EP1937381B1 - Simulateur de chutes libres apte a presenter un environnement visuel simule - Google Patents

Simulateur de chutes libres apte a presenter un environnement visuel simule Download PDF

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EP1937381B1
EP1937381B1 EP06808262A EP06808262A EP1937381B1 EP 1937381 B1 EP1937381 B1 EP 1937381B1 EP 06808262 A EP06808262 A EP 06808262A EP 06808262 A EP06808262 A EP 06808262A EP 1937381 B1 EP1937381 B1 EP 1937381B1
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EP
European Patent Office
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free
fall
wind tunnel
wall
vein
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EP06808262A
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English (en)
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EP1937381A1 (fr
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Nicolas Gil
Olivier Basone
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Individual
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00Amusement arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00Amusement arrangements
    • A63G2031/005Skydiving

Definitions

  • the present invention relates to a device for simulating free fall as practiced by the paratroopers by means of a vertical wind tunnel, ie means intended to maintain substantially stationary at least one person in a position of free fall in an upward vertical airflow. More particularly, the invention relates to a free-fall simulator comprising means for representing a simulated external visual environment during the simulated free fall.
  • the vertical wind tunnels used in the aerodynamic research centers have inspired the developers of freefall simulators. Despite their relatively high costs, these vertical wind tunnels allow, when their power is sufficient, to ensure the stationary position of a parachutist in free fall condition in a stream of vertical aerodynamic flow in which the air flows from the bottom to the top of the vein and with speeds compatible with maintaining the parachutist in a stable vertical position, typically from 40 m / s to 70 m / s.
  • the walls of the aerodynamic vein are made of a flexible material such as a fabric or a sheet of a transparent material, but rigid structures are disposed near the flexible walls of the aerodynamic stream to which these walls are connected by sails.
  • This arrangement of the aerodynamic vein and its holding does not guarantee that the person moving in a state of free fall will not hit a rigid structure in case of impact against the wall of the flexible aerodynamic vein, let alone in case of failure flexible wall, for example a tear.
  • This type of device makes it possible to generate images on relatively large surfaces but has the drawbacks of presenting an image with lines forming a grid corresponding to the edges of the screens, of being very heavy and bulky, therefore of a difficult installation and also of place on the wall of the aerodynamic vein rigid structures, including screens and their indispensable supports.
  • the part that can be used by persons in simulated free fall consists of a vertical channel of substantially cylindrical section under which is placed a set of propellers generating the air flow accelerated upwards, the whole being maintained in a closed building made of concrete. or metal and that allows the return of air down the vertical channel.
  • the vertical channel consists of a rigid outer wall of translucent material and an inner wall made of a flexible and transparent elastic material attached to the ends of the rigid outer wall to maintain a space of about 10 cm between the flexible wall and the exterior wall.
  • Projection means project images onto the translucent outer wall and the images can be seen by people moving in the volume defined by the transparent elastic inner wall.
  • a first disadvantage of such a simulator lies in the complexity of the vertical channel.
  • the vertical channel is formed of two main elements which increases the complexity and the cost.
  • Another disadvantage is related to the proximity of the inner wall relative to the rigid outer wall which would not prevent a person striking the elastic inner wall with a certain force also hit the rigid wall if not at the cost of a extreme tension of the inner wall which would reduce the ability to deform and make it vulnerable to any beginning of tearing and, in any case, would not allow in case of tearing of the inner wall to avoid shock against the rigid wall.
  • the present invention provides a jump simulator that is both easy to install and easy to implement, provides maximum security for users, and architecture that provides a visual representation of the 360-degree environment. during the simulated free fall.
  • the free-fall simulator comprises wind power generating means for generating an air flow of a speed compatible with the maintenance in a state of free fall of at least one person in an aerodynamic stream.
  • substantially vertical axis consisting of a flexible material film, resistant and inelastic, such as a fabric having the shape of a tube only attached to two frames positioned at the ends of the tube, the flexible material film constituting the vein being stretched in the longitudinal direction of the tube by the only means of a holding superstructure to which frames are attached.
  • the aerodynamic stream wall is made in a single expandable panel flexible film closed on itself by means of a line of fasteners to form the tube of the aerodynamic stream.
  • said superstructure is of such dimensions that the flexible wall of the aerodynamic stream is sufficiently far away from any rigid element of the superstructure so that the person in a simulated fall state can not hit a rigid structure in the event of loss of control of his position. in the aerodynamic vein.
  • the wind generator means comprise at least one motor preferably located in a chamber, at least one propeller and a rectifier-diffuser.
  • the rectifier-diffuser is located at the upper part of the chamber containing the at least one motor and the superstructure maintains the aerodynamic vein vertically above and substantially in the axis of the rectifier-diffuser.
  • the air to be accelerated in the aerodynamic vein enters a chamber comprising the at least one motor by at least one opening made in a wall of the chamber.
  • the wind power generation means are advantageously installed in a fixed manner in all or part of a transport container.
  • the film made of flexible material constituting the wall of the aerodynamic vein is translucent and makes it possible, by acting as a screen, to project the outside of the vein with visible images from the inside of the the vein.
  • images capable of simulating the visual effect of the free fall are projected by at least one projector located outside the vein or by a plurality of projectors making it possible to cover a visual field of 360 degrees in a horizontal plane.
  • the projectors are advantageously attached to the superstructure for maintaining the aerodynamic vein.
  • the projected images incorporate in real time the image of at least one person filmed in a state of free fall in another free-fall simulator.
  • the aerodynamic vein and other elements of the free-fall simulator are protected from the weather, and possibly from excessive light with regard to the penumbra necessary for a good contrast of the projected images, by means of cover such as a tarpaulin and or panels, which means advantageously take advantage of the aerodynamic vein holding superstructure while maintaining the conditions of openings or airtightness necessary for the correct aerodynamic operation of the simulator.
  • Control and control means are provided to monitor the operation of the free-fall simulator and the evolutions of the person in a state of free fall as well as to act on the operation of the simulator.
  • the free-fall simulator comprises wind generator means 1 capable of ensuring the acceleration of the air in an aerodynamic vein, an aerodynamic stream 2 of dimensions adapted to the evolutions of at least one person 6 in a situation of free fall, means 3 for generating real or simulated images of an external visual environment for the person moving in the aerodynamic vein, means 4 for controlling and controlling the wind tunnel and image generation means, a superstructure 5 able to maintain these various means and possible accessory means and to support means of protection vis-à-vis the external environment.
  • these means and said superstructure are made to ensure the transportability of the entire simulator for example in one or more containers whose dimensions are compatible with the traditional means of transport by road, rail, sea or by air.
  • the example of a given detailed description of a free-fall simulator according to the invention essentially corresponds to the case of a free-fall simulator having the capacity to be easily transported for simplified delivery or commissioning or for a mobile use in order to discover the freefall to the greatest number of people in skydiving clubs or in public events.
  • the wind power generator means 1 comprise at least one engine 10 whose power is calculated according to the mean section 23 of the aerodynamic stream 2 and the desired speed of the vertical flow of air into the vein.
  • This motor or these motors 10 which are electric or thermal, drive, if necessary via reducers and or angle deflectors, not shown, one or more propellers 11 whose characteristics are also established from the characteristics of the aerodynamic vein 2 and characteristics of the desired aerodynamic flow.
  • the determination of the total power required and the detailed characteristics of the propeller or propellers is a known means for the calculation of aerodynamic wind tunnels.
  • one or more heat engines for example diesel-type engines, capable of supplying powers of the order of 1000 KW which are necessary to drive the propeller (s). 11 of the blower of a simulator according to the invention.
  • the number of propellers 11 and motors 10 is selected as a function of the average section 23 of the aerodynamic stream 2 and the power of the available engines. Economic criteria may also lead to the selection of less powerful engines in greater numbers for example.
