Brevet FR2660280A1 — publié le 19911004

La présente invention concerne un réservoir pour aéronef, du type contenant un fluide, tel que de l'huile. Quoique non exclusivement, le réservoir selon l'invention est plus particulièrement destiné à être installé sur les hélicoptères pour être monté sur le circuit fluidique, par exemple hydraulique, de l'hélicoptère. Généralement, ces réservoirs sont du type avec mise à l'air libre et sont pourvus d'orifices auxquels sont notamment reliées les conduites d'alimentation et de retour du fluide, qui débouchent dans le fluide contenu dans le réservoir à proximité de son fond Ces conduites sont par ailleurs reliées, par l'intermédiaire de pompes et de divers compo- sants fluidiques, aux servo-commançles et aux servitudes de l'hélicoptère. Si de tels réservoirs donnent entière satisfaction lorsque l'hélicoptère effectue des vols dans des configurations usuelles, en revanche, lorsqu'il s'agit de phases de vol sous facteur de charge négatif, ces réservoirs ne présentent plus une garantie maximale de fonctionnement du circuit fluidique. Les phases de vol sous facteur de charge négatif sont des phases de vol temporaires pour lesquelles l'hélicoptère est soumis à des accélérations négatives, par exemple, lorsqu'il est amené à effectuer des boucles, notamment lors de combats aériens entre hélicoptères, ou lorsqu'il subit de brusques changements de niveaux verticaux. Dans le premier cas, puisque l'hélicoptère vole temporaire- ment sur le dos, le fluide contenu dans le réservoir, alors renversé, se déplace vers le haut du réservoir qui corres- pond, à cet instant, au fond de ce dernier Dans le second cas, le fluide, lors de la brusque chute de l'hélicoptère, a tendance à se déplacer vers le haut du réservoir. 1 Quelle que soit la phase de vol considérée, les conduites d'alimentation et de retour, qui débouchent à proximité du fond du réservoir, risquent de ne plus être immergées par le fluide, ce qui peut entraîner instantanément le désamorçage des pompes du circuit hydraulique en raison de l'entrée d'air dans les conduites, en engendrant des conséquences nuisibles. Certes, on pourrait penser à utiliser des réservoirs tels que ceux montés à bord des avions de chasse dont les phases de vol sous facteur de charge négatif sont fréquentes et indispensables Toutefois, ces réservoirs sont pressurisés de sorte qu'ils impliquent une masse supplémentaire impor- tante, ainsi qu'un surcoût élevé, incompatibles avec les hélicoptères. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvé- nients et concerne un réservoir pour aéronef, notamment pour hélicoptère, dont la conception est telle qu'elle permette audit aéronef d'effectuer, en toute sécurité, des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif, sans accroître la masse ni augmenter le coût des réservoirs. A cet effet, le réservoir pour aéronef, tel que par exemple un hélicoptère, du type contenant un fluide et pourvu d'orifices qui sont situés dans sa ceinture latérale au voisinage de son fond et auxquels sont susceptibles d'être reliées des conduites d'alimentation et de retour du fluide, est remarquable, selon l'invention, en ce que, pour permettre audit aéronef d' effectuer des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif, ledit réservoir comprend des moyens pour ralentir le déplacement du fluide contenu dans le réservoir, de façon que le fluide, se déplaçant du fond vers le haut dudit réservoir lors desdites phases de vol temporaires en traversant lesdits moyens de ralentissement, reste en communication avec lesdits orifices pendant la durée desdites phases de vol, en évitant l'entrée d'air dans lesdites conduites. 1 Ainsi, lorsque l'hélicoptère, dans cette application préférentielle du réservoir, se trouve dans une phase de vol sous facteur de charge négatif (g négatif), les moyens de ralentissement empêchent le fluide d'être transféré rapidement du fond vers le haut du réservoir pour que, pendant ces phases de vol de courte durée, les conduites d'alimentation et de retour restent constamment immergées dans le fluide De la sorte, le désamorçage du circuit fluidique est évité. De préférence, le ralentissement du fluide, lors des phases de vol temporaires dudit aéronef sous facteur de charge négatif, peut être réalisé par un passage de section calibrée s, ménagé dans lesdits moyens de ralentissement. Dans ce cas, pour que le transfert du fluide du fond vers le haut dudit réservoir à travers lesdits