SECOURS D'AERONEF

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] L'invention se rapporte à un procédé d'ouverture d'urgence d'un élément de fermeture d'un véhicule, notamment d'une porte de cabine d'aéronef et en particulier d'une porte de secours d'avion, d'une glace latérale ou d'une portière d'automobile ou de tout autre véhicule (train, bateau, etc.), ainsi qu'à un système d'ouverture d'urgence d'un tel élément de fermeture destiné à mettre en œuvre ce procédé.

[0002] Une porte de cabine d'aéronef est une porte d'entrée / sortie passagers ou une porte de secours située au-dessus de la voilure de l'aéronef (« overwing emergency exit door » en terminologie anglaise). De telles portes au- dessus de la voilure sont également utilisées en dehors des cas d'urgence pour recevoir/sortir du matériel ou des marchandises, ou pour accéder aux ailes.

[0003] De manière générale, l'ouverture d'une porte d'aéronef, par exemple d'une porte passagers ou d'issue de secours d'aile, peut se décomposer en plusieurs mouvements qui se succèdent: déverrouillage et libération d'un cran de sûreté, levage ou pivotement / dégagement de la porte par des bras d'articulation autour d'une charnière de la porte. Pour la fermeture, les mouvements se déroulent dans l'ordre inverse et selon une cinématique inverse.

[0004] Dans des situations d'urgence où l'évacuation des passagers est impérative, que ce soit au sol ou sur l'eau, par exemple en cas d'incendie ou d'atterrissage forcé, il est important de pouvoir déclencher l'ouverture de la porte en un minimum d'opérations, idéalement en une seule, en un minimum de temps. ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[0005] Les portes de cabine doivent répondre à une réglementation de plus en plus contraignante. En particulier en ce qui concerne le verrouillage, les exigences de la réglementation conduisent à utiliser des mécanismes de verrouillage/déverrouillage de plus en plus complexes et sophistiqués. Cependant, l'espace disponible restant au mieux sensiblement le même - par exemple les compagnies aériennes demandent en général la présence d'hublot de taille standard dans les portes de secours -, la mise en place de ces mécanismes devient plus difficile et provoquent des retombées en termes de complexité et de masse.

[0006] Des solutions existent pour intégrer des mécanismes de déverrouillage d'urgence dans les portes d'avion, en particulier dans les portes de secours. Il est par exemple connu du document de brevet EP 2 714 51 1 un dispositif d'ouverture d'urgence de porte doté de moyens d'actionnement mécaniques.

[0007] Ces moyens comportent des moyens élastiques associés à un organe de retenue mobile entre une position fermée de verrouillage, dans laquelle les moyens élastiques sont comprimés, et une position ouverte de libération des moyens élastiques. Cependant, les moyens élastiques de compression mis en œuvre sont encombrants et ajoutent de la masse. De plus, l'organe de retenue étant maintenu par des mâchoires mobiles, les moyens élastiques pourraient se déclencher de manière intempestive, par exemple en vol.

[0008] Par ailleurs, les documents FR 2 830 564 ou EP 0741 073 prévoient l'utilisation d'un actionneur pneumatique ou hydraulique, de type vérin, en liaison avec une réserve d'alimentation de fluide moteur. Cette solution reste encombrante et génère un poids non négligeable, notamment en raison de la réserve de fluide moteur.

[0009] En variante, l'actionneur peut être propulsé par une source pyrotechnique, comme décrit dans les documents EP 1 544 098 ou DE 41 24 377. Cependant, cette variante met également en œuvre un vérin et ses mécanismes d'expansion, ce qui ne permet pas de répondre aux problèmes d'encombrement et de poids évoqués ci-dessus.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

[0010] L'invention vise à résoudre ces problèmes en proposant de déclencher une forte pression quasi-instantanée pour rompre toute retenue de l'élément de fermeture.

