FR2907099A1

FR2907099A1 - Dispositif d'evacuation d'un fluide

Info

Publication number: FR2907099A1
Application number: FR0654309A
Authority: FR
Inventors: Eric Barre
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-04-18
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: FR2907099B1

Abstract

L' objet de l' invention est un dispositif d'évacuation (28) d'un fluide prévu au niveau d'une surface S aérodynamique d'un aéronef, ledit dispositif d'évacuation (28) étant relié directement ou indirectement à au moins un conduit d'évacuation (26), comme par exemple une ligne de drainage d'une motorisation d'aéronef, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (28) comprend au moins une zone de rupture (32) afin de permettre la désolidarisation d'au moins une partie du dispositif (28) en cas de choc avec un minimum de détérioration du conduit d'évacuation (26).

Description

1 DISPOSITIF D'EVACUATION D'UN FLUIDE La présente invention est relative à

un dispositif d'évacuation d'un fluide prévu au niveau d'une surface aérodynamique d'aéronef. Les motorisations d'aéronefs utilisent différents types de fluides pour leur fonctionnement. Une partie de ces fluides circulant entre les composants externes ou internes d'une motorisation d'aéronef est susceptible de fuir desdits composants et de s'écouler dans les différentes parties de la motorisation situées à proximité, que ce soit dans un compartiment d'une zone chaude ou d'une zone chaude. Les dangers relatifs à ces écoulements de fuite, notamment dans le cas d'un fluide inflammable s'échappant dans un compartiment d'une zone chaude ne devant pas être exposée à la chaleur, sont à prévenir et à éviter. Il est donc prévu des systèmes d'évacuation de ces écoulements de fuite issus des différents composants d'une motorisation d'aéronef. Ces systèmes d'évacuation sont réalisés sous la forme de conduits d'évacuation, appelés lignes de drainage, collectant les écoulements de fuite au niveau des différents composants et assurant la canalisation desdits écoulements en vue de leur évacuation vers l'extérieur de ladite motorisation et, plus précisément, à l'extérieur de la surface aérodynamique formée par la peau aérodynamique de la nacelle. Selon une conception relativement évidente, couramment utilisée dans une motorisation 10 intégrée dans une nacelle 12 d'aéronef et illustrée en figure 1, différentes lignes de drainage 14 relient différentes sources d'écoulements 16 en au moins un point B, notamment un point bas, où lesdites lignes de drainage 14 sont rassemblées de façon à déboucher dans un dispositif d'évacuation 18, aussi 2907099 2 nommé drain mast ou mât de drainage. Un dispositif d'évacuation 18 est habituellement localisé sur la génératrice inférieure de la nacelle 12 intégrant la motorisation 10 équipée desdites lignes de drainage 14. Un dispositif d'évacuation 18 selon l'état actuel de la technique et comme illustré 5 en figure 2, est généralement fixé à au moins un élément E de la structure de la motorisation ou de l'aéronef par des moyens de fixations 22, tels des vis de fixation, disposés à l'intérieur de la nacelle 12. Lesdits moyens de fixation 22 peuvent simultanément assurer le maintien du collecteur 20 où sont rassemblées différentes lignes de drainage 14.

10 Ce dispositif d'évacuation 18 forme une protubérance en saillie par rapport à la peau aérodynamique 24 de la nacelle 12 et, en raison de sa position sous ladite nacelle, il se trouve exposé à divers chocs. Ces chocs peuvent ainsi être causés par des impacts divers, tels des volatiles lors du vol de l'aéronef, ou lors du stationnement au sol de l'aéronef, par un véhicule passant sous ledit aéronef et 15 venant effleurer ou heurter la partie inférieure de la nacelle 12. De tels impacts ou chocs viennent endommager le dispositif d'évacuation 18 mais ils peuvent aussi causer des dégâts supplémentaires, en cas d'arrachement dudit dispositif d'évacuation 18, en provoquant par exemple un arrachement ou une déformation donnant lieu à une obstruction d'une ou plusieurs lignes de drainage 14.

