Brevet FR3151834A1 — publié le 20250207

La présente invention concerne un dispositif d’assistance pour l’ouverture d’urgence des portes d’aéronef, comprenant un ressort hélicoïdal (R) d’éjection monté entre un flasque fixe (F1) et un flasque mobile (F2) reprenant les efforts de compression du ressort (R) et reliés entre eux par au moins deux tiges longitudinales (T) logées de façon coulissante dans des tubes (G) de guidage et fixées au flasque mobile (F2) et au flasque fixe (F1) où elle sont munies d’un boulon de retenue (B) formé de pièces coaxiales (b) séparables, caractérisé en ce qu’il comprend une bague (1) de commande montée sur le flasque fixe (F1) et portant des éléments rétractables (2) venant, en position d’extension, en appui contre les boulons (B) pour assurer leur verrouillage par solidarisation desdites pièces (b) et la compression du ressort (R) et permettant, en position rétractée, la séparation desdites pièces, le déverrouillage synchronisé des boulons et la détente du ressort. Figure pour l’abrégé : Figure 1. DISPOSITIF D’ASSISTANCE D’UN MÉCANISME D’OUVERTURE D’URGENCE DE PORTES D’AÉRONEF POURVU DE MOYENS DE COMMANDE PERFECTIONNÉS L'invention concerne le domaine de l’aéronautique et s’intéresse, plus particulièrement, aux mécanismes assurant l’ouverture en urgence des portes d’évacuation des cabines d’aéronefs grâce à un dispositif d’assistance pourvu de moyens d’accumulation d’une énergie mécanique d’origine élastique et de moyens de commande permettant sa libération en cas d’ouverture d’urgence. Les dispositifs actuels d’assistance à l’ouverture d’urgence des portes d’aéronefs utilisent un gaz sous pression tel que de l’azote comme source d’énergie. Cette énergie se transforme en une force mécanique d’actionnement lors de la détente du gaz dans un système constitué, notamment, d’un cylindre et d’un piston. Le déclenchement de l’éjection de la porte avec un tel dispositif est alors facilement obtenu via l’ouverture d’une valve ou la rupture d’un diaphragme. A cet effet, un levier entrainé par le mécanisme d’ouverture de la porte génère, soit l’ouverture de la valve, soit la rupture du diaphragme. Toutefois, l’utilisation d’azote comprimé engendre des coûts de maintenance importants car les risques de fuites sont à problématiques du point de vue de la sécurité. Par conséquent, un tel mode de réalisation du dispositif de commande de l’ouverture nécessite une surveillance et des contrôles réguliers de l’équipement utilisé ainsi que des remises à niveau fréquentes du réservoir d’azote. Il existe d’autres solutions qui permettent de simplifier les opérations de maintenance du dispositif d’assistance. Ces autres solutions consistent à utiliser une source d’énergie mécanique constituée d’un ressort d’enveloppe cylindrique qui, en situation normale, est maintenu en compression par l’intermédiaire d’un mécanisme de verrouillage et dont la détente grâce au déverrouillage du mécanisme, en situation d’urgence, entraîne l’éjection immédiate de cette porte. Mais, ces autres solutions nécessitent de disposer d’un espace disponible dans la partie centrale du ressort pour y loger des moyens susceptibles d’assurer, à la fois, le maintien du ressort en compression et l’exercice des efforts nécessaires et suffisants pour produire un déclenchement instantané de l’ouverture via la détente de ce ressort. Un dispositif de commande mettant en œuvre ces solutions à ressort associé à des boulons de verrouillage expansibles est décrit dans le brevet FR3113028. Par ailleurs, les brevets FR3098490 et FR3113028 décrivent, quant à eux, des dispositifs de commande à ressorts retenus par des câbles sécables. Cependant, l’intégration de boulons ou de câbles dans le dispositif de commande de l’éjection tel qu’elle est prévue dans ces documents, impose le montage d’organes complémentaires et, notamment, d’éléments d’ancrage qui encombrent la structure de ces dispositifs, en particulier, autour du ressort. En outre, avec ces dispositifs, il n’est pas possible d’utiliser des câbles métalliques dont la rupture, qui est nécessaire à la détente du ressort, exigerait des efforts de cisaillement trop importants. Des câbles réalisés en un matériau polymère (par