[0011] A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé d'ouverture d'urgence d'un élément de fermeture de véhicule comportant un verrouillage de l'élément de fermeture en position fermée sur un encadrement de cet élément formé dans le véhicule. Dans ce procédé, au moins une source capable de fournir une déflagration est agencée dans un espace fermé qui est maintenu, dans un mode d'attente, en position inactive par une commande d'ouverture d'urgence. Dans un mode d'ouverture d'urgence, cet espace fermé est d'abord inséré par ladite commande en position dite d'armement dans une zone d'accueil située dans une liaison de verrouillage, puis cette commande, placée en position dite active, déclenche la déflagration par l'activation d'un amorçage et provoque alors une déformation de l'espace fermé, ladite zone d'accueil étant initialement dimensionnée et l'intensité de la déflagration libérée préalablement déterminée pour vaincre les forces de cohésion de ladite liaison par la déformation de l'espace fermé alors produite dans la zone d'accueil et entraîner la rupture de cette liaison.

[0012] Selon des modes de mise en œuvre préférés:

- l'espace fermé passe de la position inactive à la position d'armement par rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan de liaison entre l'élément de fermeture et son encadrement;

- un déverrouillage de l'élément de fermeture par déconnexion de la liaison entre ledit élément de fermeture et l'encadrement est activé en mode « service » afin de libérer l'élément de fermeture;

- dans le cas où l'élément de fermeture est une porte d'aéronef, une condamnation de la porte est automatiquement enclenchée en phase de vol; - dans le cas où l'élément de fermeture est une porte de secours d'avion, la liaison entre la porte et l'encadrement est agencée sur un premier côté de porte alors qu'une articulation en rotation est agencée autour du côté de porte opposé audit premier côté, afin de libérer l'accès en mode « service » lorsque l'avion est au sol;

- l'intensité de la déflagration à libérer est préalablement déterminée pour briser un joint de glace éventuellement formé sur la découpe de la peau externe de l'avion entre la porte et le fuselage.

[0013] L'invention se rapporte également à un système d'ouverture d'urgence d'un élément de fermeture destiné à mettre en œuvre le procédé défini ci-dessus. Un tel système comporte un organe de verrouillage formé d'au moins une bielle de retenue couplée à des ferrures fixées respectivement sur l'élément de fermeture et sur un encadrement de cet élément. Dans ce système d'ouverture d'urgence, une poignée de commande est couplée, via au moins un câble de manœuvre, à un mécanisme de mise en place d'au moins une portion de tube de forme allongée dans une encoche formée dans la (chaque) bielle de retenue, l'encoche présentant une découpe sensiblement complémentaire de celle de ladite portion de tube allongée. Une section de forme allongée se réfère à une surface s'étendant globalement selon deux dimensions perpendiculaires, l'une des dimensions étant de longueur sensiblement supérieure à celle de l'autre dimension.

[0014] De plus, le système comporte au moins un élément d'amorçage de déflagration apte à déclencher une source de déflagration contenue dans la (chaque) portion de tube allongée, le mécanisme de mise en place comportant au moins un étrier apte à pivoter par liaison au câble de manœuvre, et l'élément d'amorçage étant positionné de sorte à venir en contact avec ladite portion de tube allongée contenant la source de déflagration lorsque cette portion de tube est placée en fin de pivotement dans l'encoche de la (chaque) bielle de retenue.

[0015] Avantageusement, la (chaque) bielle de retenue est couplée aux ferrures par des moyens mécaniques libérables, en particulier choisis entre des boulons, des broches à billes et des serrures quart de tour. [0016] En outre, dans le cas où l'élément de fermeture est une porte d'aéronef, un verrou électromagnétique de la porte de type « Flight Lock » est apte à être enclenchée automatiquement en phase de vol pour condamner la porte. Alternativement, un calculateur dédié commande et est apte à couper automatiquement, via un codage analogique ou numérique, l'alimentation d'un élément d'amorçage pour empêcher le déclenchement de l'ouverture d'urgence en phase de vol. Lorsque l'aéronef est en perte d'altitude, avec une variation supérieure à une valeur seuil donnée, ou que sa vitesse est inférieure à une valeur déterminée, le verrou électromagnétique est libéré ou ledit codage alimente de nouveau l'élément d'amorçage.

[0017] Par ailleurs, dans le cas où l'élément de fermeture est une porte de secours d'avion, les ferrures de l'organe de verrouillage sont fixées respectivement le long d'un premier côté de porte et d'un côté de l'encadrement en regard de ce premier côté, de sorte que l'organe de verrouillage s'étend parallèlement audit premier côté, alors qu'une charnière est agencée autour d'un côté de porte opposé à ce premier côté pour faire pivoter la porte de secours.

