Brevet FR2680871A1 — publié le 19930305

TEMOIN VISUEL DE GIVRE, ECLAIRE. DESCRIPTION L'invention concerne un témoin visuel de givre, éclairé, conçu notamment pour être utilisé sur un aéronef mais dont l'application peut être étendue à d'autres domaines et notamment à d'autres types de véhicules. Les avions sont généralement équipés de dispositifs de dégivrage, par exemple de type pneumatique, dont la mise en oeuvre permet de dégivrer les zones dans lesquelles du givre a tendance à se déposer, en particulier les bords d'attaque des ailes. L'actionnement de ces dispositifs de dégivrage est commandé par l'équipage, en fonction des conditions climatiques et des conditions particulières de vol de L'aéronef. Lors de cet actionnement, l'équipage peut généralement choisir entre deux modes de fonctionnement des dispositifs de dégivrage, notamment lorsque ces dispositifs sont de type pneumati que. Un premier de ces modes, appelé mode de dégivrage actionne les dispositifs pneumatiques selon des cycles relativement longs.Au contraire, le second mode, dit d'anti-givrage, actionne les dispositifs de dégivrage pneumatiques selon des cycles plus courts, conduisant à une usure sensiblement plus rapide de ces dispositifs. Par mesure de prudence, certains équipages ont tendance à commander l'actionnement des dispositifs de dégivrage selon leur mode d'anti-givrage pendant toute la durée des vols, dès que les conditions atmosphériques sont défavorables. CeLa a pour conséquence une usure très rapide des dispositifs de dégivrage, nécessitant des remplacements fréquents. Afin d'éviter cette utilisation abusive des dispositifs de dégivrage sur les aéronefs, ces derniers sont fréquemment équipés de dispositifs de détection de givre. Ainsi, il existe des systèmes de détection et de mesure de givre basés sur le principe de l'analyse d'échos ultrasonores, dans lesquels on détecte la présence du givre sur une partie active du système par la modification de L'écho ultrasonore qui en résulte. Il existe également des systèmes de détection de givre qui reposent sur la mesure d'une variation de fréquence propre axiale, entraînée par l'accumulation de givre sur la partie sensible du système. Cependant, tous les systèmes de ce type sont relativement complexes et, par conséquent, peu fiables. De plus, ils présentent une masse et un encombrement importants. Par ailleurs, on a aussi envisagé de détecter le givre à l'aide de témoins visuels, mais les différentes solutions proposées se sont toujours révélées d'une efficacité discutable, pour un encombrement excessif. L'invention a précisément pour objet un témoin visuel de givre, éclairé, apte à être implanté sur un aéronef ou sur tout autre appareil et présentant à la fois une très grande fiabilité, pour une masse et un encombrement réduits. Dans sa définition la plus générale, un tel témoin visuel de givre, éclairé, est caractérisé par le fait qu'il comprend un corps creux et au moins une source lumineuse placée à l'intérieur de ce corps, ce dernier comportant sur sa surface extérieure au moins une zone rugueuse de captation de givre et étant réalisé, au moins dans une partie de ladite zone rugueuse, en un matériau apte à être traversé par les rayons lumineux émis par la source. Sur un tel témoin visuel, qui ne comporte que des composants statiques et ne présente aucune chaîne d'asservissement mécanique ou électronique, la présence d'une zone rugueuse de forme judicieusement choisie assure la détection précoce du givre ainsi que la détection de La fin du dégivrage. La présence de la source lumineuse permet la visualisation du givre dans l'obscurité. De ce point de vue, il est important de noter que l'éclairement de la zone rugueuse par la source s'effectue de préférence par l'intermédiaire de surfaces réfléchissantes, afin d'éviter un échauffement de la zone de captation du givre risquant de réduire l'efficacité du témoin. Selon un mode de réalisation préféré de l'in- vention, le corps creux a la forme d'un mât profilé, présentant en section un bord d'attaque sensiblement en arc de cercle et deux faces sensiblement planes qui se rapprochent l'une de l'autre à partir de ce bord d'attaque. De plus, la section du corps creux est de préférence uniforme sur toute sa longueur et la zone rugueuse est formée sur le bord d'attaque, par exemple en réalisant des stries sur toute la longueur du corps creux. Il est à noter, cependant, que le corps creux peut aussi présenter une section transversale évolutive, par exemple dégressive en envergure. Le témoin visuel selon l'invention peut être monté sur un véhicule quelconque, en un emplacement et avec une orientation tels que la zone rugueuse de captation de