Brevet FR3150500A1 — publié le 20250103

L’invention se rapporte à un dispositif de connexion pour dispositif électrique (11) ou électronique dans un aéronef à voile (100) de type parapente, comportant : - deux bornes au niveau d’une sellette (5) dans laquelle est assis l’utilisateur (U), configurées pour être connectées à une alimentation électrique (50), - au moins deux bornes au niveau de la voile (1), configurées pour être connectées à des dispositifs électriques (11) ou électroniques au niveau de la voile (1), caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins deux suspentes (31, 33) avec chacune une ligne conductrice reliant électriquement chacune une borne au niveau de la sellette (5), et une borne au niveau de la voile (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE CONNEXION ELECTRIQUE POUR APPAREIL ELECTRONIQUE SITUE DANS UNE VOILE D’AERONEF A VOILE DE TYPE PARAPENTE Domaine de l’invention L’invention se rapporte au domaine des voiles d’aéronefs de type parachute ou parapente, et à la connexion électrique et électroniques d’appareils de type capteur dans la voile dudit aéronef. Art antérieur On connaît pour les aéronefs à voile d’utiliser des capteurs inertiels et de position situés dans la voile. Ces capteurs peuvent par exemple servir à détecter une défaillance de la voile de type « cravate » lorsque la voile s’est prise dans les suspentes du parapente. Lors d’une défaillance en cravate sur un côté de la voile, une extrémité latérale de la voile est repliée ou froissée par enroulement des suspentes qui relient la voile à la sellette, autour de ladite extrémité latérale de la voile. Le parapente va alors partir en rotation spontanée ou « autorotation » du fait de la traînée et portance asymétrique de la voile en résultant. Cette spirale peut rapidement atteindre des vitesses de rotation suffisantes pour que le pilote perde connaissance. Il est donc important de pouvoir détecter cette situation particulière de rotation suite à une défaillance de la voile, tout en la différentiant des figures acrobatiques que peut exécuter le pilote de façon volontaire et contrôlée. La différence principale entre ces deux cas de figure est dans le mouvement relatif de la voile et de la sellette, dans laquelle est assise le pilote. En effet, dans le cas d’une autorotation due à une défaillance de la voile, le centre de rotation (intersection de l’axe de rotation et de l’axe haut bas central de l’aéronef) est situé entre le pilote et la voile. À l’inverse, dans le cas de spirales en tant que figures acrobatiques, le centre de rotation du pilote et de la voile est situé sous le pilote. Pour mesurer le mouvement de la voile et de la sellette, dans l’absolu et relativement l’un par rapport à l’autre, il convient de disposer au niveau de ces éléments un capteur de position et de mouvement, par exemple un capteur inertiel. Une unité centrale située au niveau de la sellette reçoit alors les signaux issus de ces capteurs et peut déclencher automatiquement un parachute de secours si une rotation due à une défaillance de la voile est détectée pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée. La sellette est l’endroit où sont situées l’unité centrale et l’alimentation électrique car les considérations de poids sont moins importantes au niveau de la sellette que par rapport à la voilure. Pour permettre la communication entre les capteurs situés dans la voile et l’unité centrale dans la sellette, il est usuel de pourvoir tous les instruments avec un module radio ou autre protocole de communication électronique sans contact direct, par rayonnement électromagnétique. On peut alors multiplier les capteurs pour obtenir des redondances dans les mesures sans multiplier les lignes électriques, et s’assurer ainsi d’une bonne discrimination des situations de danger afin d’éviter un déclenchement intempestif. Cette façon de procéder implique toutefois que chaque capteur dans la voile soit associé à une alimentation électrique et un module radio, afin qu’aucun câblage ne relie la pluralité de capteurs. Ces composants additionnels (alimentations et module radio) ajoutent au poids d’emport et chacune des alimentations doit être surveillée et rechargée ou changée régulièrement et individuellement. De plus, les protocoles reposant sur des ondes électromagnétiques sont sensibles aux interférences, qui peuvent retarder ou empêcher le déclenchement du parachute lors d’une situation d’urgence ou à l’inverse déclencher le parachute inutilement dans une situation de vol normale. Le fait d’ouvrir le parachute de façon incontrôlée est très dangereux, et interrompt instantanément le vol pour amorcer une descente non ou peu contrôlée, potentiellement loin des terrains et lieux d’atterrissage prévus. Il existe donc un besoin pour une connexion sécurisée et