FR3079338A1 - Simulateur dynamique de vol libre - Google Patents

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Abstract

L'objet de l'invention est un simulateur dynamique de vol libre comprenant des moyens support, des moyens de manœuvre (12), des moyens de contrôle (14), dans un repère X,Y,Z, X étant horizontal Y perpendiculaire à X dans le plan horizontal et Z étant vertical, caractérisé en ce que les moyens support sont réalisés par un poteau support (16), et au moins un bras support (18) dont l'extrémité porte un cadre (42) muni d'une sellette (44) de parapente ou un cadre (42) muni d'un harnais de deltaplane.

Description

SIMULATEUR DYNAMIQUE DE VOL LIBRE
La présente invention concerne un simulateur dynamique de vol libre.
Le vol libre est un sport reconnu et désigne plusieurs disciplines. Dans le cadre de l'invention, nous entendons par vol libre, le parapente et le deltaplane.
Dans le secteur du vol libre, majoritairement destiné à la pratique de loisir, la formation et l'apprentissage sont des phases fondamentales de la discipline. En effet, elles constituent la phase la plus décisive, pour plusieurs raisons. Premièrement, la formation constitue le premier contact entre l'élève pilote et la discipline, elle représente donc le premier contact avec le pratiquant, il est donc important que cette phase se déroule de la meilleure façon. Deuxièmement, la formation permet la présentation de la discipline, l'apprentissage du pilotage mais surtout la présentation de la sécurité associée à la discipline. Il est donc important d'apporter à l'élève pilote le maximum de sécurité pour minimiser les risques inhérents à cette discipline aérienne. Troisièmement, la formation est la phase la plus fastidieuse et elle nécessite un certain temps de formation pouvant être plus ou moins long. Indépendamment de l'assiduité et des capacités d'apprentissage de l'élève pilote, les conditions météorologiques sont prépondérantes dans cette discipline. En effet, la pluie empêche toute pratique du vol libre et le vent peut être assez vite limitatif. Un parapente a une vitesse maximale d'environ 50km/h et un deltaplane a une vitesse maximale d'environ 100km/h, ce qui interdit la pratique en conditions venteuses.
Un vent de 20 ou 30 km/h peut donc s'avérer restrictif pour un parapente ou un deltaplane. Le vol libre est majoritairement pratiqué en milieu montagneux, la vitesse du vent a donc d'autant plus d'incidence et d'importance en milieu montagneux puisque le vent sur des reliefs crée des turbulences et des variations importantes de vent.
Ces perturbations dues au vent sont d'autant plus perturbantes pour les vols d'apprentissage car il est important de réaliser les phases d'apprentissage pratique, c'est-à-dire les vols écoles, dans des conditions calmes et rassurantes pour l'élève pilote.
Pour pallier les difficultés et les inconvénients météorologiques et pour permettre des formations dans de meilleures conditions météorologiques, il existe depuis plusieurs années des simulateurs de vol libre. Initialement numériques, ils comprenaient une assise fixe devant un écran d'ordinateur récréant un paysage défilant et une situation de vol. Ensuite, il a été proposé des simulateurs dynamiques permettant de recréer des sensations de vol en proposant une sellette de parapente ou un harnais de deltaplane afin de récréer des sensations plus proches de la réalité. Néanmoins, ces simulateurs ne récréent pas les phases de décollage et d'atterrissage et ne permettent donc pas la simulation de toutes les phases de vols. Les phases de décollage et d'atterrissage étant les plus longues à assimiler, la simulation de ces phases s'avère donc primordial pour que le simulateur soit attractif, pédagogique et efficace en formation pour libérer des élèves bien formés avec des connaissances pratiques réelles, suffisantes pour voler en sécurité.
La présente invention propose un simulateur de vol libre qui comprend au moins un bras support et un sol artificiel.
La présente invention est maintenant décrite suivant un mode de réalisation principal, sans que celui-ci soit limitatif, ceci en regard des dessins associés sur lesquels les différentes figures représentent:
Figure 1: une vue en perspective du simulateur de vol libre,
Figure 2: une vue en élévation latérale du simulateur de vol libre,
Figure 3: une vue de dessus du simulateur de vol libre.
Sur l'ensemble des figures, on considère le système orthogonal X,Y et Z. L'axe X est l'axe longitudinal, l'axe Y est l'axe latéral et l'axe Z est l'axe vertical.