  • the engine (s) 10 of the wind power generation means are installed in a chamber 12, which chamber 12 is designed to receive at its upper portion 13 the aerodynamic vein 2.
  • the propeller (s) 11 are mounted with their axes of rotation 14 substantially vertical so to generate a flow of air 15 facing upwards.
  • the air 15 thus accelerated is taken from the chamber 12 where the motor or motors 10 are located, which improves the cooling of all the motors 10 and any gearboxes.
  • At least one opening 17 is provided in the wall of the chamber 12 to allow the arrival of air 18 essential to the operation of the aerodynamic stream 2.
  • a or fuel tanks 70 are provided to provide the desired autonomy to the wind tunnel. These tanks 70 and the arrival hoses and fuel return are carried out in accordance with the rules of art and safety standards in force. For example, if the simulator is roaming, the fuel reserve is divided into several tanks 70 to not exceed a volume of 500 liters per tank, maximum allowed by certain standards for mobile installations, and the tank or tanks 70 are preferably isolated from the engine (s) 10 to limit the risks in the event of the beginning of fire. In particular fire and fire protection means (not shown in the figures) are installed as much as needs in the chamber 12 of the engine or engines.
  • This diffuser-diffuser 19 is intended to stabilize the aerodynamic flow 15 accelerated by the propeller (s) 11 which is particularly turbulent after passing through the propeller (s). .
  • this rectifier-diffuser 19 is made with a grid consisting of thin walls of a sufficient height so that the flow is stabilized during its crossing.
  • the chamber 1 containing the engine (s) 10, the propeller (s) 11, optionally the diffuser rectifier 19 and possibly fuel tanks 70 in the case of the use of heat engines are advantageously installed in one or several containers of the size of road, rail, sea or air transport.
  • this or these containers are able to receive elements from other parts of the simulator, after their disassembly, to facilitate the transport of the fall simulator.
  • a chamber 1 In a container of traditional dimensions that is approximately 3 meters wide, 12 meters long and 2.6 meters high, it is thus possible to make a chamber 1 with a length of about 4 meters and the width of the container, sufficient to contain the motor (s) 10, the propeller (s) 11 and the diffuser-diffuser 19. The remaining space is about 8 meters along the length of the container allows the installation or storage during transport of other means associated with the simulator .
  • This vein 2 corresponds to a tube of substantially vertical axis, having one end base 21 and an upper end 22 and preferably substantially cylindrical or slightly conical flared upwardly.
  • the upper end section 22 is larger than that of the lower end 21 to create in the aerodynamic vein 2 a negative speed gradient from the bottom upwards, gradient whose effect is favorable. the stability on the height position in the vein 2 of the person 6 in a state of free fall.
  • the middle section 23 is preferably substantially circular but other sections are possible, for example elliptical sections or polygonal sections.
  • the dimensions transverse to the aerodynamic flow 15 of the lower section 21 of the vein 2 are limited to about 3 meters.
  • the upper section 22 of the vein 2 has for example 3.6 meters in its transverse dimensions to the aerodynamic flow 15 and for example of the order of 4 meters in its useful height in the direction of the aerodynamic flow Between the lower and upper ends 21 and 22.
  • the side wall 24 of the aerodynamic vein 2 in which the persons 6 are moving in a state of free fall is produced by means of a film of flexible material.
  • This film for example a fabric chosen for its strength and stability dimensional, is assembled to form a tube whose length and perimeters at the ends correspond to those sought for the length of the aerodynamic vein 2 and the perimeters of its end sections 21, 22.
  • fabrics made with synthetic fibers of materials such as polyesters or aramids, for example Dacron® or Kevlar®, widely used for aeronautical applications or for the manufacture of the sails of boats.
  • the tube forming the wall 24 of the aerodynamic stream 2 is made by means of a panel, said film of flexible material, developable and closed on itself to bring edge to edge the opposite sides of the panel substantially oriented along a generator of the tube.
  • the contiguous edges are assembled by means of a line of fasteners 27 whose resistance is at least the same level as that of the film of flexible material.
  • the fasteners are for example made by means of zippers or laces passing through eyelets or hook fabrics such as Velcro® or combinations of these means.
  • the fastening means are chosen to allow rapid opening and closing of the wall 24 to a height sufficient to allow the passage of the person 6 before or after a simulated jump.
  • the tensioning and the maintenance of the fabric constituting the wall 24 of the aerodynamic vein 2 between its two end frames 28, 29 is made by connecting said frames 28, 29 to the superstructure 5 whose rigid elements are remote from the wall 24 of the aerodynamic stream 2 and which ensures the maintenance in the correct position of the frames end 28, 29.
  • the lower frame 28 is fixed above or around the outlet of the diffuser 19 and so as to force the flow of air 15 accelerated by the one or more propellers 11 to penetrate into the aerodynamic stream 2.
  • the upper frame 29 is attached to the upper part of the superstructure.
  • At least one of the two frames 28, 29 is fixed by means of tensioners, not shown, for example screw tensioners or hydraulic tensioners, which facilitate the assembly of the aerodynamic stream 2 and to apply to the film of flexible material the desired tensioning forces.
  • tensioners for example screw tensioners or hydraulic tensioners
  • the elastic means are interposed in series with the fasteners of at least one of the two frames to give the concerned frames the possibility of slight displacements in order to limit the forces in the flexible material film.
  • shock in the aerodynamic vein 2 during its use.
  • This architecture of the aerodynamic vein 2 allows, in addition to its relatively easy assembly and disassembly, to limit the risk of serious injury to the person 6 moving in a state of free fall in case of shocks against the wall 24, avoiding any possibility of contact with a rigid structure.
  • the forces induced in said film are taken into account because of the risks of shocks in addition to the tension forces of the assembly and the forces related to the aerodynamic flows.
  • another important feature of the wall 24 of the aerodynamic vein 2 is its ability to serve as an image projection screen.
  • the film of flexible material retained, in addition to its essential mechanical characteristics, is translucent so that images projected from outside the aerodynamic vein 2 on the outer face 35 of said vein are satisfactorily visible on the face interior 36 of the wall 24 of the vein by the person 6 in a state of free fall.
  • Some films made of flexible materials made from fibers of synthetic materials already mentioned have sufficient translucency characteristics, without transparency or excessive opacity, to ensure this screen function.
  • At least three projectors are arranged around the aerodynamic vein to ensure a correct representation of the external environment 360 ° in the horizontal plane.
  • the projectors 31 have, if necessary, means for correcting the image.
  • geometry of images such as lenses 32 anamorphosors or images shaped before projection by electronic means 33 associated with the projectors 31 when using video projectors, to take into account the fact that the screen constituted by the wall 24 of the aerodynamic stream 2 is curved.
  • a superstructure 5 is disposed above the chamber 12 containing the wind generator means 1. This superstructure ensures the positioning and the maintaining the frames 28 and 29 located at the ends of the aerodynamic vein 2.
  • this superstructure 5 takes into account the extreme case of a failure of the flexible wall 24 of the aerodynamic vein 2 and furthermore of the mattresses 52, for example with a foam filling, are if necessary arranged to protect particular areas against which the person 6 in a state of free fall could be made to have contacts.
  • the distance between the wall 24 of the aerodynamic stream 2 and the vertical uprights of the superstructure 5 is substantially at least equal to the average diameter of the aerodynamic stream 2, ie about 3 meters in the embodiment example. given detail of the invention.
  • this superstructure 5 supports means 53 for protecting the aerodynamic vein 2 and its associated means 1, 3, 4 of the environment, wind and rain in particular, when the free-fall simulator is not installed in a protected location such as inside a building.
  • these protection means 53 or other dedicated means are able to create around the aerodynamic vein 2 a dark enough environment to ensure sufficient contrast of the projected images on the translucent walls 24 of the vein 2 when the free fall simulator is equipped with means 3 for representing the external visual environment.
