FR3065438A1 - Systeme de prise d'air multiposition pour un aeronef - Google Patents

Systeme de prise d'air multiposition pour un aeronef Download PDF

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FR3065438A1
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Laurent Saint-Marc
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Abstract

L'invention concerne un système de prise d'air (200) pour un aéronef présentant un carénage ventral (102) et comportant : - une écope (208) présentant une paroi ventrale (310) avec des premiers moyens d'accrochage et une ouverture, ladite écope (208) étant mobile entre une position affleurante dans laquelle la paroi ventrale (310) affleure le carénage ventral (102) et une position de captage dans laquelle l'ouverture est sous le carénage ventral (102), et la paroi ventrale (310) étant percée d'un orifice traversant (312) destiné à être connecté à un tuyau flexible d'un parc de conditionnement d'air, - une trappe (220) montée mobile sur l'écope (208) entre une position ouverte n'obturant pas l'ouverture (318), et une position fermée obturant l'ouverture (318), - un élément de rappel qui contraint la trappe (220) en position fermée, et - un bouchon (314) présentant des deuxièmes moyens d'accrochage qui coopèrent avec les premiers moyens d'accrochage pour fixer de manière amovible le bouchon (314). Un tel système de prise d'air est donc simple structurellement et plus léger.

Description

DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un système de prise d’air pour un aéronef qui permet de remplir différentes fonctions en fonction de sa position, ainsi qu’un aéronef comportant un tel système de prise d’air.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Un aéronef comporte classiquement un système de climatisation qui alimente la cabine de l’aéronef en air climatisé.
Lorsqu’un aéronef est au sol et dans l’incapacité de générer lui-même son air de climatisation, il est prévu d’alimenter cet aéronef en air de climatisation par l’intermédiaire d’un parc de conditionnement d’air qui comporte un groupe générateur d’air climatisé et un tuyau flexible connecté à une sortie d’air climatisé du groupe générateur d’air climatisé.
Pour connecter le tuyau flexible au système d’air climatisé de l’aéronef, celui-ci présente une prise de parc de conditionnement d’air qui est également connue sous l’appellation LPGC selon la terminologie Anglo-Saxonne : « Low Pressure Ground Connector ».
Lorsqu’un incident intervient en vol, il est prévu d’alimenter le système de climatisation par de l’air extérieur qui est prélevé à l’aide d’une prise d’air dynamique de secours et qui est également connu sous l’appellation ERAI selon la terminologie Anglo-Saxonne : « Emergency Ram Air Intake ».
La Fig. 6 est une vue en perspective d’un système de prise d’air 500 de l’état de la technique qui est monté à l’intérieur d’un aéronef représenté ici par son carénage ventral 502.
Le système de prise d’air 500 comprend une prise de parc de conditionnement d’air 504 et une écope 506 qui sont toutes les deux montées à l’extrémité d’une gaine 508 par l’intermédiaire d’un branchement en dérivation en Y. La gaine 508 est connectée par ailleurs à un centre de distribution qui redirige l’air vers les installations appropriées de l’aéronef.
La prise de parc de conditionnement d’air 504 est ici fixée à un plateau 510 qui est lui-même suspendu à quatre bielles 512, chacune étant fixée à la structure de l’aéronef par une ferrure.
Pour accéder à la prise de parc de conditionnement d’air 504 depuis l’extérieur de l’aéronef, le carénage ventral 502 est muni d’une trappe 514 à l’arrière de laquelle est implantée la prise de parc de conditionnement d’air 504. Après ouverture de la trappe 514, le tuyau flexible du parc de conditionnement d’air est fixé à la prise de parc de conditionnement d’air 504 via un type de connexion adaptée, en particulier du type fixation à baïonnette.
L’écope 506 est montée mobile en rotation entre une position affleurante (représentée à la Fig. 6) et une position de captage. Dans la position affleurante, la paroi inférieure de l’écope 506 affleure le carénage ventral 502 et l’air ne peut pas être prélevé. Dans la position de captage, l’écope 506 est basculée vers le bas de manière à présenter son ouverture 516 sous le carénage ventral 502 et dans le flux d’air extérieur de manière à prélever de l’air.
