FR2945793A1

FR2945793A1 - Thermal protection device for protecting device of atmospheric re-entry vehicle, has supports distributed on internal face of panel at nearer to edges, where supports receive strip in sliding manner

Info

Publication number: FR2945793A1
Application number: FR0953312A
Authority: FR
Inventors: Florent Girard
Original assignee: SNECMA Propulsion Solide SA
Current assignee: Safran Ceramics SA
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-11-26

Abstract

The device (10) has a panel receiving heat flow on an external face (11e). A strip (20) is mounted relative to an internal face (11f) of the panel. The strip extends along edges (11a-11d) of the panel, where the strip moves between a position in which the strip is withdrawal from the edges of the panel and another position in which the strip exceeds from the edges of the panel. Supports (40) are distributed on the internal face of the panel at nearer to the edges, where the supports receive the strip in a sliding manner. The device is made of composite material with ceramic matrix and composite material with reinforcement of carbon fibers and silicon carbide matrix.

Description

Arrière-plan de l'invention Background of the invention

La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de 10 protections thermiques (TPS) tels que ceux présents sur les véhicules de rentrée atmosphérique. Ce type de système est généralement formé par un écran thermique en matériau composite thermostructural qui protège le véhicule des flux thermiques qu'il rencontre au cours de son vol. Ce type d'écran est composé d'une pluralité de dispositifs adjacents les uns 15 aux autres et fixés sur la paroi du véhicule à protéger. La figure 1 illustre un dispositif de protection thermique 100 qui comprend un panneau 101 apte à recevoir sur sa face externe un flux thermique. Le panneau est en outre muni, du côté de sa face interne, d'une paroi de raidissement 102 qui est prolongée par des pattes de 20 fixation 103 permettant la fixation du panneau sur la structure froide du véhicule à protéger. Tel qu'illustré sur la figure 2, le dispositif de protection thermique 100 est monté sur une structure froide 110 en fixant les pattes 103 sur des pontets de fixation 111 solidaires de la structure froide au moyen d'organes de fixation 106 du type vis/écrou par exemple. 25 Afin de réaliser une barrière thermique entre la face externe du panneau 101 et la structure froide 110, le dispositif comprend en outre un joint 104 entourant l'espace présent entre le panneau 101 et la base des pattes de fixation 103 ainsi qu'au moins un bloc 105 en matériau isolant thermiquement disposé à l'intérieur des parois de raidissement 102 entre 30 la face interne du panneau et la paroi de la structure à protéger. Le bloc d'isolation thermique 105 est réalisé à partir de matériaux légers comme, par exemple, de la laine isolante. La figure 3 représente une structure froide 110, par exemple une paroi d'un véhicule de rentrée dans l'atmosphère, équipée d'un système 35 de protection thermique 200 formé d'une pluralité de dispositifs de protection thermique 100 de la figure 2. Les panneaux 101 des dispositifs 15 100 sont montés adjacents les uns aux autres sur la structure froide 110 au moyen des pattes fixation 103 et via des pontets 111. Après montage des dispositifs 100, il subsiste des interstices I entre les panneaux 101 de deux dispositifs adjacents 100. Lors d'une rentrée dans l'atmosphère, un flux thermique FHT s'écoule le long de l'écran du système 200 formé par les panneaux 101. Une partie PFHT de ce flux peut alors s'infiltrer sous les panneaux par les interstices I et peut créer un flux chaud Fcf, encore appelé "sneak-flow", qui circule en paroi de la structure froide 110. Ce flux chaud Fu va apporter de la chaleur à la structure froide à protéger et compromettre ainsi la protection thermique destinée à être réalisée par les dispositifs 100. En outre, ce flux chaud apporte également de la chaleur aux organes de fixation reliant les pattes des dispositifs de protection thermique à la structure froide via les pontets. Cet échauffement peut détériorer les organes de fixation, et en particulier la tête de vis située au niveau des pattes de fixation qui peut atteindre des températures supérieures à 1000°C. The present invention relates to the field of thermal protection systems (TPS) such as those present on atmospheric reentry vehicles. This type of system is generally formed by a thermostructural composite thermal screen which protects the vehicle from the thermal flows it encounters during its flight. This type of screen is composed of a plurality of devices adjacent to one another and fixed on the wall of the vehicle to be protected. Figure 1 illustrates a thermal protection device 100 which comprises a panel 101 adapted to receive on its outer face a heat flow. The panel is further provided, on its inner face side, with a stiffening wall 102 which is extended by fastening lugs 103 for fixing the panel to the cold structure of the vehicle to be protected. As illustrated in FIG. 2, the thermal protection device 100 is mounted on a cold structure 110 by fixing the tabs 103 on fastening bridges 111 integral with the cold structure by means of fixing members 106 of the screw type. nut for example. In order to provide a thermal barrier between the outer face of the panel 101 and the cold structure 110, the device further comprises a gasket 104 surrounding the space between the panel 101 and the base of the fastening tabs 103 and at least a block 105 of thermally insulating material disposed within the stiffening walls 102 between the inner face of the panel and the wall of the structure to be protected. The thermal insulation block 105 is made from lightweight materials such as, for example, insulating wool. FIG. 3 represents a cold structure 110, for example a wall of a re-entry vehicle, equipped with a thermal protection system 200 formed of a plurality of thermal protection devices 100 of FIG. 2. The panels 101 of the devices 100 are mounted adjacent to each other on the cold structure 110 by means of the fixing lugs 103 and via bridges 111. After mounting the devices 100, gaps I remain between the panels 101 of two adjacent devices. 100. Upon re-entry into the atmosphere, a heat flux FHT flows along the screen of the system 200 formed by the panels 101. A PFHT portion of this flow can then infiltrate under the panels by the panels. interstices I and can create a hot flow Fcf, also called "sneak-flow", which circulates in the cold structure wall 110. This hot Fu flow will bring heat to the cold structure to protect and compromise the protectio In addition, this hot flow also brings heat to the fasteners connecting the legs of the thermal protection devices to the cold structure via the bridges. This heating can deteriorate the fasteners, and in particular the screw head located at the fastening tabs which can reach temperatures above 1000 ° C.

