CA2051194C - Dispositif de protection physiologique des pilotes d'avions - Google Patents
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- B64D2010/005—High altitude suits or garments, e.g. partial or total pressure
Abstract
Dispositif destiné à assurer la protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène, un gilet de poitrine muni d'au moins une vessie de gonflage raccordée par une tuyauterie à un détendeur monté sur une source de gaz sous pression, un masque à oxygène raccordé à une source d'oxygène par un conduit et un détendeur, un pantalon anti-G comportant au moins une vessie de gonflage raccordée à un détendeur, lui-même monté sur une source de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération caractérisé en ce que le conduit de raccordement du masque à la source d'oxygène comporte un volume déformable situé à l'intérieur de la vessie de gonflage du gilet de poitrine.
Description
L'invention concerne les équipements destinés à assurer 1a protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations.
La protection contre les effets de l'altitude est assurée actuellement au moyen d'une source d'oxygène respirable reliée, par un détendeur et un conduit, à un masque à oxygène appliqué de façon aussi hermétique que possible sur 1e visage du pilote.
La protection contre les effets des accélérations est assurée par une combinaison dite anti-G et par une surpression d'oxygène appliquée dans 1e masque.
Le fonctionnement de ces moyens suppose en outre, la présence d'un détecteur, généralement à masselotte, d'accélération longitudinale par rapport au corps du pilote, .
et d'une valve dite anti-G située sur une source de gaz comprimé. Cette source est actuellement le réserve d'oxygène respirable.
La combinaison anti-G comporte un gilet et un pantalon. Ces deux éléments comportent des vessies reliées à
des tuyauteries. La tuyauterie des vessies de pantalon est reliée à 1a valve anti-G, 1a tuyauterie des vessies de gilet est reliée à une valve alimentant 1e masque en oxygène respirable.
Le fonctionnement est 1e suivant. En cas de mouvement de l'avion provoquant une accélération longitudinale dirigée de la téta vers les pieds du pilote; l'accéléromètre à
masselotte provoque l'ouverture progressive de 1a valve anti-G
et de 1a valve de mise en surpression du masque à oxygène.
L'ouverture de 1a valve anti-G provoque 1e gonflage des vessies de pantalon appliquant ainsi aux membres inférieurs du pilote une pression emp2chant l'accumulation du sang dans, les veines. L'ouverture de la valve de surpression d'oxygène provoque au niveau du masque et du gilet une surpression. La surpression respiratoire interne induite dans 1e masque et donc, à l'intérieur de 1a poitrine du pilote est compensée par 1a surpression externe à la poitrine du pilote induite dans les vessies de gilet. Pour éviter les lésions, les pressions internes et externes doivent rester égales.
La protection contre les effets de l'altitude est assurée actuellement au moyen d'une source d'oxygène respirable reliée, par un détendeur et un conduit, à un masque à oxygène appliqué de façon aussi hermétique que possible sur 1e visage du pilote.
La protection contre les effets des accélérations est assurée par une combinaison dite anti-G et par une surpression d'oxygène appliquée dans 1e masque.
Le fonctionnement de ces moyens suppose en outre, la présence d'un détecteur, généralement à masselotte, d'accélération longitudinale par rapport au corps du pilote, .
et d'une valve dite anti-G située sur une source de gaz comprimé. Cette source est actuellement le réserve d'oxygène respirable.
La combinaison anti-G comporte un gilet et un pantalon. Ces deux éléments comportent des vessies reliées à
des tuyauteries. La tuyauterie des vessies de pantalon est reliée à 1a valve anti-G, 1a tuyauterie des vessies de gilet est reliée à une valve alimentant 1e masque en oxygène respirable.
Le fonctionnement est 1e suivant. En cas de mouvement de l'avion provoquant une accélération longitudinale dirigée de la téta vers les pieds du pilote; l'accéléromètre à
masselotte provoque l'ouverture progressive de 1a valve anti-G
et de 1a valve de mise en surpression du masque à oxygène.
L'ouverture de 1a valve anti-G provoque 1e gonflage des vessies de pantalon appliquant ainsi aux membres inférieurs du pilote une pression emp2chant l'accumulation du sang dans, les veines. L'ouverture de la valve de surpression d'oxygène provoque au niveau du masque et du gilet une surpression. La surpression respiratoire interne induite dans 1e masque et donc, à l'intérieur de 1a poitrine du pilote est compensée par 1a surpression externe à la poitrine du pilote induite dans les vessies de gilet. Pour éviter les lésions, les pressions internes et externes doivent rester égales.