givre soit vue directement depuis un poste de pilotage du véhicule et située dans une zone favorable à l'accrochage du givre. Dans la pratique, la zone rugueuse est tournée vers l'avant du véhicule. Comme on l'a déjà indiqué, le témoin visuel selon l'invention est avantageusement monté sur un véhicule aéronautique, notamment sur une partie inférieure du pare-brise du poste de pilotage. Afin que l'éclairement de la zone de captation du givre soit assuré dans l'obscurité, la source lumineuse est alimentée, de préférence, par le circuit d'alimentation des feux de position du véhicule. Toutefois, tout autre mode d'alimentation et de commande peut s'inscrire dans le cadre de l'invention. Afin que l'utilisateur du témoin visuel puisse s'assurer du bon fonctionnement de la source Lumineuse, au moins un trou formant témoin d'éclairement est avantageusement formé dans le corps creux, sensiblement en face de cette source. On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté représentant l'avant d'un avion équipé d'un témoin visuel de givre, éclairé, conforme à L'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective représentant à plus grande échelle le témoin visuel de givre équipant l'avion de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en coupe transversale du témoin visuel de givre illustré sur la figure 2. Sur la figure 1, la référence 10 désigne de façon générale l'avant d'un avion dont le pare-brise du poste de pilotage est désigné par la référence 12. Chacun des côtés du pare-brise 12 est divisé par un encadrement 14 en trois éléments formant un parebrise avant 12a, un pare-brise médian 12b et un parebrise arrière 12c. Comme l'illustre la figure 1, un témoin visuel de givre 16, éclairé, réalisé conformément à l'invention est avantageusement implanté sur la partie inférieure de l'encadrement 14 du pare-brise médian 12b situé du côté gauche de l'avion 10. Cette implantation permet au pilote et au copilote de l'avion de contrôler le témoin visuel de givre 16, sans quitter leur siège. Par ailleurs, elle est choisie afin que la partie utile du témoin visuel de givre se trouve situé dans une zone favorable à l'accrochage du givre, c'est-à-dire notamment en dehors de la couche limite affleurant le fuselage de l'avion, ou l'écoulement de l'air est quasiment statique, donc non représentatif. Bien entendu, cette implantation du témoin visuel de givre illustrée sur la figure 1 n'est donnée qu'à titre d'exemple, toute implantation différente pressentant les deux caractéristiques qui viennent d'être mentionnées pouvant également être envisagée. Comme l'illustrent plus précisément les figures 2 et 3, le témoin visuel de givre comprend une embase allonge 18, sensiblement plane, traverse à proximité de son bord périphérique par au moins deux perforations 20 assurant la fixation de cette embase sur l'encadrement 14, dans le mode de réalisation représenté. Cette fixation peut être réalisée par tout moyen connu tel que des rivets ou des vis (non représentés). Il est à noter que la forme de l'embase 18, telle qu'illustrée en vue de dessus sur la figure 3, dépend essentiellement de l'emplacement sur L'avion, où le témoin doit être fixé. Cette forme peut donc être sensiblement différente de celle qui apparat sur les figures. L'embase 18 du témoin visuel de givre 16 supporte un corps creux 22, en forme de mât profilé. Dans Le mode de réalisation représenté, ce corps creux 22 présente une section uniforme sur toute sa longueur et il s'étend perpendiculairement à l'embase 18 sur une distance suffisante pour que la majeure partie du corps creux 22 soit située au-delà de la couche limite, telle que définie précédemment, environnant la surface de l'avion, sans pour autant constituer un appendice de grande dimension. En raison de l'inclinaison de la partie inférieure de l'encadrement 14 sur laquelle est fixé le témoin 16, le corps creux 22 est légèrement incliné vers le haut à partir de son embase 18, comme l'illustre la figure 1, ce qui facilite sa vision par le pilote et par le copilote.Dans tous les autres cas, la visibilité peut être assurée en donnant au corps creux 22 l'inclinaison nécessaire, par rapport à l'embase 18. Comme L'illustre la vue en coupe de la figure 3, le corps creux 22 en forme de mât profilé présente en section un bord d'attaque 24, sensiblement en arc de cercle, que prolongent deux faces sensiblement planes 26a et 26b, qui se rapprochent progressivement l'une de l'autre à partir du bord d'attaque 24. Le corps creux 22 est fermé à l'opposé du bord d'attaque 24 par une face arrière 28 sensiblement plane. Le corps creux 22 présente ainsi un plan de symétrie qui est orienté, de préférence, aussi