Objet et résumé de l'invention La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à réaliser un dispositif de protection thermique permettant d'éviter l'infiltration de gaz chauds sous les panneaux desdits dispositifs et d'empêcher l'apparition du phénomène de flux chaud ("sneak-flow") décrit précédemment. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de protection thermique destiné à être monté sur une structure à protéger, ledit dispositif comprenant un panneau de forme parallélépipédique apte à recevoir sur sa face externe un flux thermique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une réglette montée contre la face interne du panneau, chaque réglette s'étendant sensiblement le long d'un bord du panneau et étant mobile entre une première position dans laquelle la réglette est en retrait du bord du panneau et une deuxième position dans laquelle la réglette dépasse du bord du panneau. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks and to provide a thermal protection device to prevent the infiltration of hot gases under the panels of said devices and to prevent the appearance of the phenomenon of flow hot ("sneak-flow") previously described. These objects are achieved by means of a thermal protection device intended to be mounted on a structure to be protected, said device comprising a parallelepiped-shaped panel capable of receiving on its external face a heat flux, characterized in that it further comprises less a ruler mounted against the inner face of the panel, each ruler extending substantially along an edge of the panel and being movable between a first position in which the ruler is set back from the edge of the panel and a second position in which the ruler protrudes from the edge of the panel.

Ainsi, chaque dispositif de protection thermique selon l'invention comprend une plusieurs réglettes qui, lorsqu'elles sont déployées, permettent d'obturer les interstices présents entre les panneaux adjacents et d'empêcher, par conséquent, l'infiltration de flux thermiques sous ces panneaux. De cette manière, la structure froide et les organes de fixation des dispositifs de protection thermique sont bien protégés des flux thermiques qui s'écoulent le long de la face externe des panneaux. Selon un aspect particulier de l'invention, le dispositif comprend des supports répartis sur la face interne du panneau au voisinage des bords dudit panneau, chaque support étant apte à recevoir de façon coulissante une réglette. Chaque support peut comporter une portion de guidage destinée à coopérer avec un élément de guidage d'une réglette. Selon un mode de réalisation, le dispositif de protection thermique des première et deuxième réglettes qui s'étendent respectivement le long de deux bords adjacents du panneau. Dans ce cas, les supports présents le long des autres bords du panneau sont destinés à accueillir les réglettes de dispositifs de protection thermique adjacents, une butée pouvant être prévue à proximité des bords du panneau destinés à accueillir des réglettes. Selon un aspect de l'invention, la première réglette présente une longueur sensiblement égale à celle du bord du panneau sur lequel elle s'étend et en ce que la deuxième réglette présente une longueur inférieure à celle du bord du panneau sur lequel elle s'étend. La première réglette peut en outre comporter un décrochement au niveau de son extrémité adjacente avec la deuxième réglette afin d'éviter un chevauchement entre les deux réglettes dans leur position de retrait sous le panneau. L'invention vise également un système de protection thermique destiné à protéger une structure, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositif de protection thermique selon l'invention, lesdits dispositifs étant disposés adjacents les uns avec les autres. Thus, each thermal protection device according to the invention comprises a plurality of strips which, when they are deployed, make it possible to close the interstices present between the adjacent panels and to prevent, therefore, the infiltration of heat fluxes under these panels. In this way, the cold structure and the fastening members of the thermal protection devices are well protected from heat flows flowing along the outer face of the panels. According to a particular aspect of the invention, the device comprises supports distributed on the internal face of the panel in the vicinity of the edges of said panel, each support being able to slidably receive a strip. Each support may comprise a guide portion intended to cooperate with a guide element of a ruler. According to one embodiment, the thermal protection device of the first and second strips which extend respectively along two adjacent edges of the panel. In this case, the supports present along the other edges of the panel are intended to accommodate the strips of adjacent thermal protection devices, a stop may be provided near the edges of the panel for receiving strips. According to one aspect of the invention, the first strip has a length substantially equal to that of the edge of the panel on which it extends and in that the second strip has a length less than that of the edge of the panel on which it s' extends. The first strip may further comprise a recess at its end adjacent to the second strip in order to avoid an overlap between the two strips in their retracted position under the panel. The invention also relates to a thermal protection system for protecting a structure, characterized in that it comprises a plurality of thermal protection device according to the invention, said devices being arranged adjacent to each other.

