05 La présente invention concerne les matériels d'instruction et, en particulier, les appareils d'entraînement aérien.

L'appareil selon l'invention est, entre autres utilisations, plus particulièrement destiné à l'enseignement du

10 pilotage des aéronefs.

L'appareil selon l'invention est particulièrement destiné, à partir d'un aéronef captif, à enseigner à un élève pilote les techniques de décollage et d'atterrissage. Ces manoeuvres sont les plus délicates, surtout l'atterrissage qui

15 nécessite de la part du pilote une bonne appréciation des distances et une bonne coordination des commandes, afin de réduire au minimum les risques d'accident au cours de leurs exécutions.

TECHNIQUE ANTERIEURE :

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Pour assurer un tel enseignement, ainsi d'ailleurs que l'entraînement, la première méthode utilisée fut celle des avions-écoles. Cette méthode est, en fait, très onéreuse car elle exige un aéronef conventionnel, volant de façon classique et 25 n'offrant, pour chaque tour de piste, généralement, qu'une possibilité de décollage et qu'une possibilité d'atterrissage.

Or, on sait que le plus important est d'apprendre à atterrir.

Compte tenu des risques qui s'y attachent, une telle 30 méthode ne permet pas non plus, généralement, de placer l'élève dans des conditions délicates de vol, telles que celles de pilotage d'un aéronef à la charge décentrée ou d'un atterrissage par fort vent de travers.

PJDUΓ remédier à cet inconvénient, on a proposé 35 différentes autres méthodes.

L'une d'elles est le recours aux simulateurs de vol mécanique ou électronique. Le matériel nécessaire coûte très cher et, de toute façon, ne fait que simuler un vol d'aéronef. De plus, l'élève sait qu'il ne vole pas réellement et n'en a pas la sensation.

Une autre a été de rendre un aéronef captif d'une structure porteuse mobile. Dans cet esprit, il faut citer le brevet français 747 424 préconisant d'adapter un aéronef en bout d'une poutre, monté articulé par un axe horizontal sur une tête tournante portée par une structure porteuse verticale. Au-delà de l'axe horizontal, la poutre forme un petit bras relié à un mécanisme de commande de son pivotement. En général, pour des raisons d'équilibre constructif statique et dynamique, la tête comporte deux poutres diamétralement opposées. Une telle structure présente -un avantage car il est possible d'accroître à volonté les phases de décollage et d'atterrissage. Elle possède, toutefois, des inconvénients certains car, outre sa complexité, elle n'offre aucune possibilité d'évolution de l'aéronef sur ses trois axes propres, savoir de tangage, de roulis et de lacet. En outre, une telle structure ne permet pas de modifier la masse relative de l'aéronef dans le but de faire apparaître des conditions réelles de vol stable à des faibles vitesses, dans le but de favoriser les phases d'apprentissage et d'enseignement. Par ailleurs, les conditions d'évolution en altitude sont

-entièrement dépendantes du fonctionnement du mécanisme de commande en pivotement de la poutre, lequel implique, pour être actionné depuis l'aéronef, une structure d'asservissement à distance particulièrement complexe, délicate et onéreuse. II convient de citer, dans le même genre, l'enseignement fourni par le brevet GB-509 161 qui possède, exactement, les mêmes inconvénients que ceux portés ci-dessus au compte du brevet français 747 424.

La présente invention a pour objectif de pallier les inconvénients ci-dessus en permettant de voler réellement dans les

airs, tout comme dans la réalité, en pilotant un aéronef captif mais libre sur ses trois axes, tant en roulage au sol, qu'en vol dans les airs.

La présente invention concerne un appareil offrant, en outre, la possibilité de modifier à volonté la masse relative de l'aéronef, en vue de créer, à partir des mêmes caractéristiques de puissance du moteur de l'aéronef, des conditions de roulage, décollage, vol et atterrissage différentes pour un même aéronef. L'invention a encore pour objet de proposer un appareil possédant, de façon positive, une sécurité de vol limité en altitude.