  • These protection means 53 consist for example of more or less opaque panels attached to the superstructure or a tarpaulin of the type used for the realization of marquees intended for the reception of the public and resting on the superstructure 5 or on secondary structures (not shown).
  • these protection means 53 resting on the superstructure 5 also cover the chamber 12 in which are installed the motors 10 or at least the opening or openings 17 of the chamber 12 through which the air 18 which is accelerated in the aerodynamic vein 2.
  • the space 54 between the wall 24 of the aerodynamic vein 2 and the wall of these protection means 53 serves as a circulation zone for the return of air between the outlet 22 of the vein and the openings 17 of the engine chamber.
  • This space is therefore also sized to have a sufficient section so that the flow of air flowing in the wind tunnel can be assured without loss of excessive loads.
  • a receiver adapted by its structure and its forms to direct the air coming out of the aerodynamic vein towards the sides and downwards around the aerodynamic vein 2 is disposed near the exit 22 of the vein, at its upper part.
  • these protection means 53 protect the aerodynamic vein 2 and its ancillary elements 1, 3, 4. In all cases, these protection means 53 are designed so as not to interfere with the aerodynamic flow. arrival of the outside air to the opening or openings 17 of the chamber 12 of the engines. Above the aerodynamic vein 2, at the upper part of the protection means 53, one or more openings are provided to let the air leaving the aerodynamic stream 2 to the ambient air. This or these openings are preferably surmounted by a receiver 56 to prevent rain or foreign bodies, and possibly light, do not can enter the protected area of the aerodynamic vein 2 but without hindering the flow of air to pass to the open air.
  • the superstructure 5 is made with dimensions sufficient for the projectors 31 associated with the visual environment representation system 3 during the free fall to be fixed in a safe and stable manner with respect to the aerodynamic vein 2.
  • the dimensions of the superstructure 5 are compatible with the positioning of the spotlight (s) 31 at a sufficient distance from the wall 21 of the aerodynamic stream 2 which serves as a projection screen so that this or these projectors 31 operate from satisfactory way.
  • the precision and the stability of these projectors 31 are necessary so that the projected images are sufficiently stable and for the quality of the rendering of the whole of the scene notably in the connection areas of the images projected by the different projectors 31, when several projectors 31 are used.
  • the superstructure consists of a set of beams 51 equipped with removable links 57, by bolting end caps (not shown) for example, in order to ensure the assembly and possibly the dismantling for its transport of the free fall simulator.
  • the simulator comprises in particular at least one control and control station 4 which allows from a cockpit 41 of the simulator to monitor the parameters of the simulator and its equipment.
  • the control part comprises at least the means for controlling the power of the blower to act in particular on the speed of the flow of air in the aerodynamic vein, a speed which differs in particular according to the weight of the person 6 to maintain in state simulated free fall, and also includes control devices of safety-related devices, such as emergency stop commands or related to fire safety means.
  • control and control means can be automated.
  • the free-fall simulator also comprises at least one surveillance camera 42 making it possible to observe the person 6 in the aerodynamic vein 2 by means of at least one video monitor 43 near the control and control station.
  • a camera 42 is placed outside the part of the vein 2 or can evolve the person 60 in free fall state, for example in the upper part, above a protective net 25 which limits the useful upper position of the aerodynamic vein, or lower part, below a thread 26 which limits the useful lower position.
  • This camera 42 and or other cameras, associated or not, also serves if needs to record the evolutions of the person 6 in a state of free fall.
  • the skydiver in training thus has the opportunity to review his simulated jump and to analyze his faults and the corrections of attitudes that he has to work.
  • people who have performed a free fall simulation have the possibility to keep a recording in memory of their experience of free fall.
  • the images of the person 6 in free fall state in a simulator can be sent in real time means 3 for representing the simulated visual environment of the other simulators operating in a coordinated manner so that said images are inserted into the images projected in this or these other simulators.
  • means 7 are associated with the free-fall simulator, for example means 71 for access to the aerodynamic vein 2, an area 72 for preparing people for the simulated fall, means 73 to wait for the public waiting for a simulated fall.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de simulation de chute libre telle qu'elle est pratiquée par les parachutistes au moyen d'une soufflerie verticale, c'est à dire des moyens destinés à maintenir sensiblement stationnaire au moins une personne en position de chute libre dans un écoulement d'air vertical ascendant. Plus particulièrement l'invention concerne un simulateur de chute libre comportant des moyens de représentation d'un environnement visuel extérieur simulé pendant la chute libre simulée.
  • L'entraînement des parachutistes à la chute libre pour apprendre et améliorer les mouvements et attitudes devant être réalisés pendant la phase de chute libre a révélé de longue date le besoin de moyens économiques et sûrs, indépendant des conditions météorologiques nécessaires aux largages à partir d'un avion, pour permettre l'apprentissage et l'entraînement en toutes saisons.
  • Des moyens relativement simples dans lesquels le parachutiste est accroché au niveau du corps et des membres au dessus du sol au moyen de suspentes élastiques ont été réalisés. Ces suspentes élastiques permettent de placer les parachutistes dans certaines conditions caractéristiques de la chute en assurant la séparation du sol dans une attitude proche de celle de la chute libre et en conservant la possibilité de réaliser des mouvements notamment sous la conduite ou le contrôle d'un instructeur.
  • De tels moyens, s'ils sont économiques, sont toutefois très loin d'être représentatifs de la réalité des phénomènes physiques rencontrés au cours de la chute libre et ne permettent pas au parachutiste de ressentir les effets de la chute ni ne lui permettent de s'entraîner correctement au contrôle de sa position pendant la chute.
  • Les souffleries verticales utilisées dans les centres de recherches en aérodynamique ont inspiré les réalisateurs de simulateurs de chute libre. Malgré leurs coûts relativement élevés, ces souffleries verticales permettent, lorsque leur puissance est suffisante, d'assurer la position stationnaire d'un parachutiste en condition de chute libre dans une veine d'écoulement aérodynamique vertical dans laquelle l'air s'écoule du bas vers le haut de la veine et avec des vitesses compatibles au maintien du parachutiste en position verticale stable, typiquement de 40 m/s à 70 m/s.
  • Différentes souffleries verticales de ce type pour simulateur de chute ont été conçues dont les caractéristiques sont variables en fonction des objectifs de leurs concepteurs. Ainsi certaines souffleries sont d'un diamètre et d'une puissance suffisants pour autoriser la simulation de chute de deux ou trois parachutistes simultanément en vue de l'entraînement aux figures réalisées lors des concours de sauts.
  • Ont trouve des exemples de tels simulateurs de chutes libres dans les brevets US 3484953 ou GB 2094162 . Ces deux brevets présentent des simulateurs de chutes libres réalisés suivant le modèle des souffleries à veines aérodynamiques fermées dans lesquelles l'air, accéléré dans la veine de la soufflerie où évoluent le ou les parachutistes, suit un trajet fermé entre la sortie de ladite veine et son introduction dans la même veine après être passé dans la ou les hélices qui génèrent l'écoulement aérodynamique. Dans ces réalisations, les infrastructures des souffleries sont par exemple réalisées en béton et fixes en raison de leurs dimensions et de leurs masses.
  • Pour équiper à des coûts inférieurs les centres de parachutisme et également pour réaliser des simulateurs de chutes libres destinés à la découverte des sensations de la chute libre par le public dans les foires et autres lieux d'animation, des simulateurs de chutes libres de construction plus légère et ou transportables ont été imaginés.
  • Des exemples de telles réalisations sont donnés dans le brevet GB 2062557 , qui met en oeuvre une architecture de soufflerie à veine aérodynamique fermée comme dans les exemples cités précédemment, ou dans la demande de brevet WO 83/01380 qui fonctionne en veine aérodynamique ouverte, c'est à dire dans laquelle l'air entrant dans la veine est prélevé dans la masse d'air ambiant et est rejeté à la sortie de la veine dans l'air ambiant à la partie supérieure du simulateur.