d’architecture simple pour relier les capteurs et instruments situés dans la voile de l’aéronef aux instruments situés dans la sellette. Afin de répondre au problème technique précédemment mentionné, l’invention propose un dispositif de connexion pour appareil électrique ou électronique dans un aéronef à voile de type parapente, comportant : - deux bornes au niveau d’une sellette dans laquelle est assis l’utilisateur, configurées pour être connectées à une alimentation électrique, - au moins deux bornes au niveau de la voile, configurées pour être connectées à des dispositifs électriques au niveau de la voile, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins deux suspentes avec chacune une ligne conductrice reliant électriquement chacune une borne au niveau de la sellette, et une borne au niveau de la voile. Les lignes conductrices dans les suspentes permettent de relier le circuit électrique ou électronique dans la sellette à des éléments électriques ou électroniques dans la voile. Il devient alors possible d’alimenter et de communiquer de façon électronique directe avec les éléments disposés dans la voile. Le dispositif de connexion peut alors présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Il peut comporter en outre deux maillons métalliques dans lesquels viennent en prise les suspentes, formant attache de la sellette à la voilure de l’aéronef, reliés chacun à une borne d’une alimentation, formant respectivement une des bornes au niveau de la sellette. La ligne conductrice peut être surmoulée dans une gaine des suspentes. La ligne conductrice peut en alternative être un fil métallique fin tressé avec des fils en matériau polymérique tressés pour générer la suspente. Les deux lignes conductrices peuvent en particulier former, lorsqu’installées et connectées à des instruments au niveau de la voile et à une alimentation et une unité de contrôle au niveau de la sellette, un réseau à courants porteurs en ligne (CPL). Les suspentes peuvent en alternative comporter deux lignes conductrices parallèles, les bornes étant au nombre de quatre au niveau de la voile et quatre au niveau de la sellette, formant, lorsque les suspentes sont installées et connectées, un bus multiplexé. La voile peut comporter des capteurs configurés pour détecter, en coopération avec des capteurs situés dans la sellette, une autorotation de l’aéronef correspondant à une défaillance de la voile. La sellette peut alors comporter un dispositif de déploiement automatique de parachute de secours, configuré pour déployer un parachute de secours en cas de détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile. La sellette peut en complément comporter un système d’émission d’alerte radio ou de téléphonie mobile, configuré pour émettre une alerte de secours lors de la détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile au moyen capteurs situés dans la voile et dans la sellette. La sellette peut en complément comporter un système d’émission d’alerte sonore, configuré pour émettre un signal sonore pour alerter et contribuer à maintenir conscient le pilote lors de la détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile. L’invention se rapporte aussi à la suspente utilisée dans le dispositif de connexion, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une ligne électrique parcourant sa longueur, et des contacts pour une connexion électrique au niveau de ses extrémités. Enfin, l’invention concerne aussi un aéronef à voile, comportant une voile au niveau de laquelle est disposée au moins un dispositif électrique et une sellette présentant une alimentation, et caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de connexion tel que précédemment décrit, reliant l’alimentation et le dispositif électrique. Brève description des figures La est une représentation schématique d’un aéronef à voile de type parapente en vol. La est une représentation schématique en coupe partielle de suspentes comportant un fil conducteur, La est une représentation schématique de la sellette de l’aéronef de la en trois quart en perspective, avec les lignes électriques apparentes, La est une représentation schématique de la sellette en vue de derrière, avec les lignes électriques apparentes. Les figures et les modes de réalisation représentés sont donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs. Des modes de réalisation différents peuvent être obtenus en modifiant légèrement les caractéristiques ou en combinant des caractéristiques de différents modes de réalisation. Ces modes de réalisation différents sont bien sûr entendus comme faisant partie de l’invention. Description détaillée des figures La est une représentation schématique d’un aéronef 100 à voile 1. Comme illustré à la , l’aéronef 100 est ici un parapente. L’aéronef 100 comporte essentiellement une voile 1, à