2 Les équipements actuels présentent de nombreux inconvénients. L'emploi de l'oxygène respirable comme agent de gonflage oblige à employer des matériaux compatibles avec l'oxygène, ces matériaux vieillissent mal et i1 est nécessaire de les renouveler souvent. En cas d'incendie la présence d' oxyg8ne au contact du corps du p i 1 ote augmente 1 e r i sque et la gravité des brGlures. En cas de déchirure du gilet, l'oxygène n'arrive plus au masque.
L'efficacité du gilet suppose un ajustement sur la poitrine du pilote et un débit d'oxyg8ne capable de compenser sans retard les variations de volume de la cage thoracique, conditions que les équipements actuels réalisent mal.
Les moyens de protection actuels qui utilisent l'oxygène respirable comme agent de gonflage augmentent la consommation d'une ressource disponible en quantité limitée sur l'avion et donc diminuent potentiellement 1a durée des missions en haute altitude, cette diminution devenant drastique en cas de déchirure du pantalon ou du gilet. Dans ce dernier cas on accroît de plus les risques d'incendie car l'oxygène se répand dans la cabine.
Les moyens actuels ne permettent l'utilisation des lois de dilution de l'oxygène en fonction de l'accélération que de façon médiocre. En effet, comme 1e gi let est en série avec le masque du pilote, son volume mort empoche la concentration d'oxygène d'évoluer dans 1e masque simultanément avec celle en sortie de régulateur. I1 s'en suit que, lors d'une montée rapide de l'avion, la teneur en oxygène du mélange inspiré est insuffisante, ce qui n'est pas acceptable pour la sécurité du pilote.
Par ailleurs, en cas de panne de 1a valve anti-G, la surpression respiratoire n'est plus assurée. L'instant de gonflement des vessies destinées à protéger 1e pilote contre les accélérations est retardé, du fait de l'inertie du capteur (masselotte) et des équipements (valve anti-G, pantalon), réduisant ainsi l'efficacité de 1a protection du pilote. Le gonflage du pantalon se fait de manière brusque et uniformément, ce qui est très inconfortable pour 1e pilote qui ressent un effet de coup de poing et ne répond pas de manière
L'efficacité du gilet suppose un ajustement sur la poitrine du pilote et un débit d'oxyg8ne capable de compenser sans retard les variations de volume de la cage thoracique, conditions que les équipements actuels réalisent mal.
Les moyens de protection actuels qui utilisent l'oxygène respirable comme agent de gonflage augmentent la consommation d'une ressource disponible en quantité limitée sur l'avion et donc diminuent potentiellement 1a durée des missions en haute altitude, cette diminution devenant drastique en cas de déchirure du pantalon ou du gilet. Dans ce dernier cas on accroît de plus les risques d'incendie car l'oxygène se répand dans la cabine.
Les moyens actuels ne permettent l'utilisation des lois de dilution de l'oxygène en fonction de l'accélération que de façon médiocre. En effet, comme 1e gi let est en série avec le masque du pilote, son volume mort empoche la concentration d'oxygène d'évoluer dans 1e masque simultanément avec celle en sortie de régulateur. I1 s'en suit que, lors d'une montée rapide de l'avion, la teneur en oxygène du mélange inspiré est insuffisante, ce qui n'est pas acceptable pour la sécurité du pilote.
Par ailleurs, en cas de panne de 1a valve anti-G, la surpression respiratoire n'est plus assurée. L'instant de gonflement des vessies destinées à protéger 1e pilote contre les accélérations est retardé, du fait de l'inertie du capteur (masselotte) et des équipements (valve anti-G, pantalon), réduisant ainsi l'efficacité de 1a protection du pilote. Le gonflage du pantalon se fait de manière brusque et uniformément, ce qui est très inconfortable pour 1e pilote qui ressent un effet de coup de poing et ne répond pas de manière
3 satisfaisante aux lois d'équilibre entre la pression artérielle générée par l'accélération et 1a contre-pression exercée par 1e pantalon anti-G.
Enf i n , 1 e gonf 1 age un i forme pénal i se 1 e retour sangui n vers 1e coeur.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et notamment à fournir un équipement individuel du type décrit ci-dessus garantissant mieux 1a protection du pilote contre les effets de l'accélération, contre les effets de l'altitude, contre certains dommages provoqués éventuellement en combat, et acceptant des mélanges respiratoires conformes aux lois de dilution actuelles.
