Brevet FR2329511A1 — publié le 19770527

La présente invention a pour objet des perfectionnements aux moyens de réchauffage électrique des sondes de mesuresextérieures pour aéronefs. On sait qu'à bord des aéronefs, il est nécessaire de mesurer, au moyen de sondes extérieures, certains paramètres : pression statique, pression totale et température de l'air ambiant. Ces paramètres sont mesurés au moyen de sondes qui sont placées à l'extérieur de l'aéronef ; lorsque la température est voisine de zéro degré et que l'atmosphère est humide, ces sondes ont tendance à se couvrir due glace qui obture les orifices et qui modifie les profils de sorte que les sondes ne donnent aucun résultat ou un résultat complètement faussé par les modifications des conditions d'écoulement de l'air. Ces inconvénients sont particulièrement graves lorsque l'aéronef, après un vol à haute altitude dans une atmosphère très froide, descend à une altitude plus basse où la température est comprise entre zéro et quelques degrés, et où l'atmosphère est humide, les sondes qui sont alors à la température antérieure inférieure à zéro degré se couvrent presque instantanément d'une cou çhe importante de glace et sont mises momentanément hors d'usage. Pour remédier à ces inconvénients, on réchauffe les sondes au moyen d'une résistance chauffante incorporée au corps de la sonde, qui doit dissiper un nombre élevé de calories pour combattre efficacement le refroidissement. I1 en résulte une consommation de courant très importante d'autantplus que les dispositifs de chauffage de sondes réalisés jusqu'à ce jour ont un mauvais rendement. Dans les dispositifs connus, la sonde a la forme d'un tube dirigé vers l'avant ouvert à son extrémité antérieure, sur ce tube est enroulée une résistance chauffante avec une répartition de la densité des spires plus ou moins grande suivant les zones. Cet ensemble est recouvert d'une gaine métallique extérieure de forme générale tubulaire qui est brasée aux deux extrémités du tube interne, et dont la surface extérieure présente un profil aérodynamique déterminé. Cette disposition offre un très mauvais rendement en ce qui concerne le chauffage parce qu' il n'est pas possible de mettre le fil chauffant en contact intime avec la paroi interne de la gaine profilée extérieure et que, par conséquent, la paroi de la gaine extérieure n'est chauffée que par rayonnement et par conduction dans l'air compris entre la paroi interne de la gaine extérieure et la paroi externe du tube intérieur. I1 faut donc surchauffer le tube interne pour arriver à ce qu'une quantité suffisante de calories soit communiquée à la peau de la gaine extérieure qui est la partie la plus refroidie. Un autre inconvénient des réalisations antérieures est qu'il n'est pas possible de mettre les résistances très près du nez de la sonde. Selon l'invention, pour remédier à ces inconvénients, la sonde est formée d'un tube métallique à paroi épaisse dont la surface extérieure est très voisine du profil définitif de la sonde terminée. La surface extérieure du tube métallique est creusée de gorges héllcodales pour loger les spires chauffantes dans les zones où la densité de ces spires doit être faible et de gorges pour loger une couche de spires chauffantes jointives dans les zones où la densité des spires doit être grande. Lorsque les spires chauffantes sont en place sur le corps, leur-enveloppe est très voisine du profil extérieur définitif. On applique ensuite une couche épaisse de métal fondu, par exemple du cuivre, soit par moulage dans un moule classique, soit de préférence par le procédé de métallisation connu qui consiste à projeter au pistolet du métal fondu (technique mise au point par la Société Nouvelle de Métallisation à PARIS) pour obtenir un solide unique dont la surface externe est légèrement en dehors du profil définitif. On termine ensuite la sonde à son profil définitif par usinage classique et l'on applique une.protection par nickelage ou chromage. Ce procédé permet de placer les spires chauffantes en contact intime avec le métal, très près de la peau du profil extérieur et du nez de la sonde qui sont les zones les plus refroidies par l'eoulement de l'air. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, avec référence au dessin annexé d'un exemple de réalisation. On a pris pour exemple une sonde de mesure de pression totale et de pression statique. Sur le dessin - la figure 1 représente schématiquement en coupe une sonde de prise de pression totale et statique. - la figure 2 représente le détail du nez de la sonde de la figure 1 montrant la façon de mettre en place les spires de fil chauffant. La sonde de prise de pression totale et de pression statique représentée figure 1 comprend de façon connue un corps cylindrique-creux 1 terminé par un profil en ogive. L'évidement du corps est réalisé par plusieurs alésages la lb de diamètres différents pour réaliser une chambre intérieure de pression totale dont l'écorce est de faible épaisseur pour diminuer l'inertie thermique. La chambre intérieure