laquelle sont reliées des suspentes 3, et une sellette 5 située en vol normal sous la voile 1 et reliée à celle-ci par les suspentes 3. La voile 1 est une voile souple en forme d’aile courbe. L’utilisateur U est assis dans la sellette 5, et pilote le parapente 100 en tirant sur certaines suspentes 3, ce qui modifie la forme et donc le comportement aérodynamique de la voile 1. La sellette 5 est ici une sellette 5 profilée, rigide ou semi rigide, englobant les jambes et au moins le bassin de l’utilisateur U. La sellette 5 abrite aussi une alimentation électrique 50, par exemple une batterie ou un accumulateur. L’alimentation électrique 50 fournit du courant électrique pour le fonctionnement des appareils électriques et électroniques emportés tels que des capteurs, des écrans d’affichage, des interfaces etc. L’alimentation électrique 50 présente notamment deux bornes, respectivement positive et négative. La voile 1 comporte un dispositif électrique 11, par exemple un capteur inertiel. Le dispositif électrique 11 présente deux bornes, respectivement positive et négative, pour la connexion à un circuit électrique et son alimentation en électricité ainsi que, éventuellement, la communication informatique ou électronique. Au moins deux des suspentes 31, 33 comportent un fil conducteur, tissé ou enroulé par exemple autour du fil de la suspente 31, 33. En alternative, des fils polymère de la suspente 31, 33 peuvent être tissés autour du fil conducteur, et ledit fil conducteur forme alors une âme de la suspente 3. Les fils conducteurs peuvent notamment être intégrés dans une gaine polymère entourant les fils polymères formant la suspente 31, 33. La est notamment une représentation schématique de deux exemples de suspente 31 portant un fil conducteur 35. La présente deux segments de suspente 31. Dans le premier, situé en haut en , la suspente présente une gaine 37 entourant une cordelette 39, formant âme et en fils polymères tressés ou enroulés. La gaine 37 est par exemple une gaine de polyester résistante aux ultraviolets solaires, tandis que les fils polymères formant la cordelette 39 peuvent être en matériau de type polyéthylène de masse molaire très élevée (« dyneema® ») ou kevlar, résistants à la traction mais potentiellement sensibles aux ultraviolets. Le ou les fils conducteurs 35 sont alors surmoulés dans la gaine 37, enroulé autour de la cordelette 39 en fils polymères formant l’âme de la suspente 31, et noyés dans la masse de la gaine 37. Selon une alternative, le fil conducteur 35 peut être parallèle à la cordelette 39, et couvert en même temps que ladite cordelette 39 par la gaine 37 dans laquelle ils passent. Dans le second segment de suspente 31, situé en bas en , le fil conducteur 35 est disposé au centre de la cordelette 39 de fils polymère. Le fil conducteur 35 forme alors l’âme centrale de la suspente 31. Les deux suspentes 3 comportant un fil conducteur 35 de la sont représentées en en pointillés gras. Les deux fils conducteurs 35 sont reliés chacun à une des bornes de l’alimentation 50 et à une des bornes du dispositif électrique 11 de la voile 1. Le circuit électrique 2 ainsi formé est alors fermé et le dispositif électrique 11 est alimenté et peut fonctionner. Le fil conducteur 35 dans les suspentes 3 peut en outre ou en alternative être utilisé pour le transfert de données. Pour ce faire les suspentes 3 peuvent par exemple comporter deux ou plus fils conducteurs, un par suspente 3, formant un réseau à courants porteurs en ligne (CPL) lorsque la connexion est effectuée. En alternative, chaque suspente 31, 33 peut comporter deux fils conducteurs 35, formant lorsque l’aéronef 100 est assemblé un réseau bus multiplexé (CAN) avec une ligne d’alimentation et une ligne de signal. Dans le cas de lignes multiples parallèles, on peut prévoir un fil conducteur 35 par suspente 3, plusieurs suspentes 3 portent alors chacune une ligne (par exemple quatre suspentes 3 dans le cas d’un réseau bus multiplexé CAN). Selon un autre mode de réalisation, deux ou plus fils conducteurs 35 peuvent être incorporés dans une même suspente 3. D’autres formats de connexion tels que le bus standard universel (USB), ou tout autre protocole de communication au niveau de la couche physique tel que le protocole EIA-485 (aussi appelé « RS-485 ») sont bien sûr possibles. La est une représentation schématique de la sellette 5 et de l’utilisateur U en perspective latérale. La est une représentation schématique en vue arrière de la sellette 5. La fixation des suspentes 3 à la sellette 5 est effectuée au moyen de deux maillons métalliques 4. Dans le mode de réalisation de la , les fils conducteurs 35 partent des bornes de l’alimentation 50 jusqu’auxdits maillons métalliques 4, les maillons métalliques 4 étant conducteurs et connectés aux bornes de l’alimentation électrique 