Brevet FR3130254A1 — publié le 20230616

Un système d’élévation pour siège d’aéronef, le système d’élévation comprenant une base de support comprenant une partie latérale droite et une partie latérale gauche, un premier cadre comprenant une extrémité inférieure montée pivotante et coulissante dans la base de support et une extrémité supérieure configurée pour être reliée au siège, et un deuxième cadre comprenant une extrémité inférieure montée pivotante avec la base de support et une extrémité supérieure configurée pour être reliée au siège, le premier cadre et le deuxième cadre étant articulés autour d’un axe latéral de manière à pivoter l’un par rapport à l’autre, le deuxième cadre comprenant un bras gauche et un bras droit. Le système d’élévation comprend un organe de liaison reliant la partie latérale gauche et la partie latérale droite de la base de support, l’extrémité inférieure des bras du deuxième cadre sont reliés directement à l’organe de liaison. Figure de l’abrégé : Figure 6 Système d’élévation en Y pour siège d’aéronef et procédé de déformation d’un tel système d’élévation La présente invention concerne le domaine des sièges pour aéronef et concerne plus particulièrement les systèmes d’élévation des sièges pilote fixés à une structure de l’aéronef. De manière connue, toute personne dans un aéronef est assise sur un siège permettant d‘assurer sa sécurité, en cas de chocs par exemple. En particulier, le pilote et le co-pilote d’un avion sont généralement installés sur des sièges dits « siège pilote ». En référence à la , un siège pilote S comporte de manière connue une assise sensiblement horizontale et un dossier sensiblement vertical pour supporter un pilote. Le siège pilote S est monté suivant un axe longitudinal X, un axe latéral Y et un axe vertical Z, de manière à former un repère orthogonal (X, Y, Z). Par la suite, les termes « avant » et « arrière » se réfèrent à l’axe longitudinal X qui s’étend d’arrière en avant suivant le sens de positionnement du siège orienté vers l’avant de l’aéronef. De même, les termes « gauche » et « droite » s’entendent suivant l’axe latéral Y qui s’étend de la droite vers la gauche pour un pilote assis dans le siège S orienté vers l’avant de l’aéronef. Enfin, les termes « haut » et « bas » se réfèrent à l’axe vertical Z qui s’étend du bas vers le haut. Le siège pilote S est relié au plancher P de l’aéronef par l’intermédiaire de deux rails longitudinaux R1, R2, fixés au plancher P, et d’un système d’élévation 100, monté dans les rails longitudinaux R1, R2. Les deux rails longitudinaux R1, R2 permettent au pilote de faire coulisser le siège S d’avant en arrière pour lui permettre, d’une part, d’accéder au poste de pilotage et, d’autre part, d’ajuster sa position, comme cela est le cas par exemple pour un siège conducteur dans une voiture. De manière connue, le système d’élévation 100 est relié, d’une part, aux rails longitudinaux R1, R2 et, d’autre part, au siège pilote S et permet de régler la position verticale (hauteur) du siège S à la taille de chaque pilote. En outre, l’assise du siège S est montée sur le système d’élévation 100 de manière à permettre un déplacement latéral du siège S, pour faciliter l’accès et la sortie du siège S. En résumé, le système d’élévation 100 monté sur les rails longitudinaux R1, R2 permet un ajustement longitudinal, latéral et vertical de la position du siège pilote S de manière à placer précisément l’œil du pilote et lui permettre d’avoir un champ de vision optimal pour le pilotage de l’aéronef. Afin de permettre de tels ajustements, un système d’élévation 100 connu (représenté sur les figures 2 à 4) comprend une base de support 120 s’étendant dans le plan (X, Y), reliée aux rails longitudinaux R1, R2. La base de support 120 coulisse par rapport aux rails longitudinaux R1, R2 de manière à modifier la position longitudinale du siège S. Le système d’élévation 100 comprend en outre un premier cadre 130 et un deuxième cadre 140 qui sont articulés ensemble autour d’un axe transversal Y1, de manière à pivoter l’un par rapport à l’autre, à la manière d’une paire de ciseaux. En pratique, comme représenté sur la , la base de support 120 comporte une partie latérale droite 121 et une partie latérale gauche 122. Le premier cadre 130, monobloc, comporte un bras droit 131 et un bras gauche 132 et le deuxième cadre 140 comporte un bras droit 141 et un bras gauche 142 distincts. Les bras droits 131, 141 du premier cadre 130 et du deuxième cadre 140 sont montés directement dans la partie latérale droite 121 de la base de support 120. De manière analogue, les bras gauches 132, 142 du premier cadre 130 et du deuxième cadre 140 sont montés directement dans la partie latérale gauche 122 de la base de support 120. Autrement dit, deux