Le déplacement de l’écope 506 est réalisé par des moyens d’actionnement mécanique, comme par exemple des vérins commandés par une unité de contrôle de l’aéronef.
Afin de gérer la progression de l’air, le système de prise d’air 500 comprend également trois clapets 518a-c qui sont ouverts ou fermés en fonction des besoins d’air de l’aéronef.
Bien qu’un tel système de prise de parc 500 donne actuellement entière satisfaction, il utilise de nombreux éléments.
EXPOSE DE L'INVENTION
Ln objet de la présente invention est de proposer un système de prise d’air qui soit plus simple structurellement et donc plus léger.
A cet effet, est proposé un système de prise d’air d’un aéronef présentant une gaine et un carénage ventral percé d’une fenêtre, ledit système de prise d’air comportant :
- une écope destinée à être interfacée avec la gaine et présentant une paroi ventrale avec des premiers moyens d’accrochage et une ouverture, ladite écope étant mobile entre une position affleurante dans laquelle la paroi ventrale loge dans la fenêtre et affleure le carénage ventral et dans laquelle l’ouverture est au-dessus du carénage ventral, et une position de captage, dans laquelle l’ouverture est sous le carénage ventral, et la paroi ventrale étant percée d’un orifice traversant destiné à être connecté à un tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air,
- une trappe montée mobile sur l’écope entre une position ouverte dans laquelle la trappe n’obture pas l’ouverture, et une position fermée dans laquelle la trappe obture l’ouverture,
- un élément de rappel qui contraint la trappe en position fermée, et
- un bouchon présentant des deuxièmes moyens d’accrochage qui coopèrent avec les premiers moyens d’accrochage pour fixer de manière amovible le bouchon à la paroi ventrale pour obturer l’orifice traversant.
Un tel système de prise d’air est donc simple structurellement et plus léger.
Avantageusement, la trappe est montée mobile en rotation sur la paroi ventrale.
Avantageusement, une paroi supérieure opposée à la paroi ventrale présente une butée contre laquelle la trappe vient en appui en position fermée.
Avantageusement, le système de prise d’air est destiné à être fixé à un tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air, ledit tuyau flexible comportant des moyens d’accrochage, et les premiers moyens d’accrochage sont adaptés à coopérer avec les premiers moyens d’accrochage pour assurer la fixation de manière amovible du tuyau flexible.
Avantageusement, les deuxièmes moyens d’accrochage prennent la même forme que les moyens d’accrochage du tuyau flexible.
Avantageusement, le système de prise d’air comporte un lien souple fixé entre le bouchon et la paroi ventrale.
Avantageusement, le bouchon présente des moyens de préhension qui sont accessibles depuis l’extérieur.
Avantageusement, les moyens de préhension prennent la forme d’au moins un opercule emmanché dans un orifice du bouchon, et articulé pour s’escamoter à l’intérieur du trou et libérer l’orifice.
L’invention propose également un aéronef comportant un carénage ventral percé d’une fenêtre, un système de prise d’air selon l'une des variantes précédentes et des moyens d’actionnement mécanique prévus pour déplacer l’écope de la position affleurante à la position de captage et inversement.
Avantageusement, le carénage ventral présente, du côté orienté vers l’extérieur, un logement prévu pour loger le bouchon.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 est une vue de côté d’un aéronef selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en perspective d’un système de prise d’air selon l’invention, la Fig. 3 est une vue en coupe par le plan vertical III de la Fig. 2 d’une partie du système de prise d’air dans une première position d’utilisation, la Fig. 4 est une vue similaire à celle de la Fig. 3 dans une deuxième position d’utilisation, la Fig. 5 est une vue similaire à celle de la Fig. 3 dans une troisième position d’utilisation, et la Fig. 6 est une vue en perspective d’un système de prise d’air de l’état de la 15 technique.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
La Fig. 1 montre un aéronef 100 qui comporte un fuselage 101 qui présente un carénage ventral 102 en partie inférieure. Le carénage ventral 102 est percé d’une fenêtre (303 Figs. 3 à 5) en travers de laquelle est agencé un système de prise d’air selon l’invention.