50 par lesdites lignes. Les suspentes 3 présentent alors un contact électrique au niveau de la boucle passée dans le maillon métallique 4 correspondant. Des moyens élastiques peuvent être implémentés pour plaquer le contact électrique des suspentes 3 contre le maillon métallique 4 correspondant, notamment pour les aéronefs 100 utilisés pour des acrobaties lors desquelles la gravité n’assure plus le plaquage mentionné. En alternative ou en complément, la sellette 5 peut présenter des fiches, et les suspentes 3 des prises correspondantes, insérées dans les fiches lors de l’assemblage de l’aéronef 100 pour le vol. Les prises et fiche assurent alors essentiellement le contact électrique. Pour un aéronef 100 à dispositif utilisant des lignes parallèles (bus multiplexé CAN par exemple), on peut multiplier les maillons métalliques 4, un par ligne, ou bien faire passer une ligne dans les deux maillons métalliques 4, et prévoir des prises et fiches pour les autres lignes. Notamment, la ligne d’alimentation électrique peut être reliée aux maillons métalliques 4, tandis que les lignes parallèles de signal sont reliées à des fiches et prises. Le dispositif électrique 11 dans la voile 1 peut en particulier comporter un ou plusieurs capteurs inertiels configurés pour détecter, en coopération avec des capteurs 51 situés dans la sellette 5, une autorotation de l’aéronef 100 correspondant à une défaillance de la voile 1 (« cravate »). Notamment les capteurs inertiels peuvent être utilisés pour situer le centre de rotation de l’aéronef 100, défini comme le point d’intersection de l’axe de rotation et de l’axe central de l’aéronef 100, correspondant à une verticale passant par le centre de la voile lorsque l’aéronef est en situation de vol stable. Si ce centre de rotation est situé sous la sellette 5, la rotation correspond probablement à une spirale exécutée volontairement, par exemple en acrobatie ou pour prendre un virage serré. À l’inverse, lorsque le centre de rotation est situé entre la sellette 5 et la voile 1, la rotation correspond à une autorotation probablement liée à une défaillance de la voile 1 de type « cravate » par repli d’une extrémité sur elle-même. La sellette 5 comporte alors avantageusement une unité de contrôle 53 qui déclenche, lorsqu’une autorotation liée à une défaillance est détectée, une ou plusieurs procédures d’urgence. Par exemple l’unité de contrôle 53 peut être reliée à un système d’émission d’alerte radio ou de téléphonie mobile 57, configuré pour émettre une alerte lors de la détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile 1, contenant par exemple la localisation de l’aéronef 100 lors de la détection. En complément ou en alternative, l’unité de contrôle 53 peut être reliée à un dispositif de déploiement automatique de parachute de secours 55, configuré pour déployer un parachute de secours 55 en cas de détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile. Notamment, en connectant en outre un altimètre et un système de positionnement (GPS par exemple), à l’unité de contrôle 53, ladite unité de contrôle 53 peut déduire d’une carte l’altitude du sol, et, avec l’altimètre, estimer l’altitude de l’aéronef 100 par rapport au sol. Tant que l’aéronef 100 est situé à une altitude supérieure à un seuil prédéterminé par rapport au sol, l’unité de contrôle 53 peut actionner un dispositif de stimulation 59 configuré pour émettre un signal sonore, visuel (diodes clignotantes) et/ou haptique (vibratoire) destiné à alerter et maintenir éveillé l’utilisateur U. En effet, lors d’une autorotation la vitesse de rotation, qui augmente lors de la chute, est susceptible de faire s’évanouir l’utilisateur U. En émettant par exemple un signal sonore strident, l’utilisateur U est susceptible d’être maintenu éveillé ou de se réveiller s’il a perdu connaissance, en plus d’être alerté de la défaillance. Une fois que l’aéronef 100 passe en dessous du seuil prédéterminé d’altitude par rapport au sol, l’unité de contrôle 53 peut déclencher, en dernier recours, le parachute de secours 55, éventuellement en libérant complètement la voile 1 principale avant, pour éviter leur emmêlement. En alternative, le dispositif électrique 11 disposé dans la voile 1 peut comporter des éléments lumineux, par exemple des diodes de signalement ou décoratives, des anémomètres et autres capteurs renseignant sur les grandeurs pertinentes au vol, etc. En faisant passer des lignes électriques dans les suspentes 3, des dispositifs électriques 11 et électroniques situés dans la voile 1 peuvent être alimentés et connectés à un circuit électrique situé dans la sellette 5, comportant notamment l’alimentation électrique 50. Cette architecture permet alors d’éviter d’avoir à implémenter une alimentation 50 dans la voile 1, ainsi que le recours à des modules radio ou