend un tambour à câble avec un câble déroulable du tambour à câble. Lc tambour à câble est relié à une unité d'entraînement, qui est elle-même reliée à une unité de commande. Pendant le fonctionnement du treuil d'hélicoptère selon l'invention, l'unité d'entraînement met le tambour à câble en rotation et déroule ainsi le câble du tambour à câble, ou l'enroule autour. L'unité de commande règle le fonctionnement de l'unité d'entraînement et régule par exemple son sens de rotation et son nombre de tours. Le treuil d'hélicoptère comprend en outre une télécommande, l'unité de commande recevant des signaux de commande pour la commande de l'unité d'entraînement, qui sont transmis de la télécommande à l'unité de commande. [0008] L'intégration de la télécommande dans le treuil d'hélicoptère selon l'invention permet à une personne, qui est hélitreuillée avec le câble du treuil d'hélicoptère, de déterminer elle-même sa vitesse de montée et sa hauteur au moyen de la télécommande. Cela supprime la nécessité de prévoir une deuxième personne qui commande le treuil d'hélicoptère ainsi que la nécessité d'une liaison de communication entre ces deux personnes. Un autre avantage consiste en ce que, en raison de la suppression de la personne de commande, la charge utile de l'hélicoptère ainsi que sa puissance de treuillage sont augmentées, par exemple pour des applications de sauvetage. Une plus grande puissance de treuillage disponible constitue également un avantage en particulier pour des utilisations à haute altitude, comme en haute montagne, et élargit le spectre d'utilisation de l'hélicoptère équipé du treuil d'hélicoptère selon l'invention. [0009] Selon un mode de réalisation préféré du treuil d'hélicoptère selon l'invention, l'unité de commande est configurée pour la réception sans fil, et la télécommande pour la transmission sans fil de signaux de commande. On profite ainsi de l'avantage qu'il ne faut pas prévoir de liaison par câble entre l'unité de commande et la télécommande. En outre, la télécommande est configurée, selon une variante de réalisation, pour la transmission codée de signaux de commande et l'unité de commande est configurée pour décoder les signaux de commande reçus de la télécommande. Le codage et le décodage des signaux de commande peuvent être prévus aussi bien pour une transmission par câble que pour une transmission sans fil. Le codage des signaux de commande offre l'avantage que le treuil d'hélicoptère ne peut pas être commandé par des personnes non autorisées, qui ne sont pas en possession de la télécommande correspondant au treuil d'hélicoptère. [0010] De préférence, le treuil d'hélicoptère présente un détecteur de longueur de câble relié 3 à l'unité de commande, qui est configuré pour déterminer une longueur du câble déroulé du tambour à câble, et en cas de dépassement d'une longueur maximale transmettre un signal de commande à l'unité de commande. De préférence, le détecteur de longueur de câble est en outre relié au tambour à câble. L'intégration du détecteur de longueur de câble dans le treuil d'hélicoptère selon l'invention permet par exemple de déterminer une longueur de câble maximale, qui peut être déroulée du tambour à câble. Lorsque cette longueur maximale est atteinte, le détecteur de longueur de câble fait parvenir un signal de commande à l'unité de commande. A la réception d'un signal de commande en provenance du détecteur de longueur de câble, l'unité de commande peut par exemple arrêter l'unité d'entraînement, ou réduire la vitesse de l'unité d'entraînement. [0011] Selon le mode de réalisation préféré du treuil d'hélicoptère selon l'invention, le treuil d'hélicoptère présente en outre un capteur de force relié à l'unité de commande, qui est configuré pour déterminer une force transmise par le câble et en cas de dépassement d'une force maximale transmettre un signal de commande à l'unité de commande. De façon analogue au détecteur de longueur de câble, l'unité de commande peut, à la réception d'un signal de commande en provenance du capteur de force, par exemple arrêter l'unité d'entraînement, ou réduire la vitesse de l'unité d'entraînement. On assure ainsi qu'une force maximale admissible du treuil d'hélicoptère n'est pas dépassée. [0012] Le capteur de force est, selon une variante de réalisation du treuil d'hélicoptère selon