Brevet FR2686981A1 — publié le 19930806

RADAR A ANTENNE REPLIABLE ET RADOME DEPLOYABLE L'invention est relative aux radars, notamment ceux à balayage omnidirectionnel en azimut, et concerne plus particulièrement leur installation à bord d'aéronefs. La position la plus naturelle, à bord d'un aéronef, de l'antenne et du radôme d'un radar à balayage omnidirectionel en azimut, lorsque leur envergure est suffisamment petite, est la position ventrale. I1 est également envisageable de les installer dans le nez de l'aéronef, mais cela présente divers inconvénients dont la limitation de la largeur de l'antenne et donc de la portée L'installation de l'antenne d'un radar dans un radôme en position ventrale pose cependant un problème de garde au sol car les aéronefs, à hélice ou à voilure tournante, modernes ont des gardes au sol très faibles, soit pour faciliter l'accès des passagers et le chargement arrière, soit pour présenter une hauteur hors tout faible. En outre la garde au sol normale n'est pas entièrement utilisable car il faut prendre en compte une possibilité de crevaison des roues du train d'atterrissage ou de défaillance des amortisseurs. Dans ces conditions, l'implantation d'un radar avec une antenne ventrale de hauteur suffisante n'est pas envisageable avec une structure fixe dépassant de façon permanente. Une solution à ce problème consisterait à installer le radar1 son antenne et le radôme dans un chassis monté sur ascenseur à l'intérieur de la cabine de l'aéronef avec l'inconvénient d'entraîner un encombrement important de la cabine, surtout en position remontée, et de nécessiter d'aménager dans la structure de l'aéronef une ouverture importante, supérieure au diamètre du radôme et de l'antenne, qui peut provoquer des faiblesses structurelles obligeant à prévoir des renforcements surtout si la cabine est pressurisée. La présente invention a pour but de résoudre le problème précité au prix d'un minimum d'inconvénients. Elle a pour objet un radar à antenne dépliable et radôme déployable fixés sur une surface support. Le radôme déployable est constitué d'une calotte rigide attachée à la surface support par une jupe souple périphérique étanche formant soufflet et par des moyens mécaniques de rappel en position rétractée, et déployée par gonflage. L'antenne dépliable, logée dans le radôme, est couchée sur la surface support en position rétractée du radôme et relevée en position de déploiement du radôme. De manière avantageuse, les moyens mécaniques de rappel du radôme en position rétractée, comportent une jambe télescopique qui rattache la calotte rigide du radôme à la surface support et qui renferme des moyens élastiques tendant à la rappeler en position rétractée. Lorsque l'antenne tourne à l'intérieur du radôme selon un axe perpendiculaire à la surface support, cette jambe télescopique est disposée selon l'axe du rotation de l'antenne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite ci-après en regard du dessin dans lequel: - une figure 1 représente, en coupe longitudinale partielle, a partie avant du fuselage d'un hélicoptère portant, en position ventrale, un radôme et une antenne d'un radar selon l'invention, - une figure 2 représente, en coupe longitudinale et en position repliée, , le radôme et l'antenne du radar vus à la figure l, et, - une figure 3 représente, en coupe longitudinale et en position déployée, le radôme et l'antenne du radar vus à la figure 1. La figure 1 montre de profil, la partie avant du fuselage d'un hélicoptère avec son nez 1 prolongé par la cabine de pilotage 2 puis par la soute 3. La roue avant du train d'atterrissage est représentée en différentes positions. Elle figure en 4, en traits pleins, en position sortie normale, alors que l'hélicoptère est posé sur le sol repéré par une ligne 5, en 4', en tirets, en position de sortie minimale alors que I'hélicoptère est posé sur le sol repéré par une ligne 5' avec son train d'atterrissage avant écrasé par suite d'une crevaison du pneu ou d'une défaillance d'amortisseur ; et en 4", en tirets, en position rentrée sous le plancher de la cabine 6. Sous la paroi ventrale du fuselage, un peu en arrière de la cabine de pilotage 2, on distingue l'antenne tournante 7 et le radôme 8,8', d'un radar omnidirectionnel en azimut à moyenne portée. Cette antenne tournante 7 et ce radôme ont un diamètre du même ordre de grandeur que la largeur du fuselage. Comme la hauteur laissée libre sous le fuselage par la garde au sol minimale est trop faible pour l'antenne en position de fonctionnement du radar, celle-ci est prévue repliable et le radôme rétractable. Le radôme est représenté en 8 en position rétractée et en 8' en position déployée tandis que l'antenne 7 est vue de profil en position repliée dans le radôme rétracté 8. Un cadre en traits interrompus 9 donne l'encombrement de l'antenne 7 lorsqu'elle est dépliée dans le radôme déployé 8'. La nacelle de l'antenne tournante 7 est fixée sur un socle 10 qui est logé dans l'épaisseur du plancher il de la soute 3 et qui ne nécessite qu'un trou de diamètre réduit dans la paroi extérieure du fuselage ntentraînant pas de faiblesses structurelles. Comme cela apparaît plus clairement sur les figures 2 et 3, le radôme est une structure étanche déployable par gonflage rappelée en position rétractée par une jambe de force télescopique à ressorts. Cette structure étanche est constituée d'une calotte rigide 81 presque plate, avec