moyens de ralentissement s'effectue de façon appropriée, lors des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif dudit aéronef, la section calibrée S dudit passage satisfait avantageusement la formule suivante S h o, t 10 VHI P ng 1 s = section totale de passage du fluide, prévue dans les moyens de ralentissement, S = surface du fond dudit réservoir, h = hauteur séparant le fond du réservoir de l'orifice le plus proche du fond, H = hauteur du fluide contenu dans le réservoir, P = masse volumique du fluide, t = durée de la phase de vol transitoire sous facteur de charge négatif, Ingj = valeur absolue du facteur de charge en g négatif, g représentant l'accélération de la pesanteur et n un nombre négatif. 1 Dans un mode préféré de réalisation, les moyens de ralentissement du fluide comprennent au moins une plaque liée audit réservoir et pourvue d'au moins un trou de passage dudit fluide, ladite plaque séparant le réservoir en deux compartiments inférieur et supérieur, ledit compartiment inférieur, qui est situé entre le fond du réservoir et ladite plaque et dans lequel sont prévus lesdits orifices, contenant le fluide. On remarquera la simplicité de réalisation des moyens de ralentissement qui ne consiste qu'en une plaque percée d'au moins un trou de passage, sa section correspondant à s. De préférence, dans ladite plaque sont ménagés plusieurs trous de passage du fluide, dont la somme de leur section correspond alors à la section totale de passage S du fluide Ces trous de passage présentent de plus des sections circulaires et identiques. Par ailleurs, ladite plaque est avantageusement sensible- ment située au niveau du fluide contenu dans le réservoir, parallèlement à son fond, et elle peut être fixée à la ceinture latérale dudit réservoir. Selon une autre caractéristique du réservoir, au moins un hublot peut être prévu dans la ceinture latérale du réser- voir, à travers lequel peut être contrôlé le niveau du fluide Dans ce cas, pour avoir une lecture fidèle du niveau de fluide, rendue imprécise à cause des phénomènes d'émulsion et de capillarité engendrés par les mouvements de l'hélicoptère, un boîtier est fixé, en regard dudit hublot, à la ceinture latérale du réservoir en délimitant avec celle-ci un volume réduit interne au réservoir, ledit boîtier étant ouvert à son extrémité supérieure, en commu- niquant avec le compartiment supérieur, et comprenant au moins un trou de passage calibré en communication avec le fluide contenu dans le compartiment inférieur du réservoir. 1 Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente schématiquement le réservoir selon l'invention monté, dans une application préférentielle, sur le circuit de fluide hydraulique d'un hélicoptère. La figure 2 est une vue en coupe agrandie du réservoir selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe du réservoir selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 représente l'hélicoptère en cours d'exécution d'une phase de vol temporaire sous facteur de charge négatif. La figure 5 représente le réservoir au cours de la phase de vol de l'hélicoptère, illustrée sur la figure 4, montrant le passage du fluide d'un compartiment à l'autre dudit réservoir au travers des moyens de ralentissement. La figure 6 est une vue externe d'un mode préféré de réalisation dudit réservoir selon l'invention. La figure 7 est une vue en coupe du réservoir selon la ligne VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe du réservoir selon la ligne VIII-VIII de la figure 7. En se référant à la figure 1, le réservoir 1 selon l'inven- tion est, dans cet exemple d'application, monté sur un hélicoptère 2 et il fait partie du circuit hydraulique de l'hélicoptère, destiné à assurer le fonctionnement des servo-commandes et des servitudes, non représentées sur les figures, prévues sur l'hélicoptère. 