  • Tous ces simulateurs présentent des moyens plus ou moins élaborés pour accéder à la veine d'essai mais, en dehors de filets de protection ou de capitonnage des parois de la veine aérodynamique dans laquelle évoluent les parachutistes à l'entraînement, ils n'assurent pas intrinsèquement la sécurité des personnes réalisant un saut simulé.
  • Dans la demande WO 83/01380 déjà citée, les parois de la veine aérodynamique sont réalisées dans un matériau souple tel qu'un tissu ou une feuille d'un matériau transparent, mais des structures rigides sont disposées à proximité des parois souples de la veine aérodynamique auxquelles ces parois sont reliées par des voiles. Cette disposition de la veine aérodynamique et de son maintien ne permet pas de garantir que la personne évoluant en état de chute libre ne heurtera pas une structure rigide en cas de choc contre la paroi de la veine aérodynamique souple, et encore moins en cas de défaillance de la paroi souple, par exemple une déchirure.
  • Malgré les protections personnelles qui sont utilisées, notamment les casques et les combinaisons spéciales, les incidents et les accidents ne sont pas exceptionnels lors de l'utilisation de tous ces types de simulateurs de chute, même par des personnes qui pratiquent régulièrement la chute libre.
  • Pour améliorer encore le réalisme de la simulation, des moyens de représentation visuelle de l'environnement lors du saut ont été proposés pour être associés à certaines de ces souffleries verticales utilisées comme simulateurs de chutes libres. Le brevet US 5655909 propose de simuler l'environnement visuel du parachutiste au moyen d'écrans sur au moins une partie de la veine aérodynamique dans laquelle le parachutiste évolue lorsqu'il exécute un saut simulé. La solution proposée consiste à remplacer une partie de la paroi de la veine par un dispositif de présentation d'images avec de multiples écrans, dispositif parfois connus sous le nom de mur d'images. Ce type de dispositif permet de générer des images sur de relativement grandes surfaces mais présente les inconvénients de présenter une image avec des lignes formant un quadrillage correspondant aux bords des écrans, d'être très lourds et volumineux donc d'une installation difficile et également de placer sur la paroi de la veine aérodynamique des structures rigides, notamment les écrans et leurs indispensables supports. Les conséquences, si la personne évoluant dans la veine aérodynamique heurte la paroi de ladite veine, sont dans ce cas aggravées par le fait que le système de représentation visuelle de l'environnement rend quasiment impossible le capitonnage des parois de la veine.
  • La solution proposée par la demande de brevet WO 00/59595 cherche à apporter une solution à la fois au problème de la sécurité des personnes et de la représentation visuelle de l'environnement avec dans ce cas un simulateur de chute libre à veine fermée.
  • La partie utilisable par les personnes en chute libre simulée consiste en un canal vertical de section sensiblement cylindrique sous lequel est placé un ensemble d'hélices générant le flux d'air accéléré vers le haut, le tout étant maintenu dans un bâtiment fermé réalisé en béton ou en métal et qui permet le retour de l'air vers le bas du canal vertical.
  • Le canal vertical est constitué d'un mur extérieur rigide en matériau translucide et d'une paroi intérieure réalisée dans un matériau élastique souple et transparent fixé aux extrémités du mur extérieur rigide pour maintenir un espace d'environ 10 cm entre la paroi souple et le mur extérieur.
  • Des moyens de projection assurent la projection d'images sur le mur extérieur translucide et les images peuvent être vues par des personnes évoluant dans le volume défini par la paroi intérieure élastique transparente.
  • Un premier inconvénient d'un tel simulateur réside dans la complexité du canal vertical.
  • D'une part le canal vertical est formé de deux éléments principaux ce qui en augmente la complexité et le coût.
  • D'autre part, compte tenu de leurs dimensions nécessaires et de leurs caractéristiques tant mécaniques que optiques les matériaux du mur extérieur et de la paroi intérieure son potentiellement difficiles à trouver et certainement coûteux.
  • Un autre inconvénient est lié à la proximité de la paroi intérieure par rapport au mur extérieur rigide qui ne permettrait pas d'éviter qu'une personne heurtant la paroi intérieure élastique avec une certaine force ne heurte également le mur rigide sinon au prix d'une tension extrême de la paroi intérieure qui en réduirait d'autant les aptitudes à se déformer et le rendrait vulnérable à toute amorce de déchirure et, en tout état de cause, ne permettrait pas en cas de déchirement de la paroi intérieure d'éviter un choc contre le mur rigide.
  • La présente invention propose un simulateur de saut à la fois aisé à installer et à mettre en oeuvre, qui offre un maximum de sécurité pour les utilisateurs et dont l'architecture lui permet de disposer d'une représentation visuelle de l'environnement sur 360 degrés pendant la chute libre simulée.
  • Plus particulièrement, le simulateur de chute libre suivant l'invention comporte des moyens aérogénérateurs de puissance pour générer un flux d'air d'une vitesse compatible avec le maintien dans un état de chute libre d'au moins une personne dans une veine aérodynamique d'axe sensiblement vertical constituée d'un film en matériau souple, résistant et non élastique, tel qu'une toile ayant la forme d'un tube uniquement fixé à deux cadres positionnés aux extrémités du tube, le film en matériau souple constituant la veine étant tendu dans le sens longitudinal du tube par le seul moyen d'une superstructure de maintien auquel les cadres sont fixés.
  • De préférence la paroi de la veine aérodynamique est réalisée en un seul panneau développable du film souple refermé sur lui-même au moyen d'une ligne de fixations pour constituer le tube de la veine aérodynamique.
  • Avantageusement ladite superstructure est de dimensions telles que la paroi souple de la veine aérodynamique est suffisamment éloignée de tout élément rigide de la superstructure pour que la personne en état de chute simulée ne puisse pas heurter une structure rigide en cas de perte de contrôle de sa position dans la veine aérodynamique.
  • Dans un mode particulier de réalisation de l'invention les moyens aérogénérateurs comportent au moins un moteur situé de préférence dans une chambre, au moins une hélice et un redresseur-diffuseur.
  • Avantageusement le redresseur-diffuseur est situé à la partie supérieure de la chambre contenant le au moins un moteur et la superstructure maintien la veine aérodynamique verticalement au dessus et sensiblement dans l'axe du redresseur-diffuseur.
  • Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'air devant être accéléré dans la veine aérodynamique pénètre dans une chambre comportant le au moins un moteur par au moins une ouverture réalisée dans une paroi de la chambre.
  • Pour des commodités de transport et de simplification des opérations de montage et ou de démontage du simulateur, les moyens aérogénérateurs de puissance sont avantageusement installés de façon fixe dans tout ou partie d'un conteneur de transport.
  • Dans une forme particulière de l'invention, le film en matériau souple constituant la paroi de la veine aérodynamique est translucide et permet, en servant d'écran, la projection par l'extérieure de la veine d'images visibles depuis l'intérieure de la veine. Avantageusement des images pouvant simuler l'effet visuel de la chute libre sont projetées par au moins un projecteur situé à l'extérieur de la veine ou par plusieurs projecteur permettant de couvrir un champ visuel de 360 degrés dans un plan horizontal. Les projecteurs sont avantageusement fixés à la superstructure de maintien de la veine aérodynamique.
  • Dans un mode particulier de mise en oeuvre du simulateur, les images projetées incorporent en temps réel l'image d'au moins une personne filmée en état de chute libre dans un autre simulateur de chute libre.
  • Dans un mode particulier de réalisation, la veine aérodynamique et d'autres éléments du simulateur de chute libre sont protégés des intempéries, et éventuellement de la lumière excessive au regard de la pénombre nécessaire à un bon contraste des images projetées, par des moyens de couverture tels qu'une bâche et ou des panneaux, lesquels moyens prennent avantageusement appui sur la superstructure de maintien de veine aérodynamique tout en maintenant les conditions d'ouvertures ou d'étanchéité à l'air nécessaires au fonctionnement aérodynamique correct du simulateur.