l'invention, relié au tambour à câble. On profite ainsi de l'avantage que le capteur de force peut être intégré dans le treuil d'hélicoptère d'une façon particulièrement simple et peu encombrante. [0013] De préférence, le treuil d'hélicoptère présente un détecteur d'angle de câble relié à l'unité de commande, qui est configuré pour déterminer un angle d'application de la force transmise par le câble, et en cas de dépassement d'un angle d'application maximal transmettre un signal de commande à l'unité de commande. La détection de l'angle d'application de la force transmise par le câble offre l'avantage que des états de charge défavorables du treuil d'hélicoptère et des dommages pouvant éventuellement en résulter au treuil d'hélicoptère peuvent être évités. Lorsque l'angle d'application maximal est dépassé, l'unité de commande peut par exemple arrêter l'unité d'entraînement, ou réduire la vitesse de l'unité d'entraînement. [0014] Le détecteur d'angle de câble est, selon une variante de réalisation du treuil d'hélicoptère selon l'invention, relié au tambour à câble. Ceci offre l'avantage que le détecteur d'angle de câble peut être intégré dans le treuil d'hélicoptère d'une façon particulièrement simple et peu encombrante. [0015] Dans la forme de réalisation préférée, le treuil d'hélicoptère présente un guidage de câble avec un entraînement de guidage de câble et une unité de commande de guidage de câble reliée à l'entraînement de guidage de câble, dans lequel l'unité de commande de guidage de câble est reliée au détecteur d'angle de câble, et est configure° pour commander l'entraînement de guidage de câble en fonction de l'angle de câble. La commande de l'unité de guidage de câble en fonction de l'angle d'application, déterminé au moyen du détecteur d'angle de câble, offre l'avantage que des oscillations du câble peuvent être compensées au moyen de l'entraînement de guidage de câble. On assure ainsi un guidage plus stable du câble, et on empêche une oscillation de la charge ou de la personne ou des personnes reliées au câble. [0016] Dans la forme de réalisation préférée du treuil d'hélicoptère selon l'invention, le capteur de force est relié au guidage de câble. Le détecteur d'angle de câble est de préférence également relié au guidage de câble. [0017] De préférence, l'unité de commande est configurée pour la réception d'un signal de mesure d'altitude fourni par un altimètre d'un hélicoptère, et pour la commande de l'unité d'entraînement en vue du déroulement à partir du tambour à câble d'une longueur du câble correspondant à une augmentation de l'altitude et/ou de l'enroulement sur le tambour à câble d'une longueur du câble correspondant à une diminution de l'altitude. On offre ainsi l'avantage qu'une fluctuation de l'altitude de vol de l'hélicoptère est automatiquement compensée. [0018] Selon la variante de réalisation préférée, la vitesse du déroulement du câble du tambour à câble correspond essentiellement à une vitesse de l'augmentation de l'altitude et/ou une vitesse de l'enroulement du câble sur le tambour à câble correspond essentiellement à une vitesse de la diminution de l'altitude. On maintient ainsi automatiquement une distance constante entre une extrémité de câble, ou entre une personne hélitreuillée à une extrémité du câble, et le sol en cas de fluctuation de l'altitude de vol de l'hélicoptère. [0019] Selon l'invention, le présent objectif est en outre atteint par la fourniture d'un hé- licoptère équipé d'un treuil d'hélicoptère selon l'invention. [0020] De préférence, l'hélicoptère comprend dans la région du câble du treuil d'hélicoptère un rouleau assemblé au patin de l'hélicoptère tourné vers le câble, le rouleau présentant un axe de rotation qui est orienté essentiellement normalement au trajet du câble 4. Ceci offre l'avantage que l'on évite un glissement du câble sur le patin de l'hélicoptère. [0021] Des formes de réalisation avantageuses du treuil d'hélicoptère selon l'invention ainsi que des variantes de réalisation alternatives seront expliquées plus en détail ci-dessous à l'aide des figures. [0022] [fig.l] La Figure 1 montre un hélicoptère équipé du treuil d'hélicoptère selon l'invention dans une vue latérale schématique. [0023] La Figure 1 montre un hélicoptère 1 avec un treuil d'hélicoptère 2 installé sur l'hélicoptère 1, dans