Brevet FR3163345A1 — publié le 20251219

L’invention se rapporte à une porte (1) d’aéronef équipée d’un mécanisme d’ouverture (2) par rapport à un encadrement de porte et d’un dispositif d’assistance (3) au mécanisme d’ouverture (2) de la porte (1), le dispositif d’assistance (3) comportant : - un bras d’armement (5) avec un doigt d’armement (5c) ; - un ressort d’assistance entre la porte (1) et le bras d’armement (5), ce ressort d’assistance générant un effort de poussée (F) sur le bras d’armement (5) ; - un verrou escamotable (6) installée sur la porte (1), ce verrou escamotable (6) étant apte à occuper deux positions, une position de verrouillage et une position escamotée, et - une butée d’assistance (7) transférant l’effort de poussée (F) du ressort d’assistance au mécanisme d’ouverture (2) Figure de l’abrégé : [Fig. 1] Assistance à l’ouverture d’une porte d’aéronef. L’invention se rapporte à l’assistance à l’ouverture d’une porte d’aéronef ou de tout véhicule muni d’une porte dont l’ouverture est assistée dans certaines situations telles que des situations d’urgence. Pour les aéronefs et lors de ces situations d’urgence – incendie, atterrissage d’urgence, etc.. – la porte doit être rapidement ouverte pour permettre une évacuation rapide de l’aéronef. De plus, des systèmes d’urgence, comme des toboggans gonflables, sont en général entrainés et déployés par la porte lors de son ouverture en situations d’urgence. Le dispositif d’assistance à l’ouverture permet donc d’aider l’opérateur à ouvrir rapidement la porte et à déployer les systèmes d’urgence. Dans le monde aéronautique, le dispositif d’assistance à l’ouverture de porte n’est utilisé que lors des situations d’urgences, il peut donc être déclenché ou non en fonction de la situation de l’aéronef lors de l’ouverture des portes. Classiquement, un ensemble de butées de verrouillage disposées sur le pourtour de la porte et de son encadrement sont mutuellement engagées pour fermer et verrouiller la porte. Ces butées sont désengagées avant d’ouvrir la porte. La présente invention se rapporte plus particulièrement aux portes à désengagement vertical des butées de verrouillage (désengagement vertical dit « lift »), c’est-à-dire aux portes qui sont levées pour désengager les butées de verrouillage. ÉTAT DE LA TECHNIQUE De manière générale, les dispositifs d’assistance à l’ouverture des portes d’aéronef sont des équipements indépendants appelés éjecteurs qui comportent une source d’énergie de type gaz sous pression, pyrotechnie ou électrique, cette source d’énergie pouvant être déclenchée par une gâchette. Le document de brevet FR 2957626 présente un éjecteur d’ouverture d’urgence comportant un réservoir de gaz sous pression équipé d’une membrane apte à être perforée pour libérer le gaz et actionner un vérin monté sur la porte, la gâchette étant un perforateur venant percer la membrane. Cependant cette membrane est fragile et des opérations de maintenance souvent complexes et longues sont nécessaires afin de rendre l’éjecteur de nouveau opérationnel, les opérations de maintenance portant sur le changement de pièces et le remplissage du réservoir de gaz. De plus un tel éjecteur est un système non standard qui est spécifique à la porte à laquelle il est installé, cette spécificité induisant des études supplémentaires et des procédés de fabrication différents pour chaque type de porte. L’invention a pour objectif principal d’intégrer dans la porte un dispositif d’assistance d’ouverture opérationnel sans nécessiter d’opérations de maintenance. Pour que l’assistance puisse être utilisée au besoin, une source d’énergie permanente de type ressort (à gaz, hélicoïdal, à lame, etc..) est combinée à un mécanisme d’armement et désarmement de cette source, ce mécanisme étant incorporé à la cinématique d’ouverture de la porte. Plus précisément, la présente invention a pour objet une porte d’aéronef équipée d’un mécanisme d’ouverture de la porte par rapport à un