Brevet FR3127512A1 — publié le 20230331

Le système (3) de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante pour aéronef comprend un dispositif de freinage (4) de la porte et une sangle (5) coopérant avec un arbre de transmission (8) du dispositif de freinage et destinée à être reliée à la porte coulissante de sorte que la sangle se déploie lorsque la porte coulissante s’ouvre. Le système comprend des moyens résistifs hydrauliques reliés audit arbre de transmission (8) et configurés pour générer un couple résistif hydraulique sur l’arbre de transmission lorsque l’arbre est entraîné en rotation par le déploiement de la sangle (5) pour contrôler la vitesse d’ouverture de la porte coulissante. Figure pour l’abrégé : Fig 4 Système de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante, aéronef et procédé associés Domaine technique de l’invention L’invention concerne les systèmes d’ouverture de portes coulissantes d’aéronef, et plus particulièrement les systèmes de contrôle de la vitesse d’ouverture de portes coulissantes d’aéronefs et des aéronefs équipés d’au moins un tel système. L’invention concerne en outre un procédé de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante pour aéronef. Etat de la technique antérieure Généralement, un aéronef comprend une porte coulissante latérale prévue pour s’ouvrir en cours de vol par exemple lors d’un parachutage ou lors d’un hélitreuillage, lorsque l’aéronef est un hélicoptère. Lors de son ouverture, la porte coulissante est soumise à des forces aérodynamiques pouvant générer des vitesses importantes d’ouverture de la porte. Les forces aérodynamiques appliquées sur la porte coulissante sont proportionnelles au carré de la vitesse de vol de l’aéronef. Généralement, un hélicoptère est équipé de vérins amortisseurs de fin de course permettant d’amortir le choc généré par la porte coulissante arrivant en butée, préservant ainsi la structure de l’hélicoptère. Cependant, de tels vérins ne permettent pas de contrôler la vitesse de la porte coulissante lors de sa course, notamment aux vitesses élevées de vol de l’hélicoptère. Il est en outre connu d’implémenter des systèmes d’amortissement agissant sur la course de la porte coulissante afin de réduire la vitesse d’ouverture de la porte coulissante. Le but de l’invention est de pallier tout ou partie de ces inconvénients. Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet un système de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante pour aéronef comprenant un dispositif de freinage de la porte et une sangle coopérant avec un arbre de transmission du dispositif de freinage et destinée à être reliée à la porte coulissante de sorte que la sangle se déploie lorsque la porte coulissante s’ouvre. Le système comprend des moyens résistifs hydrauliques reliés audit arbre de transmission et configurés pour générer un couple résistif hydraulique sur l’arbre de transmission lorsque l’arbre est entraîné en rotation par le déploiement de la sangle pour contrôler la vitesse d’ouverture de la porte coulissante. Les moyens résistifs hydrauliques permettent de contrôler la vitesse de translation de la porte coulissante lors de son ouverture afin d’empêcher un choc violent entre la porte coulissante et la structure de l’aéronef lorsque la porte coulissante arrive en butée pour des vitesses de vol élevées de l’aéronef, par exemple supérieures à 80 nœuds (148, 16 km/h). Avantageusement, la sangle est enroulée autour de l’arbre de transmission et est configurée pour se dérouler lorsque la porte coulissante s’ouvre, le déroulement de la sangle entraînant l’arbre de transmission. De préférence, le dispositif de freinage comprend en outre un dispositif d’embrayage reliant la sangle à l’arbre de transmission de sorte que le dispositif d’embrayage est embrayé lors du déploiement de la sangle pour que la sangle entraîne l’arbre de transmission et débrayé lors du repliement de la sangle lorsque la porte coulissante se referme. Avantageusement, le dispositif de freinage comprend en outre un ressort de rappel configuré pour enrouler la sangle autour de l’arbre de transmission lorsque le dispositif d’embrayage est débrayé. De préférence, le dispositif de freinage comprend en outre un réservoir hydraulique, et dans lequel les moyens résistifs comprennent une pompe hydraulique reliée à l’arbre de transmission et un limiteur de pression relié à une sortie de refoulement de la pompe hydraulique, la pompe hydraulique étant configurée pour comprimer un fluide hydraulique contenu dans le