Les Figs. 2 à 5 montrent le système de prise d’air 200 monté sur le carénage ventral 102 et fixé à une extrémité d’une gaine 204 qui est connectée par ailleurs à un centre de distribution qui redirige l’air vers les installations appropriées de l’aéronef 100.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, un clapet anti-retour 206 est disposé entre le système de prise d’air 200 et la gaine 204. Le clapet anti-retour 206 autorise la circulation de l’air provenant du système de prise d’air 200 à travers la gaine 204 jusqu’au centre de distribution et le clapet anti-retour 206 interdit la circulation de l’air provenant du centre de distribution vers la gaine 204 et le système de prise d’air 200 et donc vers l’extérieur. Ainsi, dans ce mode de réalisation, il y a un seul clapet 206 au lieu de trois dans l’état de la technique.
Le système de prise d’air 200 comporte une écope 208 qui prend ici globalement la forme d’un parallélépipède qui comporte une paroi ventrale 310, une paroi supérieure 212 opposée et parallèle à la paroi ventrale 310, deux parois latérales 214ab parallèles et une paroi arrière 316 (visible sur la Fig. 4) qui assure l’interface et l’étanchéité avec la gaine 204. Du côté opposé à la paroi arrière 316, l’écope 208 présente une ouverture 318.
Comme pour le système de prise d’air de l’état de la technique, l’écope 208 du système de prise d’air 200 selon l’invention est montée mobile en rotation entre une position affleurante (Figs. 2, 3 et 5) et une position de captage (Fig. 4).
En position affleurante, la paroi ventrale 310 qui constitue l’intrados de l’écope 208 affleure le carénage ventral 102 et l’ouverture 318 est au-dessus du carénage ventral 102, c'est-à-dire à l’intérieur de l’aéronef 100. En position affleurante, la paroi ventrale 310 loge dans la fenêtre 303 et l’obture.
En position de captage, l’écope 208 est basculée vers le bas de manière à présenter son ouverture 318 sous le carénage ventral 102 et dans le flux d’air extérieur de manière à prélever de l’air. Dans la position de captage, la paroi ventrale 310 n’est plus en continuité avec le carénage ventral 102 mais est en saillie par rapport à celuici.
L’écope 208 est positionnée avec son ouverture 318 orientée vers l’avant de l’aéronef 100, et l’écope 208 est montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation horizontale et perpendiculaire à la direction d’avancement de l’aéronef 100. L’axe de rotation est localisé ici à l’arrière de l’écope 208.
Le déplacement de l’écope 208 de la position affleurante à la position de captage et inversement est réalisé par des moyens d’actionnement mécanique, comme par exemple des vérins, ou un moteur, etc. commandés par une unité de contrôle de l’aéronef.
Le système de prise d’air 200 comporte également une trappe 220 qui est montée mobile sur l’écope 208 entre une position ouverte (Fig. 4) et une position fermée (Figs. 2, 3 et 5). Dans la position ouverte, la trappe 220 n’obture pas l’ouverture 318 et autorise l’entrée d’air dans l’écope 208. Dans la position fermée, la trappe 220 obture l’ouverture 318 et interdit l’entrée d’air dans l’écope 208 par l’ouverture 318 et la sortie d’air de l’écope 208 par l’ouverture 318.
