Brevet FR2537099A1 — publié le 19840608

CONTENEUR RESISTANT A LA CHALEUR ET AUX CHOCS La présente invention s'applique aux conteneurs servant à protéger les instruments de bord d'aéronefset elle a trait plus particulièrement a des conteneurs résistant a la chaleur et aux chocs. L'invention peut être utilisée dans la technique des matériels aéronautiques, engins et fusées pour réaliser des conteneurs résistant à la chaleur et aux chocs conçus en particulier pour conserver une information enregistrée lorsque l'enveloppe du conteneur est immergée dans une ambiance a~ température élevée et/ou est susceptible d'être soumise à des chocs ou a de fortes charges statiques. On connait un conteneur résistant à la chaleur et aux chocs, cons titué d'un boîtier et d'un couvercle équipés d'use gaine métallique exte rieure, d'une couche calorifuge disposée sur les surfaces intérieures du boîtier et du couvercle, d'une gaine non métallique intérieure s'étendant sur toute la surface de la couche calorifuge, et d'un joint réalisé, par exemple en tissu verni imprégné d'une substance collante et place sur la gaine intérieure suivant la ligne de séparation entre le boitier et le couvercle (voir le prospectus de la firme Sund-strand Data Control, Inc. "Digital Flight Data Recorder, model 573A", 1977). Dans un tel conteneur, l'évacuation de la chaleur entre les gaines extérieure et intérieure n'est pas bonne et il s'ensuit qu'après une longue durée de fonctionnement de l'appareil sous l'effet des températures élevées agissant sur la gaine extérieure, la chaleur accumulée à l'inté- rieur du conteneur peut altérer le fonctionnement de l'appareil par suite de la mauvaise évacuation de la chaleur dégayée dans le conteneur. On connait également un conteneur résistant a- la chaleur et aux chocs, constitué d'un boîtier et d'un couvercle équipés d'une gaine métallique extérieure, d'une couche calorifuge disposée sur les surfaces intérieures du couvercle et du boîtier, et de deux gaines métalliques inté rieures dont la première s'étend sur toute la surface de la couche calorifuge. Une cavité formée entre les gaines métalliques intérieures est remplie d'une substance solide, telle que du bicarbonate de soude. L'espace entre l'appareil et la seconde gaine métallique intérieure est rempli d'une couche protectrice constituée d'une matière a faible con ductibilité thermique, telle que du feutre. Suivant la ligne de séparation entre le boîtier et le couvercle, sont placés des anneaux constitués d'une matière calorifuge'et destines a assurer une liaison rigide entre la gaine extérieure et la première gaine intérieure et a empêcher que des particules de la matière de la couche calorifuge ne pénètrent dans la cavité intérieure du conteneur résistant a la chaleur et aux chocs. Un joint calorifuge en amiante est placé entre les anneaux suivant la ligne de séparation du boîtier et du couvercle (voir le certificat d'auteur de 1'URSS n0 343905). Dans ce type de conteneur, l'évacuation de la chaleur entre les gaines extérieure et intérieure n'est pas bonne et il s'ensuit qu'après une longue durée de fonctionnement de l'appareil et sous l'effet de températures élevées auxquelles peuvent être soumises les gaines extérieures du boîtier et du couvercle, la chaleur accumulée a l'intérieur du conteneur perturbe le fonctionnement de l'appareil par suite de l'élévation de température provoquée par son evacuation insuffisante. Le fonctionnement de l'appareil est, en plus, notablement affecté par l'action des flux de chaleur extérieure a haute température agissant sur le conteneur, du fait que dans ces conditions, la conductibilité thermique des anneaux s'accroît et, par suite, augmente la quantité de chaleur qui pénètre a l'intérieur du conteneur, ce qui peut provoquer la mise hors service de l'appareil et la perte de l'information enregistrée. En outre, sous l'action sur la surface extérieure du conteneuryde flux de chaleur à température supérieure a 350-4000C, les anneaux commencent a bruler en dégageant des produits gazeux et/ou des vapeurs (dénommés ci-après "gaz"). Ces gaz demeurent a l'intérieur du conteneur et, comme la bande magnétique et les parties de l'appareil sont a une température beaucoup plus basse