20 De tels dégâts ont une incidence directe sur la fiabilité et les conditions de fonctionnement de la motorisation 10 de l'aéronef, ou encore sur la disponibilité opérationnelle de l'aéronef. En effet, lorsque l'évacuation ou le drainage des écoulements de fuite n'est plus assuré, il y a risque d'encrassement des différents compartiments de ladite motorisation 10 de l'aéronef, et donc risque de dysfonctionnements voire d'incendies. Le nombre d'occurrences constatées de dispositif d'évacuation 18 ayant subi des impacts et les dégâts engendrés sur les systèmes d'évacuation et sur les lignes 2907099 3 de drainage 14 des motorisations 10 intégrées aux nacelles 12 d'aéronef ont conduit à la présente invention. De plus, au vu des nombreux systèmes d'évacuation de fluides, liquides ou gazeux, présents dans un aéronef et rejetant ledit fluide à l'extérieur d'une surface 5 aérodynamique de l'aéronef grâce à un dispositif d'évacuation, que le fluide soit issu d'un écoulement de fuite ou d'un écoulement inhérent au fonctionnement de l'aéronef, il est clair que des impacts peuvent aussi être constatés au niveau d'autres dispositifs d'évacuation faisant saillie par rapport à une surface aérodynamique de l'aéronef.

10 Ainsi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'évacuation d'un fluide susceptible de limiter les détériorations d'un système d'évacuation, notamment des conduits d'évacuation, d'un aéronef en cas d'impacts ou de chocs subis par ledit dispositif d'évacuation. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'évacuation d'un fluide prévu 15 au niveau d'une surface aérodynamique d'un aéronef, ledit dispositif d'évacuation étant relié directement ou indirectement à au moins un conduit d'évacuation, comme par exemple une ligne de drainage d'une motorisation d'aéronef, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation comprend au moins une zone de rupture afin de permettre la désolidarisation d'au moins une partie du dispositif 20 en cas de choc avec un minimum de détérioration du conduit d'évacuation. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue représentative d'un système d'évacuation de 25 fluide d'une motorisation intégrée à une nacelle d'aéronef, - la figure 2 est une représentation d'un dispositif d'évacuation selon l'art antérieur, 2907099 4 - la figure 3 est une représentation d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'évacuation selon l'invention, - la figure 4 est une représentation d'une première variante des moyens de liaison d'un dispositif d'évacuation selon un deuxième mode de 5 réalisation, - la figure 5 est une représentation d'une deuxième variante des moyens de liaison d'un dispositif d'évacuation selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 6 est une représentation d'une troisième variante des moyens 10 de liaison d'un dispositif d'évacuation selon un deuxième mode de réalisation. Dans un aéronef, de nombreux fluides, liquides ou gazeux, sont susceptibles d'être rejetés vers l'extérieur dudit aéronef, d'où la présence de systèmes d'évacuation comprenant au moins un conduit d'évacuation 26 destinés à évacuer 15 un ou plusieurs fluides vers l'extérieur de l'aéronef, et plus particulièrement à l'extérieur d'une surface 5 aérodynamique dudit aéronef. Selon l'invention, un dispositif d'évacuation 28 d'un fluide prévu au niveau d'une surface 5 aérodynamique d'un aéronef peut être relié directement à au moins un conduit d'évacuation 26, mais aussi indirectement par l'intermédiaire d'un 20 élément auxiliaire tel un collecteur. Comme illustré sur les figures 3 à 6, on se place dans le cas où un dispositif d'évacuation 28 est relié à plusieurs conduits d'évacuation 26 par l'intermédiaire d'un collecteur 30. Il peut s'agir, par exemple, du cas d'un dispositif d'évacuation 28 selon l'invention destiné à être relié à un collecteur de lignes de drainage 25 d'une motorisation d'aéronef. Un dispositif d'évacuation 28 est destiné à évacuer au moins un fluide à l'extérieur d'une surface S aérodynamique de l'aéronef, et à ce titre, ledit dispositif d'évacuation est en saillie par rapport à la surface S de l'aéronef, 2907099 5 ladite surface S aérodynamique étant formée par la peau aérodynamique d'un élément de l'aéronef, comme par exemple une nacelle intégrant une motorisation. Afin de limiter l'impact sur la traînée parasite engendré par son caractère protubérant, le dispositif d'évacuation 28 selon l'invention est conçu dans une 5 forme aérodynamique visant à minimiser ledit impact. Le dispositif d'évacuation 28 selon l'invention comprend au moins un conduit C de canalisation du fluide à évacuer relié directement ou indirectement à au moins un conduit d'évacuation 26. Pour faciliter sa sortie, le fluide évacué par au moins un conduit C dudit 10 dispositif d'évacuation 28 peut être sensiblement dirigé dans le sens inverse du sens d'avancement de l'aéronef correspondant au sens d'écoulement de l'air extérieur, sensiblement dans la direction illustrée par la flèche F sur les figures 3 à 6. Dans le but d'éviter une détérioration desdits conduits d'évacuation 26 en cas 15 d'impacts ou de chocs subis par le dispositif d'évacuation 28, ledit dispositif d'évacuation comprend au moins une zone de rupture 32 afin de permettre la désolidarisation d'au moins une partie du dispositif d'évacuation. Selon un premier mode de réalisation, la zone de rupture 32, représentée par une ligne en pointillé sur la figure 3, peut consister en un amincissement de la 20 matière dans laquelle est réalisé le dispositif d'évacuation 28, une forme particulière prise par ledit dispositif ou tout autre procédé permettant de fragiliser la matière dans laquelle est réalisé le dispositif d'évacuation 28 sur une zone donnée. De préférence, la zone de rupture 32 du dispositif d'évacuation 28 se situe au 25 moins au niveau ou au-delà de la surface 5 aérodynamique à travers laquelle ledit dispositif 28 fait saillie. De cette manière, lorsqu'une partie du dispositif 28 se désolidarise, la surface 5 aérodynamique entourant le dispositif n'est pas susceptible d'être endommagée par ladite désolidarisation et la sortie du fluide 2907099 6 évacué s'effectue bien à l'extérieur de la surface 5 aérodynamique de l'aéronef, évitant ainsi tout écoulement de fluide à évacuer à l'intérieur de ladite surface, notamment l'écoulement d'un fluide inflammable à évacuer dans un compartiment d'une zone chaude d'une motorisation d'aéronef.