encadrement de porte et d’un dispositif d’assistance au mécanisme d’ouverture de la porte, le mécanisme d’ouverture comportant : - un bras de porte en liaison entre la porte et l’encadrement de porte ; - une charnière supérieure de levage et une charnière inférieure de levage entre le bras de porte et la porte, la charnière supérieure de levage comportant une chape et une contre-pièce de chape, la contre-pièce de chape étant en liaison pivot par rapport à la chape et par rapport au bras de porte. De plus, le dispositif d’assistance du mécanisme d’ouverture de la porte comporte : - un bras d’armement en rotation par rapport à la contre-pièce de chape ; - un doigt d’armement à une extrémité d’armement du bras d’armement; - une extrémité d’actionnement du bras d’armement ; - un ressort d’assistance entre la porte et l’extrémité d’actionnement du bras d’armement, ce ressort d’assistance générant un effort de poussée sur le bras d’armement ; - un verrou escamotable installé sur la porte, ce verrou escamotable étant apte à occuper deux positions, une position de verrouillage dans laquelle il est en appui sur le doigt d’armement pour verrouiller en rotation le bras d’armement, et une position escamotée dans laquelle le bras d’armement est libre en rotation par rapport à la contre-pièce de chape, et - une butée d’assistance agencée sur le bras de porte au voisinage de la charnière supérieure de levage, cette butée d’assistance transférant l’effort de poussée du ressort d’assistance au bras de porte. Avantageusement, le verrou escamotable permet d’armer ou de désarmer l’assistance fournie par le dispositif d’assistance au mécanisme d’ouverture de la porte. En position de verrouillage (désarmé), le bras d’armement est immobilisé et le ressort ne peut transférer d’effort d’assistance au bras de porte, l’ouverture de porte se réalisant alors sans assistance et le dispositif d’assistance à l’ouverture est dit désarmé. En position escamotée, le verrou escamotable n’est pas en appui sur le bras d’armement qui peut alors pivoter jusqu’à venir sur la butée d’assistance et transférer ainsi l’effort de poussée du ressort d’assistance au bras de porte pour éloigner la porte du bras de porte, ce qui fournit l’aide à l’ouverture de la porte. Avantageusement également, le ressort d’assistance procure une source potentielle d’énergie disponible en permanence, cette énergie se libérant en assistant l’ouverture de la porte jusqu’au crochetage de la porte sur le fuselage et se régénérant lors de la fermeture de la porte. Avantageusement également, la cinématique d’assistance comporte un nombre réduit de pièces et est donc facilement adaptable aux mécanismes d’ouverture des portes d’aéronef en adaptant l’effort de poussée du ressort et les dimensions du bras d’armement. Selon certains modes de réalisation préférés : - le ressort d’assistance est un ressort hélicoïdal ; - le ressort d’assistance est relié avec des liaisons rotule à la porte et au bras d’armement ; - le verrou escamotable est en liaison pivot par rapport à la porte pour basculer entre ses deux positions ; - le dispositif d’assistance d’ouverture comporte une bielle de transfert montée en pivot sur le bras de porte formant la butée d’assistance, la bielle de transfert comportant un chemin de butée dans lequel circule un galet du bras d’armement, le chemin de butée s’étendant sur au moins une portion de la bielle de transfert ; - la bielle de transfert comporte deux branches formant un coude, une branche de guidage et une branche de transfert ; - le chemin de butée s’étend sur la branche de guidage ; - le bras de porte comporte un plot comme butée d’assistance ; - le bras d’armement comporte une languette de transfert en appui sur le plot. Avantageusement, le ressort hélicoïdal permet d’emmagasiner une source d’énergie de compression contrôlée mécaniquement par la butée d’assistance et le verrou escamotable. Avantageusement également, les liaisons rotules du ressort permettent d’adapter la cinématique du dispositif d’assistance d’ouverture de porte au désengagement des butées de la porte lors du levage de la porte. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture qui suit d’exemples de réalisation détaillé sans en limiter la portée, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : – la FIG. 1 , une vue depuis l’intérieur d’un aéronef d’une porte d’aéronef, d’un mécanisme d’ouverture d’une porte d’aéronef selon l’invention et d’un dispositif d’assistance d’ouverture de porte comportant une bielle de transfert ; – la FIG. 2 , une vue depuis l’intérieur de l’aéronef du mécanisme d’ouverture et du dispositif d’assistance de la FIG. 1 après le désengagement vertical des butés de verrouillage, le dispositif d’assistance étant désarmé ; – la FIG. 3 , une vue de l’intérieur de l’aéronef lors de l’ouverture de la porte avec le dispositif d’assistance de la FIG. 1 en mode désarmé ; – la FIG. 4 , une vue de l’intérieur de l’aéronef du mécanisme d’ouverture et du dispositif d’assistance de la FIG. 1 après le désengagement vertical des butées de verrouillage, le dispositif d’assistance étant armé ; – la FIG. 5 , une vue de l’intérieur de l’aéronef lors de l’ouverture de la porte avec le dispositif d’assistance de la FIG. 1 en mode armé ; – la FIG. 6 , une vue depuis l’intérieur de l’aéronef d’une porte d’aéronef, d’un mécanisme d’ouverture et d’une variante du dispositif d’assistance d’ouverture comportant un plot de butée d’assistance ; – la FIG. 7 , une vue de l’intérieur de l’aéronef du mécanisme d’ouverture et du dispositif d’assistance de la FIG. 6 après le désengagement vertical des butés de verrouillage, le dispositif d’assistance étant désarmé ; – la FIG. 8 , une vue de l’intérieur de l’aéronef lors de l’ouverture de la porte avec le dispositif d’assistance de la FIG. 6 en mode désarmé, et – la FIG. 9 , une vue de l’intérieur de l’aéronef lors de l’ouverture de la porte avec le dispositif d’assistance de la FIG. 6 en mode armé. DESCRIPTION DETAILLEE La FIG. 1 illustre une porte 1 d’aéronef installée dans un encadrement de porte (non représenté) du fuselage de l’aéronef, cette porte 1 étant en position fermée. La porte 1 est ici formée par un panneau 1a de porte, deux cadres circonférentiels 1b et deux cadres transverses 1c, le nombre de cadre circonférentiels et transverses étant non limitatif pour la présente invention. Cette porte 1 est équipée d’un mécanisme d’ouverture 2 par rapport à son encadrement de porte et d’un dispositif d’assistance 3 du mécanisme d’ouverture 2 de la porte qui est décrit en détails plus loin. Le mécanisme d’ouverture 2 comporte : - un bras de porte 2a en liaison entre la porte 1 et l’encadrement de porte ; - une charnière supérieure 2b de levage et une charnière inférieure 2e de levage entre le bras de porte 2a et la porte 1, la charnière supérieure 2b de levage comportant une chape 2c et une contre-pièce 2d de chape, la contre-pièce 2d de chape étant en liaison pivot par rapport à la chape 2c et par rapport au bras de porte 2a. La porte 1 est maintenue fermée dans le fuselage par un ensemble de butées de verrouillage 1d installées sur les cadres circonférentiels 1b et l’encadrement de porte. Lorsque l’aéronef est en vol, la cabine à l’intérieur de l’aéronef est pressurisée de sorte que la pression de la cabine est supérieure à la pression extérieure à l’aéronef. Cette différence de pression pousse la porte 1 vers l’extérieur de l’aéronef mais la porte 1 est maintenue dans l’aéronef par les butées de verrouillage 1d qui s’opposent à la sortie de la porte 1 de telle façon que plus la différence de pression est élevée, plus la porte est maintenue dans l’aéronef. Lorsque la porte 1 est fermée, le bras de porte 2a et le panneau 1a de la porte 1 sont sensiblement parallèles. L’ouverture de la porte 1 n’est donc possible qu’après le désengagement des butées de verrouillage 1d et lorsque les pressions intérieure et extérieure de