bras 131, 141 appartenant à des cadres 130, 140 différents sont montés directement dans une partie latérale 121, 122 de la base de support 120. De manière connue, un siège pilote doit répondre à plusieurs exigences pour permettre d’assurer la sécurité du pilote. De telles exigences sont référencées dans des normes connues de l’homme du métier et éditées par les autorités de certification aéronautique. En pratique, un siège pilote doit pouvoir résister à de fortes accélérations, correspondant aux accélérations auxquelles le pilote est soumis dans les conditions critiques d’un cas de crash. Le siège pilote doit également être en mesure de résister à des déformations du plancher causées par ce même crash. Autrement dit, il est nécessaire que les fixations du siège pilote sur le plancher résistent aux efforts générés par les accélérations après qu’elles aient été déformées, comme cela est décrit dans le document FR2983135. En pratique, un siège pilote doit résister à une accélération correspondant à un cas de crash (16G dynamique vers l’avant) dans des conditions précises de vrillage latéral et vertical des rails longitudinaux correspondant à la déformation de la structure de l’aéronef sur laquelle le siège est fixé. Un tel vrillage est connu par l’homme du métier sous la désignation « pitch and roll » et correspond au pivotement (à la déformation) de l’un des rails longitudinaux suivant l’axe vertical et au pivotement du second rail selon l’axe latéral. Cependant, le système d’élévation tel que connu dans l’art antérieur génère des efforts importants dans les fixations, entrainant des précontraintes importantes dans les différentes pièces, ce qui présente un inconvénient important. Lors du test de qualification, des efforts supplémentaires viennent s’ajouter aux pré-contraintes, ce qui peut affecter la résistance mécanique du système. En pratique, lors de la déformation du plancher P, les parties latérales 121, 122 de la base de support 120 sont déformées de manière importante, ces déformations transitent dans les bras 131, 132, 141, 142 des cadres 130, 140, ce qui induit des efforts mécaniques importants dans les cadres 130, 140 et leurs fixations. De tels efforts mécaniques sont d’autant plus importants que les rails longitudinaux R1, R2 sont écartés d’une distance réduite, généralement inférieure à 300mm. Pour répondre aux exigences, il est alors nécessaire de renforcer de manière importante chaque partie du système d’élévation 100 et les fixations qui le relient aux rails longitudinaux R1, R2 et à l’assise du siège S, ce qui augmente de manière importante la masse et la complexité du système d’élévation. En effet, l’équilibre entre une raideur suffisante pour supporter les charges de crash et la souplesse nécessaire pour absorber les déformations dues au vrillage du plancher, est complexe à déterminer. L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant un système d’élévation d’un siège fiable permettant à la fois le réglage de la position du siège tout en limitant les efforts et les contraintes dans le système, en particulier au cours des vrillages plancher. PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un système d’élévation pour siège d’aéronef, l’aéronef comprenant un plancher et deux rails longitudinaux s’étendant suivant un axe longitudinal, les deux rails longitudinaux étant fixés au plancher, le système d’élévation étant configuré pour régler la position du siège par rapport au plancher de l’aéronef, le système d’élévation comprenant : une base de support configurée pour être reliée mécaniquement aux rails longitudinaux, la base de support comprenant une partie latérale droite et une partie latérale gauche, la base de support étant configurée pour coulisser le long des rails longitudinaux, de manière à déplacer le siège suivant l’axe longitudinal, un premier cadre comprenant une extrémité inférieure montée pivotante et coulissante dans la base de support et une extrémité supérieure configurée pour être reliée au siège, un deuxième cadre comprenant une extrémité inférieure montée pivotante avec la base de support et une extrémité supérieure configurée pour être reliée au siège, le premier cadre et le deuxième cadre étant articulés autour d’un axe latéral de manière à pivoter l’un par rapport à l’autre, le deuxième cadre comprenant un bras droit et un bras gauche. Le système d’élévation est remarquable en ce qu’il comprend un organe de liaison reliant la partie latérale droite et la partie latérale gauche de la base de support, chaque bras du deuxième cadre comportant une extrémité inférieure, les extrémités inférieures des bras sont reliées directement à l’organe de liaison. L’organe de liaison permet de relier mécaniquement chaque bras du deuxième cadre et la base