L'invention se propose ainsi de permettre d'utiliser des gaz ininflammables~pour assurer le gonflement du pantalon et du gilet, pour 1a protection du pilote contre les effets de l'accélération, tout en assurant à la fois l'alimentation du pilote en gaz respirable compatible avec les lois physiologiques de la protection contre l'hypoxie, et en permanence une pression égale dans le gilet et dans le masque du pilote afin d'éviter les lésions pulmonaires. De plus, le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de la valve anti-G, de réduire les consommations d'oxygène, de permettre 1e libre retour sanguin vers 1e coeur et, de façon générale, d'améliorer le confort du pilo~.e.
A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif destiné à assurer la protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène, un gilet de poitrine comportant au moins une vessie de gonflage raccordé par des tuyauteries à des détendeurs, un masque â oxygène raccordé à
1a source d'oxygène par un conduit et un détendeur, un pantalon anti-G comportant au moins une vessie de gonflage raccordée à des détendeurs eux-mémes montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, dispositif caractérisé en ce que le conduit de raccordement du masque à 1a source d'oxygène comporte un
Enf i n , 1 e gonf 1 age un i forme pénal i se 1 e retour sangui n vers 1e coeur.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et notamment à fournir un équipement individuel du type décrit ci-dessus garantissant mieux 1a protection du pilote contre les effets de l'accélération, contre les effets de l'altitude, contre certains dommages provoqués éventuellement en combat, et acceptant des mélanges respiratoires conformes aux lois de dilution actuelles.
L'invention se propose ainsi de permettre d'utiliser des gaz ininflammables~pour assurer le gonflement du pantalon et du gilet, pour 1a protection du pilote contre les effets de l'accélération, tout en assurant à la fois l'alimentation du pilote en gaz respirable compatible avec les lois physiologiques de la protection contre l'hypoxie, et en permanence une pression égale dans le gilet et dans le masque du pilote afin d'éviter les lésions pulmonaires. De plus, le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de la valve anti-G, de réduire les consommations d'oxygène, de permettre 1e libre retour sanguin vers 1e coeur et, de façon générale, d'améliorer le confort du pilo~.e.
A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif destiné à assurer la protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène, un gilet de poitrine comportant au moins une vessie de gonflage raccordé par des tuyauteries à des détendeurs, un masque â oxygène raccordé à
1a source d'oxygène par un conduit et un détendeur, un pantalon anti-G comportant au moins une vessie de gonflage raccordée à des détendeurs eux-mémes montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, dispositif caractérisé en ce que le conduit de raccordement du masque à 1a source d'oxygène comporte un
4 volume déformable situé à l'intérieur d'au moins une vessie de gonflage du gilet de poitrine.
L'invention a également pour objet un dispositif destiné à assurer 1a protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène, un gilet de poitrine comportant au moins une vessie de gonflage raccordée par des tuyauteries é des détendeurs montés sur une source de gaz sous pression, un masque à oxygène raccordé à la source d'oxygène par un conduit et un détendeur, un pantalon anti-G comportant des vessies de gonflage raccordées à des détendeurs eux-m8mes montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, dispositif caractérisé en ce que les différentes vessies de gonflage du pantalon anti-G' sont raccordées à des détenteurs dont les valeurs de pression de sorties sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération,, et dent 1a dérivée décroît proportionnellement à la distance du coeur du pilote à chacune des vessies gonflées par chacun des détendeurs.
Selon un mode préférentiel, les valeurs de pression de sortie des détendeurs sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération, et dont la dérivée est proportionnelle à 1a distance du coeur du pilote à chacune des vessies, compte tenu de la position du pilote dans l'avion par rapport à la résultante de l'accélération.
De préférence, 1a fonction croïssante continue tient également compte de 1a position des ailerons et des gouvernes de l'avion et/ou de l'altitude de celui-ci.
De préférence les moyens de détection des accélérations sont constitués par un capteur transformant les mouvements du manche de pilotage de l'avion en grandeur électrique, un intégrateur transformant cette grandeur en une résultante de commande, un calculateur de signal recevant d'une part 1a résultante de commande, et d'autre part une grandeur représentative de la combinaison de la vitesse de l'avion par rapport à l'air, de l'altitude, da la position des ailerons et des gouvernes de l'avion, et élaborant à partir de ces deux grandeurs, un signal représentatif de la résultante de l'accélération de l'avion décidée par le pilote, selon l'axe
L'invention a également pour objet un dispositif destiné à assurer 1a protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène, un gilet de poitrine comportant au moins une vessie de gonflage raccordée par des tuyauteries é des détendeurs montés sur une source de gaz sous pression, un masque à oxygène raccordé à la source d'oxygène par un conduit et un détendeur, un pantalon anti-G comportant des vessies de gonflage raccordées à des détendeurs eux-m8mes montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, dispositif caractérisé en ce que les différentes vessies de gonflage du pantalon anti-G' sont raccordées à des détenteurs dont les valeurs de pression de sorties sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération,, et dent 1a dérivée décroît proportionnellement à la distance du coeur du pilote à chacune des vessies gonflées par chacun des détendeurs.