L'invention concerne encore un véhicule de rentrée atmosphérique comprenant au moins une structure à protéger contre un flux thermique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de protection thermique selon l'invention, ledit système étant monté sur la structure à protéger.35 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un panneau de dispositif de protection thermique selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif de protection thermique monté sur une structure froide selon l'art antérieur, la figure 3 est une vue en coupe schématique montrant le phénomène de flux chaud ("sneak flow") avec les dispositifs de protection thermique de l'art antérieur, la figure 4 est une vue en perspective d'un panneau de dispositif de protection thermique conformément à un mode de réalisation de l'invention, les figures 5A et 5B sont des vues de dessous d'un panneau de dispositif de protection thermique conformément à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif de protection thermique conformément à un mode de réalisation de l'invention, les figures 7A et 7B sont des vues respectivement de dessus et de dessous d'un système de protection thermique formé d'une pluralité de dispositifs de la figure 4, la figure 8 est une vue en perspective d'une partie du système des figures 7A et 7B montrant l'effet produit par les dispositifs de protection thermique de l'invention lorsqu'un flux thermique pénètre sous les panneaux desdits dispositifs. The invention also relates to an atmospheric reentry vehicle comprising at least one structure to be protected against heat flow, characterized in that it further comprises a thermal protection system according to the invention, said system being mounted on the structure to be protected. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will emerge from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a thermal protection device panel according to the prior art; FIG. 2 is a sectional view of a thermal protection device mounted on a cold structure according to the prior art, FIG. 3 is a diagrammatic sectional view showing the phenomenon of hot flow ("sneak flow") with the thermal protection devices of the prior art, FIG. 4 is a perspective view of a thermal protection device panel in accordance with an embodiment of the invention; FIGS. 5A and 5B are bottom views of a thermal protection device panel in accordance with a embodiment of the invention; FIG. 6 is a perspective view of a thermal protection device according to an embodiment of the invention; FIGS. 7A and 7B are views respectively from above and from below of a thermal protection system formed of a plurality of devices of Figure 4, Figure 8 is a perspective view of a portion of the system of Figures 7A and 7B showing the effect produced by the thermal protection devices of the invention when a heat flow penetrates under the panels of said devices.

Description détaillée de modes de réalisation Detailed description of embodiments

La solution proposée par la présente invention consiste à empêcher l'infiltration de flux thermiques sous les panneaux des dispositifs de protection thermique en obturant les interstices présents entre les panneaux des dispositifs de protection thermique adjacents. 4 La figure 4 montre un dispositif de protection thermique 10 conformément à un mode de réalisation de l'invention. La fonction d'un tel dispositif est de protéger une structure, comme un véhicule de rentrée atmosphérique ou un réservoir cryogénique, contre les flux thermiques rencontrés dans l'environnement de fonctionnement. A cet effet, le dispositif de protection thermique 10 comprend tout d'abord un panneau 11 de forme parallélépipédique qui reçoit sur sa face externe 11e le flux thermique. Le panneau peut être plat ou présenter une courbure. Le panneau li remplit plusieurs fonctions : une fonction d'écran réflecteur, une fonction de tenue vis-à-vis des chargements mécaniques (différence entre pressions externe et interne, déformation structurelles, ...), une fonction de maîtrise de la forme extérieure (aérodynamique) et une fonction de protection de l'isolant contre l'environnement extérieur (abrasion, écoulements rapide, plasma, ...). The solution proposed by the present invention is to prevent the infiltration of thermal flows under the panels of the thermal protection devices by closing the interstices between the panels of adjacent thermal protection devices. Figure 4 shows a thermal protection device 10 according to one embodiment of the invention. The function of such a device is to protect a structure, such as an atmospheric reentry vehicle or a cryogenic tank against the thermal flows encountered in the operating environment. For this purpose, the thermal protection device 10 comprises first of all a panel 11 of parallelepipedal shape which receives on its outer face 11e the heat flow. The panel may be flat or have a curvature. The li panel fulfills several functions: a reflective screen function, a resistance function with respect to mechanical loadings (difference between external and internal pressures, structural deformation, etc.), a function of control of the external shape (aerodynamic) and a function of protection of the insulation against the external environment (abrasion, fast flows, plasma, ...).