de support de manière indirecte. Lors d’un crash, le pilote, projeté vers l’avant et installé dans le siège, entraine des efforts importants dans le système d’élévation et donc dans les rails longitudinaux et le plancher. L’organe de liaison, indépendant de la base de support, permet d’absorber une partie des efforts qui transitent dans les cadres du système d’élévation. Aussi, l’extrémité inférieure du deuxième cadre transmet moins d’effort aux rails longitudinaux. En résumé, grâce à l’invention, moins d’efforts transitent dans les pièces et les fixations du système d’élévation. Il n’est ainsi pas nécessaire de le renforcer, ce qui permet un système d’élévation moins complexe et plus léger, ce qui est important compte tenu de la problématique de masse inhérente au domaine aéronautique. Au cours d’un test de qualification du siège pilote comprenant de fortes accélérations dans des conditions particulières de vrillage du plancher (connu de l’homme du métier sous la désignation « pitch and roll ») et donc de torsion de la base de support, une partie importante des efforts issus du vrillage est absorbée par l’organe de liaison, limitant ainsi avantageusement leur transmission au reste des pièces du système d’élévation et aux interfaces avec les rails. De manière préférée, le bras droit et le bras gauche du deuxième cadre sont reliés à l’organe de liaison dans une même zone centrale de l’organe de liaison. L’ensemble formé par les deux cadres est ainsi relié à la base de support sensiblement en trois points de liaison, rendant le système d’élévation isostatique, ce qui représente une configuration mécanique particulièrement avantageuse en termes de transmission des efforts (en particulier vis-à-vis d’une configuration selon l’art antérieur hyperstatique), puisqu’il permet de limiter les liaisons trop contraintes et donc des efforts plus importants dans les fixations. De préférence, la zone centrale de l’organe de liaison est à égale distance des parties latérales de la base de support. Les quelques efforts qui transitent via la liaison entre le deuxième cadre, l’organe de liaison et la base de support sont ainsi équitablement répartis entre la partie latérale droite et la partie latérale gauche de la base de support, ce qui permet des contraintes équivalentes à la fois entre les deux parties de la base de support et entre les deux bras du deuxième cadre. Autrement dit, une telle configuration permet de répartir les contraintes et les efforts de manière homogène de part et d’autre de la zone centrale et donc de limiter le risque de sur-contrainte d’une pièce ou d’une fixation vis-à-vis des autres du système d’élévation. De manière préférée, l’extrémité inférieure du bras droit et l’extrémité inférieure du bras gauche sont adjacentes, permettant de former un pied unique au deuxième cadre, ce qui permet de s’assurer d’un unique point de liaison entre le deuxième cadre et l’organe de liaison. Un pied unique permet de s’assurer d’un système d’élévation isostatique, qui permet de transmettre un minimum d’efforts à la base de support et à l’assise du siège, ainsi qu’aux fixations qui relient le système d’élévation au siège pilote et aux rails longitudinaux. De manière préférée, l’extrémité inférieure du bras droit et l‘extrémité inférieure du bras gauche sont en contact, permettant de s’assurer d’un unique point de liaison entre le deuxième cadre et l’organe de liaison. Le système d’élévation est ainsi avantageusement isostatique, ce qui permet à un minimum d’efforts de transiter dans le système d’élévation et dans l’assise du siège. De préférence, la partie latérale droite et la partie latérale gauche de la base de support sont écartées d’une distance comprise entre 200 et 350 mm, permettant le montage du système d’élévation sur des rails longitudinaux de l’art antérieur, habituellement montés sur un plancher d‘aéronef. De préférence, l’organe de liaison se présente sous la forme d’un tube transversal s’étendant entre la partie latérale droite et la partie latérale gauche de la base de support, permettant une liaison simple à la fois entre l’organe de liaison et la base de support et entre l’organe de liaison et le deuxième cadre. Un tube permet également de libérer les degrés de liberté qui permettent de limiter la transmission d’efforts entre les pièces du système d’élévation et avec l’assise du siège pilote et les rails longitudinaux. De manière préférée, le système d’élévation comprend un unique organe de liaison reliant la partie latérale droite et la partie latérale gauche de la base de support, les extrémités inférieures des bras du deuxième cadre sont reliées directement à l’unique organe de liaison. Un unique organe de liaison permet de limiter le nombre de pièces et de fixations dans le système