Pour contraindre la trappe 220 en position fermée, le système de prise d’air 200 comporte un élément de rappel, par exemple un ressort, qui contraint la trappe 220 en position fermée.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur les Figs. 2 à 5, la trappe 220 est montée mobile en rotation sur la paroi ventrale 310, mais il est possible de prévoir qu’elle soit montée mobile en rotation sur une autre paroi de l’écope 208, et en particulier sur la paroi supérieure 212.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la paroi supérieure 212 présente une butée 222 qui limite le déplacement de la trappe 220 et la bloque en position fermée. La trappe 220 vient ainsi en appui contre la butée 222 en position fermée et empêche que la trappe 220 passe au-delà de la position fermée.
Dans le cas où la trappe 220 est montée mobile en rotation sur la paroi supérieure 212, la butée 222 est mise en place sur la paroi ventrale 310.
La paroi ventrale 310 présente un orifice traversant 312 destiné à être connecté à un tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air. L’orifice traversant 312 relie l’extérieur de l’aéronef 100 et l’intérieur de l’écope 208, et le système de prise d’air 200 comprend un bouchon 314 qui se fixe de manière amovible à la face inférieure de la paroi ventrale 310, c'est-à-dire la face orientée vers l’extérieur. Ainsi, le bouchon 314 peut être fixé à la paroi ventrale 310 pour obturer l’orifice traversant 312, ou retirer pour déboucher l’orifice traversant 312.
La paroi ventrale 310 présente des premiers moyens d’accrochage.
Pour assurer la fixation de manière amovible du bouchon 314 à la paroi ventrale
310, le bouchon 314 présente des deuxièmes moyens d’accrochage qui coopèrent avec les premiers moyens d’accrochage.
Préférentiellement, les premiers moyens d’accrochage sont adaptés à une fixation du tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air qui présente à cet effet, des moyens d’accrochage qui coopèrent avec les premiers moyens d’accrochage pour assurer la fixation de manière amovible du tuyau flexible à la paroi ventrale 310. Les premiers moyens d’accrochage et les moyens d’accrochage prennent par exemple la forme de fixation à baïonnette et la fixation s’effectue alors par rotation du tuyau flexible autour de son axe.
Préférentiellement, les deuxièmes moyens d’accrochage prennent la même forme que les moyens d’accrochage du tuyau flexible, par exemple une fixation à baïonnette.
Pour assurer une continuité aérodynamique entre la surface extérieure du carénage ventral 102 et le bouchon 314, le carénage ventral 102 présente, du côté orienté vers l’extérieur, un logement 317 prévu pour loger le bouchon 314. La profondeur du logement 317 est égale à la hauteur du bouchon 314.
Un tel système de prise d’air 200 permet donc de remplir les fonctions de deux ensembles distincts de l’état de la technique, d’où un gain de place et de poids.
Le fonctionnement du système de prise d’air 200 est alors le suivant.
En vol (Fig. 3), le bouchon 314 est en place et obture l’orifice traversant 312, et l’écope 208 est placée en position affleurante. L’air extérieur n’est pas capté par l’écope 208 et le bouchon 314 et la paroi ventrale 310 assure la continuité aérodynamique du carénage ventral 102.
Au sol (Fig. 5), lorsque l’aéronef 100 est alimenté par un parc de conditionnement d’air, l’écope 208 est placée en position affleurante et le bouchon 314 est retiré pour fixer le tuyau flexible. L’air est alors acheminé à travers l’orifice traversant 312, l’écope 208 et la gaine 204. La pression à l’intérieur de l’écope 208 repousse la trappe 220 qui reste en position fermée.
En cas d’incident en vol (Fig. 4), l’écope 208 est placée en position de captage et le bouchon 314 est en place et obture l’orifice traversant 312. La force de l’élément de rappel est suffisante pour maintenir la trappe 220 en position fermée, mais insuffisante pour compenser la pression exercée par l’air extérieur sur la trappe 220 en vol. L’air est alors acheminé à travers l’ouverture 318, l’écope 208 et la gaine 204.
Le clapet anti-retour 206 permet d’autoriser ou non, l’acheminement de l’air depuis le système de prise d’air 200 vers le centre de distribution.