une représentation schématique. Le treuil d'hélicoptère 2 comprend un tambour à câble 3 ainsi qu'un câble 4 déroulahlc du tambour à câble 3. Dans la Figure 1, le câble 4 est représenté à l'état partiellement déroulé du tambour à câble 3. Le tambour à câble 3 est relié à une unité d'entraînement 5, et l'unité d'entraînement 5 est reliée à une unité de commande, qui n'est pas représentée dans la Figure 1. Le treuil d'hélicoptère 2 comprend en outre une télécommande 6, qui transmet des signaux de commande à l'unité de commande. L'unité de commande reçoit les signaux de commande en provenance de la télécommande 6. La transmission de données entre la télécommande 6 et l'unité de commande peut être effectuée par câble, mais dans la forme de réalisation préférée du treuil d'hélicoptère selon l' invention 2, comme celle représentée dans la Figure 1, les signaux de commande sont transmis sans fil de la télécommande 6 à l'unité de commande. La transmission par câble ou sans fil des signaux de commande de la télécommande 6 à l'unité de commande est effectuée, selon une variante de réalisation, sous forme codée. L'unité de commande décode alors les signaux de commande reçus de la télécommande 6. On assure ainsi que chaque treuil d'hélicoptère 2 ne peut être commandé qu'avec la télécommande 6 associée au treuil d'hélicoptère spécifique 2. [0024] Le treuil d'hélicoptère 2 présente, selon la forme de réalisation préférée, un détecteur de longueur de câble relié à l'unité de commande, qui n'est pas représenté dans la Figure 1. Le détecteur de longueur de câble peut être réalisé par exemple sous la forme d'un détecteur de rotation ou d'un potentiomètre rotatif et être relié au tambour à câble 3. En variante, le détecteur de longueur de câble peut aussi être relié à l'unité d'entraînement 5. D'autres variantes de réalisation pour le détecteur de longueur de câble découleront pour l'homme du métier à partir de cette référence donnée à titre d'exemple. Le détecteur de longueur de câble détermine, par exemple à partir d'un câble 4 entièrement enroulé sur le tambour à câble 3, la longueur de câble déroulée par le nombre de tours effectués par le tambour à câble 3. En cas de dépassement d'une longueur de câble maximale, le détecteur de longueur de câble transmet un signal de commande à l'unité de commande. L'unité de commande arrête l'unité d'entraînement à la réception d'un signal de commande en provenance du détecteur de longueur de câble. On profite ainsi de l'avantage que l'on peut fixer une longueur de câble maximale, qui peut être déroulée du tambour à câble 3. [0025] Selon la forme de réalisation préférée, le treuil d'hélicoptère 2 présente un capteur de force relié à l'unité de commande, qui n'est également pas représenté dans la Figure 1. Le capteur de force peut être constitué selon un exemple de réalisation par un élément piézoélectrique et être relié au tambour à câble 3 ou à un palier du tambour à câble 3. D'autres formes de capteurs de force sont d'une manière générale connues des spé- 6 cialistes. Le capteur de force détermine une force transmise par le câble 4 au treuil d'hélicoptère 2. Si la force déterminée par le capteur de force dépasse une force maximale, le capteur de force transmet un signal de commande à l'unité de commande. A la réception d'un signal de commande en provenance du capteur de force, l'unité de commande arrête l'unité d'entraînement 5. Ceci offre l'avantage de former une protection contre les surcharges pour l'unité d'entraînement 5. [0026] Le treuil d'hélicoptère 2 comprend en outre, selon la forme de réalisation préférée, un détecteur d'angle de câble relié à l'unité de commande, non représenté dans la Figure 1. Le détecteur d'angle de câble détermine un angle d'application de la force transmise du câble 4 au treuil d'hélicoptère 2. Le détecteur d'angle de câble est de préférence relié au tambour à câble 3 et est formé par un pont de mesure à jauges extensométriques. En variante, le détecteur d'angle de câble peut être formé par une série d'éléments piézoélectriques. Les éléments piézoélectriques et/ou les jauges extenso-métriques peuvent être prévus/prévues aux points d'appui du tambour à câble 3. Des variantes alternatives du détecteur d'angle de câble découleront pour l'homme du métier à partir de cette référence donnée à titre