réservoir hydraulique et refouler le fluide sous pression dans le réservoir hydraulique par l’intermédiaire du limiteur de pression lorsqu’elle est entraînée par l’arbre de transmission. Avantageusement, la pompe hydraulique comprend une pompe à engrenages. De préférence, le limiteur de pression comprend au moins un orifice calibré destiné à régler la section de passage du fluide hydraulique dans le limiteur de pression et dimensionné de sorte que le couple résistif hydraulique généré soit croissant avec la vitesse d’ouverture de la porte coulissante. Il est également proposé un aéronef comportant une porte coulissante et un système tel que défini précédemment. Il est également proposé un procédé de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante pour aéronef. Le procédé comprend la génération d’un couple résistif hydraulique sur un arbre de transmission lorsque l’arbre de transmission est entraîné en rotation par le déploiement d’une sangle reliée à la porte coulissante lors de l’ouverture de la porte coulissante. De préférence, lorsque la porte coulissante s’ouvre, le procédé comprend l’embrayage d’un dispositif d’embrayage de sorte que la sangle entraîne l’arbre de transmission et le débrayage du dispositif d’embrayage lors du repliement de la sangle lorsque la porte coulissante se referme. D'autres buts, caractéristiques et avantages de 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 : illustre schématiquement un aéronef comportant une porte coulissante selon l’invention ; illustre schématiquement une vue partielle de l’aéronef comportant un système de contrôle de la vitesse d’ouverture de la porte coulissante selon l’invention ; illustre schématiquement une vue partielle de l’intérieur de la cabine de l’aéronef selon l’invention ; illustre schématiquement un exemple de système de contrôle de la vitesse d’ouverture de la porte coulissante selon l’invention ; illustre schématiquement un exemple de réalisation d’un dispositif d’embrayage selon l’invention, et illustre schématiquement une vis de calibrage d’un limiteur de pression selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On se réfère à la qui illustre schématiquement un aéronef 1 comportant une porte coulissante 2, représentée en position fermée, et prévue pour s’ouvrir en vol, et un système 3 de contrôle de la vitesse d’ouverture de la porte coulissante 2 (non représenté). Le sens de déplacement normal de l’aéronef est représenté par une flèche FWD dirigée vers l’avant. La porte, quant à elle, s’ouvre vers l’arrière et est donc soumise aux forces aérodynamiques engendrées lors du déplacement de l’aéronef 1. L’aéronef 1 tel que représenté est un hélicoptère. Bien entendu, l’aéronef 1 peut être tout type d’aéronef comportant une porte coulissante prévue pour s’ouvrir en vol, par exemple un avion comportant une porte coulissante. La illustre une vue partielle de l’aéronef 1, de l’extérieur, la porte coulissante 2 étant ouverte. Le système 3 de contrôle de la vitesse d’ouverture de la porte coulissante 2 (représenté en pointillées) est placé dans la cabine de l’aéronef 1. La illustre une vue partielle de l’intérieur de la cabine de l’aéronef 1, la porte coulissante 2 étant fermée. Le système 3 de contrôle comprend un dispositif de freinage 4 destiné à limiter la vitesse d’ouverture de la porte coulissante 2 et monté sur la structure de la cabine de l’aéronef 1, et une sangle 5 enroulée dans le dispositif 4 et attachée à un point 6 de fixation de la porte coulissante 2. En variante, le dispositif de freinage 4 peut être monté sur la porte coulissante 2, et la sangle 5 fixée à un point de fixation de la structure de la cabine de l’aéronef 1. Le système 3 peut être monté indifféremment d’un côté ou de l’autre de l’aéronef 1 par rapport à un axe de symétrie longitudinal de l’aéronef 1, suivant la position de la porte. Lorsque la porte coulissante 2 s’ouvre, la sangle 5 se déploie en se déroulant et s’allonge sous l’effet de la translation de la porte coulissante 2. La illustre un exemple de réalisation du système 3. On retrouve le dispositif de freinage 4 et la sangle 5. Le dispositif de freinage 4 comprend un carter 7 comprenant un arbre de transmission 8 maintenu en rotation dans le carter 7 par des roulements 9 par exemple à billes. Bien entendu, les roulements 9 peuvent être d’un autre type, par exemple à rouleaux. Le dispositif de freinage 4 comprend en outre une poulie 10 supportant la sangle 5 enroulée autour de l’arbre de transmission 8 et un dispositif d’embrayage 11. Le dispositif