La figure 1 représente une vue en perspective du simulateur de vol libre. Le simulateur comprend des moyens support, des moyens de manœuvre 12 et des moyens de contrôle 14. Les moyens support sont réalisés par un poteau support 16, ici monté de manière rotative autour de l'axe vertical Z et par rapport au sol, et au moins un bras support 18, solidaire de l'extrémité dudit poteau, ce bras étant composé en l'occurrence de six bras support 18-1, ..., 18-6. Ces six bras support 18-1,..., 18-6 sont mécaniquement liés entre eux par un ensemble de liaisons pivot formées par des chapes de liaison 20 et des axes 22.
Les moyens de manœuvre 12 sont formés par un ensemble de vérins 24. Le simulateur décrit sur les figures 1 à 3, comporte cinq vérins 24-1, ..., 24-5. Les vérins 24 sont choisis de type hydraulique dans le mode de réalisation retenu. Le fonctionnement de tels vérins nécessite une pompe hydraulique, une bâche, des flexibles, non représentés pour la clarté du dessin, et parfaitement à la portée de l'homme de l'art qui peut s'approvisionner dans le commerce.
Les moyens de contrôle 14 sont réalisés par une télécommande 28 du simulateur et par une armoire de contrôle 30 des vérins, reliées ensemble électroniquement.
Le simulateur est solidarisé au sol par un ancrage 26 mais peut être fixé à une plate-forme mobile, comme une remorque ou une plate-forme de camion, par exemple.
Depuis l'ancrage 26, le poteau support 16 s'étend verticalement. Le sommet du poteau support 16 est muni d'une chape de liaison 20-1 et d'un axe 22-1 d'axe horizontal Y. Ledit axe 22-1 traverse l'extrémité du premier bras support 18-1 étendu suivant l'axe X. L'autre extrémité du premier bras support 18-1, est munie d'une chape de liaison 20-2 et d'un axe 222, orienté suivant l'axe Z.
Le deuxième bras support 18-2 comporte également une chape de liaison 20-3 et un axe 22-3 orienté suivant l'axe horizontal Y. L'axe 22-3 traverse l'extrémité d'un troisième bras support 18-3. Ledit troisième bras support 18-3, placé entre le bras support 18-2 et le bras support 184, comporte un support 32 solidaire dudit bras support 18-3. Ledit support 32 est formé par une branche 34 et une platine 36 horizontale.
Le troisième bras support 18-3 est lié au quatrième bras support 18-4 par l'intermédiaire d'une liaison poignet 38. La partie mâle de la liaison poignet 38 est portée par le troisième bras support 18-3 et la partie femelle de la liaison poignet 38 est portée par le quatrième bras support 18-4. Le quatrième bras support 18-4 est donc monté de manière mobile en rotation autour de l'axe X sur le troisième bras support 18-3. A l'extrémité opposée à l'extrémité comportant la liaison poignet 38, le quatrième bras support 18-4 est traversé par l'axe 22-5, orienté suivant l'axe Z, de la chape de liaison 20-5. Ledit axe 22-5 traverse la première extrémité d'un cinquième bras support 18-5 en forme de L, renversé. L'extrémité du quatrième bras support 18-4, opposée audit axe 22-5, est traversée par un axe 22-6 d'axe Y de la chape de liaison 20-6 solidaire du sixième bras support 18-6. Le sixième bras support 186, monté de manière rotative autour de l'axe 22-6 de la chape de liaison 20-6 est un bras support libre.
Les vérins 24 sont maintenus de manière articulée entre des chapes 40. On considère qu'une chape 40 est formée par deux platines fixées de manière parallèle sur les poteaux/bras respectifs.
Les chapes 40-1 sont destinées à recevoir le corps des vérins 24 de manière pivotante et les chapes 40-2 sont destinées à recevoir les tiges des vérins 24 de manière pivotante.
Les bras support 18-1, 18-2, 18-3, 18-4 comportent chacun deux chapes 40-IX et 40-2X. Le bras support 18-5 ne comporte qu'une chape 40-2. Le bras support 18-6 ne comporte pas de chape 40 car ledit bras support 18-6 n'est pas lié à un vérin et est monté libre en rotation autour de l'axe 22-6 de sa chape de liaison 20-6.