Pour éviter la chute du bouchon 314 lorsqu’il est détaché de la paroi ventrale 310, le système de prise d’air 200 présente un lien souple, par exemple du type chaînette, fixé entre le bouchon 314 et la paroi ventrale 310.
Pour éviter l’introduction d’objets à l’intérieur de la gaine 204, le système de prise d’air 200 présente une grille 319 fixée à la paroi ventrale 310 en travers de l’orifice traversant 312.
Afin de pouvoir être manœuvré, le bouchon 314 présente des moyens de préhension qui sont accessibles depuis l’extérieur du carénage ventral 102. Il peut s’agir par exemple d’au moins un opercule qui est emmanché à l’intérieur d’un orifice du bouchon 314. Chaque opercule est articulé par exemple autour d’une charnière pour s’escamoter à l’intérieur du trou et libérer l’orifice.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1) Système de prise d’air (200) d’un aéronef (100) présentant une gaine (204) et un carénage ventral (102) percé d’une fenêtre (303), ledit système de prise d’air (200) comportant :
    5 - une écope (208) destinée à être interfacée avec la gaine (204) et présentant une paroi ventrale (310) avec des premiers moyens d’accrochage et une ouverture (318), ladite écope (208) étant mobile entre une position affleurante dans laquelle la paroi ventrale (310) loge dans la fenêtre (303) et affleure le carénage ventral (102) et dans laquelle l’ouverture (318) est au-dessus du carénage ventral (102), et une position de
    10 captage, dans laquelle l’ouverture (318) est sous le carénage ventral (102), et la paroi ventrale (310) étant percée d’un orifice traversant (312) destiné à être connecté à un tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air,
    - une trappe (220) montée mobile sur l’écope (208) entre une position ouverte dans laquelle la trappe (220) n’obture pas l’ouverture (318), et une position fermée
    15 dans laquelle la trappe (220) obture l’ouverture (318),
    - un élément de rappel qui contraint la trappe (220) en position fermée, et
    - un bouchon (314) présentant des deuxièmes moyens d’accrochage qui coopèrent avec les premiers moyens d’accrochage pour fixer de manière amovible le bouchon (314) à la paroi ventrale (310) pour obturer l’orifice traversant (312).
    20
  2. 2) Système de prise d’air (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trappe (220) est montée mobile en rotation sur la paroi ventrale (310).
  3. 3) Système de prise d’air (200) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’une paroi supérieure (212) opposée à la paroi ventrale (310) présente une butée (222) contre laquelle la trappe (220) vient en appui en position fermée.
    25
  4. 4) Système de prise d’air (200) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de prise d’air (200) est destiné à être fixé à un tuyau flexible d’un parc de conditionnement d’air, ledit tuyau flexible comportant des moyens d’accrochage, et en ce que les premiers moyens d’accrochage sont adaptés à coopérer avec les premiers moyens d’accrochage pour assurer la fixation de manière amovible
    30 du tuyau flexible.
  5. 5) Système de prise d’air (200) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens d’accrochage prennent la même forme que les moyens d’accrochage du tuyau flexible.
  6. 6) Système de prise d’air (200) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en 5 ce qu’il comporte un lien souple fixé entre le bouchon (314) et la paroi ventrale (310).
  7. 7) Système de prise d’air (200) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bouchon (314) présente des moyens de préhension qui sont accessibles depuis l’extérieur.
  8. 8) Système de prise d’air (200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les 10 moyens de préhension prennent la forme d’au moins un opercule emmanché dans un orifice du bouchon (314), et articulé pour s’escamoter à l’intérieur du trou et libérer l’orifice.
  9. 9) Aéronef (100) comportant un carénage ventral (102) percé d’une fenêtre (303), un système de prise d’air (200) selon l'une des revendications précédentes et des
    15 moyens d’actionnement mécanique prévus pour déplacer l’écope (208) de la position affleurante à la position de captage et inversement.
  10. 10) Aéronef (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le carénage ventral (102) présente, du côté orienté vers l’extérieur, un logement (317) prévu pour loger le bouchon (314).
    PL. 1/3
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