parallèlement que possible à l'axe longitudinal de l'avion lorsque le témoin visuel de givre 16 est fixé sur ce dernier. Dans ces conditions, Le bord d'attaque 24 est tourné vers l'avant, à la manière du bord d'attaque des ailes de l'avion. La longueur du corps creux 22, à partir de son embase 18, est sensiblement égale à sa largeur, entre le bord d'attaque 24 et la face arrière 28. Sur le corps creux 22, la zone la plus favorable à l'accrochage du givre est, bien entendu, son bord d'attaque 24. Pour faciliter encore cet accrochage, le bord d'attaque 24 présente une surface extérieure rugueuse formée par des stries 30 qui s'étendent sur toute la longueur du corps creux 22, perpendiculairement à l'embase 18, c'est-à-dire selon les génératrices du bord d'attaque 24 sensiblement en arc de cercle. Dans l'exem- ple de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, ces stries 30 présentent une section en V et sont régulièrement espacées les unes des autres. Cette zone rugueuse formée par les stries 30 sur le bord d'attaque 24, combinée à une localisation convenable du témoin visuel de givre sur l'avion et à l'orientation vers l'avant du bord d'attaque 24 ont pour conséquence que cet endroit constitue à la fois un témoin de début de captation de givre et un témoin de dernier point d'accumulation de givre résiduel sur l'avion. Comme l'illustre plus précisément la figure 2, le corps creux 22 est fermé, à son extrémité opposée à l'embase 18, par une plaque 32, sensiblement plane, orientée parallèlement à l'embase 18 et dont les bords dépassent, de préférence, très légèrement, pour tout ou partie, au-delà des bords des différentes faces du corps creux 22. Le caractère creux du corps 22 en forme de mat profilé autorise la localisation interne d'un dispositif d'éclairage permettant d'assurer la surveillance visuelle de la présence de givre sur le témoin 16 la nuit. Comme l'illustre très schématiquement la figure 3, ce dispositif d'éclairage comprend une lampe 34, montée à l'intérieur du corps creux 22, en un emplacement relativement éloigné du bord d'attaque 24, afin d'éviter que le givre capté sur ce dernier ne soit dénaturé par le flux de chaleur émis par la lampe. Afin de réduire encore ce risque, la lampe 34 est munie de surfaces réfléchissantes, permettant d'éclairer le bord d'attaque 24 de façon indirecte. Afin que le pilote et le copilote puissent détecter de nuit, par la simple observation du témoin 16, la présence ou l'absence de givre, le corps creux 22 est réalisé, au moins dans sa partie formant le bord d'attaque 24, en un matériau apte à être traversé par les rayons lumineux émis par la source, tel qu'un matériau transparent ou translucide. Cette qualité du bord d'attaque 24 peut être utilisée en totalité, ou partiellement occultée par tout moyen propre à l'obstruer. Un orifice (non représenté) est prévu au point bas du corps creux 22, lorsque le témoin 16 est monté sur l'avion, afin d'assurer une évacuation des condensations qui pourraient se former à l'intérieur du corps creux, l'emplacement de ce trou évitant cependant l'en trée de corps étrangers. Avantageusement, un autre trou latéral (non représenté) peut également être prévu dans la paroi du corps creux 22, afin de garantir une circulation de l'air dans ce dernier. Cette circulation d'air dans le corps creux 22 peut alors assurer sa ventilation et, par conséquent, peut contribuer à éviter que la lampe 34 ne produise un échauffement du bord d'attaque 24 faussant l'indication fournie par le témoin. Afin que le pilote et le copilote puissent être sûrs du bon allumage de la lampe 34, même si une couche de givre recouvre en totalité le corps creux 22, un trou 38 est formé dans sa face supérieure 26a, en face de la lampe 34. Cette dernière est ainsi visible en toutes circonstances depuis l'intérieur du poste de pilotage. Etant donné que le trou 38 est orienté vers le haut, l'entrée de corps étrangers est empêchée en l'obturant à l'aide d'un corps transparent. Ce corps transparent peut être un film collé à l'extérieur de la face 26a, ou une rondelle épaulée, collée à l'inté- rieur de cette même face. Pour permettre le remplacement de la lampe 34, le corps creux 22 est réalisé dans la pratique en deux parties distinctes. L'une de ces parties qui comporte notamment le bord d'attaque 24, est liée à demeure à la platine 18. Au contraire, L'autre partie, qui correspond à la partie arrière du corps creux 22, fixée sur cette platine 18, est partiellement démonta ble : une portion, portant la lampe 34, reste fixée sur la platine 18, alors qu'une portion externe, assujettie à la plaque 32, est démontable, par exemple à l'aide de vis (non représentées). On comprend