1 Comme le montre plus particulièrement la figure 2, le réservoir 1, dont la représentation est schématisée, contient un fluide hydraulique 3, tel que de l'huile. Structurellement, le réservoir 1 est réalisé à partir de tâles soudées et présente dans cet exemple une forme parallélépipédique, bien que toute autre configuration soit envisageable, comme on le verra par exemple en regard des figures 6 à 8 A la partie supérieure 1 A du réservoir, définissant le haut de celui-ci, est agencé un bouchon 4 destiné au remplissage de l'huile et pourvu d'un filtre 4 A, le bouchon 4 assurant, de façon connue en soi, la mise à l'air du réservoir La ceinture latérale 1 B du réservoir est munie d'orifices 5 dont trois sont représentés et auxquels sont reliées les extrémités correspondantes de conduites d'alimentation et de retour du fluide 6,7 et 8 dudit circuit La liaison des conduites au niveau des orifices s'effectue bien évidemment de façon étanche. Plus particulièrement, la conduite 6 est une conduite d'aspiration destinée à alimenter en fluide 3 les servocommandes de l'hélicoptèere par l'intermédiaire d'une pompe à débit variable 6 A L'extrémité 6 B de la conduite 6 débouche dans le réservoir à proximité du fond 1 C de celui-ci à une distance h dudit fond La conduite 7 est également une conduite d'aspiration destinée à alimenter en fluide les servitudes de l'hélicoptère par l'intermédiaire d'une pompe à débit variable 7 A L'extrémité 7 B de la conduite 7, débouchant dans le réservoir 1, est située au-dessus de celle de la conduite 6 Enfin, la conduite 8 est une conduite de refoulement du fluide, destinée au retour du fluide issu des servo-commandes et des servitudes de l'hélicoptère dans le réservoir 1 L'extrémité 8 B de la conduite 8 débouchant dans le réservoir 1 est située au-dessus de la conduite 7. D'autres éléments ou conduites pourraient également être associés au réservoir. 1 Selon l'invention et dans cette application, pour permettre audit hélicoptère d'effectuer des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif, telles que définies préala- blement, le réservoir 1 comprend des moyens 10 pour ralentir le déplacement du fluide 3 à l'intérieur du réservoir 1, de façon que le fluide, se déplaçant du fond 1 C vers le haut 1 A du réservoir lors de ces phases de vol temporaires, reste en communication pendant la durée des phases de vol avec les extrémités des conduites d'alimenta- tion et de retour du fluide dudit circuit hydraulique, en évitant l'entrée d'air dans celles-ci, susceptible de provoquer le désamorçage des pompes. Dans le mode de réalisation illustré en regard des figures 2 et 3, les moyens de ralentissement 10 comportent une plaque 1 OA pourvue d'une pluralité de trous de passage identiques 10 B, dont la section est calibrée comme on le verra ultérieurement Cette plaque 1 OA est de préférence métallique en étant, par exemple, soudée à la ceinture latérale 1 B du réservoir 1 La plaque 10 A est fixée parallèlement au fond 1 C du réservoir en venant sensible- ment affleurer le niveau 3 A du fluide 3, qui se situe à une distance H du fond 1 C dudit réservoir Ainsi, la plaque 1 OA sépare le réservoir 1 en deux compartiments inférieur, 1 D, et supérieur l E, le compartiment inférieur 1 D contenant le fluide 3, tandis que le compartiment supérieur l E contient de l'air. Le passage du fluide 3 du compartiment 1 D au compartiment l E du réservoir 1, lors des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif dudit hélicoptère, doit se dérouler de façon appropriée pour que l'extrémité 6 B de la conduite d'aspiration 6, la plus proche du fond 1 C du réservoir, soit toujours immergée par le fluide 3 pour éviter l'entrée d'air dans celle-ci, avec les conséquences néfastes que cela peut engendrer Par conséquent, le volume 1 de fluide susceptible de passer dans le compartiment l E à travers les trous 10 B de la plaque doit être inférieur au volume du fluide contenu dans le réservoir, compris entre son fond 1 C et l'extrémité 6 B de la conduite d'aspiration 6. Pour respecter cette condition et pour tenir compte des paramètres relatifs à la durée de la phase de vol tempo- raire, à la valeur du facteur de charge négatif, ainsi qu'à la nature du fluide en présence, la section totale des trous de passage 10 B ménagés dans la plaque, à partir de laquelle on détermine le débit du fluide passant d'un compartiment à l'autre, satisfait selon l'invention la formule suivante S.h o, t 10 V H p Pngl s = section totale des trous de passage du fluide, S = surface du fond du réservoir, h = hauteur séparant le fond du réservoir de la conduite d'aspiration la plus proche, H = hauteur du fluide contenu dans le réservoir, p = masse volumique du fluide, t = durée de la phase de vol transitoire de l'hélicoptère sous facteur de charge négatif, et jngj = valeur absolue du facteur de charge en g négatif, g représentant l'accélération de la pesanteur et n un nombre négatif. On a représenté sur la figure 4, l'hélicoptère 2 exécutant une phase de vol temporaire sous facteur de charge négatif, telle qu'une boucle, selon la trajectoire T Dans la position