d’élévation, ce qui permet de s’assurer d’un système d’élévation simple tout en limitant les efforts et les contraintes qui transitent dans le système d’élévation. De manière préférée, le deuxième cadre est relié à l’organe de liaison par une liaison pivot glissant. La rotation du deuxième cadre vis-à-vis de l’organe de liaison permet de libérer un degré de liberté, contribuant au système d’élévation isostatique, puisqu’il permet de s’affranchir de plusieurs blocages supplémentaires et donc d’efforts importants supplémentaires. De manière préférée, chaque bras du deuxième cadre comprend au moins une portion supérieure et une portion intermédiaire, la portion intermédiaire formant avec la portion supérieure un angle d’inclinaison strictement supérieur à 0°. Un tel angle d’inclinaison permet de s’assurer d’un deuxième cadre dont les extrémités supérieures et les extrémités inférieures de chaque bras ne sont pas alignées, ce qui permet de rapprocher les extrémités inférieures des deux bras du deuxième cadre dans une zone centrale commune. De préférence, l’angle d’inclinaison est strictement supérieur à 10°, de manière à s’assurer que les extrémités supérieures et les extrémités inférieures de chaque bras ne sont pas alignées. De préférence, l’angle d’inclinaison est compris entre 10° et 40°, ce qui permet une reprise du système d’élévation en deux points de liaison sur l’assise du siège pilote et en un seul point sur l’organe de liaison, conférant au deuxième cadre une forme en Y, idéale pour rendre le système d’élévation isostatique et limiter ainsi la transmission d’efforts dans le système d’élévation et dans le siège, notamment lors d’un test de qualification d’un cas crash, tel que décrit dans ce document. L’invention concerne également un ensemble de deux rails longitudinaux, configurés pour être fixés à un plancher d’un aéronef, et d’un système d’élévation tel que décrit précédemment, la base de support du système d’élévation étant reliée mécaniquement aux rails longitudinaux. L’invention concerne en outre un ensemble de deux rails longitudinaux, configurés pour être fixés à un plancher d’un aéronef, d’un siège et d’un système d’élévation tel que décrit précédemment, la base de support du système d’élévation étant reliée aux rails longitudinaux et l’extrémité supérieure du premier cadre et l’extrémité supérieure du deuxième cadre étant reliées mécaniquement au siège. L’invention porte également sur un aéronef comprenant un plancher et un ensemble de deux rails longitudinaux, d’un siège et d’un système d’élévation tel que décrit précédemment, les deux rails longitudinaux étant fixés au plancher. L’invention concerne enfin un procédé de déformation d’un ensemble de deux rails longitudinaux et d’un système d’élévation tel que décrit précédemment, la base de support du système d’élévation étant reliée mécaniquement aux rails longitudinaux, le procédé comprenant une étape de déformation d’un premier rail longitudinal selon un premier axe de déformation et d’un deuxième rail longitudinal selon un deuxième axe de déformation, orthogonal au premier axe de déformation. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La est une représentation schématique d’un siège pilote monté sur un plancher d’aéronef via un système d’élévation de l’art antérieur. La est une représentation schématique du système d’élévation de l’art antérieur monté sur deux rails longitudinaux. La est une vue rapprochée, en perspective depuis l’avant, du système d’élévation de la . La est une représentation schématique d’un premier cadre et d’un deuxième cadre du système d’élévation de l’art antérieur de la . La est une représentation schématique d’un siège pilote relié à un plancher d’un aéronef par deux rails longitudinaux et un système d’élévation selon l’invention. La est une représentation schématique, en perspective depuis l’avant, du système d’élévation de la selon une forme de réalisation de l’invention, le système d’élévation étant monté sur les deux rails longitudinaux. La est une représentation schématique d’un actionneur et de vérins montés sur le système d’élévation de la . La est une représentation schématique d’une base de support du système d’élévation de la . La est une représentation schématique d’un premier cadre du système d’élévation de la . La est une représentation schématique d’une vue en perspective depuis l’arrière du système d’élévation de la . La est une vue rapprochée du premier cadre et du deuxième cadre du système d’élévation de la . La est une représentation schématique du deuxième cadre de la vue de face depuis l’avant. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Système d’élévation (1) pour siège (S) d’aéronef, l’aéronef comprenant un plancher (P) et deux rails longitudinaux (R1, R2) s’étendant suivant un axe longitudinal (X), les deux rails longitudinaux (R1, R2) étant fixés au plancher (P), le système d’élévation (1) étant configuré pour régler la position du siège (S) par rapport au plancher (P) de l’aéronef, le système d’élévation (1) comprenant : une base de support (2) configurée pour être reliée mécaniquement aux rails longitudinaux (R1, R2), la base de support (2) comprenant une partie latérale droite (21) et une partie latérale gauche (22), la base de support (2) étant configurée pour coulisser le long des rails longitudinaux (R1, R2), de manière à déplacer le siège (S) suivant l’axe longitudinal (X), un premier cadre (3) comprenant une extrémité inférieure (3I) montée pivotante et coulissante dans la base de support (2) et une extrémité supérieure (3S) configurée pour être reliée au siège (S), un deuxième cadre (4) comprenant une extrémité inférieure (4I) montée pivotante avec la base de support (2) et une extrémité supérieure (4S) configurée pour être reliée au siège (S), le premier cadre (3) et le deuxième cadre (4) étant articulés autour d’un axe latéral (Y) de manière à pivoter l’un par rapport à l’autre, le deuxième cadre (4) comprenant un bras droit (41) et un bras gauche (42), le système d’élévation (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend un organe de liaison (5) reliant la partie latérale droite (21) et la partie latérale gauche (22) de la base de support (2), chaque bras (41, 42) du deuxième cadre (4) comportant une extrémité inférieure (4I), les extrémités inférieures des bras (41, 42) sont reliées directement à l’organe de liaison (5). Système d’élévation (1) selon la revendication 1, dans lequel le bras droit (41) et le bras gauche (42) du deuxième cadre (4) sont reliés à l’organe de liaison (5) dans une même zone centrale (Q0) de l’organe de liaison (5). Système d’élévation (1) selon la revendication 2, dans lequel la zone centrale (Q0) de l’organe de liaison (5) est à égale distance des parties latérales (21, 22) de la base de support (2). Système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’extrémité inférieure (4I) du bras droit (41) et l’extrémité inférieure du bras gauche (42) sont adjacentes. Système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de liaison (5) se présente sous la forme d’un tube transversal s’étendant entre la partie latérale droite (21) et la partie latérale gauche (22) de la base de support (2). Système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant un unique organe de liaison (5) reliant la partie latérale droite (21) et la partie latérale gauche (22) de la base de support (2), l’extrémité inférieure (4I) de chaque bras (41, 42) du deuxième cadre (4) est reliée directement à l’unique organe de liaison (5). Système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le deuxième cadre (4) est relié à l’organe de liaison (5) par une liaison pivot glissant. Système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel chaque bras (41, 42) du deuxième cadre (4) comprend au moins une portion supérieure (43) et une portion intermédiaire (44), la portion intermédiaire (44) formant avec la portion supérieure (43) un angle d’inclinaison (α) strictement supérieur à 0°. Système d’élévation (1) selon la revendication 8, dans lequel l’angle d’inclinaison (α) est compris entre 10 et 40°. Ensemble de deux rails longitudinaux (R1, R2), configurés pour être fixés à un plancher (P) d’un aéronef, et d’un système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 9, la base de support (2) du système d’élévation (1) étant reliée mécaniquement aux rails longitudinaux (R1, R2). Ensemble de deux rails longitudinaux (R1, R2), configurés pour être fixés à un plancher (P) d’un aéronef, d’un siège (S) et d’un système d’élévation (1) selon l’une des revendications 1 à 9, la base de support (2) du système d’élévation (1) étant reliée aux rails longitudinaux (R1, R2) et l’extrémité supérieure (3S) du premier cadre (3) et l’extrémité supérieure (4S) du deuxième cadre (4) étant reliées mécaniquement au siège (S). Aéronef comprenant un plancher (P) et un ensemble de deux rails longitudinaux (R1, R2), d’un siège (S) et d’un système d’élévation (1) selon la revendication 11, les deux rails longitudinaux (R1, R2) étant fixés au plancher (P). Procédé de déformation d’un ensemble de deux rails longitudinaux (R1, R2) et d’un système d’élévation (1) selon la revendication 10, la base de support (2) du système d’élévation (1) étant reliée mécaniquement aux rails longitudinaux (R1, R2), le procédé comprenant une étape de déformation d’un premier rail longitudinal (R1) selon un premier axe de déformation et d’un deuxième rail longitudinal (R2) selon un deuxième axe de déformation, orthogonal au premier axe de déformation.