[0018] Dans le présent texte, les termes « supérieur » et « inférieur » se réfèrent à une ligne géométrique médiane de la porte, les termes « horizontal » et vertical » se rapportent aux positions d'éléments en référence à l'avion au sol et conformément à la direction de gravitation terrestre, le terme « longitudinal » se rapporte à la direction principale du fuselage de l'avion. De plus, « transversal » qualifie un plan s'étendant perpendiculairement à la direction principale dite longitudinale du fuselage, et les qualificatifs « intérieur » (ou « interne ») et « extérieur » (ou « externe ») se rapportent respectivement à une localisation dans la cabine d'avion et hors de l'avion.

PRÉSENTATION DES FIGURES

[0019] D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :

- les figures 1 a et 1 b, des vues schématiques en perspective d'une porte de secours d'avion, respectivement à partir de l'intérieur de la cabine de l'avion et de l'extérieur de l'avion, la porte de secours étant équipée d'un exemple de système d'ouverture d'urgence selon l'invention ;

- les figures 2a et 2b, des vues schématiques en perspective et en coupe transversale de l'exemple de système d'ouverture d'urgence de la porte de la figure 1 a en mode d'attente, avec une présentation agrandie du mécanisme de mise en place d'un tube contenant la source de déflagration dans des biellettes de retenue;

- les figures 3a et 3b, les vues schématiques en perspective et en coupe transversale des figures 2a et 2b en mode d'ouverture d'urgence, le tube étant mis en place dans les biellettes de retenue ;

- la figure 4, une vue en perspective d'un exemple de tube présentant deux portions de section allongée contenant une source de déflagration et aptes à être insérées dans les bielles de retenue du système d'ouverture d'urgence selon les figures précédentes;

- les figures 5a et 5b, des vues en coupe transversale d'une bielle de retenue du système d'ouverture d'urgence avant et après déflagration de la source contenue dans le tube;

- la figure 6, une vue de l'extérieur en perspective de la porte de secours en position de levage extrême après ouverture d'urgence et rotation autour de sa charnière supérieure.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0020] Sur les différentes figures, des signes de référence identiques renvoient à un même élément ainsi qu'au passage du présent texte qui le décrit.

[0021] En référence à la vue schématique en perspective de la figure 1 a, une porte de secours d'avion 1 est illustrée à partir de l'espace intérieur « I » de la cabine de l'avion. La porte de secours 1 est équipée d'un hublot 1 1 et est entourée d'un joint 12 d'étanchéité entre cette porte 1 et le fuselage 2, le joint étant fixé sur le fuselage 2. De plus, un encadrement 20 de cette porte 1 - composé de deux poutres sensiblement verticales 21 , 22 et deux longerons sensiblement horizontaux, un longeron supérieur 23 et un longeron inférieur 24 - est fixé sur la peau interne du fuselage 2.

[0022] La porte de secours 1 est équipée selon l'invention d'un système d'ouverture d'urgence 100 qui comporte un organe de verrouillage de porte 1 10 équipé de quatre couples de ferrures 1 1 1 et 1 12, respectivement fixées sur le côté inférieur de la porte 1 - en regard du longeron inférieur 24 - et sur le longeron inférieur 24 de l'encadrement de porte 20, une bielle de retenue 1 13 étant couplée entre les ferrures 1 1 1 , 1 12 de chaque couple.

[0023] Le système d'ouverture d'urgence 100 comporte également une poignée de commande 121 couplée, via deux câbles de manœuvre 122, à un mécanisme de mise en place 30 (cf. figure 2a) d'un tube 3 dans l'organe de verrouillage 1 10. Le tube 3 contient comme source de déflagration une composition pyrotechnique. Outre des explosifs ou des compositions pyrotechniques, d'autres sources de déflagration peuvent être utilisées: pression par ouverture d'une cartouche d'air comprimé, matériau piézoélectrique déformé par une augmentation brusque de tension, pression hydraulique puissante, etc.