5 Selon un deuxième mode de réalisation, la zone de rupture 32 du dispositif d'évacuation 28 consiste en des moyens de liaison 36 disposés entre au moins une partie séparable 34 et au moins une partie fixe 38 dudit dispositif. La partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28 est généralement solidaire d'au moins un élément E de la structure de l'aéronef ou de la motorisation grâce à des 10 moyens de fixation 22, tels des vis de fixation. Avantageusement, lesdits moyens de fixation 22 assurent simultanément le maintien du collecteur 30 à au moins un élément E de la structure de l'aéronef ou de la motorisation. Pour des raisons aérodynamiques, les moyens de fixation 22 de la partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28 sont situés à l'intérieur de la surface 15 aérodynamique S. La partie fixe 38 comprend donc une base 40 comprise à l'intérieur de la surface aérodynamique S et apte à recevoir lesdits moyens de fixation 22. Les moyens de liaison 36 disposés entre au moins une partie séparable 34 et au moins une partie fixe 38 peuvent consister en une liaison par collage, soudage, 20 emboîtement, rivetage ou tout autre liaison connue de l'art antérieur. Lesdits moyens de liaison 36 sont nécessairement moins résistants que les moyens de fixation 22 d'au moins une partie fixe 38 afin de conserver ladite partie fixe 38 lors d'un choc ou d'un impact subi par dispositif d'évacuation 28. Les matériaux choisis pour la fabrication du dispositif d'évacuation 28 selon 25 l'invention peuvent être métalliques, plastiques ou en fibres composites. De plus, les différentes parties, au moins une partie séparable 34 et au moins une partie fixe 38, dudit dispositif peuvent être conçues dans des matériaux différents, 2907099 7 notamment un matériau à plus faible coût pour la partie séparable 34 susceptible d'être endommagée ou perdue. La partie séparable 34 est reliée par les moyens de liaison 36 à au moins une partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28, mais plus particulièrement au niveau 5 d'une face 42 de réception de ladite partie fixe 38, face 42 de réception sur laquelle sont disposés les moyens de liaison 36 et à laquelle correspond sensiblement la zone de rupture 32. Selon une première variante des moyens de liaison 36, illustrée en figure 4, les moyens de liaison 36 peuvent consister en des moyens de fixation 22-1. Ces 10 moyens de fixation 22-1 peuvent ainsi consister en une fixation par vissage, par rivetage, ou par tout autre élément de fixation connu de l'homme du métier et applicable aux matériaux employés. De manière préférentielle et comme illustré sur les figures 4 à 6, les moyens de liaison 36 relient la partie séparable 34 à la partie fixe 38 en au moins deux 15 points. Cependant, dans cette première variante des moyens de liaison 36, lesdits moyens de liaison 36 assurent deux fonctions ayant des effets antagonistes sur le dimensionnement, notamment le diamètre, de moyens de fixation 22-1. D'une part, lesdits moyens de fixation 22-1 doivent assurer un maintien suffisant de la 20 partie séparable 34 lors de l'utilisation de l'aéronef et donc avoir une résistance suffisante en traction, et d'autre part, ils doivent se sectionner lorsqu'une contrainte excessive de cisaillement, notamment lors d'un choc, est subie par le dispositif d'évacuation 28. Afin d'assurer la désolidarisation de la partie séparable 34 pour un effort de 25 cisaillement donné et une fixation suffisante de la partie séparable 34, les deux fonctions assurées par les moyens de liaison 36 sont de préférence séparées.