Selon un mode préférentiel, les valeurs de pression de sortie des détendeurs sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération, et dont la dérivée est proportionnelle à 1a distance du coeur du pilote à chacune des vessies, compte tenu de la position du pilote dans l'avion par rapport à la résultante de l'accélération.
De préférence, 1a fonction croïssante continue tient également compte de 1a position des ailerons et des gouvernes de l'avion et/ou de l'altitude de celui-ci.
De préférence les moyens de détection des accélérations sont constitués par un capteur transformant les mouvements du manche de pilotage de l'avion en grandeur électrique, un intégrateur transformant cette grandeur en une résultante de commande, un calculateur de signal recevant d'une part 1a résultante de commande, et d'autre part une grandeur représentative de la combinaison de la vitesse de l'avion par rapport à l'air, de l'altitude, da la position des ailerons et des gouvernes de l'avion, et élaborant à partir de ces deux grandeurs, un signal représentatif de la résultante de l'accélération de l'avion décidée par le pilote, selon l'axe
5 longitudinal du corps de celui-ci.
De préférence, chaque détendeur est commandé par un organe de commande délivrant un signal représentatif de 1a résultante de l'accélération qui est ensuite modulé par 1e calculateur générateur de 1a fonction croissante continue à
l'intérieur de l'organe de commande, de façon que l'ouverture du détendeur soit progressive, assurant ainsi un meilleur confort au pilote.
Selon un mode préférentiel, le volume déformable situé
à l'intérieur des vessies de gonflage du gilet de poitrine est constitué par une toile souple et légère traversée par 1a tuyauterie de raccordement dont une partie rigide perforée est à l'intérieur du volume déformable du détendeur au masque, empéchant le collapsus de ce volume déformable.
De préférence, selon un autre mode, la source de gaz comprimé est réalisée par un prélèvement au niveau d'un étage de compresseur de l'un des moteurs de l'avion.
De préférence, on utilise des circuits de commande pour commander en séquence les différents détendeurs.
De préférence, les détendeurs sont commandés en séquence par les circuits de commande.
Selon un mode préférentiel, on réalisera un vétement monobloc couvrant toutes les parties du corps du pilote excepté 1e cou et 1a tête.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans 1a description détaillée non limitative d'un mode de réalisation de l'invention. Cette description sera faite en regard de 1a figure 1.
Cette figure montre, de façon schématique, les organes de commande et de régulation qui sont, pour une meilleure compréhension, représentés à une échelle plus grande que les vétements de protection (gilet et pantalon).
Les déplacements du manche pilote 1 de l'avion sont captés . par des capteurs 2 et transformés en signaux Ö
électriques. Ces signaux sont intégrés par rapport au temps dans l'intégrateur 3.
Le signal de sortie E1 de l'intégrateur 3 est envoyé
sur un transformateur de signal 4 dans lequel il est combiné à
un autre signal d'entrée E2 représentatif de la combinaison de 1a vitesse de l'avion par rapport à l'air avec l'altitude, la position des ailerons et des gouvernes de l'avion. Le signal de sortie G du calculateur générateur est ensuite traité dans un module de traitement et de répartition 5 qui élabore à
partir de ce signal qui est modulé par un signal reçu d'un calculateur de fonction 6 une série de n signaux distincts ou confus (sur la figure n = 5) de la forme Q(P) = G*GP, relation dans laquelle p <_ n.
Le générateur de fonction 6 module 1e signal G du calculateur de signal 4 à l'aide d'une fonction dont 1a "
dérivée est prédéterminée en fonction des différents paramètres relatifs à l'avion . vitesse, altitude, position des ailerons et des gouvernes. Le générateur de fonction 6 agit en quelque sorte comme un diviseur de 1a tension représentative de G qui est envoyée à chaque détendeur 7 commandant chaque vessie.
Le signe * indique que le signal de sortie 4(P) est la résultante d'une combinaison du signal G avec la fonction p(p) générée par 1e générateur de fonction 6.,..
f3(p) est une fonction spécifique de 1a partie du corps sur laquelle on veut exercer une pression externe par l'intermédiaire d'une vessie qui prend en compte d'une part la position de la vessie par rapport au coeur quand 1e pilote est installé aux commandes et d'autre part les lois des pressions inhérentes à chaque vessie.