d’embrayage 11 relie la poulie 10 à une première extrémité de l’arbre de transmission 8. Le dispositif d’embrayage 11 est embrayé lors du déroulement de la sangle 5 de sorte que la sangle 5 entraîne l’arbre de transmission 8, et débrayé lors de l’enroulement de la sangle 5 lorsque la porte coulissante 2 se referme. La sangle 5 se replie lors de la fermeture de la porte coulissante 2. Le dispositif d’embrayage 11 comprend par exemple une roue libre 12 tel que représentée à la . La roue libre 12 comprend des cliquets 13 coopérant avec des encoches 14 de sorte que lors du déroulement de la sangle 5, les cliquets 13 sont en prises dans les encoches 14, et de sorte que lors de l’enroulement de la sangle 5 autour l’arbre 8 (fermeture de la porte 2), les cliquets 12 ne sont plus en prises dans les encoches 14. La sangle 5 comprend en outre un crochet 15 coopérant avec le point de fixation 6 de la porte coulissante 2 pour fixer la sangle 5 au point 6. On se réfère à nouveau à la . Le dispositif de freinage 4 comprend en outre un ressort 16 de rappel entraînant la poulie 10 lorsque le dispositif d’embrayage 11 est débrayé pour enrouler la sangle 5 autour de l’arbre de transmission 8 lors de la fermeture de la porte coulissante 2. Le dispositif de freinage 4 comprend en outre un réservoir hydraulique 17 torique entourant l’arbre de transmission 8 et les roulements 9. Le dispositif de freinage 4 comprend en outre des moyens résistifs hydrauliques reliés à l’arbre de transmission 8 et configurés pour générer un couple résistif hydraulique sur l’arbre de transmission 8 lorsque l’arbre 8 est entraîné en rotation par le déroulement de la sangle 5. Les moyens résistifs comprennent une pompe hydraulique 18 reliée à l’arbre de transmission 8 et un limiteur pression 19 relié à une sortie de refoulement de la pompe hydraulique 18. La pompe hydraulique 18 est logée au centre du réservoir hydraulique 17 torique. La forme torique du réservoir hydraulique 17 permet de loger l’arbre de transmission 8, les roulements 9 et la pompe hydraulique 18 au centre du tore pour minimiser l’encombrement du dispositif de freinage 4 afin de faciliter l’intégration du système 3 dans la cabine de l’aéronef 1. Mais, bien entendu, le réservoir hydraulique 17 peut avoir une forme différente. En référence à la , le limiteur de pression est doté d’une vis de calibrage 20 comprenant des orifices calibrés 21 destinés à régler la section de passage du fluide hydraulique dans le limiteur de pression de sorte que le couple résistif hydraulique généré soit croissant avec la vitesse d’ouverture de la porte coulissante 2. En variante, la vis de calibrage 20 peut comprendre un seul orifice calibré. La pompe hydraulique 18 entraînée par l’arbre de transmission 8 comprime le fluide contenu dans le réservoir hydraulique 17 et refoule le fluide sous pression dans le réservoir hydraulique par l’intermédiaire du limiteur de pression 19. Le fluide contenu dans le réservoir hydraulique 17 comprend par exemple de l’huile. La pompe hydraulique 18 comprend par exemple une pompe à engrenages nécessitant un espace réduit pour son implantation dans le carter 7 et un entretien réduit. Lorsque l’aéronef 1 est en vol et la porte coulissante 2 s’ouvre, sous l’effet des forces aérodynamiques, la sangle 5 se déroule et entraîne l’arbre de transmission 8 qui à son tour entraîne la pompe hydraulique 18. La pompe hydraulique 18 comprime le fluide contenu dans le réservoir hydraulique 17 et refoule le fluide comprimé dans le limiteur de pression 19 générant un couple résistif sur l’arbre de transmission 8 proportionnel au réglage du limiteur de pression 19 et exerçant une force de rappel sur la sangle 5. La sangle 5 retient la porte 2 et permet ainsi de contrôler la vitesse d’ouverture Vp de la porte 2. La pompe hydraulique 18 fonctionne en circuit fermé de sorte que le système 3 fonctionne de manière indépendante des autres organes de l’aéronef 1 ne nécessitant par exemple pas de connexion avec un calculateur de l’aéronef ou un circuit hydraulique de l’aéronef 1. Les moyens résistifs hydrauliques permettent de contrôler la vitesse de translation de la porte coulissante 2 lors de son ouverture afin d’empêcher un choc violent entre la porte 2 et la structure de l’aéronef 1 lorsque la porte arrive en butée pour des vitesses de vol élevées de l’aéronef 1, par exemple supérieures à 80 nœuds (148,16 km/h). En outre, les moyens résistifs hydrauliques ne requièrent pas ou peu d’opérations de maintenance et leur fonctionnement n’est pas sujet aux variations