Compte tenu des niveaux de températures auxquels est soumis le panneau (autour de 1600-1800 °C), il est important que ce dernier soit suffisamment éloigné de la structure froide à protéger. A cet effet, le panneau 11, est muni de raidisseurs 12a à 12d qui s'étendent perpendiculairement au panneau il à partir de sa face interne llf. Les raidisseurs 12a à 12d sont disposés en retrait des bords lia à 11d du panneau 11 et connectés entre eux au niveau de leurs bords adjacents de manière à former une paroi de raidissement continue 12 de forme parallélépipédique ayant un périmètre inférieur à celui du panneau 11. Dans le mode de réalisation décrit ici, l'extrémité inférieure de la paroi de raidissement 12 est prolongée par quatre pattes de fixation 13a à 13d solidaires respectivement des raidisseurs 12a à 12d. Les pattes 13a à 13d sont chacune formées d'un montant 131a à 131d qui s'étend dans la même direction que les raidisseurs auxquels ils sont associés et d'une base de fixation 132a à 132d qui est orientée soit perpendiculairement par rapport aux montants 131a à 131d correspondant comme représenté sur les figures 4A et 4B, soit selon un angle quelconque par rapport à ces montants. Chaque base de fixation, respectivement 132a à 132d, comporte un orifice, respectivement 133a à 133d, permettant le passage d'organe de fixation du type vis/écrou afin de fixer le dispositif de protection thermique sur une structure froide à protéger comme décrit ci-après. Selon une caractéristique particulière de l'invention, des lumières 134a à 134d peuvent être ménagées respectivement sur les montants 131a à 131d. Ces lumières sont disposées au-dessus des orifices 133a à 133d afin d'allonger le chemin de conduction thermique entre le panneau 11 et ces orifices, ce qui permet de diminuer l'apport de chaleur depuis la face externe du panneau et les têtes de vis présentes au niveau des orifices 131a à 131d. Conformément au mode de réalisation de l'invention présenté ici, le dispositif de protection thermique comprend en outre deux réglettes 20 et 30 destinées à être montées contre la face interne 11f du panneau 11 respectivement le long des deux bords adjacents 11a et lib du panneau 11. Les réglettes 20 et 30 comprennent chacune respectivement deux languettes 21 et 31 destinées à coopérer avec des guides de supports comme expliqués ci-après. Une des réglettes, ici la réglette 20, comporte en outre un décrochement 23 au niveau de son extrémité adjacente avec l'autre réglette afin de faciliter le montage des réglettes et d'éviter un chevauchement entre celles-ci. Le panneau 11 comprend en outre huit supports 40 fixés sur la face interne 11f du panneau 11. Les supports 40 sont répartis deux à deux sur les quatre côtés du panneau. Chaque support est formé d'une entretoise 41 supportant de deux guides 42 et 43, l'entretoise 41 étant fixée en retrait des bords du panneau 11. Les guides 42 et 43 s'étendent parallèlement à la face interne 11f du panneau 11 depuis l'entretoise 41 et vers les bords du panneau de manière à ce que les extrémités libres des guides 42 et 43 se trouvent sensiblement à l'aplomb du bord correspondant du panneau. La hauteur h entre les guides 42, 43 et la face interne du panneau correspond sensiblement à l'épaisseur e des réglettes 20 et 30 et forme ainsi un logement pour ces dernières. L'espace 44 présent entre les deux guides 42 et 43 a une largeur Ig correspondant sensiblement à la largeur 1, des languettes 21 et 31. Comme illustrée sur la figure 5A, la réglette 20 est placée dans les deux supports 40 disposés le long du bord lia du panneau 11 tandis que la réglette 30 est placée dans les deux supports 40 disposés le long du bord lib. Sur la figure 5A, les réglettes sont dans une première position où elles sont en retrait des bords lia et lib du panneau. Cette première position correspond à la position de montage des dispositifs de protection thermique sur une structure à protéger. Comme on peut le voir sur la figure 5A, le décrochement 23 de la réglette 20 permet le maintien des réglettes dans cette première position sans chevauchement entre celles-ci. Given the temperature levels to which the panel is subjected (around 1600-1800 ° C), it is important that the latter be far enough away from the cold structure to be protected. For this purpose, the panel 11 is provided with stiffeners 12a to 12d which extend perpendicular to the panel 11 from its inner face 11f. The stiffeners 12a to 12d are set back from the edges 11a to 11d of the panel 11 and connected together at their adjacent edges so as to form a continuous stiffening wall 12 of parallelepipedal shape having a perimeter smaller than that of the panel 11. In the embodiment described here, the lower end of the stiffening wall 12 is extended by four fastening tabs 13a to 13d respectively integral stiffeners 12a to 12d. The tabs 13a to 13d are each formed of an amount 131a to 131d which extends in the same direction as the stiffeners with which they are associated and a fastening base 132a to 132d which is oriented either perpendicular to the uprights 131a. at 131d corresponding as shown in Figures 4A and 4B, or at any angle with respect to these amounts. Each fixing base, respectively 132a to 132d, has an orifice, respectively 133a to 133d, allowing the passage of fixing member of the screw / nut type in order to fix the thermal protection device on a cold structure to be protected as described herein. after. According to a particular characteristic of the invention, the lights 134a to 134d can be formed respectively on the amounts 131a to 131d. These lights are disposed above the openings 133a to 133d in order to lengthen the heat conduction path between the panel 11 and these orifices, which makes it possible to reduce the heat input from the external face of the panel and the screw heads. present at the openings 131a to 131d. According to the embodiment of the invention presented here, the thermal protection device further comprises two strips 20 and 30 intended to be mounted against the inner face 11f of the panel 11 respectively along the two adjacent edges 11a and lib of the panel 11 The strips 20 and 30 respectively comprise two tabs 21 and 31 for cooperating with media guides as explained below. One of the strips, here the strip 20, further comprises a recess 23 at its end adjacent to the other strip to facilitate the mounting of the strips and avoid an overlap therebetween. The panel 11 further comprises eight supports 40 fixed on the inner face 11f of the panel 11. The supports 40 are distributed in pairs on the four sides of the panel. Each support is formed of a spacer 41 supporting two guides 42 and 43, the spacer 41 being fixed back from the edges of the panel 11. The guides 42 and 43 extend parallel to the inner face 11f of the panel 11 since the spacer 41 and towards the edges of the panel so that the free ends of the guides 42 and 43 are substantially in line with the corresponding edge of the panel. The height h between the guides 42, 43 and the inner face of the panel substantially corresponds to the thickness e of the strips 20 and 30 and thus forms a housing for the latter. The space 44 present between the two guides 42 and 43 has a width Ig substantially corresponding to the width 1, of the tongues 21 and 31. As illustrated in FIG. 5A, the slide 20 is placed in the two supports 40 arranged along the edge 11a of the panel 11 while the strip 30 is placed in the two supports 40 arranged along the edge lib. In FIG. 5A, the strips are in a first position where they are set back from the edges IIa and lib of the panel. This first position corresponds to the mounting position of the thermal protection devices on a structure to be protected. As can be seen in Figure 5A, the recess 23 of the strip 20 allows the maintenance of the strips in this first position without overlap therebetween.