EXPOSE DE L'INVENTION :

Pour atteindre les objectifs ci-dessus, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend :

- d'une part, en relation avec le petit bias, un contrepoids muni à sa base d'un organe de butée et de roulement destiné à coopérer avec le sol et à limiter l'amplitude de pivotement de la poutre sur l'axe horizontal dans le sens d'élévation du grand bras,

- et, d'autre part, en relation avec le grand bras, des moyens de suspension d'un aéronef sensiblement par son centre de gravité^ oe tels moyens incluant deux joints univers. s situés à proximité, respectivement, du bras et de l'aéronef. L'objet de l'invention consiste, essentiellement, en une grande poutre rigide posée à environ 1/5 de sa longueur sur un pylône porteur, ce qui donne un grand bras et un petit bras. Cette grande poutre s'articule sur le sommet du pylône porteur autour de . deux axes horizontal et vertical. L'extrémité du grand bras peut donc tourner dans un sens comme dans l'autre, monter ou descendre, en ayant pour point d'articulation le sommet du pylône, le petit

bras faisant les mouvements inverses. A l'extrémité du petit bras est suspendu le contre-poids qu'il est possible d'alourdir ou d'alléger. A l'extrémité du grand bras est accrochée l'élingue de longueur un peu inférieure à la hauteur du pylône. Au bout de cette élingue est suspendu l'aéronef, sensiblement en son centre de gravité, l'aéronef pouvant ainsi pivoter en tous sens, par rapport à la grande poutre.

Le pylône porteur, fixé au sol, est de conception rigide. Il peut s'agir d'un gros tube maintenu verticalement par des élingues, d'un pylône autoporteur, ou d'une construction, telle qu'une tour en béton semblable à un château d'eau avec au sommet un local, tel qu'une tour de contrôle ou un restaurant panoramique. Au sommet de ce pylône porteur est installé un système d'articulations permettant de recevoir la grande poutre rigide. Le contre-poids suspendu à l'extrémité du petit bras est taré, de façon à alléger de la presque totalité de sa masse l'aéronef fixé à l'autre extrémité. Le réglage du contrepoids laissera, toutefois, subsister une masse de 20 ou 30 kg pour que l'aéronef reste au sol lorsqu'il est inoccupé. Un fois le pilote installé à bord, la masse à décoller n'est que le poids du pilote, du carburant (si le moteur est à piston ou à turbine) et 'e la-tare. Le fait d'avoir ainsi diminué considérablement la charge alaire de l'aéronef diminue d'autant la portance nécessaire à la sustentation de ce dernier qui peut ainsi décoller à très basse v.t-.jàe. Petit à petit, on peut alourdir l'aéronef en allégeant Le contre-poids, afin de s'approcher le plus possible d'un vol réel. L'aéronef se propulse par ses propres moyens mais, étant allégé^ la puissance nécessaire peut être nettement inférieure à la normale. Etant donné que l'aéronef est libre de ses mouvements, l'élève pilote peut apprendre les manoeuvres de tangage, roulis et lacet. Au sol, l'aéronef peut rouler en faisant des écarts de quelques mètres ⁽ suivant la hauteur du pylône porteur et de l'élingue), ce qui permet à l'élève d'apprendre à rouler. Malgré l'alignement, l'aéronef subit toujours un effet d'inertie semblable à la réalité au décollage en vol et à l'atterrissage, grâce à l'effet d'inertie

proportionnel du contrepoids.

Le mouvement de montée en altitude de l'aéronef, par pivotement de la poutre, est automatiquement limité par une roue, située en-dessous du contrepoids, et destinée à coopérer avec le sol. Cette roue peut être associée à un amortisseur.

L'appareil selon l'invention permet de faire évoluer, sur terre et dans les airs, des aéronefs, tels qu'avion à hélices ou à réaction, hélicoptère, gyrocoptère. Dans tous les cas, les aéronefs sont suspendus au bout de l'élingue à leur centre de gravité. Pour le cas de l'hélicoptère, comme du gyrocoptère, ces derniers sont suspendus au-dessus de la tête du rotor par un système permettant la rotation.

L'appareil selon l'invention permet de faire évoluer des planeurs, à condition d'installer un lanceur entraînant la poutre rigide en rotation sur l'axe vertical.