  • Des moyens de contrôle et de commande sont prévus pour surveiller le fonctionnement du simulateur de chute libre et les évolutions de la personne en état de chute libre ainsi que pour agir sur le fonctionnement du simulateur.
  • Une description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention est décrite en référence aux figures qui correspondent :
    • figures 1 : vue générale d'un mode de réalisation d'un simulateur suivant l'invention et de ses principales parties constitutives ;
    • figure 2 : vue des moyens aérogénérateurs de puissance et écorché de la chambre comportant un moteur ;
    • figure 3 : vue en perspective d'une veine aérodynamique suivant l'invention et des moyens de projection d'images sur la paroi de la veine aérodynamique ;
    • figure 4 : vue d'une superstructure de maintien de la veine aérodynamique et des moyens de protection extérieure ;
    • figure 5 : illustration des moyens associés au simulateur de chute libre. Le détail a) présente un exemple de moyen de contrôle et de surveillance du simulateur.
  • Le simulateur de chute libre suivant l'invention comporte des moyens aérogénérateurs de puissance 1 apte à assurer l'accélération de l'air dans une veine aérodynamique, une veine aérodynamique 2 de dimensions adaptées aux évolutions d'au moins une personne 6 dans une situation de chute libre, des moyens 3 pour générer des images réelles ou simulées d'un environnement visuel extérieur pour la personne évoluant dans la veine aérodynamique, des moyens 4 de pilotage et de contrôle de la soufflerie et des moyens de génération d'images, une superstructure 5 apte à maintenir ces différents moyens et d'éventuels moyens accessoires ainsi qu'à supporter des moyens de protection vis à vis de l'environnement extérieur.
  • Ces différents moyens sont assemblés en vue d'une installation fixe du simulateur de chute libre, où sont conçus pour un montage et un démontage simplifié en vue de réaliser une installation itinérante.
  • Dans ce dernier cas, ces moyens et ladite superstructure sont réalisés pour assurer la transportabilité de l'ensemble du simulateur par exemple dans un ou plusieurs conteneurs dont les dimensions sont compatibles avec les moyens traditionnels de transport par routes, par rails, par mer ou par air.
  • L'exemple de description détaillée donné d'un simulateur de chute libre suivant l'invention correspond essentiellement au cas d'un simulateur de chute libre ayant la capacité d'être transporté aisément pour une livraison et une mise en service .simplifiées ou pour une utilisation itinérante en vue de faire découvrir la chute libre au plus grand nombre de personnes dans les clubs de parachutisme ou dans les manifestations publiques.
  • Les moyens aérogénérateurs de puissance 1 comportent au moins un moteur 10 dont la puissance est calculée en fonction de la section moyenne 23 de la veine aérodynamique 2 et de la vitesse recherchée de l'écoulement vertical de l'air dans la veine. Ce moteur ou ces moteurs 10 qui sont électriques ou thermiques, entraînent, le cas échéant par l'intermédiaire de réducteurs et ou de renvois d'angle, non représentés, une ou plusieurs hélices 11 dont les caractéristiques sont aussi établies à partir des caractéristiques de la veine aérodynamique 2 et des caractéristiques de l'écoulement aérodynamique recherché. La détermination de la puissance totale nécessaire et des caractéristiques détaillées de la ou des hélices relève des moyens connus pour le calcul des souffleries aérodynamiques. Pour une plus grande autonomie du simulateur de chute libre, on utilise de préférence un ou des moteurs thermiques, par exemple des moteurs de type Diesel, aptes à fournir des puissances de l'ordre de 1000 KW qui sont nécessaires pour entraîner la ou les hélices 11 de la soufflerie d'un simulateur suivant l'invention. Le nombre d'hélices 11 et de moteurs 10 est retenu en fonction de la section moyenne 23 de la veine aérodynamique 2 et de la puissance des moteurs disponibles. Des critères économiques peuvent également conduire à sélectionner des moteurs moins puissants en plus grand nombre par exemple.
  • Le ou les moteurs 10 des moyens aérogénérateurs de puissance sont installés dans une chambre 12, laquelle chambre 12 est conçue pour recevoir à sa partie supérieure 13 la veine aérodynamique 2. La ou les hélices 11 sont montées avec leurs axes de rotation 14 sensiblement verticaux afin de générer un flux d'air 15 orienté vers le haut. Avantageusement l'air 15 ainsi accéléré est prélevé dans la chambre 12 ou sont situés le ou les moteurs 10 ce qui améliore le refroidissement de l'ensemble des moteurs 10 et des éventuels réducteurs.
  • Au moins une ouverture 17 est prévue dans la paroi de la chambre 12 pour permettre l'arrivée de l'air 18 indispensable au fonctionnement de la veine aérodynamique 2. Dans le cas de l'utilisation d'un ou de plusieurs moteurs thermiques, un ou des réservoirs 70 de carburant sont prévus pour assurer l'autonomie souhaitée à la soufflerie. Ces réservoirs 70 et les tuyaux d'arrivée et de retour du carburant sont réalisés conformément aux règles de l'art et aux normes de sécurité en vigueur. Par exemple, si le simulateur est itinérant, la réserve de carburant est fractionnée en plusieurs réservoirs 70 pour ne pas dépasser un volume de 500 litres par réservoir, maximum admis par certaines normes pour des installations mobiles, et le ou les réservoirs 70 sont de préférence isolés du ou des moteurs 10 pour limiter les risques en cas de début d'incendie. En particulier des moyens de sécurité incendie et de protection contre le feu (non représentés sur les figures) sont installés autant que de besoins dans la chambre 12 du ou des moteurs.
  • Au dessus de la ou des hélices 11 se trouve un redresseur-diffuseur 19. Ce redresseur-diffuseur 19 est destiné à stabiliser l'écoulement aérodynamique 15 accéléré par la ou les hélices 11 qui est particulièrement turbulent après son passage à travers la ou les hélices. De façon classique ce redresseur-diffuseur 19 est réalisé avec une grille constituée de parois minces d'une hauteur suffisante pour que l'écoulement soit stabilisé lors de sa traversée.
  • Pour faciliter le transport, la chambre 1 contenant le ou les moteurs 10, la ou les hélices 11, éventuellement le redresseur-diffuseur 19 et éventuellement des réservoirs de carburant 70 dans le cas de l'utilisation de moteurs thermiques sont avantageusement installés dans un ou plusieurs conteneurs au gabarit des transports routiers, ferroviaires, maritimes ou aériens. De préférence, ce ou ces conteneurs sont aptes à recevoir des éléments d'autres parties du simulateur, après leurs démontages, pour faciliter le transport du simulateur de chute.
  • Dans un conteneur de dimensions traditionnelles soit environ 3 mètres de largeur, 12 mètres de longueur et 2,6 mètres de hauteur, il est ainsi possible de réaliser une chambre 1 d'une longueur de 4 mètres environ et de la largeur du conteneur, suffisante pour contenir le ou les moteurs 10, la ou les hélices 11 et le redresseur-diffuseur 19. L'espace restant soit environ 8 mètres sur la longueur du conteneur permet l'installation ou le stockage pendant le transport d'autres moyens associés au simulateur.