Sur la figure 5B, les réglettes sont dans une deuxième position dans laquelle elles dépassent du panneau. Cette deuxième position correspond à la position après montage où les réglettes sont déployées afin d'obturer les interstices présents entre les panneaux des dispositifs adjacents. Les supports 40 disposés le long des deux bords du panneau 11 opposés aux bords lia et lib le long desquels sont disposées les réglettes 20 et 30, à savoir les bords 11c et 11d, sont destinés à recevoir des réglettes montées sur d'autres dispositifs de protection thermique. Des butées 45 sont présentent entre les supports 40 disposés le long des bords 11c et llb afin d'assurer le positionnement des réglettes déployées depuis des dispositifs adjacents. Les figures 7A et 7B représentent un système de protection thermique (TPS) 20 formé par quatre dispositifs de protection thermique 10a à 10d du même type que le dispositif 10 décrit précédemment en relation avec les figures 4A, 4B et 5, les réglettes de chaque dispositifs étant déployées. Les dispositifs 10a à 10d sont placés adjacents les uns aux autres. Comme on peut le voir sur la figure 7A, des interstices Il à I4 sont présents respectivement entre les panneaux lia et 11b des dispositifs 10a et 10b, entre les panneaux lib et 11c des dispositifs 10b et 10c, entre les panneaux 11c et lld des dispositifs 10c et 10d, et entre les panneaux lld et 1 la des dispositifs 10d et 10a. Sur la figure 7B, l'interstice Il est obturé par la réglette 30b du dispositif 10b qui, dans sa position déployée, est maintenue entre les deux panneaux lia et llb par les supports 40a et 40b placés en vis-à-vis et par la butée 45a. De même, l'interstice I3 est obturé par la réglette 30c du dispositif 10c qui, dans sa position déployée, est maintenue entre les deux panneaux 11c et lld par les supports 40c et 40d placés en vis-à-vis et par la butée 45d. L'interstice I2 est obturé par la réglette 20c du dispositif 10c qui, dans sa position déployée, est maintenue entre les deux panneaux llb et 11c par les supports 40b et 40c placés en vis-à-vis et par la butée 45b. De même, l'interstice I4 est obturé par la réglette 20d du dispositif 10d qui, dans sa position déployée, est maintenue entre les deux panneaux 11a et 11d par les supports 40a et 40d placés en vis-à-vis et par la butée 45a. Il subsiste une petite ouverture au croisement des quatre panneaux mais celle-ci est très minime, la quasi majorité des interstices présents entre les panneaux étant obstruée par les réglettes. Comme illustré sur la figure 6, le dispositif de protection thermique comprend en outre un joint 16 disposé dans l'espace entre le panneau 11 et les bases 132a à 132d des pattes de fixation 13a à 13d. Le joint 16 peut être constitué d'un matériau isolant élastiquement déformable, tel qu'une structure fibreuse ou mousse isolante, maintenu à l'intérieur d'une tresse réalisée avec des fibres résistant aux hautes températures telles que des fibres en céramique. Un bloc 17 en matériau léger isolant thermiquement, tel qu'une laine isolante, est également placé dans le volume intérieur délimité par la paroi de raidissement 12 et les pattes de fixation 13a à 13d. Le joint 16 et le bloc 17 forment une barrière thermique destiné à isoler thermiquement la structure froide de la face externe du panneau 11 recevant le flux thermique. Le joint 16 permet en outre de protéger les organes de fixation, et en particulier la tête de vis présente au niveau des bases de fixation des pattes, à la fois du flux thermique et du flux chaud ("sneak flow"). Le joint 16 participe également au maintien des réglettes dans leurs différentes positions. En effet, celui-ci est réalisé en matériau élastiquement souple et placé en légère compression entre le panneau 11 et les bases 132a à 132d des pattes de fixation 13a à 13d de sorte à exercer une légère force d'appui sur les réglettes. Ainsi, à chaque changement de position des réglettes, réalisé par exemple avec un crochet permettant de manipuler ces dernières sous les panneaux, le retour élastique du joint participera au maintien en position des réglettes. In Figure 5B, the strips are in a second position in which they protrude from the panel. This second position corresponds to the position after mounting where the strips are deployed to close the interstices between the panels of adjacent devices. The supports 40 arranged along the two edges of the panel 11 opposite the edges 11a and 11b along which the strips 20 and 30, ie the edges 11c and 11d, are arranged, are intended to receive strips mounted on other devices of FIG. thermal protection. Stops 45 are present between the supports 40 disposed along the edges 11c and 11b to ensure the positioning of the strips deployed from adjacent devices. FIGS. 7A and 7B show a thermal protection system (TPS) 20 formed by four thermal protection devices 10a to 10d of the same type as the device 10 previously described in connection with FIGS. 4A, 4B and 5, the strips of each device being deployed. The devices 10a to 10d are placed adjacent to each other. As can be seen in FIG. 7A, interstices 11 to 14 are present respectively between the panels 11a and 11b of the devices 10a and 10b, between the panels 11c and 10c of the devices 10b and 10c, between the panels 11c and 11d of the devices. 10c and 10d, and between the panels 11d and 1a of the devices 10d and 10a. In FIG. 7B, the gap It is closed off by the strip 30b of the device 10b which, in its deployed position, is held between the two panels 11a and 11b by the supports 40a and 40b placed opposite each other and by the stop 45a. Similarly, the gap I3 is closed by the strip 30c of the device 10c which, in its deployed position, is held between the two panels 11c and 11d by the supports 40c and 40d placed opposite each other and by the stop 45d. . The gap I2 is closed by the strip 20c of the device 10c which, in its deployed position, is held between the two panels 11b and 11c by the supports 40b and 40c placed opposite and by the stop 45b. Similarly, the gap I4 is closed by the strip 20d of the device 10d which, in its deployed position, is held between the two panels 11a and 11d by the supports 40a and 40d placed opposite each other and by the stop 45a. . There remains a small opening at the intersection of the four panels but it is very minimal, the vast majority of interstices present between the panels being obstructed by the strips. As illustrated in FIG. 6, the thermal protection device further comprises a seal 16 disposed in the space between the panel 11 and the bases 132a to 132d of the fixing lugs 13a to 13d. The seal 16 may be made of an elastically deformable insulating material, such as a fibrous structure or insulating foam, held inside a braid made with high temperature resistant fibers such as ceramic fibers. A block 17 of light thermally insulating material, such as insulating wool, is also placed in the interior volume delimited by the stiffening wall 12 and the fixing lugs 13a to 13d. The seal 16 and the block 17 form a thermal barrier for thermally isolating the cold structure of the outer face of the panel 11 receiving the heat flow. The seal 16 also makes it possible to protect the fasteners, and in particular the screw head present at the level of the fixing bases of the flaps, both of the heat flow and of the hot flow ("sneak flow"). The seal 16 also participates in maintaining the strips in their different positions. Indeed, it is made of elastically flexible material and placed in slight compression between the panel 11 and the bases 132a to 132d of the fixing lugs 13a to 13d so as to exert a slight pressing force on the strips. Thus, at each change of position of the strips, made for example with a hook for handling the latter under the panels, the elastic return of the seal will participate in maintaining the position of the strips.