exemple, du type Dyneema, Kevlar, Vectran, …) pourraient se révéler satisfaisants en termes de tenue mécanique et de facilité de rupture mais présentent toutefois une tendance au fluage qui n’est pas admissible dans l’application envisagée. Par conséquent, dans le cas où la partie centrale du ressort n’offre pas d’espace libre, il a donc été envisagé, dans le cadre de l’invention, de maintenir le ressort en compression à partir de son environnement extérieur. Cette option nécessite néanmoins de prévoir au moins deux éléments de reprise montés en étant diamétralement opposés et verrouillés afin d’assurer la compression du ressort sans créer de moment de flexion. En outre, ces deux éléments de reprise doivent être déverrouillés simultanément pour assurer la détente complète du ressort et le déclenchement immédiat de l’ouverture de la porte. A cet effet, l’invention s’est intéressée à un dispositif d’assistance à l’éjection de porte comprenant, notamment, deux flasques de calage, respectivement, un flasque fixe et un flasque mobile, montés de part et d’autre du ressort et destinés à reprendre les efforts de compression. Ces flasques sont reliés entre eux par au moins deux tiges longitudinales logées de façon coulissante dans des tubes de guidage. Les extrémités de chacune de ces tiges, qui font saillie du côté extérieur du flasque fixe, sont solidaires de boulons constitués de la réunion de trois pièces séparables. En position de verrouillage, les pièces constitutives de ces boulons dits « expansibles » sont solidaires et assurent la retenue des tiges et la compression du ressort. Lors du déverrouillage, ces pièces sont susceptibles de se séparer pour libérer les tiges et permettre ainsi au ressort de se relâcher. Avec ce mode de réalisation d’un dispositif d’assistance, les boulons expansibles, qui sont verrouillés en situation normale, doivent être déverrouillés en situation d’urgence pour libérer les tiges et permettre la détente du ressort. La problématique que l’invention vise à résoudre réside alors dans le double objectif de permettre, d’une part, un verrouillage aisé des boulons ne nécessitant pas un réglage complexe pour garantir un verrouillage adéquat de chacun de ceux-ci, et d’autre part, un déverrouillage instantané et simultané de tous les boulons. Cet objectif est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif d’assistance d’un mécanisme d’ouverture d’urgence des portes d’aéronef, comprenant un ressort hélicoïdal d’éjection raccordé audit mécanisme et monté entre deux flasques de calage, respectivement, un flasque fixe et un flasque mobile destinés à reprendre les efforts de compression du ressort et reliés entre eux par au moins deux tiges longitudinales logées de façon coulissante dans des tubes de guidage, l’une des extrémités desdites tiges étant fixée au flasque mobile et l’autre extrémité faisant saillie sur la face extérieure du flasque fixe où elle est munie d’un boulon de retenue constitué de la réunion de pièces coaxiales séparables, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une bague de commande dudit dispositif d’assistance montée sur la face extérieure du flasque fixe et portant des éléments rétractables venant, en position d’extension, en appui contre les boulons pour assurer leur verrouillage par solidarisation desdites pièces et le maintien du ressort en compression et permettant, en position rétractée, la séparation desdites pièces, le déverrouillage synchronisé des boulons et la détente du ressort. Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif d’assistance de l’invention, les éléments rétractables sont formés de pointeaux montés transversalement sur des pattes radiales s’étendant à la périphérie de ladite bague de commande et couplés à des ressorts de rappel. De préférence, ces pointeaux sont logés dans des manchons formant glissières. Selon une variante spécifique de réalisation de l’invention, le dispositif d’assistance comprend trois tiges longitudinales s’étendant autour du ressort et espacées entre elles d’environ 120°, chacune de ces tiges étant pourvue d’un boulon de retenue couplé à un élément rétractable de verrouillage/déverrouillage. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif d’assistance de l’invention, la paroi intérieure des tubes de guidage est pourvue d’une rondelle de glissement destinée à faciliter le coulissement des tiges. Selon une autre caractéristique avantageuse du dispositif d’assistance de l’invention, la périphérie de la bague de commande comporte un levier d’ancrage d’un ressort d’engagement destiné à être raccordé au flasque fixe et à assurer la mise en appui des éléments rétractables contre les boulons de retenue. Ce levier comporte une interface avec le mécanisme d’ouverture de porte destinée à entraîner la rotation de la bague de commande. Selon encore une autre caractéristique du dispositif de l’invention, la bague de commande est montée en libre rotation sur la face extérieure du flasque fixe, coaxialement au ressort hélicoïdal d’éjection. Selon une autre variante de réalisation de l’invention, la périphérie de la bague de commande dispose de deux platines portant chacune un pion destiné à venir en butée de part et d’autre contre un ergot disposé sur la face extérieure du flasque fixe de façon à limiter le déplacement angulaire de ladite bague. Selon encore une autre caractéristique du dispositif d’assistance de l’invention, le flasque mobile est muni d’une interface avec le mécanisme d’ouverture des portes. Un autre objet de l’invention est une porte d’aéronef équipée d’un mécanisme d’ouverture d’urgence pourvu du dispositif d’assistance tel que défini ci-dessus. Le dispositif d’assistance au mécanisme d’ouverture de portes selon l’invention assure une répartition uniforme des efforts de verrouillage à l’interface entre tous les boulons de retenue et les tiges maintenant comprimé le ressort d’éjection sans obstruer son volume intérieur. Grâce à la bague de commande, l’invention garantit ainsi, à la fois, le maintien d’une forte compression axiale et une détente quasi-instantanée produisant une énergie cinétique optimale pour permettre l’éjection automatique et sécurisée de la porte. L’invention permet, en outre, un réglage précis et aisé du dispositif d’assistance à l’ouverture ainsi que la mise en œuvre d’opérations simples et rapide de maintenance. PRÉSENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une vue d’ensemble en perspective d’un dispositif d’assistance à l’ouverture d’urgence d’une porte d’aéronef équipé d’un mode de réalisation préférentiel des moyens de commande selon l’invention en position de verrouillage. est une vue partielle en perspective du dispositif d’assistance de la dans la position de verrouillage des moyens de commande en situation normale. est une vue partielle en perspective du dispositif d’assistance de la dans la position de déverrouillage des moyens de commande après ouverture d’urgence de la porte. est une vue partielle de face du dispositif d’assistance de la dans la position de verrouillage des moyens de commande en situation normale. est une vue partielle de face du dispositif d’assistance de la dans la position de déverrouillage des moyens de commande après ouverture d’urgence de la porte. est une vue en perspective de la bague de commande du dispositif d’assistance selon l’invention en position de verrouillage est une vue partielle en perspective éclatée des moyens de commande du dispositif d’assistance à l’ouverture d’urgence selon l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont indiqués par des signes de référence identiques dans la description qui va suivre et sur les figures. Naturellement, les modes de réalisation de l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. DESCRIPTION DÉTAILLÉE L’invention concerne les portes d’aéronef et s’intéresse, plus particulièrement, à un dispositif d’assistance à l’ouverture destiné à être intégré au mécanisme d’éjection des portes en situation d’urgence et équipé de moyens de commande perfectionnés. L’invention vise à s’appliquer à un dispositif d’assistance spécifique comprenant, comme illustré par la , un ressort hélicoïdal R d’éjection raccordé au mécanisme d’ouverture de la porte via une interface A (représentée schématiquement et partiellement sur la ). Le ressort R est monté en compression entre deux flasques de calage, respectivement, un flasque fixe F1 et un flasque mobile F2 