2907099 8 Ainsi, selon une deuxième variante des moyens de liaison 36, illustré en figure 5, les moyens de liaison 36 permettent une séparation des fonctions de maintien de la partie séparable 34 et de rupture au cisaillement. Dans cette deuxième variante de réalisation, les moyens de liaison 36 disposés au 5 niveau de la face 42 de réception se présentent sous la forme d'au moins un doigt 44 de liaison, notamment cylindrique, venu de fabrication avec la partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28. Ce doigt 44 est de forme adaptée au logement 46 prévu pour sa réception dans la partie séparable 34 du dispositif d'évacuation 28. D'une part, ce doigt 44 de liaison comprend au niveau de sa base au moins une 10 section 48 de rupture dont la résistance au cisaillement est ajustée en fonction des dimensions de ladite section 48 et du matériau dans lequel est réalisé ledit doigt 44. Il est à noter que la section 48 de rupture d'un doigt 44 est inférieurement résistante au cisaillement par rapport aux moyens de fixation 22 solidarisant au 15 moins une partie fixe 38 à au moins un élément E de la structure de l'aéronef ou de la motorisation. Ainsi, lors d'un choc ou d'un impact subi par le dispositif d'évacuation 28, le doigt 44 va se sectionner au niveau d'au moins une section 48 de rupture sous la contrainte de cisaillement issue du choc. Cette section 48 de rupture se trouvant 20 à la base du doigt 44, sensiblement au niveau de la zone de rupture 32, ce dernier est emporté avec la partie séparable 34, laissant ainsi la partie fixe 38 solidaire d'au moins un élément E de la structure de l'aéronef ou de la motorisation. Avantageusement, dans le cas où le doigt 44 de liaison comprend une section 48 25 de rupture annulaire de diamètre sensiblement correspondant à celui du logement 46 de réception de la partie séparable 34, ladite section 48 de rupture peut être utilisée comme moyens de centrage et donc de positionnement de la partie séparable 34.