La figure 8 montre le système de protection thermique 20 avec les dispositifs 10a à 10d fixés sur une structure froide 30 à protéger, telle que la paroi d'un véhicule de rentrée atmosphérique, via des pontets 31 solidaires de la structure. Plus précisément, chaque base de fixation des pattes, ici la base de fixation 132a de la patte 13a, est fixée sur un pontet 31 solidaire de la structure froide 30 au moyen d'un organe de fixation 40 comprenant une vis 41 logée dans l'orifice 133a et un écrou 42, une rondelle 43 en matériau isolant thermiquement étant placée entre la base de fixation 132a et le pontet 31. Lorsqu'un flux thermique FHT s'écoule le long de l'écran du système 20 formé par les panneaux lia à ild, celui ne peut pénétrer par les interstices I1 à I4 en raison de la présence des réglettes sous ces derniers comme la réglette 30b qui ferme l'interstice I1 présent entre les panneaux lia et ilb. En empêchant le passage du flux chaud sous les panneaux, les réglettes limitent, voire préviennent, la création d'un flux chaud ("sneak flow") sous les panneaux des dispositifs de protection thermique et protègent, par conséquent, la structure froide d'un tel flux. En bloquant l'infiltration de gaz chauds sous les panneaux, les réglettes permettent également de protéger les organes de fixation 40 et en particulier la tête de vis 41a. FIG. 8 shows the thermal protection system 20 with the devices 10a to 10d fixed on a cold structure 30 to be protected, such as the wall of an atmospheric reentry vehicle, via bridges 31 integral with the structure. More specifically, each fixing base of the tabs, here the fixing base 132a of the tab 13a, is fixed on a bridge 31 integral with the cold structure 30 by means of a fixing member 40 comprising a screw 41 housed in the 133a orifice and a nut 42, a washer 43 of thermally insulating material being placed between the fixing base 132a and the bridge 31. When thermal flux FHT flows along the screen of the system 20 formed by the panels lia ild, that can not penetrate through the interstices I1 to I4 because of the presence of the strips under the latter as the ruler 30b which closes the gap I1 present between the panels lla and ilb. By preventing the passage of hot flow under the panels, the strips limit or prevent the creation of a hot flow ("sneak flow") under the panels of the thermal protection devices and thus protect the cold structure of such a flow. By blocking the infiltration of hot gases under the panels, the strips also serve to protect the fasteners 40 and in particular the screw head 41a.