qui sont destinés à reprendre les efforts du ressort R. L’interface A du dispositif d’assistance est montée ici sur le flasque mobile F2. Les deux flasques sont reliés entre eux par au moins deux tiges, et dans le mode de réalisation représenté ici, par trois tiges longitudinales T. Ces tiges sont logées de façon coulissante dans des tubes G de guidage et s’étendent autour du ressort R parallèlement à son axe en étant espacées entre elles d’environ 120°. De préférence, la paroi intérieure des tubes G de guidage est pourvue d’une rondelle de glissement (non visible sur les figures) destinée à faciliter le coulissement des tiges T. L’une des extrémités t2 des tiges T est fixée de façon permanente au flasque mobile F2 tandis que leur autre extrémité t1 fait saillie sur la face extérieure du flasque fixe F1 où elle est munie d’un boulon B de retenue. Dans le mode de réalisation spécifique auquel est destiné à s’appliquer l’invention, les boulons B sont constitués de la réunion de pièces cylindriques coaxiales b séparables. Des boulons de ce type, dits « expansibles », sont commercialisés notamment par la société Soterem (marque déposée) et sont déjà utilisés dans le domaine spatial. En l’absence de contraintes permettant de les maintenir de façon solidaire, les pièces b peuvent se séparer pour déverrouiller automatiquement les boulons B. L’invention consiste à proposer des moyens de commande perfectionnés de ce dispositif d’assistance destinés à assurer, d’une part en position normale, le verrouillage des boulons B et, d’autre part en situation d’urgence, leur déverrouillage pour libérer les tiges T et permettre ainsi au ressort R de se détendre et d’actionner, via l’interface A, le mécanisme d’ouverture de la porte. Ces moyens complémentaires sont réalisés, selon l’invention, sous la forme d’une bague 1 de commande montée sur la face extérieure du flasque fixe F1 et portant des éléments rétractables 2 de verrouillage/déverrouillage des boulons B. La bague 1 est montée en libre rotation sur la face extérieure du flasque fixe F1 et coaxialement au ressort hélicoïdal R d’assistance à l’éjection. Plus précisément, les éléments rétractables 2 viennent, en position d’extension, en appui contre les boulons B pour assurer leur verrouillage par solidarisation des pièces b et garantir ainsi le maintien du ressort R en compression. Lorsqu’ils se rétractent, les éléments 2 libèrent les pièces b qui se séparent automatiquement en provoquant le déverrouillage synchronisé des boulons B. Les tiges T n’étant plus fixées au flasque fixe F1, le ressort hélicoïdal R n’est plus maintenu en compression et se relâche. La détente du ressort R du dispositif d’assistance entraîne alors le flasque mobile F2 et les tiges T en translation dans les tubes G de guidage et actionne conjointement le mécanisme d’ouverture de la porte. Dans le mode de réalisation de l’invention représenté ici sur les dessins, les éléments rétractables 2 sont formés de trois pointeaux 21 montés transversalement sur des pattes radiales 11 s’étendant à la périphérie de la bague 1 de commande. Chacun de ces pointeaux 21 est couplé à un ressort 22 de rappel, comme illustré par la et en détail par la . De préférence, les pointeaux 21 sont logés dans des manchons 20 formant glissières et facilitant leur déplacement en translation au travers des pattes 11 entre leurs positions d’extension et de rétractation. Un écrou 30 vissé sur une portion arrière filetée du manchon 20 vient solidariser l’ensemble sur la patte 11. Un clip 31 empêche le désengagement du pointeau 21 du manchon 20. La périphérie de la bague 1 de commande comporte un levier 12 d’ancrage d’un ressort 5 d’engagement destiné à être raccordé au flasque fixe F1 et à assurer la mise en appui des pointeaux rétractables 21 contre les boulons B de retenue des tiges T. La bague 1 est aussi pourvue à sa périphérie de deux platines radiales 10 portant des pions 3a, 3b destinés à venir en butée de part et d’autre contre un ergot E disposé sur la face extérieure du flasque fixe F1 de façon à limiter le déplacement angulaire de la bague 1, comme illustré par les figures 5 et 6. De préférence, au moins l’un des pions 3a, est réglable en longueur de façon à