est ouverte sur le nez de l'ogive par un conduit lc pour recevoir la pression totale. Un bouchon 2 obture l'arrière de la chambre de pression totale et, par une gorge 2a, délimite une chambre de pression statuque de forme annuaire qui est en communication avec l'atmosphe- re par des trous non figurés disposés radialement dans le plan a a' perpendiculaire à l'axe longitudinal de la sonde. Un tube 3 met en communication la chambre de pression totale avec les appareils utilisateurs. Un tube 4 met en communication la chambre de pression statique avec les appareils utilisateurs. Le corps 1 est ajusté sur une hampe 5 (ou manche creux) solidaire de l'aéronef. t Le corps 1 présente à l'arrière une base ld de même diamètre que la hampe creuse 5. Selon l'invention, la sonde est caractérisée en ce que le corps 1 et le bouchon 2 étant montés l'un sur l'autre, un trou 6 et un trou 7 sont percés parallèlement à l'axe de la sonde à travers le bouchon 2 et la base ld et débouchent dans une gorge le. Deux gorges-hélicoidales 1f lg à profil en demi-cercle partent de deux points diamétralement opposés de la gorge le et se propagent vers l'avant le long de la surface extérieure du corps 1 avec un pas variable ; par exemple sur une portion de longueur Z à partir de la gorge le, le pas de chaque gorge hélicoidale pourrait avoir une valeur p puis, sur une portion de longueur Z' une valeur ' plus petite que p, puis sur une portion de longueur z n une valeur p" plus grande que ' et-plus petite que g. Les deux gorges hélicoldales débouchent en deux points diamétralement opposés de la grande base d'une surface tronconique 1h dont les génératrices sont inclinées sur l'axe d'un angle sensiblement égal à celui de la tangente au point moyen du profil extérieur en ogive de la sonde. Au-delà de la petite base de la surface tronconique lh, le corps 1 est prolongé par une partie cylindrique li à l'extrémité de laquelle est enfichée radialement une cheville 9. Une portée cylindrique 1k prolonge le corps vers l'avant (figure-2). Un fil conducteur chauffant 10 est replié en son point milieu pour former une boucle qui est accrochée à la cheville 9, les deux brins 10a 10b de part et d'autre de la cheville 9 sont enroulés côte à cbte sur la partie cylindrique li puis sur la partie tronconique 1h formant des spires jointives, puis le brin 10a emprunte la gorge hélicoidàle 1f et le brin 10b emprunte la gorge hélicoidale lg formant des spires réparties avec une densité variable en fonction du pas des gorges hélicoldales. Les deux brins 10a 10b se retrouvent cote à côte dans la gorge le pour former des spires jointives, le brin 10a sort vers l'arrière par le trou 6 et le brin 10b sort vers l'arrière par le trou 7. Après l'enroulement du fil 10, le corps 1 est revêtu d'une couche épaisse 11 de métal fondu (par exemple du cuivre) pour donner à la sonde un profil d'ébauche lla. La sonde est ensuite terminée par une opération de tournage qui amène la couche de métal 11 à son profil définitif llb et l'on exécute par tournage l'entrée tronconique 12 du conduit lc. Le diamètre de la partie cylindrique 1k du corps 1 est choisi pour que, après exécution de l'entrée tronconique 12, la limite de séparation entre le métal du corps 1 et le métal rapporté 11 ne soit pas sur l'arête formant la grande base de l'entrée tronconique 12, c'est-a-dire que le diamètre de la partie cylindrique 1k est plus petit que le diamètre de l'entrée tronconique 12. Le fil chauffant 10 est un fil à résistance variable en fonction de la température, ce qui permet de dissiper, à froid des la mise sous tension, une puissance électrique importante pour faire fondre très rapidement un bouchon de glace formé au nez de la sonde, puis, en régime permanent, la puissance plus faible dissipée est suffisante. Le fil 10 est évidemment isolé avec un isolant qui supporte la température du métal fondu, isolants connus à base d'amiante et/ou d'alumine. Le dispositif, objet de l'invention, permet de réaliser des sondes de mesures extérieures pour aéronefs, tels que, par exemple, des tubes de Pitot carénés. REVENDICATIONS 1 - Sonde de mesure de paramètres extérieurs pour aéronefs, du type comportant des moyens incorporés de réchauffage électrique de la paroi extérieure, consistant en un fil isolé résistant enroulé en double hélice de l'extrémité antérieure à l'extrémité postérieure d'un tube interne recouvert d'une gaine externe profilée, caractérisée par le fait que l'unique couche de spires du fil résistant est en contact intime avec la paroi intérieure de la gaine profilée et disposée sur la paroi extérieure du tube interne de façon telle que son enveloppe soit très voisine du profil extérieur de la sonde terminée. 2 - Sonde de mesure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le matériau constituant la gaine profilée externe est appliqué par projection d'un métal fondu tel que du cuivre. 3 - Sonde de mesure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le matériau constituant la gaine profilée externe est appliqué par surmoulage.