L'appareil selon l'invention permet un apprentissage de la manoeuvre des aéronefs, pour un coût considérablement inférieur, à durée égale, par rapport à l'école de pilotage classique sur de vrais aéronefs. Pour une durée identique, la présente invention permet de consacrer beaucoup plus de temps à l'entraînement des manoeuvres, notamment le décollage et, surtout, l'atterrissage.

A titre d'exemple, l'appareil selon l'invention peut être construit pour posséder un grand bras de 65 mètres de rayon, une ^" hauteur de 10 mètres pour le pylône porteur, afin de définir, soit un diamètre de 130 mètres, soit un périmètre de révolution ou longueur de piste d'environ 400 mètres.

Compte tenu du grand diamètre de rotation, le pilote ne ressent pas l'effet de force centrifuge. A la vitesse de 25 km/h, l'aéronef mettra environ une minute pour faire un tour de piste, ce qui ne donne pas l'impression de tourner en rond, l'effet de force centrifuge étant pratiquement nul.

Avec des dimensions structurelles, telles que ci-dessus, l'appareil suivant l'invention permet de faire évoluer un aéronef à une altitude de 30 mètres environ suffisante pour apprendre le

décollage et, surtout, la phase d'atterrissage, incluant celle d'arrondi .

L'appareil suivant l'invention permet à un élève pilote- de décoller, de voler et d'atterrir sous toute orientation du vent, compte tenu qu'il évolue autour d'une piste circulaire. Il est possible aussi de modifier le centrage de l'aéronef, soit par le déplacement du point d'accrochage, soit par l'adjonction de charges judicieusement disposées, afin de faire subir à l'élève les effets d'un mauvais centrage, ces conditions de vol étant pratiquement impossibles à réaliser en école de pilotage traditionnelle sans prendre de gros risques.

La présente invention concerne donc un appareil d'entraînement et d'école de pilotage d'un aéronef captif peu coûteux à construire, d'un prix de revient à l'utilisation très faible par rapport aux moyens traditionnels et permettant de consacrer, à durée de vol égale, un temps plus important à l'apprentissage des- manoeuvres de décollage et, surtout, d'atterrissage, ainsi que la conjugaison en vol des trois axes, tangage, roulis, lacet et ceci en toute sécurité par n'importe quel temps.

L'inven* ^' ion sera décrite plus en détail à partir des dessins annexés montrant un exemple de réalisation de l'appareil.

BREVE DESCRIPTION DES ûESSiNS :

La fig- 1 est une élévation latérale de l'appareil d'entraînement et d'apprentissage au pilotage des aéronefs selon l'invention.

La fig. 2 est une vue en plan du même appareil, prise suivant la ligne II-II de la fîg. 1.

La fig. 3 est une élévation partielle, à plus grande échelle, de la partie centrale du même appareil.

La fig. 4 est une vue transversale prise, à plus grande échelle, selon la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une élévation partielle, à plus grande

échelle, du système d'articulation de la poutre sur la structure porteuse.

MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION :

Comme le montrent les fig. 1 et 2, l'appareil selon l'invention comporte une poutre composée, dans un exemple de réalisation, d'une potence centrale A prolongée, d'un côté, par un grand bras rigidifié B et, de l'autre côté, par un petit bras rigidifié C, les bras B et C étant soutenus en divers points par des câbles 1 partant tous du même point d'attache 8 de la potence centrale. A l'extrémité du petit bras C, est accroché un contrepoids G par un joint universel H lui permettant de s'articuler en tous sens. En-dessous de ce contrepoids G, une roue I, orientable et auto-directrice, est fixée avec un amortisseur souple. Cette roue I sert de butée souple et sans à-coups avec le sol lorsque la poutre pivote sur un axe horizontal, comme cela est décrit dans ce qui suit. Sur les côtés du contrepoids G, des plaques de fonte 12 sont accrochées de façon amovible. Ceci permet d'alléger plus ou moins un aéronef M suspendu à une élingue J accrochée au grand bras B, par un joint universel . L'aéronef M est accroché à l'élingue J par un joint universel L permettant à cet aéronef M de s'articuler en tous sens.

Tout l'ensemble décrit au paragraphe précédent est posé au sommet d'une structure verticale porteuse D, telle qu'un pylône, et s'articule autour de deux axes, respectivement horizontal E et vertical F.