l’aéronef sont identiques. Dans cet exemple de réalisation, le désengagement des butées de verrouillage 1d est réalisé verticalement comme illustré en FIG. 2 . Après le désengagement des butées de verrouillage 1d, la porte 1 s’ouvre selon une translation circulaire pendant laquelle la porte 1 reste parallèle au fuselage de l’aéronef. Cette cinématique de translation circulaire est réalisée par le mécanisme d’ouverture 2 assisté par les bielles de guidage 1e installées d’une part en bord supérieur de la porte 1 et d’autre part en bord supérieur de l’encadrement de porte. De plus, les attaches 2f assurent la liaison pivot entre le bras de porte 2a l’encadrement de porte. La FIG. 2 et la FIG. 4 montrent la porte 1 d’aéronef lors du désengagement vertical des butées de verrouillage 1d, la porte 1 étant déplacée verticalement sur une distance E. Cette porte 1 est reliée à son encadrement par le mécanisme d’ouverture 2 de la porte comportant le bras de porte 2a et les charnières supérieure 2b et inférieure 2e de levage. La porte 1 est également équipée du dispositif d’assistance 3 d’ouverture de la porte en liaison entre la porte 1 et le mécanisme d’ouverture 2 de la porte. Ce dispositif d’assistance 3 d’ouverture de la porte comporte un bras d’armement 5 en rotation par rapport à la contre-pièce 2d de chape et un doigt d’armement 5c à une extrémité d’armement 5a du bras d’armement 5 opposée à l’autre extrémité d’actionnement 5b du bras d’armement 5. Un ressort d’assistance d’ouverture est dans cet exemple un ressort hélicoïdal 4 travaillant en compression disposé entre la porte 1 et l’extrémité d’actionnement 5a du bras d’armement 5, ce ressort d’assistance pouvant générer, quand le système est armé, un effort de poussée F sur le bras d’armement 5 à partir de et durant l’ouverture de la porte. Un verrou escamotable 6 est installé sur la porte 1, ce verrou escamotable 6 pouvant occuper alternativement deux positions, une position de verrouillage – illustrée dans la FIG. 2 – dans laquelle il est en appui sur le doigt d’armement 5c pour verrouiller en rotation le bras d’armement 5, et une position escamotée – illustrée dans la FIG. 4 – dans laquelle le bras d’armement 5 est libre en rotation par rapport à la contre-pièce 2d de chape. Une butée d’assistance, ici une bielle de transfert 7 selon une première variante de réalisation, agencée sur le bras de porte 2a au voisinage de la charnière supérieure 2b de levage permet de transférer l’effort de poussée F du ressort d’assistance au bras de porte 2a. Dans cet exemple de réalisation, le doigt d’armement 5c du bras d’armement 5 traverse la contre-pièce 2d de chape pour permettre l’appui du verrou escamotable 6 lorsque celle-ci est en position de verrouillage. Ce verrou escamotable 6 est en liaison pivot 6a par rapport à la porte 1 pour basculer entre la position de verrouillage et sa position escamotée telles qu’illustrées respectivement dans la FIG. 2 et la FIG. 4 . Le ressort hélicoïdal 4 est relié avec des liaisons rotules 4a à la porte 1 et à l’extrémité d’actionnement 5b du bras d’armement 5. Ces liaisons rotules 4a permettent d’une part d’autoriser le déplacement relatif de la porte 1 par rapport au bras de porte 2a et d’autre part de faciliter le dégagement vertical des butées de verrouillage 1d en accompagnant le déplacement vertical de la porte 1 en transférant l’effort de poussée F du ressort hélicoïdal 4 au bras d’armement 5 et à la butée d’assistance à partir de l’ouverture de la porte. Dans la première variante de réalisation illustrée plus précisément dans les figures 2, 3, 4 et 5, la bielle de transfert 7 est montée en pivot sur le bras de porte 2a au voisinage de la charnière supérieure 2b de levage. Cette bielle de transfert 7 est disposée entre le bras d’armement 5 et le bras de porte 2a et permet donc de transférer l’effort de poussée F du ressort d’assistance du bras d’armement 5 au bras de porte 2a. La FIG. 3 montre une vue de la porte 1 lorsqu’elle