  • Au dessus de la ou des hélices 11 et de ce redresseur-diffuseur 19, dans le prolongement de ceux-ci, est installée la veine aérodynamique 2 d'axe 20 vertical dans laquelle évoluent la ou les personnes 6 en situation de chute libre. Cette veine 2 correspond à un tube d'axe sensiblement vertical, ayant une extrémité basse 21 et une extrémité haute 22 et de préférence sensiblement cylindrique ou légèrement conique évasé vers le haut. Dans ce dernier mode préféré de réalisation la section d'extrémité haute 22 est plus grande que celle de l'extrémité basse 21 pour créer dans la veine aérodynamique 2 un gradient de vitesse négatif du bas vers le haut, gradient dont l'effet est favorable à la stabilité sur la position en hauteur dans la veine 2 de la personne 6 en état de chute libre. La section moyenne 23 est de préférence sensiblement circulaire mais d'autres sections sont possibles, par exemple des sections elliptiques ou des sections polygonales. Pour une installation dans un conteneur au gabarit routier de la chambre 12, les dimensions transversales à l'écoulement aérodynamique 15 de la section basse 21 de la veine 2 sont limitées à environ 3 mètres. Dans ce cas la section haute 22 de la veine 2 a par exemple 3,6 mètres dans ses dimensions transversales à l'écoulement aérodynamique 15 et par exemple de l'ordre de 4 mètres dans sa hauteur utile dans le sens de l'écoulement aérodynamique 15 entre les extrémités basse 21 et haute 22.
  • Ces dimensions relativement modestes pour un simulateur de chute ont l'avantage d'une part de faciliter la réalisation d'une soufflerie transportable et d'autre part de participer à la sécurité de la personne 6 en situation de chute simulée. En effet dans les cas où la personne 6 en situation de chute simulée dans la veine n'assure pas correctement le contrôle de sa position sensiblement au centre de la veine aérodynamique 2, situation fréquente avec les personnes non entraînées, cette personne 6 n'a pas, compte tenu des distances de vol libre dans la veine aérodynamique 2, le temps d'acquérir une vitesse importante par rapport à la paroi 24 de la veine 2 et aux protections à ses extrémités hautes 25 et basses 26, même en cas d'accélérations importantes, et, de ce fait, le risque de blessures lors d'un contact avec la paroi 24 ou les protections 25, 26 est très diminué du fait des faibles vitesses relatives par rapport à la paroi ou à ces protections.
  • Une autre caractéristique importante de la veine aérodynamique 2 concerne son mode de réalisation. Dans le présent simulateur de chute libre, la paroi latérale 24 de la veine aérodynamique 2 dans laquelle évoluent les personnes 6 en état de chute libre est réalisée au moyen d'un film en matériau souple. Ce film, par exemple un tissu choisi pour sa résistance et sa stabilité dimensionnelle, est assemblé pour former un tube dont la longueur et les périmètres aux extrémités correspondent à ceux recherchés pour la longueur de la veine aérodynamique 2 et aux périmètres de ses sections d'extrémités 21, 22. On trouve aujourd'hui des tissus très résistants et non élastiques dans le domaine d'utilisation prévu aptes à réaliser la veine tels que des tissus réalisés avec des fibres de synthèse en matériaux tels que des polyesters ou des aramides, par exemple Dacron® ou Kevlar®, largement utilisés pour les applications aéronautiques ou pour la fabrication des voiles de bateaux.
  • De préférence le tube formant la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 est réalisé au moyen d'un panneau, dudit film en matériau souple, développable et refermé sur lui-même pour amener bord à bord les côtés opposés du panneau sensiblement orientés le long d'une génératrice du tube. Les bords jointifs sont assemblés au moyen d'une ligne de fixations 27 dont la résistance est au moins du même niveau que celle du film en matériau souple. Ainsi, lorsque les bords jointifs ne sont pas assemblés, le panneau de film en matériau souple peut être remis à plat puis roulé, par exemple sur un mandrin, en vue de son stockage ou de son transport, sans qu'il ne soit créé de pli pouvant endommager la paroi 24 ou nuire à son aspect.
  • Les, fixations, non représentées, sont par exemple réalisées au moyen de fermetures éclairs ou de lacets passant dans des oeillets ou de tissus à crochets comme le Velcro® ou par des combinaisons de ces moyens.
  • De préférence, sur au moins la partie inférieure de la ligne de fixation 27, les moyens de fixation sont choisis pour permettre une ouverture et une fermeture rapide de la paroi 24 sur une hauteur suffisante afin d'autoriser le passage de la personne 6 avant ou après un saut simulé.
  • Enfin ce film en matériau souple est tendu entre deux cadres d'extrémité 28, 29 donnant audit film en matériau souple la forme attendue pour les extrémités, respectivement 21, 22, de la veine aérodynamique 2. Ces cadres 28, 29 sont réalisés aux moyens de tubes ou de profilés réalisés en métal ou en matériaux composites par exemples, dont la forme et la section sont suffisantes pour garantir la rigidité et la résistance nécessaires pour reprendre les efforts de tension dans le film en matériau souple, y compris pendant le fonctionnement du simulateur.
  • Il est essentiel qu'il n'y ait aucune structure rigide proche de la paroi 24, et encore moins à l'intérieure de la veine aérodynamique 2. La mise en tension et le maintien de la toile constituant la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 entre ses deux cadres d'extrémité 28, 29 est réalisée en reliant lesdits cadres 28, 29 à la superstructure 5 dont les éléments rigides sont éloignés de la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 et qui assure le maintien en position correcte des cadres d'extrémité 28, 29. Le cadre inférieur 28 est fixé au dessus ou autour de la sortie du diffuseur 19 et de manière à forcer l'écoulement d'air 15 accéléré par la ou les hélices 11 à pénétrer dans la veine aérodynamique 2. Le cadre supérieur 29 est fixé à la partie supérieure de la superstructure. De préférence, l'un au moins des deux cadres 28, 29 est fixé par l'intermédiaire de tendeurs, non représentés, par exemple des tendeurs à vis ou des tendeurs hydrauliques, qui permettent de faciliter le montage de la veine aérodynamique 2 et d'appliquer au film en matériau souple les efforts de tension souhaités. Dans un mode de réalisation particulier des moyens élastiques, non représentés, sont intercalés en série avec les fixations d'au moins un des deux cadres pour donner audits cadres concernés la possibilité de légers déplacements afin de limiter les efforts dans le film en matériau souple en cas de choc dans la veine aérodynamique 2 pendant son utilisation. Cette architecture de la veine aérodynamique 2 permet, outre son montage et son démontage relativement aisé, de limiter les risques de blessure sérieuse de la personne 6 évoluant en état de chute libre en cas de chocs contre la paroi 24 en évitant toute possibilité de contact avec une structure rigide. Dans le choix de la résistance du film en matériau souple utilisé il est tenu compte des efforts induits dans ledit film du fait des risques de chocs en plus des efforts de tension du montage et des efforts liés aux écoulements aérodynamiques.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, une autre caractéristique importante de la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 est sa capacité à servir d'écran de projection d'image. Dans ce cas le film en matériau souple retenu, outre ses caractéristiques mécaniques indispensables, est translucide de telle sorte que des images projetées depuis l'extérieur de la veine aérodynamique 2 sur la face extérieure 35 de ladite veine soient visibles de façon satisfaisante sur la face intérieure 36 de la paroi 24 de la veine par la personne 6 en état de chute libre.
  • Certains films en matériaux souples réalisées à partir de fibres en matériaux de synthèse déjà cités présentent des caractéristiques de translucidité suffisantes, sans transparence ni opacité excessive, pour assurer cette fonction d'écran.
  • Pour projeter sur la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 une représentation de l'environnement visuel pendant la chute simulée au moins un projecteur 31 est disposé à l'extérieur de la veine aérodynamique. L'environnement simulé est selon l'effet recherché plus ou moins élaboré. Par exemple l'image projetée représente :
    • une image fixe de l'horizon, ou ;
    • une image défilant verticalement de formes fixes, par exemple au moyen d'un disque ou.d'un tambour portant les motifs à projeter et tournant derrière un objectif de projecteur, ou ;
    • les images d'un film pouvant correspondre à celles d'une chute libre réelle ou imaginaire, ou ;
    • des images de synthèse calculées en temps réel en fonction des évolutions de la personne en état de chute libre, ou ;
    • une combinaison de ces images.