illustrée, l'hélicoptère se trouve sur le dos au sommet de la boucle. A cet instant, une partie du fluide 3, contenue dans le réservoir alors renversé, s'écoule par les trous de passage calibrés 10 B de la plaque 10 A du compartiment 1 D vers le compartiment l E en direction de la partie supérieure 1 A du réservoir faisant office de fond Simultanément, de l'air 1 s'introduit par les trous de passage l OB dans le comparti- ment 1 D du réservoir pour s'écouler sous forme de bulles dans le fluide 3 et former une poche d'air 11 entre le fond 3 du réservoir, correspondant alors à son haut, et le niveau du fluide 3. On voit donc que cette poche d'air 11, dont le volume correspond sensiblement au volume du fluide 3 B contenu alors dans le compartiment l E du réservoir, ne parvient pas au niveau de l'extrémité 6 B de la conduite d'aspiration 6, celle-ci étant toujours immergée dans le fluide 3 restant dans le compartiment 1 D du réservoir. Ainsi, grâce à ces moyens de ralentissement 10 prévus dans le réservoir 1, l'hélicoptère peut effectuer, certes pendant une durée relativement brève, des phases de vol sous facteur de charge négatif en toute sécurité. Lorsque l'hélicoptère 2 termine sa manoeuvre, le volume de fluide 3 B retourne dans le compartiment 1 D, de même que le volume d'air 11 retourne dans le compartiment l E du réservoir, correspondant à la figure 2. Ces trous de passage calibrés 1 OB, nécessaires pour ralentir le transfert du fluide du compartiment 1 D vers le compartiment l E, permettent également le libre passage du fluide lorsque celui-ci se dilate en fonction de la température Aussi, lorsque, le débit de retour du fluide par la conduite 8 est momentanément supérieur au débit du fluide aspiré par les conduites 6 et 7, par exemple, lors du fonctionnement du train d'atterrissage, le fluide hydraulique peut librement passer dans le compartiment 1 D par les trous de passage. Par ailleurs, il convient de mentionner un autre avantage de la plaque 10 A en ce sens qu'elle permet de diminuer le ballottement du fluide dans le réservoir. 2660280 1 On a représenté sur les figures 6 à 8 un exemple de réalisation du réservoir selon l'invention, destiné à être monté à bord d'un hélicoptère et qui est dans sa conception et dans son fonctionnement analogue au réservoir 1 schématiquement illustré en regard des figures 2,3 et 5. Ce réservoir 1 ' est ainsi réalisé à partir de tôles et présente, comme le montre la figure 7, une section sensiblement ovoidale Sur sa ceinture latérale 1 B' sont raccordées les conduites d'aspiration 6 ' et 7 ' du fluide et la conduite de refoulement 8 du fluide On a représenté en traits pointillés l'arrivée de l'extrémité 6 B' de la conduite d'aspiration 6 dans le compartiment 1 D' du réservoir, rempli du fluide 3 ', ainsi que la distance h séparant ladite extrémité 6 B' du fond 1 C' du réservoir Les extrémités des autres conduites débouchent au-dessus de l'extrémité 6 B' de la conduite 6 Il est également prévu un raccord 12 ' obturable destiné à être relié à un banc de parc hydraulique permettant la vérification et le contrôle du circuit en fluide hydraulique lorsque l'hélicoptère est au sol, pompes à l'arrêt. Par ailleurs, à la partie supérieure 1 A' du réservoir 1 ', rapportée par soudure sur la ceinture latérale 1 B', est agencé le bouchon de remplissage 4 ' avec mise à l'air libre. La plaque 1 OA' des moyens de ralentissement du fluide 10 ', qui sépare le réservoir 1 ' en deux compartiments 1 D' et 1 E', est disposée de la même façon que précédemment et est pourvue, dans ce cas, de six trous de passage calibrés 1 OB'. En se référant plus particulièrement à la figure 8, un hublot 14 ' est, de plus, prévu dans la ceinture latérale 1 B' du réservoir 1 ', en faisant saillie extérieurement de 1 celle-ci Ce hublot 14 ' est situé en correspondance du niveau 3 A' de fluide 3 ' contenu dans le réservoir, et permet ainsi son contrôle. Toutefois, à cause des phénomènes d'émulsion et de capillarité qui risquent d'apparaître en raison des mouvements du réservoir, et pour avoir une indication juste du niveau de fluide, on prévoit à l'intérieur du réservoir, un boîtier 15 ' constitué de tôles et soudé en regard du hublot 14 ' à la ceinture latérale 1 B' du réservoir Ce boîtier 15 ' délimite, avec la partie de ceinture latérale correspondante, un volume interne réduit 16 ' rempli de fluide 3 ', grâce à deux trous de passage calibrés 10 BT situés respectivement dans le fond 15 A' du