de communication à distance entre des éléments électriques et électroniques dans la voile 1 et des éléments situés dans la sellette 5. Le Demandeur a en outre constaté que la boucle formée par les suspentes 3, la sellette 5 et la voile 1 dans laquelle passent les lignes électriques n’est que peu susceptible aux interférences électromagnétiques, et l’aéronef 100 peut notamment passer près de lignes haute tension sans qu’un signal parasite suffisant pour perturber la détection de l’autorotation ne soit généré par les champs électrique ou magnétique. Le dispositif de connexion utilisant les suspentes 3 avec un ou plusieurs fils électriques sur leur longueur et des connexions électriques à leurs extrémités présentent plusieurs avantages. Comme mentionné, et la probabilité d’interférence est diminuée tout en permettant l’alimentation et la communication avec des dispositifs électriques 11 dans la voile 1. En évitant un câble supplémentaire pour l’alimentation, le risque d’emmêlement est le même que pour un aéronef 100 classique, sans dispositif d’alimentation. Le poids supplémentaire est négligeable, et le comportement des suspentes 3 portant un fil électrique et dont le poids et la rigidité sont plus importants, n’influe pas de manière perceptible sur le comportement de vol. Dispositif de connexion pour dispositif électrique (11) ou électronique dans un aéronef à voile (100) de type parapente, comportant : - deux bornes au niveau d’une sellette (5) dans laquelle est assis l’utilisateur (U), configurées pour être connectées à une alimentation électrique (50), - au moins deux bornes au niveau de la voile (1), configurées pour être connectées à des dispositifs électriques (11) ou électroniques au niveau de la voile (1), caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins deux suspentes (31, 33) avec chacune une ligne conductrice reliant électriquement chacune une borne au niveau de la sellette (5), et une borne au niveau de la voile (1). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre deux maillons métalliques (4) dans lesquels viennent en prise les suspentes (3), formant attache de la sellette (5) aux suspentes (3) de l’aéronef (100), et en ce que lesdits maillons (4) sont reliés chacun à une borne d’une alimentation (50), formant respectivement une des bornes au niveau de la sellette (5). Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne conductrice est intégrée dans une gaine des suspentes. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne conductrice est un fil métallique tressé avec des fils en matériau polymérique tressés pour générer la suspente. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux lignes conductrices (2) forment, lorsqu’installées et connectées à une unité de contrôle (53) au niveau de la sellette (5), un réseau à courants porteurs en ligne (CPL). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les suspentes (31, 33) comportent deux lignes conductrices parallèles (2), et en ce que les bornes sont au nombre de quatre au niveau de la voile (1) et quatre au niveau de la sellette (5), formant, lorsque les suspentes sont installées et connectées, un bus multiplexé. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bornes au niveau de la voile (1) sont reliées à des capteurs configurés pour détecter, en coopération avec des capteurs situés dans la sellette (5), une autorotation de l’aéronef (100) correspondant à une défaillance de la voile (1). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sellette comporte un dispositif de déploiement automatique de parachute de secours (55), configuré pour déployer un parachute de secours en cas de détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile (1). Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la sellette (5) comporte un système d’émission d’alerte radio ou de téléphonie mobile (57), configuré pour émettre une alerte lors de la détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile (1). Dispositif selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la sellette comporte un dispositif de stimulation (59) de l’utilisateur (U), configuré pour alerter et contribuer à maintenir conscient l’utilisateur (U) lors de la détection d’une autorotation correspondant à une défaillance de la voile (1). Suspente d’aéronef (100) à voile (1), caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une ligne électrique parcourant sa longueur, et des contacts pour une connexion électrique au niveau de ses extrémités. Aéronef à voile, comportant une voile (1) au niveau de laquelle est disposée au moins un dispositif électrique (11) et une sellette (5) présentant une alimentation (50), caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de connexion selon l’une des revendications 1 à 9, reliant l’alimentation (50) et le dispositif électrique (11).