  • Dans l'hypothèse d'une utilisation comme attraction pour le public, il est préférable de présenter des images attractives et donc assez différentes de celles effectivement perçues lors d'un saut réel de chute libre à haute altitude. Par exemple il est possible de présenter des images correspondant à un déplacement sensiblement horizontal prés du sol pour donner à la personne l'impression de se déplacer comme un oiseau.
  • Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, au moins trois projecteurs sont disposés autour de la veine aérodynamique afin d'assurer une représentation correcte de l'environnement extérieur sur 360° dans le plan horizontal.
  • Pour améliorer la qualité de l'image projetée, en fonction du nombre de projecteurs 31 et de la distance entre les projecteurs 31 et la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 servant d'écran, les projecteurs 31 disposent au besoin de moyens de correction de la géométrie des images, tels que des objectifs 32 anamorphoseurs ou des images conformées avant projection par des moyens électroniques 33 associés aux projecteurs 31 en cas d'utilisation de projecteurs vidéo, pour prendre en compte le fait que l'écran constitué par la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 est courbe.
  • Cette disposition des moyens 3 de projection d'images, en plaçant les dits moyens 5 à l'extérieur à la veine aérodynamique 2 et éloignés de la paroi 24 de la veine, évite tout risque de contact avec des objets durs lors des évolutions de la personne 6 en état de chute libre.
  • Afin d'assurer la tension du film en matériau souple constituant la veine aérodynamique 2 et la position correcte de ladite veine, une superstructure 5 est disposée au dessus de la chambre 12 contenant les moyens aérogénérateurs de puissance 1. Cette superstructure assure le positionnement et le maintien des cadres 28 et 29 situés aux extrémités de la veine aérodynamique 2. Réalisée par exemple avec des tubes ou des profilés 51 en métal ou en matériaux composites elle est calculée pour résister aux efforts longitudinaux dans le film en matériau souple de la veine aérodynamique 2. Toutes les parties de la superstructure 5 sont suffisamment éloignées de la paroi souple 24 de la veine aérodynamique 2 pour qu'en aucune circonstance une personne 6 évoluant dans la veine 2 et qui en percute la paroi souple 24 ne puisse entrer en contact avec des parties rigides de la superstructure 5 malgré les déformations, inévitables mais admissibles dans ces circonstances, de la paroi 24 de la veine aérodynamique 2. Par ses dimensions cette superstructure 5 prend en compte le cas extrême d'une défaillance de la paroi souple 24 de la veine aérodynamique 2 et en outre des matelas 52, par exemple avec un remplissage de mousse, sont le cas échéant disposés pour protéger des zones particulières contre lesquelles la personne 6 en état de chute libre pourrait être amenée à avoir des contacts.
  • En pratique, il est recommandé que la distance entre la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 et les montants verticaux de la superstructure 5 soit sensiblement au moins égal au diamètre moyen de la veine aérodynamique 2, soit environ 3 mètres dans l'exemple de réalisation détaillé donné de l'invention.
  • Avantageusement cette superstructure 5 supporte des moyens 53 pour protéger la veine aérodynamique 2 et ses moyens associés 1, 3, 4 de l'environnement, vent et pluie en particulier, lorsque le simulateur de chute libre n'est pas installé dans un emplacement protégé tel qu'à l'intérieur d'un bâtiment. En outre ces moyens de protection 53 ou d'autres moyens dédiés sont aptes à créer autour de la veine aérodynamique 2 un environnement assez sombre pour garantir un contraste suffisant des images projetées sur les parois translucides 24 de la veine 2 lorsque le simulateur de chute libre est équipé des moyens 3 de représentation de l'environnement visuel extérieur. Ces moyens de protection 53 consistent par exemple en des panneaux plus ou moins opaques fixés à la superstructure ou en une bâche du type de celles utilisées pour la réalisation de chapiteaux destinés à l'accueil du public et prenant appui sur la superstructure 5 ou sur des structures secondaires (non représentées).
  • Pour un fonctionnement en soufflerie aérodynamique à veine fermée, ces moyens de protection 53 prenant appui sur la superstructure 5 recouvrent également la chambre 12 dans laquelle sont installés les moteurs 10 ou au moins la ou les ouvertures 17 de la chambre 12 par lesquelles arrive l'air 18 qui est accéléré dans la veine aérodynamique 2. Dans ce cas l'espace 54 entre la paroi 24 de la veine aérodynamique 2 et la paroi de ces moyens de protection 53 sert de zone de circulation pour le retour de l'air entre la sortie 22 de la veine et les ouvertures 17 de la chambre des moteurs. Cet espace est donc également dimensionné pour avoir une section suffisante pour que le débit d'air circulant dans la soufflerie puisse y être assuré sans perte de charges excessives. Un receveur apte par sa structure et par ses formes à diriger l'air sortant de la veine aérodynamique vers les côtés et vers le bas autour de la veine aérodynamique 2 est disposés prés de la sortie 22 de la veine, à sa partie supérieure.
  • Pour un fonctionnement en soufflerie à veine aérodynamique ouverte, ces moyens de protection 53 assurent la protection de la veine aérodynamique 2 et de ses éléments annexes 1, 3, 4. Dans tous les cas ces moyens de protection 53 sont réalisés pour ne pas gêner l'arrivée de l'air extérieur vers la ou les ouvertures 17 de la chambre 12 des moteurs. Au dessus de la veine aérodynamique 2, à la partie supérieure des moyens de protection 53, une ou des ouvertures sont prévues pour laisser passer l'air sortant de la veine aérodynamique 2 vers l'air ambiant. Cette ou ces ouvertures sont de préférence surmontées d'un receveur 56 pour éviter que la pluie ou des corps étrangers, et éventuellement la lumière, ne puissent pénétrer dans la zone protégée de la veine aérodynamique 2 mais sans entraver le flux d'air devant passer vers l'air libre.
  • Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la superstructure 5 est réalisée avec des dimensions suffisantes pour que les projecteurs 31 associés au système de représentation de l'environnement visuel 3 pendant la chute libre soient fixés de manière sûre et stable par rapport à la veine aérodynamique 2. Les dimensions de la superstructure 5 sont compatibles avec le positionnement du ou des projecteurs 31 à une distance suffisante de la paroi 21 de la veine aérodynamique 2 qui sert d'écran de projection pour que ce ou ces projecteurs 31 fonctionnent de façon satisfaisante. La précision et la stabilité de ces projecteurs 31 sont nécessaires pour que les images projetées soient suffisamment stables et pour la qualité du rendu de l'ensemble de la scène notamment dans les zones de raccordement des images projetées par les différents projecteurs 31, lorsque plusieurs projecteurs 31 sont utilisés.
  • Dans un mode de réalisation la superstructure est constituée d'un ensemble de poutre 51 équipées de liaisons 57 démontables, par boulonnage de chapes d'extrémité (non représentées) par exemple, afin d'assurer le montage et éventuellement le démontage pour son transport du simulateur de chute libre.
  • D'autres moyens nécessaires ou utiles au fonctionnement, à la surveillance et au contrôle du simulateur de chutes sont associés au simulateur.
  • Le simulateur comporte en particulier au moins un poste de contrôle et de commande 4 qui permet depuis un poste de pilotage 41 du simulateur de surveiller les paramètres du simulateur et de ses équipements.
  • Parmi les paramètres importants à surveiller de préférence, sans que cette liste ne soit exhaustive, sont affichés :
    • les températures :
      • c air de la soufflerie ;
      • c eau de refroidissement ;
      • c huile dans les moteurs et engrenages ;
    • les puissances et vitesses de rotation en sortie du ou des moteurs ou sur le ou les axes de la ou des hélices ;
    • les vitesses de l'écoulement dans la veine aérodynamique.