de température engendrées par l’aéronef 1 en vol. En outre, comme le dispositif d’embrayage 11 est débrayé lors de la fermeture de la porte coulissante 2, aucune force de rappel n’est exercée sur la sangle 5 de sorte que la fermeture de la porte coulissante 2 n’est pas ralentie. A présent est exposée une méthode de réglage du limiteur de pression 19 de sorte que la porte coulissante 2 s’ouvre à la vitesse d’ouverture Vp constante et indépendante de la vitesse V aero de l’aéronef 2 par rapport au sol à une valeur prédéterminée près. La variation de pression ΔP générée par le limiteur de pression 19 est modélisée par : (1) où ΔP 0 est le seuil de pression différentielle d’ouverture du clapet du limiteur de pression 19, k est un coefficient de perte de charge entre le refoulement de la pompe 18 et le réservoir 1, et Q est le débit fourni par la pompe 18. La dépendance de la perte de charge au débit de pompe permet d’avoir un couple de freinage de la porte augmentant avec la vitesse de la porte. Système (3) de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante (2) pour aéronef (1) comprenant un dispositif de freinage (4) de la porte et une sangle (5) coopérant avec un arbre de transmission (8) du dispositif de freinage et destinée à être reliée à la porte coulissante de sorte que la sangle se déploie lorsque la porte coulissante s’ouvre, caractérisé en ce que le système comprend des moyens résistifs hydrauliques reliés audit arbre de transmission (8) et configurés pour générer un couple résistif hydraulique sur l’arbre de transmission lorsque l’arbre est entraîné en rotation par le déploiement de la sangle (5) pour contrôler la vitesse d’ouverture de la porte coulissante. Système selon la revendication 1, dans lequel la sangle est enroulée autour de l’arbre de transmission (8) et est configurée pour se dérouler lorsque la porte coulissante s’ouvre, le déroulement de la sangle entraînant l’arbre de transmission (8). Système selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le dispositif de freinage (4) comprend en outre un dispositif d’embrayage (11) reliant la sangle (5) à l’arbre de transmission (8) de sorte que le dispositif d’embrayage est embrayé lors du déploiement de la sangle pour que la sangle entraîne l’arbre de transmission et débrayé lors du repliement de la sangle lorsque la porte coulissante (2) se referme. Système selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de freinage (4) comprend en outre un ressort de rappel (16) configuré pour enrouler la sangle (5) autour de l’arbre de transmission (8) lorsque le dispositif d’embrayage (11) est débrayé. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de freinage (4) comprend en outre un réservoir hydraulique (17), et dans lequel les moyens résistifs comprennent une pompe hydraulique (18) reliée à l’arbre de transmission (8) et un limiteur de pression (19) relié à une sortie de refoulement de la pompe hydraulique, la pompe hydraulique étant configurée pour comprimer un fluide hydraulique contenu dans le réservoir hydraulique et refouler le fluide sous pression dans le réservoir hydraulique par l’intermédiaire du limiteur de pression lorsqu’elle est entraînée par l’arbre de transmission. Système selon la revendication 5, dans lequel la pompe hydraulique (18) comprend une pompe à engrenages. Système selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel le limiteur de pression (19) comprend au moins un orifice calibré (21) destiné à régler la section de passage du fluide hydraulique dans le limiteur de pression et dimensionné de sorte que le couple résistif hydraulique généré soit croissant avec la vitesse d’ouverture de la porte coulissante (2). Aéronef (1) comprenant une porte coulissante et un système (3) selon l’une des revendications 1 à 7 relié à la porte coulissante (2). Procédé de contrôle de la vitesse d’ouverture d’une porte coulissante (2) pour aéronef (1), caractérisé en ce que le procédé comprend la génération d’un couple résistif hydraulique sur un arbre de transmission (8) lorsque l’arbre de transmission est entraîné en rotation par le déploiement d’une sangle (5) reliée à la porte coulissante lors de l’ouverture de la porte coulissante. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lorsque la porte coulissante (2) s’ouvre, le procédé comprend l’embrayage d’un dispositif d’embrayage (11) de sorte que la sangle (5) entraîne l’arbre de transmission (8) et le débrayage du dispositif d’embrayage lors du repliement de la sangle lorsque la porte coulissante se referme.