ajuster la course et la force d’appui des pointeaux 21 sur les boulons B. Le levier 12 comporte, quant à lui, un pion 12a destiné à interfacer la commande venant du mécanisme de porte. Dans cette configuration, un contact d’appui axial avec le pion 12a entraîne la rotation de la bague 1 et met à disposition l’effort d’assistance sur le mécanisme d’ouverture de la porte. L’invention n’est pas limitée à un nombre de tiges, de boulons expansibles et d’éléments rétractables tels que décrits ci-dessus et représentés sur les dessins. En effet, il est possible de prévoir, selon des variantes de réalisation de l’invention non représentées, d’adapter et d’augmenter ce nombre en fonction des besoins et, notamment, des caractéristiques dimensionnelles et mécaniques du ressort du dispositif d’assistance utilisé pour assurer l’ouverture d’urgence de la porte. Dispositif d’assistance d’un mécanisme d’ouverture d’urgence des portes d’aéronef, comprenant un ressort hélicoïdal (R) d’éjection raccordé audit mécanisme et monté entre deux flasques de calage, respectivement, un flasque fixe (F1) et un flasque mobile (F2) destinés à reprendre les efforts de compression du ressort (R) et reliés entre eux par au moins deux tiges longitudinales (T) logées de façon coulissante dans des tubes (G) de guidage, l’une des extrémités (t2) desdites tiges étant fixée au flasque mobile (F2) et l’autre extrémité (t1) faisant saillie sur la face extérieure du flasque fixe (F1) où elle est munie d’un boulon de retenue (B) constitué de la réunion de pièces coaxiales (b) séparables, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, une bague (1) de commande dudit dispositif d’assistance montée sur la face extérieure du flasque fixe (F1) et portant des éléments rétractables (2) venant, en position d’extension, en appui contre les boulons (B) pour assurer leur verrouillage par solidarisation desdites pièces (b) et le maintien du ressort (R) en compression et permettant, en position rétractée, la séparation desdites pièces, le déverrouillage synchronisé des boulons et la détente du ressort. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments rétractables (2) sont formés de pointeaux (21) montés transversalement sur des pattes radiales (11) s’étendant à la périphérie de ladite bague (1) de commande et couplés à des ressorts (22) de rappel. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits pointeaux (21) sont logés dans des manchons (20) formant glissières. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend trois tiges longitudinales (T) s’étendant autour du ressort (R) et espacées entre elles d’environ 120°, chacune de ces tiges étant pourvue d’un boulon de retenue (B) couplé à un élément rétractable (2) de verrouillage/déverrouillage. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi intérieure des tubes (G) de guidage est pourvue d’une rondelle de glissement destinée à faciliter le coulissement des tiges (T). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie de ladite bague (1) de commande comporte un levier d’ancrage (12) d’un ressort d’engagement (5) destiné à être raccordé au flasque fixe (F1) et à assurer la mise en appui des éléments rétractables (2) contre les boulons (B) de retenue. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le levier (12) comporte une interface (12a) avec le mécanisme d’ouverture de porte destinée à entraîner la rotation de la bague (1) de commande. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague (1) de commande est montée en libre rotation sur la face extérieure du flasque fixe (F1), coaxialement au ressort hélicoïdal (R) d’éjection. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie de ladite bague (1) de commande dispose de deux platines (13) portant chacune un pion (3a, 3b) destiné à venir en butée de part et d’autre contre un ergot (E) disposé sur la face extérieure du flasque fixe (F1) de façon à limiter le déplacement angulaire de ladite bague. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit flasque mobile (F2) est muni une interface (A) avec le mécanisme d’ouverture des portes. Porte d’aéronef équipée d’un dispositif d’assistance à l’ouverture d’urgence selon l’une des revendications précédentes.