que l'ambiance, ils se refroidissent et se déposent sur la surface de la bande magnétique et des parties de l'appareil, l'épaisseur des dépôts pouvant atteindre 10 a 20 vm, ce qui gêne considérablement la reproduction de l'information enregistre-e. Les gaz chimiquement actifs, en se déposant sur la surface de la bande magnétique, peuvent entrer en réaction chimique avec la matière de la bande. Au lavage ultérieur de la bande magnétique pour la débarasser des dépôts et des produits de la réaction, la couche magnétique d'oxydes métalliques peut être enlevée partiellement, ceçqui conduit à un affaiblissement du signal enregistré sur la bande. Le lavage peut aussi causer une détérioration mécanique de la bande magnétique. Le dépôt de produits gazeux de combustion sur la bande magnétique nuit à la fidélité et à la bonne conservation de l'information. qui y est enregistree. La présente invention a pour objet un conteneur résistant à la chaleur et aux chocs dans lequel les anneaux et le joint disposés suivant la lig-ne de jonction du conteneur sont agencés de façon à ass-urer une amélioration des capacités d'échange de chaleur et des propriétés calorifuges du conteneur pendant le fonctionnement de l'appareil qu'il abrite, et à rendre plus fiable la conservation de l'information enregistrée sur la bande magnétique. A cet effet, le conteneur résistant à la chaleur et aux chocs, constitué d'un boîtier et d'un couvercle dont chacun comporte une gaine métallique extérieure, d'une couche calorifuge disposée sur les surfaces intérieures du boîtier et du couvercle et d'une gaine métallique intérieure s'étendant sur toute la surface de la couche calorifuge, d'au moins deux anneaux montés suivant la ligne de séparation du boîtier et du couvercle pour assurer une liaison rigide entre les gaines métalliques extérieure et intérieure, et d'un joint calorifuge placé entre les anneaux sur la ligne de jonction du boîtier et du couvercle, est caractérisé en ce que toute la surface du joint calorifuge est recouverte d'une couche métallo que d'épaisseur comprise entre 20 et 50 um et les anneaux sont constitués d'un matériau absorbant la chaleur, le joint calorifuge étant en contact avec les gaines métalliques extérieure et intérieure du boîtier et du couvercle. La disposition entre les anneaux non metalliques d'-un joint revêtu d'une couche métallique permet d'évacuer la chaleur qui siaccumule à l'intérieur du conteneur pendant le fonctionnement de l'appareil, du fait que la couche métallique appliquée sur le joint assure une bonne évacuation de la chaleur entre les gaines métalliques intérieure et extérieure, et ainsi la chaleur accumulée à l'intérieur du conteneur pendant le fonctionnement de l'appareil se transmet facilement de la gaine intérieure jusqu'aux gaines extérieures. Sous l'action d'un flux de chaleur extérieur à halite température, la gaine métallique extérieure s'échauffe et transmet sa chaleur au joint revêtu d'une couche de métal. Le point de fusion du métal étant assez bas, il fond et s'écoule par des rainures ménagées dans les anneaux. Cette disparition du métal supprime le contact entre les gaines extérieures et in extérieures et le transfert de la chaleur vers l'intérieur du conteneur diminue. Si la température de la gaine extérieure s'élève encore plus, les anneaux calorifuges commencent à brûler en absorbant une partie de l'energie thermique dégagée sur l'enveloppe du conteneur.La transmission de la chaleur à l'intérieur du conteneur ne peut alors plus s'effectuer qu'à travers la couche de matière calorifuge, et la quantité de chaleur passant a l'interieur du conteneur diminue de 2 a 3 fois, de sorte qu'il se produit une nette augmentation du pouvoir calorifuge du conteneur. Si l'épaisseur de la couche métallique recouvrant le joint est in ferieure a 20 pm, les processus d'échange de chaleur entre les gaines in térieure et extérieure se ralentissent et, la quantité de chaleur extraite du conteneur diminue. Dans le cas où llepaisseur de-la couche métallique recouvrant le joint excède 50 pm, les processus d'échange de chaleur normaux entre les gaines intérieure et extérieure augmentent et l'appareil est soumis à l'action de la température extérieure, ce qui nuit à son fonctionnement. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la couche métallique recouvrant le joint calorifuge présente avantageusement un point de fusion compris entre 1000C et 6000C. Si le point de fusion du métal recouvrant le joint est inférieur a 100 C, la couche métallique se met a fondre lorsque, au cours du fonc tionnernent de l'appareil, celui-ci# s'échauffe jusqu'à 85-95 C, ce qui a pour conséquence une gêne dans l'évacuation de la chaleur du conteneur, et finalement une altération du fonctionnement de l'appareil. Si le point de fusion de la couche métallique recouvrant le joint est supérieur à 600 C, le flux de chaleur agissant sur l'enveloppe extérieure du conteneur à des températures supérieures à 600 C, pénètre à travers la couche métallique jusqu'a l'intérieur du conteneur. Dès que la température à l'intérieur du conteneur atteint des températures de l'ordre de 600 C, les propriétés magnétiques de la bande magnétique de l'appareil disparaissent brutalement, ce qui conduit à la disparition de l'in- formation enregistrée. Le joint calorifuge est avantageusement réalisé en un matériau ca- lorifuge dont le coefficient de conductibilité thermique ne dépasse pas 0,2 kcal/h/m/OK et pouvant supporter une température atteignant 10000C. Si le matériau du joint présente un coefficient de conductibilité supérieur a 0,2 kcal/h/m/ K, le flux de chaleur pénétrant à l'intérieur du conteneur est augmente, ce qui réduit le temps de conservation de la bande magnétique. Si la température de combustion, pour laquelle est conçu le matériau calorifuge du joint, est inférieure à 1.000 C, le joint peut brûler, ce qui a pour conséquence la pénétration de gaz de combustion à l'intérieur du conteneur, et la possibilité de voir des produits de combustion se condenser sur la bande magnétique en altérant ses propriétés. D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé où: - la figure 1 représente en vue de côte et en coupe partielle avec arrachement le conteneur résistant a la chaleur et aux chocs réalisé selon l'invention; - la figure 2 représente en coupe à plus grance échelle le détail con tenu dans le cercle I de la figure 1. Le conteneur proposé résistant à la chaleur et aux chocs est prévu pour protéger des instruments de bord, tels que des appareils enregistreurs de secours, appelés à enregistrer les paramètres de vol d'aéronefs dans des conditions de séjour prolongé à haute température sur la surface extérieure du conteneur et sous l'effet de charges importantes dynamiques et statiques et de chocs éventuels. Le conteneur résistant à la chaleur et aux chocs comporte un boîtier 1 et un couvercle 2 dont chacun est muni d'une gaine extérieure 3 fabriquée en un matériau à haute résistance, en acier ou en alliage de titane, par exemple. Le boîtier 1 et le couvercle 2 sont destinée à protéger un appareil 4, placé à l'intérieur du conteneur, contre les chocs et autres agressions mécaniques. Sur les surfaces intérieures du boîtier 1 et du couvercle 2 se trouve disposée une couche calorifuge 5 sur toute la surface de laquelle s'étend une gaine métallique intérieure 6.Afin d'assurer une liaison rigide entre la gaine métallique extérieure 3 et la gaine métallique intérieure 6 et pour interdire à des particules de la matière de la couche calorifuge 5 de pénétrer dans le volume intérieur du conteneur, il est prévu à la ligne de jonction entre le boîtier l et le couvercle 2, des anneaux 7 constitués d'un matériau absorbant la chaleur, tel que de la textolite. Les anneaux 7 sont creusés de rainures 8 et entre les anneaux 7 est placé un joint 9 constitué d'un matériau calorifuge ayant un coefficient de conductibilité thermique inférieur à 0,2 kcal/h/m/OK et supportant des températures pouvant atteindre 1.0000C. On peut utiliser, par exemple, comme matériau calorifuge pour le joint 9, de l'amiante.Toute la surface du joint 9 est recouverte d'une couche métallique, telle qu'une feuille de plomb, et dont l'épaisseur est comprise entre 20 et 50 micromé- tres (#m). La jonction du boîtier 1 avec le couvercle 2 s'effectue par des vis 10. Le -boîtier 1 et le couvercle 2 sont percés chacun, à proximité immédiate de leur ligne de jonction, de quatre trous 11 évasés des