Ainsi, le poteau support 16 comporte une chape 40-10, le bras support 18-1 comporte une chape 40-11 et 40-21, le bras support 18-2 comporte une chape 40-12 et 40-22, le bras support 18-3 comporte une chape 40-13 et 40-23, et le bras 18-4 comporte une chape latérale 40-14 et une chape 40-24. Le bras support 18-5 porte une seule chape 40-25. Les bras support 18-1, 18-2,18-3,18-4 et le bras support 18-5 sont respectivement liés et déplacés par les vérins 241, 24-2, 24-3, 24-4, 24-5.
Les vérins 24 sont montés de manière articulée entre deux des éléments parmi les bras support 18-1, ..., 18-5.
Le vérin 24-1 est monté entre le poteau support 16 et le bras support 18-1 et donc entre les chapes respectives 40-10 et 40-21.
Le vérin 24-2 est placé latéralement au bras support 18-1 et est monté entre le bras support 18-1 et le bras support 18-2 et donc entre les chapes 40-11 et 40-22.
Le vérin 24-3 est placé en dessous du bras support 18-2 et est monté entre ledit bras support 18-2 et le bras support 18-3 et donc entre les chapes 40-12 et 40-23.
Le vérin 24-4 est placé verticalement sur la platine 36 horizontale et monté entre le bras support 18-3 et le bras support 18-4 et donc entre les chapes 40-13 et 40-24.
Il est important de spécifier que la chape 40-24 recevant la tige du vérin 24-4 est placée latéralement au bras support 18-3 pour obtenir la rotation du poignet comme expliqué plus avant.
Le vérin 24-5 est placé latéralement au bras support 18-4 et est monté entre le bras support 18-4 et le bras support 18-5 et donc entre les chapes 40-14 et 40-25.
Le corps et la tige des vérins 24 sont montés de manière pivotante entre les chapes 40-1 et 40-2 des bras support 18-1,..., 18-5, via des axes, non représentés sur les figures.
Le bras support 18-6 est un bras support libre, apte à recevoir soit un cadre 42 muni d'une sellette de parapente 44, soit un cadre 42 muni d'un harnais de deltaplane, le changement de cadre 42 étant facilement réalisable. Dans la représentation choisie, le cadre 42 est muni d'une sellette de parapente 44 recevant un pratiquant P est visible sur la figure 1.
Les mouvements et l'intérêt de la présente invention sont maintenant décrits. Le poteau support 16 est un poteau vertical monté de manière rotative autour de l'axe vertical Z. La solution technique permettant la rotation du poteau support 16 à 360°autour de l'axe Z n'est pas décrite mais peut être aisément réalisée par un plateau tournant fixé au sol ou une liaison pivotante intégrée munie d'un motorisation interne. Le poteau support 16 reprend la majorité des efforts subis par le simulateur et donne, à l'ensemble du simulateur, une possibilité de rotation autour de l'axe vertical Z. Le premier bras support 18-1 peut pivoter au tour de l'axe 22-1 horizontal de la chape de liaison 20-1 du poteau support 16 dans le plan XZ.
La rotation dudit premier bras 18-1 autour de l'axe 22-1 est assurée par le vérin 24-1. Le bras support 18-2 peut pivoter autour de l'axe 22-2 vertical de la chape de liaison 20-2 du bras support 18-1, dans le plan XY. La rotation dudit bras 18-2 autour de l'axe 22-2 est assurée par le vérin 24-2.
Le troisième bras support 18-3 peut pivoter autour de l'axe 22-3 horizontal de la chape de liaison 20-3 du bras support 18-2, dans le plan XZ. La rotation dudit bras 18-2 autour de l'axe 22-2 est assurée par le vérin 24-2.
Le quatrième bras support 18-4 peut pivoter autour du bras support 18-3 horizontal d'axe X via la liaison poignet 38. La rotation dudit quatrième bras support 18-4 autour du troisième bras 18-3 est assurée par le vérin 24-4 vertical. Le quatrième bras support étant associé de manière rotative au bras support 18-3, la rotation du bras 18-3 autour de l'axe X, engendre également la rotation du quatrième bras 18-4 autour dudit axe X.
Le bras support 18-5 peut pivoter autour de l'axe 22-5 vertical de la chape de liaison 20-5 du bras support 18-4. La rotation dudit bras support 18-4 autour de l'axe X est assurée par le vérin 24-4.