Le signal Q(p) est utilisé pour commander l'ouverture électrique ou pneumatique de détendeurs 7, montés sur une arr i vée de gaz de serv i tude . Cette arri vée peut étre 1 ' un des étages de compression d'un moteur de l'avion. Chacun des détendeurs assure le gonflage d'une vessie, ou d'un groupe de vessies à la pression requise pour la vessie considérée et le confort du p i 1 ote . Su r 1 a f i Bure 1 , on s' est 1 i mi té au cas de quatre vessies ou groupe de vessies à savoir un groupe de 2 vessies 14 situées sur chacune des jambes du pantalon en liaison avec un détendeur 7-4, une vessie 13, sitùée au niveau du ventre reliée à un détendeur 7-3 et une vessie 2 située au niveau du bras reliée à un détendeur 7-1.
Un détendeur 7-2 est relié à la vessie 11 située au niveau du thorax duA pilote. Dans le cas de la réalisation représentée figure 1, on s'est limité à 4 détendeurs 7-1 à 7-4 permettant de gonfler à des pressions différentes les vessies 11, 12, 13 et 14 respectivement, donnant ainsi 1a possibilité
d'appliquer 4 pressions différentes à 4 parties du corps. Ces détendeurs sont liés à des organes de commande du module de répartition 5.
Un organe de commande 5-5 commande un détendeur 8 situé
sur une arrivée de gaz respirable 19. Ce gaz peut provenir d'une bouteille ou d'un dispositif à tamis moléculaire. Le gaz'' respirable est conduit au masque 15 par une tuyauterie 17 qui est raccordée de façon étanche à un volume déformable 10 qu'elle traverse de part en part. A l'intérieur du volume 10, une tuyauterie rigide comportant des trous 18 est destinée à.
empécher le collapsus du volume déformable. La poche est constituée d'une toile imperméable souple et légère.
Des variantes de réalisations non représentées sur la figure 1 peuvent comporter deux ou plusieurs groupes de vessies au niveau des jambes du pantalon..
Le fonctionnement est 1e suivant .
Le pilote par l'intermédiaire de son manche 1 commande simultanément 1a trajectoire de son avion et la protection anti-G associée. Les mouvements du manche sont transformés en signaux électriques par le capteur 2 puis intégrés par l'intégrateur 3. Ce signal est ensuite comparé aux paramètres avions . vitesse, altitude, position des ailerons, des gouvernes, etc, stockés dans le calculateur 4 éliminant ainsi toutes informations en provenance du manche qui ne sont pas liées à l'accélération. Ce signal est ensuite traité dans un module 5 de traitement et de répartition qui élabore un signal épuré spécifique à chaque vessie en tenant compte de la position de la vessie par rapport au coeur du pilote installé
ô
dans l'avion, de la pression à générer spécifiquement à chaque vessie.
Le signal qui vient des commandes de vol est modulé par un autre signal électrique qui provient du calculateur générateur de fonction avant d'étre envoyé au détendeur.
Ce module 5 envoie alors, en fonction de l'accélération réelle de l'avion n signaux spécifiques à chaque détendeur. Ce module reçoit d'un calculateur générateur de fonction 6 un signal dont la grandeur est déterminée en fonction de la partie du corps à lequel le e1 le est appl iquée, de sa position par rapport au coeur et de 1a loi de pression applicable. La vessie dont 1a pression est commandée par le moyen 5 est gonflée en gaz de servitude par les détendeurs 7.
Le but est d'obtenir une loi de gonflage particulière à
chaque vessie en fonction des parties du corps à protéger de' façon que 1a .dérivée de 1a fonction croissante continue spéc i f i que à chaque vess i e déc ro i sse à mesu re que 1 es vess 1 es sont situées de plus en plus près du coeur. De 1a sorte on obtient un gradient discontinu de pressions favorisant 1e i retour du sang vers le coeur et on évite l'effet de coup de poing.
L'idéal serait d'avoir un gradient continu de pression;
mais l'expérience montre qu'un pilote installé dans un avion nécessite quatre niveaux de pression dent deux au niveau du pantalon (bas, haut) et deux au niveau du gilet (manche, torse) pour obtenir une bonne amélioration du confort du pilote.
Les séquences et les pressions de gonflage sont telles que 1a valeur de la pression délivrée par le détendeur 7-2 qui commande le gonflage de la vessie 1, à l'intérieur de laquelle est située le volume déformable 10 est toujours égale â elle de la pression délivrée par 1e détendeur 8 qui commande l'arrivée de gaz respirable au masque 15:
Cette égalité est destdnée à assurer l'équilibre des pressions internes et' externes sur le thorax du pilote. Le volume déformabla 10 assure une régulation de cet équilibre.