d'exemple. En cas de dépassement d'un angle d'application maximal, le détecteur d'angle de câble envoie un signal de commande à l'unité de commande. À la réception d'un signal de commande en provenance du détecteur d'angle de câble, l'unité de commande arrête l'unité d'entraînement 5. Cela présente l'avantage que le treuil d'hélicoptère 2 ne fonctionne pas avec un angle d'application, qui pourrait éventuellement causer des dommages au treuil d'hélicoptère 2. [0027] Comme cela est représenté dans la Figure 1, le treuil d'hélicoptère 2 présente de préférence un guidage de câble 7 avec un entraînement de guidage de câble 8. L'entraînement de guidage de câble 8 est relié à une unité de commande de guidage de câble, qui n'est pas représentée dans la Figure 1. L'unité de commande de guidage de câble est de nouveau reliée au détecteur d'angle de câble. L'unité de commande de guidage de câble commande l'entraînement de guidage de câble 8 en fonction de l'angle d'application du câble 4 déterminé par le détecteur d'angle de câble. Le guidage de câble 7 comprend, dans la forme de réalisation préférée représentée dans la Figure 1, une flèche pivotante 9 fixée à l'hélicoptère 1 ou un bras pivotant avec un rouleau à câble 10 fixé de façon pivotante à l'extrémité de la flèche 9 opposée à l'hélicoptère 1. Le câble 4 du treuil d'hélicoptère 2 est guidé dans cette forme de réalisation sur le rouleau à câble 19. Lorsque le détecteur d'angle de câble constate une variation de l'angle de câble, l'entraînement de guidage de câble 8 opère un mouvement pivotant avec la flèche 9 afin de compenser le changement de l'angle d'application. On a ainsi l'avantage qu'un mouvement de balancier du câble 4 apparaissant éventuellement est évité. 7 [0028] S'il est prévu un guidage de câble 7 sur le treuil d'hélicoptère 2 selon l'invention, le capteur de force et/ou le détecteur d'angle de câble peuvent être reliés au guidage de câble 7. Dans cette variante de réalisation, aussi bien le capteur de force que le détecteur d'angle de câble peuvent par exemple être réalisés sur le rouleau à câble 10 ou sur la flèche 9. [0029] De préférence, l'unité de commande est configurée pour la réception d'un signal de mesure d'altitude fourni par un altimètre de l'hélicoptère 1 et pour la commande de l'unité d'entraînement 5 pour le déroulement à partir du tambour à câble 3 d'une longueur du câble 4 correspondant à une augmentation de l'altitude et/ou pour l'enroulement sur le tambour à câble 3 d'une longueur du câble 4 correspondant à une diminution de l'altitude. Ceci offre l'avantage qu'une fluctuation de l'altitude de vol de l'hélicoptère 1 est automatiquement compensée. [0030] Selon la forme de réalisation préférée du treuil d'hélicoptère 2 selon l'invention, une vitesse de déroulement du câble 4 du tambour à câble 3 correspond essentiellement à une vitesse de l'augmentation d'altitude de l'hélicoptère 1 et/ou une vitesse d'enroulement du câble 4 sur le tambour à câble 3 correspond essentiellement à une vitesse de diminution de l'altitude de l'hélicoptère 1. Dans le cadre de la présente description, il faut entendre par augmentation d'altitude ou diminution d'altitude une augmentation ou une diminution d'une altitude de vol de l'hélicoptère 1. On maintient ainsi automatiquement une distance constante entre une extrémité de câble, ou entre une personne hélitreuillée à une extrémité du câble, et le sol en dessous de l'hélicoptère 1 en cas de fluctuation de l'altitude de vol de l'hélicoptère. [0031] L'hélicoptère 1 comprend de préférence, dans la région du câble 4 du treuil d'hélicoptère 2, un rouleau assemblé au patin 11 de l'hélicoptère 1 tourné vers le câble 4. Le rouleau présente un axe de rotation, qui est orienté essentiellement normalement au trajet du câble 4. Ceci offre l'avantage que l'on évite un glissement du câble sur le patin de l'hélicoptère. [0032] Par hélicoptère 1, il faut entendre dans le cadre de la présente description tout véhicule aérien, qui dispose de la faculté de décoller verticalement, de se poser verticalement et/ou de rester en suspension au-dessus du sol. Ce groupe comprend en particulier un quadro- ou multicoptère, des avions à rotors basculants ou à turbines basculantes, comme véhicules aériens volant de manière autonome, décollant et/ou atterrissant verticalement. 8