Le dispositif de protection thermique de l'invention peut être formé en un des matériaux composites à matrice céramique (CMC) suivants : composite C/SiC (renfort en fibres de carbone et matrice en carbure de silicium), composite C/C-SiC (renfort en fibres de carbone et matrice comprenant une phase carbone, généralement au plus près des fibres, et une phase carbure de silicium), composite SiC/SiC (fibres de renfort et matrice en carbure de silicium), et composite oxyde/oxyde. Dans le cadre de la présente invention, le dispositif est réalisé de préférence en matériau C/SiC. Le dispositif de protection thermique peut également être formé en métal réfractaire et, plus généralement, en tout type de matériau (par exemple thermoplastique) apte à résister aux températures d'utilisation prévues. Pour fabriquer le dispositif de protection thermique de la présente invention en matériau CMC, on réalise une préforme fibreuse en fibres réfractaires (carbone ou céramique) ayant sensiblement la forme du dispositif à réaliser. La préforme fibreuse constituant le renfort d'un dispositif de protection thermique en CMC est réalisée à partir d'éléments constitutifs de la préforme en texture fibreuse, lesquels éléments sont assemblés entre eux et conformés sur un élément d'outillage pour constituer une préforme complète de dispositif de protection thermique. La préforme complète peut, par exemple, être constituée par assemblage de plusieurs éléments en texture fibreuse correspondant respectivement au panneau, à la paroi de raidissement avec pattes de fixation intégrées et aux supports des réglettes, les réglettes étant fabriquées à part puis rapportées au dispositif. La liaison entre les éléments constitutifs de la préforme complète peut être réalisée par couture, par implantation de fils, d'aiguilles ou d'épingles, ou encore par collage, la liaison étant complétée par co-densification des éléments constitutifs de la préforme fibreuse après leur assemblage. Cette préforme est ensuite densifiée, de façon bien connue, par voie liquide et/ou gazeuse. La densification par voie liquide consiste à imprégner la préforme par une composition liquide contenant un précurseur du matériau de la matrice. Le précurseur se présente habituellement sous forme d'un polymère, tel qu'une résine, éventuellement dilué dans un solvant. La transformation du précurseur en céramique est réalisée par traitement thermique, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère. Plusieurs cycles d'imprégnation successifs peuvent être réalisés pour parvenir au degré de densification souhaité. A titre d'exemple, des précurseurs liquides de carbone peuvent être des résines à taux de coke relativement élevé, telles que des résines phénoliques, tandis que des précurseurs liquides de céramique, notamment de SiC, peuvent être des résines de type polycarbosilane (PCS) ou polytitanocarbosilane (PTCS). Le procédé par voie gazeuse consiste dans l'infiltration chimique en phase vapeur. La préforme fibreuse correspondant à la structure à réaliser est placée dans un four dans lequel est admise une phase gazeuse réactionnelle. La pression et la température régnant dans le four et la composition de la phase gazeuse sont choisies de manière à permettre la diffusion de la phase gazeuse au sein de la porosité de la préforme pour y former la matrice par dépôt, au contact des fibres, d'un matériau solide résultant d'une décomposition d'un constituant de la phase gazeuse ou d'une réaction entre plusieurs constituants. A titre d'exemple, des précurseurs gazeux du carbone peuvent être des hydrocarbures tels que méthane et/ou propane donnant le carbone par craquage, et un précurseur gazeux de céramique, notamment de SiC, peut être du méthyltrichlorosilane (MTS) donnant du SiC par décomposition du MTS. The thermal protection device of the invention may be formed of one of the following ceramic matrix composite (CMC) materials: composite C / SiC (carbon fiber reinforcement and silicon carbide matrix), composite C / C-SiC ( carbon fiber reinforcement and matrix comprising a carbon phase, generally closer to the fibers, and a silicon carbide phase), SiC / SiC composite (reinforcing fibers and silicon carbide matrix), and oxide / oxide composite. In the context of the present invention, the device is preferably made of C / SiC material. The thermal protection device may also be formed of refractory metal and, more generally, any type of material (for example thermoplastic) capable of withstanding the intended use temperatures. To manufacture the thermal protection device of the present invention in CMC material, a fibrous preform is made of refractory fibers (carbon or ceramic) having substantially the shape of the device to be produced. The fiber preform constituting the reinforcement of a CMC thermal protection device is made from elements constituting the preform in fibrous texture, which elements are assembled together and shaped on a tooling element to form a complete preform of thermal protection device. The complete preform may, for example, be constituted by assembling a plurality of fibrous texture elements respectively corresponding to the panel, to the stiffening wall with integrated fixing lugs and to the supports of the strips, the strips being manufactured separately and then attached to the device. The connection between the constituent elements of the complete preform can be achieved by sewing, by implantation of threads, needles or pins, or by bonding, the bond being completed by co-densification of the constituent elements of the fibrous preform after their assembly. This preform is then densified, in a well known manner, by liquid and / or gaseous. Liquid densification comprises impregnating the preform with a liquid composition containing a precursor of the matrix material. The precursor is usually in the form of a polymer, such as a resin, optionally diluted in a solvent. The transformation of the ceramic precursor is carried out by heat treatment, after removal of the optional solvent and crosslinking of the polymer. Several successive impregnation cycles can be performed to achieve the desired degree of densification. By way of example, liquid carbon precursors may be relatively high coke level resins, such as phenolic resins, whereas liquid precursors of ceramics, in particular of SiC, may be polycarbosilane type resins (PCS). or polytitanocarbosilane (PTCS). The gaseous process consists of chemical vapor infiltration. The fiber preform corresponding to the structure to be produced is placed in an oven in which a gaseous reaction phase is admitted. The pressure and the temperature prevailing in the furnace and the composition of the gas phase are chosen so as to allow the diffusion of the gas phase within the porosity of the preform to form the matrix by deposition, in contact with the fibers, of a solid material resulting from a decomposition of a constituent of the gas phase or a reaction between several constituents. By way of example, gaseous carbon precursors may be hydrocarbons such as methane and / or propane giving the carbon by cracking, and a gaseous precursor of ceramics, in particular of SiC, may be methyltrichlorosilane (MTS) giving SiC by decomposition of the MTS.

Il existe également des procédés mixtes comprenant à la fois des voies liquides et des voies gazeuses. Avant densification, la préforme peut être consolidée par densification partielle par une matrice de consolidation afin de lui conférer une tenue de sa mise en forme. There are also mixed processes comprising both liquid and gaseous routes. Before densification, the preform can be consolidated by partial densification by a consolidation matrix to give it a holding of its formatting.

La ou les réglettes selon l'invention s'intègrent très facilement aux dispositifs de protection thermique existants et ne modifie que très peu leur géométrie. Par conséquent, les réglettes ne perturbent pas les fonctions des dispositifs décrites ci-avant (écran réflecteur, aérodynamique, etc.). The strip or strips according to the invention are very easily integrated with the existing thermal protection devices and only slightly modifies their geometry. Therefore, the strips do not disturb the functions of the devices described above (reflective screen, aerodynamic, etc.).