En effet, gréce aux trous 18, le volume 10 est à 1a pression du masque 15, une surpression par rapport à la pression régnant dans la vessie 11 provoquant un accroissement du volume 10 et donc une diminution de la pression jusqu'à
l'équilibre. De méme une dépression serait compensée par une diminution du volume 10.
On compense de 1a sorte les variations de volume thoracique dues notamment à 1a respiration du pilote.
De préférence, chaque détendeur est commandé par un organe de commande délivrant un signal représentatif de 1a résultante de l'accélération qui est ensuite modulé par 1e calculateur générateur de 1a fonction croissante continue à
l'intérieur de l'organe de commande, de façon que l'ouverture du détendeur soit progressive, assurant ainsi un meilleur confort au pilote.
Selon un mode préférentiel, le volume déformable situé
à l'intérieur des vessies de gonflage du gilet de poitrine est constitué par une toile souple et légère traversée par 1a tuyauterie de raccordement dont une partie rigide perforée est à l'intérieur du volume déformable du détendeur au masque, empéchant le collapsus de ce volume déformable.
De préférence, selon un autre mode, la source de gaz comprimé est réalisée par un prélèvement au niveau d'un étage de compresseur de l'un des moteurs de l'avion.
De préférence, on utilise des circuits de commande pour commander en séquence les différents détendeurs.
De préférence, les détendeurs sont commandés en séquence par les circuits de commande.
Selon un mode préférentiel, on réalisera un vétement monobloc couvrant toutes les parties du corps du pilote excepté 1e cou et 1a tête.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans 1a description détaillée non limitative d'un mode de réalisation de l'invention. Cette description sera faite en regard de 1a figure 1.
Cette figure montre, de façon schématique, les organes de commande et de régulation qui sont, pour une meilleure compréhension, représentés à une échelle plus grande que les vétements de protection (gilet et pantalon).
Les déplacements du manche pilote 1 de l'avion sont captés . par des capteurs 2 et transformés en signaux Ö
électriques. Ces signaux sont intégrés par rapport au temps dans l'intégrateur 3.
Le signal de sortie E1 de l'intégrateur 3 est envoyé
sur un transformateur de signal 4 dans lequel il est combiné à
un autre signal d'entrée E2 représentatif de la combinaison de 1a vitesse de l'avion par rapport à l'air avec l'altitude, la position des ailerons et des gouvernes de l'avion. Le signal de sortie G du calculateur générateur est ensuite traité dans un module de traitement et de répartition 5 qui élabore à
partir de ce signal qui est modulé par un signal reçu d'un calculateur de fonction 6 une série de n signaux distincts ou confus (sur la figure n = 5) de la forme Q(P) = G*GP, relation dans laquelle p <_ n.
Le générateur de fonction 6 module 1e signal G du calculateur de signal 4 à l'aide d'une fonction dont 1a "
dérivée est prédéterminée en fonction des différents paramètres relatifs à l'avion . vitesse, altitude, position des ailerons et des gouvernes. Le générateur de fonction 6 agit en quelque sorte comme un diviseur de 1a tension représentative de G qui est envoyée à chaque détendeur 7 commandant chaque vessie.
Le signe * indique que le signal de sortie 4(P) est la résultante d'une combinaison du signal G avec la fonction p(p) générée par 1e générateur de fonction 6.,..
f3(p) est une fonction spécifique de 1a partie du corps sur laquelle on veut exercer une pression externe par l'intermédiaire d'une vessie qui prend en compte d'une part la position de la vessie par rapport au coeur quand 1e pilote est installé aux commandes et d'autre part les lois des pressions inhérentes à chaque vessie.
Le signal Q(p) est utilisé pour commander l'ouverture électrique ou pneumatique de détendeurs 7, montés sur une arr i vée de gaz de serv i tude . Cette arri vée peut étre 1 ' un des étages de compression d'un moteur de l'avion. Chacun des détendeurs assure le gonflage d'une vessie, ou d'un groupe de vessies à la pression requise pour la vessie considérée et le confort du p i 1 ote . Su r 1 a f i Bure 1 , on s' est 1 i mi té au cas de quatre vessies ou groupe de vessies à savoir un groupe de 2 vessies 14 situées sur chacune des jambes du pantalon en liaison avec un détendeur 7-4, une vessie 13, sitùée au niveau du ventre reliée à un détendeur 7-3 et une vessie 2 située au niveau du bras reliée à un détendeur 7-1.