[0024] Afin d'empêcher toute ouverture pendant la phase de vol, même si l'organe de verrouillage 1 10 est libéré par une manœuvre involontaire, un verrou électromagnétique de vol à solénoïde 4 de type « Flight Lock », agencé au niveau de la poignée 121 , est déclenché automatiquement en début de phase de vol pour condamner la porte. Un tel verrou est décrit par exemple dans le document de brevet US 7 137 595. Lorsque l'aéronef est en perte d'altitude, avec une variation supérieure à une valeur seuil donnée par exemple en vue d'un atterrissage forcé, ou que sa vitesse est inférieure à une valeur déterminée, par exemple une vitesse de roulage en terrain hostile, le verrou électromagnétique est libéré.

[0025] En mode « service » d'accès à la cabine lorsque l'avion est au sol, l'organe de verrouillage 1 10 est déconnecté (voir ci-après, en référence à la figure 2a) et la porte de secours 1 s'ouvre par pivotement autour d'une charnière 13 (cf. figure 1 b) via la poussée exercée par un actionneur 5.

[0026] En référence à la vue schématique en perspective de la figure 1 b, la porte de secours d'avion 1 apparaît avec son hublot 1 1 à partir de l'espace extérieur « E » de l'avion dans une découpe 6 du fuselage 2. La charnière de pivotement 13, montée sur un côté supérieure 1 s de la porte 1 opposé au côté inférieur 1 i, permet l'ouverture de la porte 1 .

[0027] Les vues schématiques en perspective et en coupe transversale du système d'ouverture d'urgence de porte 100 de la figure 1 a sont illustrées en mode d'attente respectivement par les figures 2a et 2b. Dans ce mode d'attente, le mécanisme de mise en place 30 du tube 3 contenant des sources de déflagration positionne ce tube 3 à distance de bielles de retenue 1 13 de l'organe de verrouillage 1 10 monté sur le côté inférieur de porte 1 i et sur le longeron inférieur en regard 24, via respectivement les ferrures 1 1 1 et 1 12. La position du mécanisme 30 est réglée par abaissement de la poignée 121 (cf. figure 1 a) qui sert de commande via le câble de manœuvre 122 fixé au centre d'étriers 31 du mécanisme de mise en place 30. A l'état initial, le tube 3 est en position inactive.

[0028] Pour insérer le tube 3 dans les bielles de retenue 1 13, le mécanisme de mise en place 30 comporte quatre étriers 31 qui s'étendent dans des plans transversaux et qui peuvent pivoter autour d'un même arbre longitudinal de rotation A1 par des alésages cylindriques 31 A formées à une de leurs extrémités. D'autres alésages cylindriques 31 A' formées à leur autre extrémité sont traversées par des portions cylindriques 33 du tube 3 qui reste parallèle à l'arbre de rotation A1 .

[0029] Dans l'organe de verrouillage 1 10, chaque bielle de retenue 1 13 est montée transversalement entre chaque couple de ferrures 1 1 1 et 1 12 par des boulons de fixation libérables 40. Alternativement, les boulons 40 peuvent être remplacés par tout type de fermeture assurant une liaison sûre et entre les bielles de retenue 1 13 et les ferrures 1 1 1 , 1 12, par exemple des broches à billes ou des serrures quart de tour. En mode « service » pour la maintenance ou le passage de marchandise, les boulons 40 de liaison avec les ferrures 1 1 1 sont retirés par le personnel habilité pour déconnecter les bielles de retenue 1 13 et permettre l'ouverture de la porte de secours.

[0030] Par ailleurs, un contacteur 50 est disposé sur le longeron inférieur 24 en un emplacement ajusté en fonction du tube 3. Ce contacteur 50 est un dispositif de détection, par exemple un commutateur ou un capteur, capable de signaler à un calculateur dédié que le tube 3 est en position armée.

[0031] En mode d'ouverture d'urgence de la porte de secours, la poignée 121 (figure 1 a) est actionnée en position d'armement et les câbles de manœuvre 122 sous sa commande font pivoter le mécanisme de mise en place 30 par rotation autour de l'arbre A1 (flèche F1 ). Des portions 32 du tube 3, de section de forme allongée encore appelée oblongue, par exemple elliptique, sont destinées à être insérées dans des encoches 15 découpées dans les bielles de retenue 1 13. Avantageusement, une bielle à ressort 10 assure la mise en position et le maintien du mécanisme de mise en place 30 par pression sur l'un des étriers 31 .