est en cours d’ouverture, le bras de porte 2a étant perpendiculaire au panneau de porte 1a. Cette vue détaille également la bielle de transfert 7 qui comporte deux branches formant un coude 7d, une branche de guidage 7a et une branche de transfert 7b. Un chemin de butée 7c est inclus et s’étend sur une portion de la bielle de transfert dans la branche de guidage 7a jusqu’au coude 7d. De plus, la bielle de transfert 7 pivote par rapport au bras de porte 2a au niveau de l’extrémité de pivot 7e de la branche de transfert 7b. Par ailleurs, le bras d’armement 5 comporte un galet 5d qui circule dans le chemin de butée 7c de la bielle de transfert 7. Dans les figures 2 et 3, la verrous escamotable 6 est en position verrouillée, c’est-à-dire qu’elle est en appui avec le doigt d’armement 5c du bras d’armement 5 et bloque sa rotation autour de la charnière supérieure 2b de levage. La rotation du bras d’armement 5 étant bloquée, l’effort de poussée F du ressort hélicoïdal 4 ne peut pas être transféré à la bielle de transfert 7 ni au bras de porte 2a. Le galet 5d circule donc librement dans le chemin de butée 7c en accompagnement de l’ouverture de la porte 1 qui est dite en ouverture quotidienne. Dans la FIG. 4 et la FIG. 5 , le verrou escamotable 6 est en position escamotée (armé) et n’est plus en appui sur le doigt d’armement 5c, libérant ainsi la rotation du bras d’armement 5 autour de la charnière supérieure 2b de levage. Lorsque la porte est fermée comme représenté dans la FIG. 1 , le ressort hélicoïdal 4, le bras d’armement 5, la branche de transfert 7b de la bielle de transfert 7 et la contre-pièce 2d de chape sont alignés. L’effort de poussée F n’apporte donc pas d’assistance pour ouvrir la porte 1 du fait que cet effort de poussée F passe par l’axe D1 de rotation du bras de porte 2a par rapport aux charnières supérieure 2b et inférieure 2e de levage. Lorsque la porte s’ouvre, la porte 1 pivote autour de l’axe D1 de rotation et l’alignement précédent est rompu, la branche de transfert 7b étant alors décentrée par rapport à l’axe D1 de rotation. L’effort de poussée F du ressort hélicoïdal 4 fixé à la porte 1 est donc transmis au bras d’armement 5 et plus particulièrement au galet 5d qui est vient en appui en extrémité du chemin de butée 7c au niveau du coude 7d de la bielle de transfert 7. Cet appui transfère donc l’effort de poussée F du ressort hélicoïdal 4 à la branche de transfert 7b et en particulier à son extrémité de pivot 7e, entrainant alors une rotation de la porte 1 par rapport au bras de porte 2a et réalisant une assistance à l’ouverture de la porte. Selon une autre variante de réalisation illustrée dans les figures 6, 7, 8 et 9, le mécanisme d’ouverture 2 de porte reste identique à celui de la première variante mais la butée d’assistance du dispositif d’assistance 3 est alors réalisée par un plot 8 fixé sur un support de plot 8a solidaire du bras de porte 2a. Les figures 6 à 8 illustrent différentes positions de la porte comportant le plot de butée d’assistance. Dans la FIG. 6 , la porte 1 est fermée et dans cette position le bras d’armement 5 est en contact avec le plot 8. Les figures 7 et 8 représentent l’ouverture de la porte 1 lorsque le verrou escamotable (non représenté sur cette FIG. 8 ) est en position de verrouillage (armé) et empêche la rotation du bras d’armement 5. Dans cette configuration, le ressort hélicoïdal 4 est verrouillé de sorte qu’il ne peut pas fournir d’assistance à l’ouverture de la porte, l’ouverture de la porte étant dite en ouverture quotidienne. Dans cette FIG. 8 , il apparaît que la contre-pièce 2d de chape de la supérieure 2b de levage comporte une fourche 2g permettant d’excentrer la rotation du bras d’armement 5 par rapport à la contre-pièce 2d de chape selon l’axe D2 de rotation parallèle à l’axe D1. La FIG. 9 représente l’ouverture de la porte 1 lorsque le verrou escamotable (non représenté) est en position déverrouillé (Armé). Dès que la porte s’ouvre, le