Un détendeur 7-2 est relié à la vessie 11 située au niveau du thorax duA pilote. Dans le cas de la réalisation représentée figure 1, on s'est limité à 4 détendeurs 7-1 à 7-4 permettant de gonfler à des pressions différentes les vessies 11, 12, 13 et 14 respectivement, donnant ainsi 1a possibilité
d'appliquer 4 pressions différentes à 4 parties du corps. Ces détendeurs sont liés à des organes de commande du module de répartition 5.
Un organe de commande 5-5 commande un détendeur 8 situé
sur une arrivée de gaz respirable 19. Ce gaz peut provenir d'une bouteille ou d'un dispositif à tamis moléculaire. Le gaz'' respirable est conduit au masque 15 par une tuyauterie 17 qui est raccordée de façon étanche à un volume déformable 10 qu'elle traverse de part en part. A l'intérieur du volume 10, une tuyauterie rigide comportant des trous 18 est destinée à.
empécher le collapsus du volume déformable. La poche est constituée d'une toile imperméable souple et légère.
Des variantes de réalisations non représentées sur la figure 1 peuvent comporter deux ou plusieurs groupes de vessies au niveau des jambes du pantalon..
Le fonctionnement est 1e suivant .
Le pilote par l'intermédiaire de son manche 1 commande simultanément 1a trajectoire de son avion et la protection anti-G associée. Les mouvements du manche sont transformés en signaux électriques par le capteur 2 puis intégrés par l'intégrateur 3. Ce signal est ensuite comparé aux paramètres avions . vitesse, altitude, position des ailerons, des gouvernes, etc, stockés dans le calculateur 4 éliminant ainsi toutes informations en provenance du manche qui ne sont pas liées à l'accélération. Ce signal est ensuite traité dans un module 5 de traitement et de répartition qui élabore un signal épuré spécifique à chaque vessie en tenant compte de la position de la vessie par rapport au coeur du pilote installé
ô
dans l'avion, de la pression à générer spécifiquement à chaque vessie.
Le signal qui vient des commandes de vol est modulé par un autre signal électrique qui provient du calculateur générateur de fonction avant d'étre envoyé au détendeur.
Ce module 5 envoie alors, en fonction de l'accélération réelle de l'avion n signaux spécifiques à chaque détendeur. Ce module reçoit d'un calculateur générateur de fonction 6 un signal dont la grandeur est déterminée en fonction de la partie du corps à lequel le e1 le est appl iquée, de sa position par rapport au coeur et de 1a loi de pression applicable. La vessie dont 1a pression est commandée par le moyen 5 est gonflée en gaz de servitude par les détendeurs 7.
Le but est d'obtenir une loi de gonflage particulière à
chaque vessie en fonction des parties du corps à protéger de' façon que 1a .dérivée de 1a fonction croissante continue spéc i f i que à chaque vess i e déc ro i sse à mesu re que 1 es vess 1 es sont situées de plus en plus près du coeur. De 1a sorte on obtient un gradient discontinu de pressions favorisant 1e i retour du sang vers le coeur et on évite l'effet de coup de poing.
L'idéal serait d'avoir un gradient continu de pression;
mais l'expérience montre qu'un pilote installé dans un avion nécessite quatre niveaux de pression dent deux au niveau du pantalon (bas, haut) et deux au niveau du gilet (manche, torse) pour obtenir une bonne amélioration du confort du pilote.
Les séquences et les pressions de gonflage sont telles que 1a valeur de la pression délivrée par le détendeur 7-2 qui commande le gonflage de la vessie 1, à l'intérieur de laquelle est située le volume déformable 10 est toujours égale â elle de la pression délivrée par 1e détendeur 8 qui commande l'arrivée de gaz respirable au masque 15:
Cette égalité est destdnée à assurer l'équilibre des pressions internes et' externes sur le thorax du pilote. Le volume déformabla 10 assure une régulation de cet équilibre.
En effet, gréce aux trous 18, le volume 10 est à 1a pression du masque 15, une surpression par rapport à la pression régnant dans la vessie 11 provoquant un accroissement du volume 10 et donc une diminution de la pression jusqu'à
l'équilibre. De méme une dépression serait compensée par une diminution du volume 10.
On compense de 1a sorte les variations de volume thoracique dues notamment à 1a respiration du pilote.
Claims (10)
1. Dispositif destiné à assurer la protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène (19), un gilet de poitrine muni d'au moins une vessie de gonflage (11) raccordée par une tuyauterie à un détendeur monté sur une source de gaz sous pression, un masque à oxygène (15) raccordé à ladite source d'oxygène (19) par un conduit (17) et un détendeur (8), un pantalon anti-G comportant au moins une vessie de gonflage raccordée à un détendeur, lui-même monté sur une source commune ou séparée de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accé-lération, caractérisé en ce que le conduit de raccordement (17) du masque (15) à la source d'oxygène (19) comporte un volume déformable (10) situé à l'intérieur de la vessie de gonflage (11) du gilet de poitrine.