[0032] Les vues schématiques en perspective et en coupe transversale des figures 3a et 3b reprennent les vues des figures 2a et 2b en mode d'ouverture d'urgence, une fois le tube 3 inséré par ajustement dans les encoches 15 des bielles de retenue 1 13 et maintenu sous la pression exercée par la bielle à ressort 10.

[0033] Sur la vue en perspective de la figure 4, le tube 3 présente plus précisément deux portions de section allongée 32 contenant une source de déflagration. Les portions « allongées » 32 sont ajustées dans les encoches 15 des bielles de retenue 1 13 (cf. figure 3a et 3b). Les autres tronçons du tube 3 sont des portions cylindriques 33 et des portions de transition 34 entre les portions cylindriques 33 et « allongées » 32. Des mèches 35 sont prévues à chaque extrémité du tube 3 afin de réaliser, par leur combustion rapide, la déflagration des sources pyrotechniques. A cet effet, chaque extrémité de mèche 35 est relié au calculateur dédié via un déclencheur de combustion (arc électrique, étincelle, etc).

[0034] En mode d'ouverture d'urgence, le déclenchement de la déflagration des sources pyrotechniques est réalisé en position active par la poignée de commande 121 (cf. figure 1 a) qui exerce une pression supplémentaire sur l'élément d'amorçage 50. Sur les figures 5a et 5b, des vues en coupe transversale d'une bielle de retenue 1 13 du système d'ouverture d'urgence selon l'invention montrent l'état de cette bielle avant et après déflagration. [0035] Avant la déflagration (figure 5a), une portion de tube dite « allongée » 32 est insérée, en position d'armement de la poignée de commande 121 (cf. figure 1 a), dans l'encoche 15 de la bielle de retenue 1 13.

[0036] Puis la poignée de commande 121 , placée en position dite active, déclenche une déflagration (figure 5b) - via l'activation de l'élément d'amorçage 50 (cf. figure 2a à 3b) - qui provoque une déformation des portions de section allongée 32 du tube 3. L'encoche 15 étant préalablement dimensionnée pour accueillir de manière ajustée la portion de tube « allongée » 32 (cf. figure 5a), la déflagration ainsi libérée agit directement sur l'encoche 15. De plus, son intensité étant préalablement déterminée pour vaincre les forces de cohésion internes de la bielle de retenue 1 13, la déflagration déforme alors la section allongée (figure 5a) des portions 32 du tube 3 en section cylindrique 32' (figure 5b) et entraîne la rupture de la bielle de retenue 1 13 en formant une ouverture 16.

[0037] Avantageusement, l'intensité de la déflagration est également préalablement déterminée pour briser un joint de glace 7 qui peut se former sur la peau externe PE de l'avion, autour de la découpe 6 entre la porte de secours 1 et le fuselage 2 (cf. figure 1 b).

[0038] Après l'ouverture des bielles de retenue 1 13, la porte de secours 1 est déverrouillée et peut pivoter autour de la charnière 13 (cf. figure 1 a). La vue externe en perspective de la figure 6 illustre la porte de secours 1 ainsi libérée en position de levage extrême par rapport au fuselage 2. L'organe de verrouillage 1 10 (cf. figure 2a) est brisé par l'ouverture des bielles de retenue 1 13, les ferrures 1 1 1 et 1 12 - fixées respectivement sur la porte de secours 1 et sur le longeron inférieur 24 - étant alors totalement séparées.

[0039] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est par exemple possible de prévoir, à la place d'un verrou électromagnétique à solénoïde de type « Flight Lock », un interrupteur de courant d'alimentation d'un élément d'amorçage de type électrique commandé par un codage numérique. Ce codage est transmis par un calculateur dédié ou par la centrale avionique de gestion qui équipe l'aéronef. L'interrupteur coupe l'alimentation électrique de l'élément d'amorçage dès que l'aéronef est en phase de vol. Lorsque l'aéronef est en perte d'altitude supérieure à une variation donnée ou que sa vitesse est inférieure à une valeur déterminée, le codage numérique est apte à rétablir le courant d'alimentation électrique de l'élément d'amorçage.