deux côtés. Ces trous 11 sont remplis d'une substance ayant un point de fusion compris entre 2000C et 5000C ou d'une substance susceptible d'entrer en combustion entre 2000C et 4000C. Comme substance de remplissage, on peut utiliser soit la résine epoxy ayant une température de combustion d'environ 400 C, soit une brasure à point de fusion compris entre 200 et 500 C. Le conteneur selon l'invention résistant à la chaleur et aux chocs fonctionne de la manière suivante. Pendant l'exploitation de l'appareil à protéger, quand l'enregistrement sur la bande magnétique de l'appareil est en cours, l'évacuation de la chaleur qui se dégage pendant le fonctionnement de l'appareil s'effectue grâce au fait que l'appareil 4, placé à l'intérieur du conteneur, est en contact, par ses parties métalliques, avec la gaine métallique intérieure 6 qui transmet Ta chaleur, à travers le joint 9, à la gaine métallique extérieure 3. Les trous 11, obstrués hermétiquement, ne laissent pas pénétrer dans le volume intérieur du conteneur l'humidité, les gaz et les liquides. Sous l'effet de flux calorifiques extérieurs à haute température, la gaine métallique extérieure 3 s'échauffe et transmet la chaleur au joint 9 en faisant fondre la couche métallique qui recouvre ce joint, ce qui a pour effet d'introduire une discontinuité dans le contact entre la gaine intérieure 6 et la gaine extérieure 3. Le métal en fusion s'écoule dans les rainures 8. La température croissante provoque l'ignition des anneaux 7 dont le processus de combustion s'effectue avec absorption de la chaleur. En conséquence, la chaleur ne peut passer à l'intérieur du conteneur entre les pièces métalliques extérieures et intérieures du conteneur qui travers la couche calorifuge 5 dont le coefficient de conductibilité thermique est très faible. En même temps, la substance qui se trouve dans les trous 11 commence a fondre ou à brûler en débouchant les trous 11, ce qui permet aux gaz accumulés a l'intérieur du conteneur de s'échapper dans l'ambiance extérieure en diminuant le risque que des vapeurs ne se condensent sur la surface de la bande magnétique et la surface de l'appareil 4. De cette manière, l'emploi du conteneur selon l'invention résistant à la chaleur et aux chocs, améliore l'évacuation de la chaleur de l'appareil en créant ainsi des conditions permettant son fonctionnement normal. Avec un tel conteneur, il est possible d'accroître la protection thermique à l'égard des flux calorifiques extérieurs à haute température, de supprimer les surchauffes locales de l'appareil ou du porteur d'information et d'améliorer l'évacuation des gaz ou des vapeurs venant envahir l'espace intérieur du conteneur, ceci tout en permettant d'améliorer la qualité et la fidélité de l'informati-on enregistrée et de simplifier sa reproduction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Conteneur résistant a la chaleur et aux chocs, constitué d'un boîtier et d'un couvercle comportant chacun une gaine métallique extérieure, d'une couche calorifuge disposée sur les surfaces intérieures du boîtier et du couvercle et d'une gaine métallique intérieure s'étendant sur toute la surface de la couche calorifuge,- d'au moins deux anneaux montés suivant la ligne de jonction entre le boîtier et le couvercle pour assurer une liaison rigide entre les gaines-métalliques extérieure et in térieure et d'un joint calorifuge disposé entre lesdits anneaux suivant la ligne de jonction du boîtier et du couvercle, caractérisé en ce que la surface du joint calorifuge (9) est recouverte d'une couche métallique dont l'epaisseur est comprise entre 20 et 50 vm et les anneaux (7) sont cons titués d'un matériau absorbant la chaleur, le joint calorifuge (9) étant en contact avec les gaines métalliques extérieure et intérieure (3, 6) du boîtier (1) et du couvercle (2). 2.- Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche métallique recouvrant le joint calorifuge (9) présente un point de fusion compris entre 1000C et 6000C. 3.- Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint calorifuge (9) est constitué d'un matériau calorifuge dont le coefficient de conductibilité thermique ne dépasse pas 0,2 kcal/h/m/ K et pouvant supporter une température atteignant 1.000 C.