2. Dispositif destiné à assurer la protection physiologique des pilotes d'avion contre les effets de l'altitude et des accélérations, comportant une source d'oxygène (19), un gilet de poitrine comportant au moins une vessie de gonflage (11) raccordée par des tuyauteries à
des détendeurs montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression (9), un masque à oxygène (15) raccordé à
ladite source d'oxygène (19) par un conduit (17) et un détendeur (8), un pantalon anti-G comportant des vessies de gonflage raccordées à des détendeurs eux-mêmes montés sur une source de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, caractérisé en ce que les vessies de gonflage du pantalon anti-G (13,14) sont raccordées auxdits détendeurs (7) dont les valeurs de pressions de sorties sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération, et dont la dérivée décroît proportionnellement à la distance du coeur du pilote à chacune des vessie gonflées par chacun desdits détendeurs (7).
des détendeurs montés sur une source commune ou séparée de gaz sous pression (9), un masque à oxygène (15) raccordé à
ladite source d'oxygène (19) par un conduit (17) et un détendeur (8), un pantalon anti-G comportant des vessies de gonflage raccordées à des détendeurs eux-mêmes montés sur une source de gaz sous pression, des moyens pour détecter les accélérations élaborant un signal représentatif de l'accélération, caractérisé en ce que les vessies de gonflage du pantalon anti-G (13,14) sont raccordées auxdits détendeurs (7) dont les valeurs de pressions de sorties sont calculées à partir d'une fonction croissante continue du signal représentatif de l'accélération, et dont la dérivée décroît proportionnellement à la distance du coeur du pilote à chacune des vessie gonflées par chacun desdits détendeurs (7).
3. Dispositif selon la revendication 2, carac-térisé en ce que les valeurs de pression de sortie des détendeurs (7) sont calculées à partir d'un fonction croissante continue du signal représentatif de l'accé-lération, et dont la dérivée est proportionnelle à la distance du coeur du pilote à chacune des vessies, compte tenu de la position du pilote dans l'avion par rapport à la résultante de l'accélération.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la fonction croissante continue tient également compte de la position des ailerons et des gouvernes de l'aviation et/ou de l'altitude de celui-ci.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détection des accélérations sont constitués par un capteur (2) transformant les mouvements du manche de pilotage de l'avion en grandeur électrique, un intégrateur (3) transformant cette grandeur en une résultante de commande, un calculateur de signal (4) recevant d'une part la résultante de commande et d'autre part une grandeur représentative de la combinaison de la vitesse de l'avion par rapport à l'air, de l'altitude, de la position des ailerons et des gouvernes de l'avion, et élaborant, à
partir de ces deux grandeurs, un signal représentatif de la résultante de l'accélération de l'avion décidée par le pilote, selon l'axe longitudinal du corps de celui-ci.
partir de ces deux grandeurs, un signal représentatif de la résultante de l'accélération de l'avion décidée par le pilote, selon l'axe longitudinal du corps de celui-ci.
6. Dispositif selon l'une quelconque des reven-dications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque détendeur (7) dudit pantalon anti-G est commandé par une organe de commande (5) délivrant un signal représentatif de la résultante de l'accélération qui est ensuite modulé par un calculateur générateur (6) de la fonction croissante continue à l'intérieur de l'organe de commande, de façon que l'ouverture de chaque détendeur (7) dudit pantalon anti-G soir progressive.
7. Dispositif selon la revendication 1, carac-térisé en ce que le volume déformable (10) est constitué
par une toile souple et légère traversée par la tuyauterie raccordement (17) dont une partie rigide perforée (18) est à l'intérieur du volume déformable (10) du détendeur (8) au masque (15).
par une toile souple et légère traversée par la tuyauterie raccordement (17) dont une partie rigide perforée (18) est à l'intérieur du volume déformable (10) du détendeur (8) au masque (15).
8. Dispositif selon la revendication 2, carac-térisé en ce que la source de gaz sous pression (9) est un prélèvement au niveau d'un étage de compresseur de l'un des moteurs de l'avion.
9. Dispositif selon la revendication 2, carac-térisé en ce que les détendeurs (7-1, 7-2...) dudit pantalon anti-G sont commandés en séquence par des circuits de commande (5-1...5-2...5n).
10. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à un ensemble monobloc constitué d'un vêtement couvrant toutes les parties du corps du pilote excepté le cou et la tête.
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