En outre, l'ajout d'une ou plusieurs réglettes conformément à l'invention a un très faible impact sur la masse globale du dispositif, ce qui est un critère important en particulier dans le domaine spatial. In addition, the addition of one or more strips according to the invention has a very low impact on the overall mass of the device, which is an important criterion especially in the space field.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de protection thermique (10) destiné à être monté sur une structure à protéger (30), ledit dispositif comprenant un panneau (11) de forme parallélépipédique apte à recevoir sur sa face externe (11e) un flux thermique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une réglette (20; 30) montée contre la face interne (11f) du panneau, chaque réglette s'étendant sensiblement le long d'un bord (11a; iib) du panneau (11) et étant mobile entre une première position dans laquelle la réglette est en retrait du bord du panneau et une deuxième position dans laquelle la réglette dépasse du bord du panneau. REVENDICATIONS1. Thermal protection device (10) intended to be mounted on a structure to be protected (30), said device comprising a panel (11) of parallelepipedal shape adapted to receive on its external face (11e) a thermal flux, characterized in that it further comprises at least one strip (20; 30) mounted against the inner face (11f) of the panel, each strip extending substantially along an edge (11a; iib) of the panel (11) and being movable between a first position in which the strip is set back from the edge of the panel and a second position in which the strip protrudes from the edge of the panel.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des supports répartis (40) sur la face interne (11f) du panneau (11) au voisinage des bords (lla-lid) dudit panneau, chaque support (40) étant apte à recevoir de façon coulissante une réglette. 2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises distributed supports (40) on the inner face (11f) of the panel (11) in the vicinity of the edges (lla-lid) of said panel, each support (40) being able to slidably receive a slider.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque 20 support (40) comporte une portion de guidage (41) destinée à coopérer avec un élément de guidage (21; 31) d'une réglette (20; 30). 3. Device according to claim 2, characterized in that each support (40) comprises a guide portion (41) for cooperating with a guide member (21; 31) of a strip (20; 30).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des première et deuxième réglettes (20, 25 30) qui s'étendent respectivement le long de deux bords adjacents (11a, lib) du panneau (11). 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises first and second strips (20, 30) which extend respectively along two adjacent edges (11a, lib) of the panel (11).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une butée (45) à proximité des deux autres bords 30 (11c, 11d) du panneau (11). 5. Device according to claim 4, characterized in that it comprises at least one stop (45) near the two other edges 30 (11c, 11d) of the panel (11).

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la première réglette (20) présente une longueur sensiblement égale à celle du bord (11a) du panneau (11) sur lequel elle s'étend et en ce que la 35 deuxième réglette (30) présente une longueur inférieure à celle du bord (11b) du panneau (11) sur lequel elle s'étend. 6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the first strip (20) has a length substantially equal to that of the edge (11a) of the panel (11) on which it extends and in that the second strip (30) has a length less than that of the edge (11b) of the panel (11) on which it extends.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la première réglette (20) comporte un décrochement (23) au niveau de son extrémité adjacente avec la deuxième réglette (30). 7. Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the first strip (20) has a recess (23) at its end adjacent to the second strip (30).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le panneau (11) est muni d'une paroi de raidissement (12) qui s'étend perpendiculairement à partir de la face interne (11f) dudit panneau (11), ladite paroi de raidissement (12) étant prolongée par des pattes de fixation (13a-13d), chaque patte de fixation comprenant un orifice de logement (133a-133d) d'un élément (51) d'un organe de fixation (50). 8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the panel (11) is provided with a stiffening wall (12) extending perpendicularly from the inner face (11f) of said panel (11), said stiffening wall (12) being extended by fixing lugs (13a-13d), each fixing lug comprising a housing opening (133a-133d) of a member (51) of a fastener (50).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque patte de fixation (13a-13d) comprend une lumière (134a-134d) ménagée au-dessus de chaque orifice de logement (133a-133d) d'un élément (51) d'un organe de fixation (50). 9. Device according to claim 8, characterized in that each fixing lug (13a-13d) comprises a slot (134a-134d) formed above each housing hole (133a-133d) of a member (51). a fastener (50).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 20 caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau composite à matrice céramique. 10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is made of ceramic matrix composite material.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau composite à renfort en fibres de carbone et matrice en 25 carbure de silicium. 11. Device according to claim 10, characterized in that it is made of composite material with carbon fiber reinforcement and silicon carbide matrix.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un joint (16) disposé autour de la paroi de raidissement (12) et des pattes de fixation (13a-13d). 12. Device according to any one of claims 8 to 11, characterized in that it further comprises a seal (16) disposed around the stiffening wall (12) and fixing lugs (13a-13d).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bloc en matériau isolant thermiquement (17) disposé dans un espace interne à la paroi de raidissement (12). 30 35 5 13. Device according to any one of claims 8 to 12, characterized in that it further comprises a block of thermally insulating material (17) disposed in a space internal to the stiffening wall (12). 30 35 5

14. Système de protection thermique (20) destiné à protéger une structure (30), caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositifs de protection thermique (10a-10d) selon l'une des revendications 1 à 12, lesdits dispositifs étant disposés adjacents les uns avec les autres. 14. Thermal protection system (20) for protecting a structure (30), characterized in that it comprises a plurality of thermal protection devices (10a-10d) according to one of claims 1 to 12, said devices being arranged adjacent to each other.

15. Véhicule de rentrée atmosphérique comprenant au moins une structure à protéger (30) contre un flux thermique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de protection thermique selon la revendication 14, ledit système étant monté sur la structure à protéger. 10 15. atmospheric reentry vehicle comprising at least one structure to be protected (30) against a heat flow, characterized in that it further comprises a thermal protection system according to claim 14, said system being mounted on the structure to be protected. 10