En l'occurence, comme le montrent les fig. 1, 2 et 3, la potence centrale, qui peut être d'une composition quelconque, sera, de préférence, constituée, comme représenté, d'un tube principal 15 des deux tubes en croix 27 et 28, raidis par les tubes 26. Quatre tubes 17 maintiennent le tube 15 verticalement par le point de jonction 16. Le haut du tube 15 est maintenu verticalement, à partir du point 8, par des câbles 2 et 20. Les tubes 27 sont prolongés par des tubes 18 contreventés, verticalement, par des

tubes 19 et, horizontalement, par des câbles 9.

Sous la potence A est fixé un système de charnière 31, venant s'adapter dans une table 30 montée par un pivot 34 dans une cage 33 portée par la structure porteuse D. La table 30 est montée par une butée à billes 32 libre de tourner sur un axe vertical F. La structure D peut être un tube fixé au sol par tous moyens lui interdisant de bouger. Il est maintenu verticalement par des câbles 6 étages depuis le haut du pylône D et amarrés à des piquets (7) solidement fixés au sol. Le nombre de câbles 6 est en quantité suffisante pour permettre un bon maintien du pylône D. Le contrepoids G est un réservoir rempli d'eau ou de sable, mais il est préférable de le remplir de grenaille d'acier pour en diminuer son volume à poids égal. Ce contrepoids G est suspendu à l'extrémité du petit bras C par un joint universel H lui permettant ainsi de conserver toujours un aplomb vertical, quelle que soit la position horizontale ou inclinée du petit bras C. Par le fait que ce contrepoids G reste toujours vertical, la roue I auto-orientable prendra toujours contact avec le sol dans de bonnes conditions. Cette roue auto-orientable peut être d'un modèle courant du commerce et être associée à un amortisseur incorporé ou non. 'a masse à conférer au contrepoids doit être suffisante pour que l'ensemble mobile fit, B, C soit équilibré, de telle sorte que le contrepoids G tende à descendre et, par définition, que l'extrém ⁱ é- u grand bras B tende à monter. Tout autour du contr ^p μoids G, les plaques de fonte 12 peuvent être accrochées ou déciochées facilement. Il est préférable que le poids de chaque plaque 12 ne dépasse pas 20 kg, afin qu'un homme de force moyenne puisse les manutentionner. Ces plaques 12 sont munies d'une poignée pour en faciliter la manutention. Le nombre de plaques 12, à positionner autour du contrepoids G, est variable, suivant le poids de l'aéronef M fixé à l'extrémité de l'élingue J et suivant l'allégement désiré de cet aéronef M. De préférence, ces plaques seront en acier ou en fonte.

Comme le montrent les fig. 1, 2 et 4, Le grand bras B est constitué d'une pluralité de modules élémentaires 13 comprenant

chacun un tronçon de tube 130 muni, aux deux extrémités, de deux collerettes de raccordement 23. Le tronçon de tube 130 est porteur, dans sa partie médiane transversale, d'un losange porte-câbles N relié aux collerettes 23 par des câbles de haubanage 5. Le losange N est constitué par des tubes 21 radiaux dont les extrémités 24 sont réunies par des tubes 22.

Les modules 13 sont placés bout à bout en étant réunis, d'une part, au moyen de collerettes 23 et, d'autre part, au moyen de câbles 3 s'étendant entre les losanges. Certains au moins des modules élémentaires sont, en outre, suspendus par les câbles 1 au point 8 de la potence A. Le module élémentaire 13 est fixé, par la collerette 23, sur l'extrémité correspondante du tube 28 de la potence centrale. L'ensemble du grand bras ainsi constitué est maintenu, également, par des câbles 10 accrochés aux extrémités des tubes 18. Tout cet ensemble donne un effet de triangulation ayant pour but de rigidifier le grand bras B.