Le simulateur de vol libre, objet de la présente invention, permet une multitude de mouvements. Les mouvements de grande amplitude de la sellette 44, de bas en haut, sont assurés par le vérin 24-1 qui, par la sortie de la tige, engendre un mouvement de rotation des bras support 18-1,..., 18-6 autour de l'axe 22-1. Les mouvements de sellette 44 de plus faible amplitude de la sellette 44, de bas en haut, sont assurés par le vérin 24-3. Lesdits mouvements de plus faible amplitude autour de l'axe 22-3 engendrent un effet simulé de tangage pour la sellette 44 et donc pour le pratiquant P installé dans ladite sellette.
Le mouvement de sellette 44 de grande amplitude, latéralement autour de l'axe vertical 22-2 sont assurés par le vérin 24-2 latéral. Les mouvements de sellette 44 de plus faible amplitude sont assurés par le vérin 24-5 et engendrent un mouvement de lacet.
L'association d'un mouvement rapide des bras support 18-2,18-3,18-4,18-5,18-6 autour de l'axe 22-2 associé à un mouvement de rotation des bras support 18-4,18-5 et 18-6 simule un mouvement centrifuge léger et un mouvement de roulis pour le pratiquant P. Pour obtenir un mouvement centrifuge plus important, une rotation du poteau support 16 peut être effectuée. L'ensemble du simulateur est alors mis en rotation autour de l'axe vertical Z et engendre un effet centrifuge, alors subi par la pratiquant P.
Tous les vérins 24 peuvent être actionnés de manière dissociée et peuvent permettre une multitude de mouvements de la sellette 44 de parapente pour la simulation de toutes sortes de mouvements subis par un pratiquant P lors des différentes phases de vol réel.
Le contrôle des vérins 24 s'effectue à l'aide des télécommandes 28 et de l'armoire de contrôle 30 contenant des organes de commandes, comme des pompes hydrauliques associés à des systèmes électroniques destinés à contrôler les électrovannes de manœuvre hydrauliques. Un moniteur peut ainsi, à partir de la télécommande 28, recréer une multitude de mouvements subis en situation de vol réel tout en visualisant l'effet obtenu et le comportement du pratiquant P.
Ces mouvements peuvent être préprogrammés sur un ordinateur associé au dispositif. Le contrôle des bras 18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5 permet une multitude de mouvements contrôlés, le bras étant volontairement fixé de manière libre en rotation autour de l'axe Y. Ce mouvement rotatif permet de créer un effet pendulaire du bras support 18-6 et donc de la sellette de parapente 44 ou du harnais de deltaplane et donc du pratiquant P. Cette effet permet de recréer l'effet de tangage connu en vol libre.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS
    1. Simulateur dynamique de vol libre comprenant des moyens support, des moyens de manœuvre (12), des moyens de contrôle (14), dans un repère Χ,Υ,Ζ, X étant horizontal Y perpendiculaire à X dans le plan horizontal et Z étant vertical, caractérisé en ce que les moyens support sont réalisés par un poteau support (16), et au moins un bras support (18) dont l'extrémité porte un cadre (42) muni d'une sellette (44) de parapente ou un cadre (42) muni d'un harnais de deltaplane.
  2. 2. Simulateur dynamique de vol libre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens support comprennent un poteau support (16) et au moins un bras support (18-1,..., 18-6), articulés entre eux et par rapport au poteau support (16), les mouvements desdits bras support (18-1,..., 18-6) étant au moins dans deux plans différents.
  3. 3. Simulateur dynamique de vol libre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bras support (18-1,..., 18-6) et l'une des liaisons (38) entre deux desdits bras (18-3,18-4) est du type poignet.
  4. 4. Simulateur dynamique de vol libre selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un bras support (18-5) d'extrémité en L, destiné à supporter le cadre (42) et articulé à une extrémité autour d'un axe (22-5) dans le plan XY, l'autre bras support (18-6) d'extrémité étant articulée autour d'un axe (22-6) de façon libre dans le plan XZ.
  5. 5. Simulateur dynamique de vol libre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un poteau support (16) et six bras support (181, ..., 18-6), un premier bras (18-1) mobile autour de l'axe Y, un second bras (18-2) mobile autour d'axe Z, un troisième bras (18-3) mobile autour de l'axe Y, un quatrième bras mobile autour de l'axe X, un cinquième bras (18-5) mobile autour de l'axe Z, et un sixième bras mobile (18-6).
  6. 6. Simulateur dynamique de vol libre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de contrôle (14) sont réalisés par une télécommande (28) et une armoire de contrôle (30) reliées ensemble électroniquement.
  7. 7. Simulateur dynamique de vol libre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de manœuvre (12) sont des vérins (24).
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