boîtier et dans la paroi 15 B' de celui-ci à laquelle est soudée en partie la plaque 1 OA' Ce trou 1 OB' est situé juste sous la plaque 1 OA' Le boîtier 15 ' présente une ouverture 15 C' à sa partie supérieure, en étant ainsi en communication avec le compartiment supérieur 1 D' du réservoir 1 '. Le fluide contenu dans ce volume réduit 16 ' est ainsi moins soumis aux phénomènes d'émulsion, de sorte que le niveau 3 A' de fluide 3 apparaissant au travers du hublot 14 ' est relativement exact. REVENDICATIONS 1 1 Réservoir pour aéronef, tel que par exemple un hélicoptère, du type contenant un fluide ( 3) et pourvu d'orifices ( 5) qui sont situés dans sa ceinture latérale au voisinage de son fond et auxquels sont susceptibles d'être reliées des conduites d'alimentation ( 6,7) et de retour ( 8) du fluide, caractérisé en ce que, pour permettre audit aéronef d'effectuer des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif, ledit réservoir ( 1) comprend des moyens ( 10) pour ralentir le déplacement du fluide contenu dans le réservoir, de façon que le fluide, se déplaçant du fond ( 1 C) vers le haut ( 1 A) dudit réservoir lors desdites phases de vol temporaires en traversant lesdits moyens de ralen- tissement, reste en communication avec lesdits orifices pendant la durée desdites phases de vol, en évitant l'entrée d'air dans lesdites conduites ( 6,7,8). 2 Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ralentissement du fluide, lors des phases de vol temporaires dudit aéronef sous facteur de charge négatif, est réalisé, par un passage de section calibrée s, ménagé dans lesdits moyens de ralentissement ( 10). 3 Réservoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour que le transfert du fluide du fond vers le haut dudit réservoir à travers lesdits moyens de ralentissement s'effectue de façon appropriée, lors des phases de vol temporaires sous facteur de charge négatif dudit aéronef, la section calibrée S dudit passage satisfait la formule suivante - S = S h o, t 10 VH p Ingl 1 S = section totale de passage du fluide, prévue dans les moyens de ralentissement, S = surface du fond dudit réservoir, h = hauteur séparant le fond du réservoir de l'orifice le plus proche du fond, H = hauteur du fluide contenu dans le réservoir, P = masse volumique du fluide, t = durée de la phase de vol transitoire sous facteur de charge négatif, Ingi = valeur absolue du facteur de charge en g négatif, g représentant l'accélération de la pesanteur et n un nombre négatif. 4 Réservoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de ralentissement du fluide ( 10) comprennent au moins une plaque ( 10 A) liée audit réservoir ( 1) et pourvue d'au moins un trou de passage ( 10 B) dudit fluide, ladite plaque séparant le réservoir en deux compartiments inférieur et supérieur ( 1 D,1 E), le comparti- ment inférieur ( 1 D), qui est situé entre le fond ( 1 C) du réservoir et ladite plaque ( 10 A) et dans lequel sont prévus lesdits orifices, contenant le fluide ( 3). Réservoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans ladite plaque ( 10 A) sont ménagés plusieurs trous de passage ( 1 OB) du fluide, dont la somme de leur section correspond à la section totale de passage S du fluide. 6 Réservoir selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits trous de passage ( 10 B) présentent des sections circulaires et identiques. 7 Réservoir selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite plaque ( 1 OA) est sensiblement située au niveau ( 3 A) du fluide contenu dans le réservoir, parallèlement à son fond ( 1 C). 1 8 Réservoir selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ladite plaque (IQA) est fixée à la ceinture latérale ( 1 B) dudit réservoir. 9 Réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 8, caractérisé en ce qu'un hublot ( 14 ') est prévu dans la ceinture latérale ( 1 B') du réservoir, à travers lequel peut atre contrôlé le niveau ( 3 A') du fluide ( 3 ') contenu dans le réservoir. 10 Réservoir selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un boîtier ( 15 ') est fixé, en regard dudit hublot, à la ceinture latérale ( 1 B') dudit réservoir en délimitant avec celle-ci un volume réduit ( 16 ') interne au réservoir, ledit boîtier étant ouvert à son extrémité supérieure, en communiquant avec ledit compartiment supérieur ( 1 E'), et, comprenant au moins un trou de passage calibré ( 1 OB') en communication avec le fluide contenu dans le compartiment inférieur 1 D' du réservoir.