ressort hélicoïdal 4 entraine la languette de transfère 5e du bras d’armement 5, en appui sur le plot 8 pour pousser et ainsi éloigner la porte 1 du bras de porte 2a afin apporte une assistance à l’ouverture de la porte L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et présentés. Ainsi tout type de ressort emmagasinant de manière autonome une énergie de libération peut être utilisé tel qu’un vérin à gaz ou un ressort à lames. De plus le verrou escamotable peut être remplacée par tout moyen de verrouillage réversible du bras d’armement tel qu’une goupille ou un crochetage. La butée d’assistance peut également être réalisée par un mécanisme bistable dont une des positions stables assure le contact et le transfert d’effort du bras d’armement vers le bras de porte (Bielle de compression). Porte (1) d’aéronef équipée d’un mécanisme d’ouverture (2) par rapport à un encadrement de porte et d’un dispositif d’assistance (3) au mécanisme d’ouverture (2) de la porte (1), le mécanisme d’ouverture (2) comportant : - un bras de porte (2a) en liaison entre la porte (1) et l’encadrement de porte ; - une charnière supérieure (2b) de levage entre le bras de porte (2a) et la porte (1), la charnière supérieure (2b) de levage comportant une chape (2c) et une contre-pièce (2d) de chape, la contre-pièce (2d) de chape étant en liaison pivot par rapport à la chape (2c) et par rapport au bras de porte (2a) ; caractérisé en ce que le dispositif d’assistance (3) comporte : - un bras d’armement (5) en rotation par rapport à la contre-pièce (2d) de chape ; - un doigt d’armement (5c) à une extrémité d’armement (5a) du bras d’armement (5) ; - une extrémité d’actionnement (5b) du bras d’armement (5) ; - un ressort d’assistance entre la porte (1) et l’extrémité d’actionnement (5b) du bras d’armement (5), ce ressort d’assistance générant un effort de poussée (F) sur le bras d’armement (5) ; - un verrou escamotable (6) installée sur la porte (1), ce verrou escamotable (6) étant apte à occuper deux positions, une position de verrouillage dans laquelle elle est en appui sur le doigt d’armement (5c) pour verrouiller en rotation le bras d’armement (5), et une position escamotée dans laquelle le bras d’armement (5) est libre en rotation par rapport à la contre-pièce (2d) de chape, et - une butée d’assistance (7 ; 8) agencée sur le bras de porte et transférant l’effort de poussée (F) du ressort d’assistance au bras de porte (2a). Porte (1) selon la revendication 1 dans laquelle le ressort d’assistance est choisi entre un ressort hélicoïdal (4), un vérin à gaz et un ressort à lame. Porte (1) selon l’une quelconque de la revendication 1 à 2 dans laquelle le ressort d’assistance est relié avec des liaisons rotule (4a) à la porte (1) et au bras d’armement (5). Porte (1) selon l’une quelconque de la revendication 1 à 3 dans laquelle le verrou escamotable (6) est en liaison pivot (6a) par rapport à la porte (1) pour basculer entre ses deux positions. Porte (1) selon l’une quelconque de la revendication 1 à 4 dans laquelle le dispositif d’assistance (3) comporte une bielle de transfert (7) montée en pivot sur le bras de porte (2a) formant la butée d’assistance (7 ; 8), la bielle de transfert (7) comportant un chemin de butée (7c) dans lequel circule un galet (5d) du bras d’armement (5), le chemin de butée (7c) s’étendant sur au moins une portion de la bielle de transfert (7). Porte (1) selon la revendication 5 dans laquelle la bielle de transfert (7) comporte deux branches formant un coude (7d), une branche de guidage (7a) et une branche de transfert (7b). Porte (1) selon la revendication 6 dans laquelle le chemin de butée (7c) sur la branche de guidage (7a). Porte (1) l’une quelconque de la revendication 1 à 4 dans laquelle le bras de porte (2a) comporte un plot (8) comme butée d’assistance (7 ; 8). Porte (1) selon la revendication 8 dans laquelle le bras d’armement (5) comporte une languette de transfert (5e) en appui sur le plot (8).