2907099 9 D'autre part, le doigt 44 de liaison comprend un corps 50, notamment de forme cylindrique, adapté pour recevoir des moyens de fixation 22-2 assurant le maintien de la partie séparable 34 lors de l'utilisation de l'aéronef. La partie séparable 34, en plus du logement 46 de réception d'un doigt 44 de 5 liaison, peut comprendre un passage 52 destiné à la mise en place des moyens de fixation 22-2. Cette deuxième variante des moyens de liaison 36 limite cependant le choix possible des matériaux utilisables pour la réalisation de la partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28 étant donné l'intégration du doigt 44, au moins un, à 10 ladite partie fixe 38. En effet, afin de contrôler de manière précise les dimensions de la section 48 de rupture d'un doigt 44, le choix entre les différents matériaux de réalisation utilisables se restreint du fait des limites imposées par les procédés de moulage ou d'usinage. Afin de parer à cette limitation, selon une troisième variante de réalisation des 15 moyens de liaison 36 illustrée en figure 6, les moyens de liaison 36 se présentent sous la forme d'un doigt 54 de liaison non intégré à au moins une partie fixe 38 du dispositif d'évacuation 28. Ce doigt 54 non intégré, distinct, notamment cylindrique, est de forme adaptée aux logements 56 et 58 de réception prévus respectivement dans au moins une 20 partie fixe 38 et au moins une partie séparable 34 du dispositif d'évacuation 28. Ledit doigt 54 de liaison est fixé dans le logement 56 de la partie fixe 38 que ce soit par collage, vissage, montage en force ou tout autre moyen. Au-delà de la face 42 de réception de la partie séparable 34, le doigt 54 comprend au moins une section 60 de rupture dont la résistance au cisaillement 25 est ajustée en fonction des dimensions de ladite section 60 et du matériau dans lequel est réalisé ledit doigt 44. Il est à noter que la section 60 de rupture d'un doigt 54 est inférieurement résistante au cisaillement par rapport aux moyens de fixation 22 solidarisant au 2907099 10 moins une partie fixe 38 à au moins un élément E de la structure de l'aéronef ou de la motorisation. Ainsi, lors d'un choc ou d'un impact subi par le dispositif d'évacuation 28, le doigt 54 de liaison va se sectionner au niveau d'au moins une section 60 de rupture sous 5 la contrainte de cisaillement issue du choc. Cette section 60 de rupture se trouvant sensiblement au niveau de la zone de rupture 32, une partie du corps 62 du doigt 54 demeure fixée dans le logement 58 de la partie séparable 34 et est emporté avec ladite partie séparable 34, et, une autre partie du corps 62 du doigt 54 demeure fixée dans le logement 56 de la partie fixe 38 du dispositif 10 d'évacuation 28. Avantageusement, dans le cas où le doigt 54 de liaison comprend une section 60 de rupture annulaire de diamètre sensiblement correspondant à celui du logement 58 de réception de la partie séparable 34, ladite section 60 de rupture peut être utilisée comme moyens de centrage et donc de positionnement de la 15 partie séparable 34. D'autre part, le doigt 54 de liaison non intégré comprend un corps 62, notamment de forme cylindrique, adapté pour recevoir des moyens de fixation 22-3 assurant le maintien de la partie séparable 34 lors de l'utilisation de l'aéronef. La partie séparable 34, en plus du logement 58 de réception d'un doigt 54 de 20 liaison, peut comprendre un passage 64 destiné à la mise en place des moyens de fixation 22-3. Selon ce troisième mode de réalisation, la partie fixe 38, la partie séparable 34 et le doigt 54 de liaison non intégré peuvent être réalisés dans des matériaux différents, laissés au libre choix du concepteur qui peut ainsi optimiser 25 davantage la conception du dispositif d'évacuation 28 selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide prévu au niveau d'une surface 5 aérodynamique d'un aéronef, ledit dispositif d'évacuation (28) étant relié directement ou indirectement à au moins un conduit d'évacuation (26), comme par exemple une ligne de drainage d'une motorisation d'aéronef, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (28) comprend au moins une zone de rupture (32) afin de permettre la désolidarisation d'au moins une partie du dispositif (28) en cas de choc avec un minimum de détérioration du conduit d'évacuation (26).

2. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 1, ledit dispositif (28) faisant saillie par rapport à la surface 5 aérodynamique, caractérisé en ce que la zone de rupture (32) du dispositif d'évacuation (28) se situe au moins au niveau ou au-delà de la surface S.

3. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une partie séparable (34) et au moins une partie fixe (38) séparées par une zone de rupture (32), et en ce que la zone de rupture (32) consiste en des moyens de liaison (36) disposés entre au moins une partie séparable (34) et au moins une partie fixe (38) dudit dispositif (28).

4. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison (36) de la zone de rupture (32) sont sensiblement moins résistants que les moyens de fixation (22) d'au moins une partie fixe (38) dudit dispositif (28).

5. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de liaison (36) consistent en au moins un doigt (44) de liaison venu de fabrication avec au moins une partie fixe (38) du dispositif d'évacuation (28), de forme adaptée à un logement (46) prévu pour sa 2907099 12 réception dans au moins une partie séparable (34) et adapté pour recevoir des moyens de fixation (22-2).

6. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de liaison (36) consistent en au moins un doigt 5 (54) de liaison non intégré à au moins une partie fixe (38), de forme adaptée à des logements (56,58) de réception prévus respectivement dans au moins une partie fixe (38) et au moins une partie séparable (34) du dispositif (28), et adapté pour recevoir des moyens de fixation (22-3).

7. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon la revendication 5 ou 6, 10 caractérisé en ce qu'un doigt (44,54) de liaison comprend au moins une section de rupture (48,60) au cisaillement.

8. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation (28) est conçu dans une forme aérodynamique. 15

9. Dispositif d'évacuation (28) d'un fluide selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie séparable (34) est réalisée dans un matériau à moindre coût.

10. Aéronef comprenant au moins un dispositif d'évacuation (28) selon l'une des revendications précédentes.