  • La partie commande comporte au moins les moyens de piloter la puissance de la soufflerie pour agir en particulier sur la vitesse de l'écoulement de l'air dans la veine aérodynamique, vitesse qui diffère notamment suivant le poids de la personne 6 à maintenir en état de chute libre simulée, et comporte également les organes de commande des dispositifs liés à la sécurité, tels que les commandes d'arrêt d'urgence ou liées aux moyens de sécurité incendie.
  • Une partie de ces moyens de commande et de contrôle peut être automatisée.
  • De préférence le simulateur de chute libre comporte également au moins une caméra de surveillance 42 permettant d'observer la personne 6 dans la veine aérodynamique 2 au moyen d'au moins un moniteur vidéo 43 à proximité du poste de contrôle et de commande. Une telle caméra 42 est placée en dehors de la partie de la veine 2 ou peut évoluer la personne 60 en état de chute libre, par exemple en partie haute, au dessus d'un filet de protection 25 qui limite la position supérieure utile de la veine aérodynamique, ou en partie basse, en dessous d'un filet 26 qui en limite la position inférieure utile.
  • Cette caméra 42 et ou d'autres caméras, associées ou non, sert également si besoins à enregistrer les évolutions de la personne 6 en état de chute libre. Le parachutiste en entraînement a ainsi la possibilité de revoir son saut simulé et d'analyser ses défauts et les corrections d'attitudes qu'il doit travailler. Dans les applications ludiques les personnes ayant effectuée une simulation de chute libre ont la possibilité de conserver un enregistrement en souvenir de leur expérience de la chute libre.
  • Dans un mode d'utilisation dans lequel deux ou plusieurs simulateurs de chute libre fonctionnent de manière coordonnée, sur un même site ou sur des sites distants, les images de la personne 6 en état de chute libre dans un simulateur peuvent être envoyées en temps réel aux moyens 3 de représentation de l'environnement visuel simulé du ou des autres simulateurs fonctionnant de manière coordonnée afin que lesdites images soient insérées dans les images projetées dans ce ou ces autres simulateurs. Par ce moyen sont simulés des impressions de sauts à plusieurs personnes sans besoin d'un simulateur de chute de grandes dimensions et en évitant les risques inhérents aux sauts à plusieurs personnes dans la même veine de soufflerie.
  • Dans un mode particulier de réalisation, d'autres moyens 7 sont associés au simulateur de chute libre, par exemple des moyens 71 pour l'accès à la veine aérodynamique 2, une zone 72 pour la préparation des personnes à la chute simulée, des moyens 73 pour faire patienter le public en attente d'une chute simulée.

Claims (15)

  1. Simulateur de chute libre, pour créer un état de chute libre simulé pour au moins une personne (6), comportant des moyens aérogénérateurs de puissance (1), une veine aérodynamique (2) d'axe vertical sensiblement cylindrique ou légèrement conique dans laquelle évolue la au moins une personne en état de chute libre et une structure rigide de maintien de la veine aérodynamique (2) caractérisé en ce que la veine aérodynamique (2) est délimitée latéralement par une paroi (24) en matériau souple non élastique maintenue en tension entre un cadre rigide inférieur (28) et un cadre rigide supérieur (29), en ce que la structure rigide de maintien est une superstructure (5) comportant des éléments rigides (51), lesdits éléments rigides étant distants horizontalement de la paroi (24) d'une distance au moins de l'ordre de grandeur du diamètre de la veine aérodynamique (2) de telle sorte que la personne en état de chute libre ne puisse pas être projetée, lors du fonctionnement du simulateur, en contact avec les dits éléments rigides suite à une déformation de la paroi (24) en matériau souple ou à un passage à travers ladite paroi de la dite personne et en ce que le cadre inférieur et le cadre supérieur sont maintenus en positions relatives au moyen de ladite superstructure.
  2. Simulateur de chute libre suivant la revendication 1 dont la paroi (24) de la veine aérodynamique (2) est réalisée en un seul panneau développable du film en matériau souple non élastique refermé sur lui-même au moyen d'une ligne de fixations (27) sur deux bords opposés dudit panneau pour constituer la veine aérodynamique (2).
  3. Simulateur de chute libre suivant la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel le cadre rigide inférieur (28) et/ou le cadre rigide supérieur (29) sont fixés à des éléments rigides (51) de la superstructure (5) au moyen de dispositifs de tension élastiques.
  4. Simulateur de chute libre suivant l'une des revendications précédentes dans lequel les moyens aérogénérateurs de puissance (1) comportent au moins un moteur (10) dans une chambre (12), au moins une hélice (11) et un redresseur-diffuseur (19) à la partie supérieure de la chambre (12).
  5. Simulateur suivant la revendication 4 dans lequel la superstructure (5) est positionnée par rapport à la chambre (12) contenant le au moins un moteur (10) pour maintenir la veine aérodynamique (2) au dessus et sensiblement dans l'axe du redresseur-diffuseur (19).
  6. Simulateur suivant la revendication 4 ou la revendication 5 dans lequel la chambre (12) comporte au moins une ouverture (17) apte à laisser entrer l'air (18) nécessaire au fonctionnement de la veine aérodynamique (2) dans la chambre (12) contenant le au moins un moteur (10) ;
  7. Simulateur suivant l'une des revendications 4, 5 ou 6 dans lequel la chambre (12), le au moins un moteur (10), la au moins une hélice (11) et le redresseur-diffuseur (19) sont assemblés dans tout ou partie d'un conteneur (74) apte à être transporté.
  8. Simulateur de chute libre suivant l'une des revendications précédentes comportant des moyens de projection (3) pour projeter des images sur la paroi (24) de la veine aérodynamique (2), lesdits moyens (3) comportant des projecteurs (31) situés à l'extérieur de ladite veine aérodynamique (2) entre la structure rigide de maintien de la veine aérodynamique (2) et la paroi (24) de ladite veine, et dans lequel le film en matériau souple constituant la paroi (24) de la veine aérodynamique (2) est translucide de telle sorte que des images projetées sur la face extérieure (35) de la paroi (24) par l'extérieur de la veine (2) soient visibles depuis l'intérieur de la veine (2) sur la face intérieure (36)-de la paroi (24) de ladite veine (2).
  9. Simulateur de chute libre suivant la revendication 8 dans lequel les projecteurs (31) sont fixés sur des éléments rigides (51) de la superstructure (5) de maintien de la veine aérodynamique (2).
  10. Simulateur de chute libre suivant la revendication 8 ou la revendication 9 dans lequel les moyens de projection (3) simulent un environnement visuel dans la veine aérodynamique (2) sur 360 degrés dans un plan horizontal.
  11. Simulateur de chute libre suivant l'une des revendications 8, 9 ou 10 dans lequel les moyens de projection (3) reçoivent les images correspondant à au moins une autre personne en état de chute libre simulée dans au moins un autre simulateur de chute libre, lesdites images étant insérées en temps réel dans les images projetées.
  12. Simulateur de chute libre suivant l'une des revendications précédentes dans lequel la superstructure (5) maintient autour de la veine aérodynamique (2) des moyens de protection (53) vis à vis de l'environnement extérieur au simulateur de chute.
  13. Simulateur de chute libre suivant la revendication 12 dans lequel les moyens de protection (53) créent autour de la veine aérodynamique (2), dans l'enceinte desdits moyens de protection (53), des conditions de luminosité réduites compatibles avec la luminosité des images projetées sur la paroi (24) de la veine aérodynamique (2).
  14. Simulateur de chute libre suivant la revendication 12 ou la revendication 13 dans lequel les moyens de protection (53) protègent au moins une zone (4) isolée de la veine aérodynamique (2) pour un poste de contrôle et de commande (41) du simulateur de chute.
  15. Simulateur de chute suivant l'une des revendications 12 à 14 dans lequel les moyens de protection (53) consistent au moins en partie en une toile sensiblement opaque tendue sur la superstructure (5).
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