Comme le montrent les fig. Λ , 2 et 4, le petit bras C est de conception identique au grand bras B, seuls les câbles sont plus courts. Le principe d'accrochage des câbles 1 et 11 est identique. Comme le montre la fig. 1, une élingue J est accrochée au bout du grand bras B, par un joint universel K, ce qui permet à l'élingue de s'articuler en tous sens. A l'autre extrémité de l'élingue J, un joint universel, muni d'un crochet L, permet de suspendre l'aéronef M par son centre de gravité. D'autres systèmes de sustentation peuvent être utilisés à la place de l'élingue J, tout en conservant les joints universels K et L, tels que tubes rigides, élingue élastique ou association de plusieurs de ces solutions. Des points d'amarrage 35 et 36 sont prévus sous le grand bras et sous le petit bras pour permettre d'accrocher les extrémités des câbles de deux treuils 350 et 360. Ces deux treuils sont fixés au sol, l'un sous le point 35, l'autre sous le point 36. Ce système permet de manoeuvrer l'ensemble mobile suivant l'axe E, afin de suspendre ou de décrocher l'aéronef M et de placer ou d'ôter les plaques 12.

POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE :

L'aéronef M peut être de tout type convenable. Ce peut être un aéronef réformé pour des vols classiques, mais acceptable pour ce type d'utilisation, ce peut être aussi un aéronef factice conçu spécialement pour la présente invention. Le joint universel L permet à l'aéronef de s'articuler en tous sens et, par conséquent, de pivoter autour de trois axes de tangage, de roulis et de lacet. L'appareil selon l'invention est utilisé de la manière suivante.

En manoeuvrant les treuils, situés sous les points 35 et 36, le pilote amène le contrepoids G à toucher le sol. Il place le nombre de plaques 12 nécessaire pour alléger l'aéronef suivant le type de vol désiré. Il manoeuvre les treuils pour amener le joint L de l'élingue J à la hauteur de l'aéronef M. Il accroche cette élingue à l'aéronef et décroche les câbles des treuils des points 35 et 36. L'appareil est prêt à fonctionner. Le pilote monte dans l'aéronef, met le moteur en fonctionnement et procède aux manoeuvres, en vue d'un vol d'aéronef comme dans la réalité. L'utilisation de l'appareil selon l'invention présente l'avantage considérable de permettre à un pilote moniteur de suivre du -sol toutes les manoeuvres de son élève et de communiquer avec lui par radio ou même par gestes.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil d'entraînement aérien décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention, par exemple, à la structure de la potence A aux bras B et C, au montage articulé en E et F. Il est possible aussi d'utiliser d'autres systèmes de contepoids G et de plaques 12, ainsi qu'un autre procédé de butée que celui de la roue amortisseur I. Le pylône D peut être remplacé par un pylône -- auto-porteur ou par une tour en béton. Enfin, l'élingue J, qui est L'une des pièces principales de l'invention décrite, peut se présenter sous de multiples formes et compositions, telles que souple, rigide, élastique. L'appareil selon l'invention est entièrement démontable

en petits éléments faciles à manutentionner et composés de tubes, câbles, losanges, contrepoids. A chaque extrémité des tubes est soudée une collerette percée de plusieurs trous permettant d'assembler ceux-ci entre eux. La fig. 1 montre qu'il peut être prévu de relier l'aéronef M au grand bras B par une seconde élingue J.. souple, destinée à limiter l'élévation de l'aéronef M sous L'effet de La force centrifuge. Cette élingue J. est accrochée au bras B, à ^• proximité de la potence A et au centre de gravité L de l'aéronef et possède une longueur calculée en fonction de la limite d'élévation souhaitée. Cette élingue J. assume aussi une fonction de sécurité en rendant l'aéronef doublement captif du grand bras B. Il convient de noter que l'élingue J. passe dans un guide M., adapté en bout de l'aile interne de l'aéronef M lorsqu'il s'agit d'un avion. Cette disposition permet de conserver la liberté de manoeuvre sur l'axe de roulis.

L'élingue J. a aussi pour fonction, lorsqu'elle est tendue, de maintenir l'aéronef dans l'axe de La piste, par l'effet de la force centrifuge, d'une manière analogue à ce qui est réalisé pour les maquettes de vol circulaire.

L'appareil selon l'invention est facilement montable, démontable et transportable sur route, on peut donc l'installer en des lieux différents suivant Les besoins des utilisateurs.