que la démontabilité de la lampe 34 peut être également assurée de façon difftérente et plus simple, par exemple en réalisant la plaque 32 sous la forme d'un couvercle amovible. Avantageusement, la lampe 34 est alimentée par le circuit électrique d'alimentation des feux de position de l'avion, de telle sorte que l'allumage de cette lampe est assuré automatiquement lorsque le pilote allume les feux de position. Ce type de branchement élimine tout risque d'oubli et garantit donc la sécurité. Toutefois, tout autre moyen de connexion et de commande, notamment séparé, peut être envisagé. De plus, un réglage de l'intensité lumineuse de la lampe 34 peut éventuellement être prévu, à l'aide d'un potentiomètre, dans le poste de pilotage de l'avison. La description qui précède fait apparaître que le témoin visuel de givre selon l'invention permet d'assurer, de jour comme de nuit, la détection précoce de l'apparition de givre, comme la détection du dernier point d'accumulation de givre résiduel, à L'aide d'élié- ments statiques simples, peu encombrants et Légers. Il s'agit par conséquent d'un dispositif robuste et fiable, dont le seul élément interchangeable est constitué par la ou les lampe(s), qui peut (peuvent) être aisément et rapidement remplacée(s). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. Ainsi, on comprendra notamment que la forme du corps creux 22 peut être différente sans sortir du cadre de l'inven tion. De même, la zone rugueuse facilitant la formation du givre peut être plus ou moins étendue selon l'application envisagée et la réalisation de cette zone peut être faite de manière différente, par exemple en rempla çant les stries par des moletages. L'éclairage du corps creux depuis l'intérieur de celui-ci peut aussi être assuré par des moyens différents de ceux qui ont été décrits. Enfin, il est rappelé que si le témoin visuel de givre, éclairé, selon l'invention est particuliere- ment adapté à la surveillance de la formation et de la disparition du givre sur les avions, il peut être utilisé dans d'autres applications, et notamment sur d'autres types de véhicules. REVENDICATIONS 1. Témoin visuel de givre, !éclaire, caractéri sê par le fait qu'il comprend un corps creux (22) et au moins une source lumineuse (34) placée à l'intérieur de ce corps, ce dernier comportant sur sa surface extérieure au moins une zone rugueuse (30) de captation de givre, et étant réalisé, au moins dans une partie de ladite zone rugueuse, en un matériau apte à être traver SR par les rayons lumineux émis par la source 2. Témoin visuel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps creux (22) a la forme d'un mât profilé présentant en section un bord d'attaque (24) sensiblement en arc de cercle et deux faces sensiblement planes (26a,26b) qui se rapprochent l'une de l'autre à partir du bord d'attaque. 3. Temoin visuel selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section du corps creux (22) en forme de mât est uniforme sur toute sa longueur. 4. Témoin visuel selon L'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que ladite zone rugueuse est formée sur le bord d'attaque (24). 5. Témoin visuel selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la zone rugueuse comprend des stries (30) formées sur toute la longueur du corps creux, sur le bord d'attaque (24). 6. Témoin visuel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractériswé par le fait qu'il est prévu pour être monté sur un véhicule, en un emplacement et avec une orientation tels que la zone rugueuse (30) de captation de givre soit vue directement depuis un poste de pilotage du véhicule et située dans une zone favorable à l'accrochage de givre. 7. Témoin visuel selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la zone rugueuse (30) est tournée vers L'avant du véhicule. 8. Témoin visuel selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'il est monté sur un véhicule aéronautique (10), sur une partie inférieure du pare-brise (12) du poste de pilotage. 9. Témoin visuel selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que ladite source lumineuse (34) est alimentée par un circuit d'alimentation de feux de position du véhicule. 10. Témoin visuel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps creux (22) comprend une embase de fixation (18). 11. Témoin visuel selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un trou (30) formant témoin d'éclairement est formé dans le corps creux (22), sensiblement en face de la source lumineuse (34). 12. Témoin visuel selon L'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la source lumineuse (34) éclaire la zone rugueuse (30) par l'intermédiaire de surfaces réfléchissantes.