un rayon de courbure grand, de l'ordre de la dizaine de mètres, entourée d'une jupe souple 82 formant soufflet fixée de manière étanche à la paroi inférieure externe 83 du fuselage. La calotte rigide 81 et la jupe souple 82 sont en matériaux transparents aux ondes radioélectriques. La calotte rigide 81 est par exemple une structure multisandwich en verre epoxy et texture en nids d'abeilles Kevlar. La jupe souple 82 peut être un tissu en élastomère renforce. La jambe de force télescopique 84 de rappel de la calotte rigide 81 vers la paroi inférieure externe 83 du fuselage est disposée dans l'axe de rotation de l'antenne tournante entre la nacelle 85 de cette dernière et la calotte rigide 81. Elle présente plusieurs tronçons coulissants, emboîtés les uns dans les autres et rappelés en position rétractée par des ressorts. Le tronçon d'extrémité le plus large est fixée à la nacelle 85 de l'antenne tournante tandis que le tronçon d'extrémité le plus étroit est fixé à la calotte rigide 81. Ces deux tronçons d'extrémité sont libres en rotation l'un par rapport à l'autre de manière à ne pas communiquer le mouvement tournant de l'antenne à la calotte. La jambe de force 84 exerce sur la calotte rigide une force de rappel nettement supérieure à son poids par exemple 200 daN. Le radôme est déployé par gonflage de son volume interne, à l'aide d'une source d'air sous pression non -représentée de manière à exercée sur la paroi interne de la calotte une force de répulsion supérieure à la force de rappel de la jambe de force 84 par exemple 900 daN ce qui, compte tenu de la surface interne de quelques mètres carrés de la calotte, conduit à une pression de gonflage du radôme de l'ordre de 30 à 35 mbar. L'antenne tournante est une antenne à réflecteur repliable 70 éclairé en offset par une source 71. Le réflecteur 70, dont le contour vu de face, en position dépliée, est rappelé par un cadre en traits interrompus 90 dans la figure 3, a une forme trapue nettement plus large que haute. Il est de type cylindrique parabolique avec une section transversale rectiligne et une section verticale parabolique. L'absence de courbure dans sa dimension transversale permet d'envisager une position repliée très ramassée sous le fuselage. Le réflecteur 70 est fixé à sa base, par une articulation 72 d'axe horizontal, à un support 73 qui entoure la jambe de force 84 et qui est solidaire de la nacelle rotative 85 de l'antenne tournante. Cette articulation 72 est placée le plus près possible de la base de la nacelle rotative 85 pour obtenir un maximum de compacité lorsque le réflecteur 70 est rabattu. Le réflecteur 70 se prolonge à sa base, au delà de l'articulation 72, par une came 74 portant à sa périphérie une crémaillère dans laquelle s'engage une roue dentée motrice 75 d'un moteur de relèvement 76 fixé au support 73. L'articulation 72 d'axe horizontal joue également le rôle d'axe d'élévation pour assurer les mouvements du faisceau d'antenne dans le plan vertical. Dans la figure 3, le réflecteur 70 est illustré selon trois position de relèvement distinctes, une position en traits pleins 70 correspondant pour le faisceau d'antenne à un angle d'élévation de 00, et deux position en traits interrompus 70' et 70" correspondant pour le faisceau dtantenne à des angles d'élévation de + et - 150. Cette dispositions provoque, en toute rigueur, une défocalisation du réflecteur par rapport à la source, mais les dégradations engendrées sont négligeables compte-tenu de la faible amplitude du mouvement d'élévation. La source 71 est constituée d'une rampe placée à la base de la nacelle rotative 85, en offset devant le réflecteur 70, sur toute la largeur de ce dernier. Cette rampe est constituée d'un ou de deux guides d'ondes à fentes superposés selon que I'on désire émettre une onde avec une ou plusieurs polarisations. Le fonctionnement au dépliement de l'aérien du radar est le suivant - l'antenne et le radôme du radar étant supposés repliés, l'autorisation de dépliement est donnée, après décollage de l'aéronef, par le signal de rentrée du train d'atterrissage. L'autorisation de dépliement déclenche l'admission d'air sous pression dans l'enceinte du radôme par exemple à 1 bar, le temps nécessaire pour porter la pression interne de l'enceinte à +30 mbar relatif par rapport à la pression externe. La pression exercée sur la calotte rigide du radôme déplie la jupe et provoque la sortie de la calotte rigide qui entraîne avec elle la jambe télescopique de rappel. La jambe télescopique de rappel possède une butée électromécanique qui matérialise l'extension du radôme et donne l'autorisation de dépliement du réflecteur de l'antenne. Le dépliement du réflecteur s'effectue alors en séquence normale, par l'intermédiaire de la chaîne cinématique élévation du radar, le rapport de réduction mécanique utilisée étant suffisant pour permettre le maintien en position du réflecteur, au jeu près, après coupure de l'alimentation électrique du moteur. L'arrivée en position dépliée du réflecteur autorise ensuite la mise en rotation de l'aérien. Le fonctionnement au repliement de l'aérien du radar est le suivant La sortie du train d'atterrissage de l'aéronef commande l'arrêt de la rotation de l'antenne et initialise après cet arrêt la séquence du repliement du réflecteur de l'antenne sur l'axe d'élévation. Puis, le constat de la position repliée du réflecteur par un codeur de position autorise le dégonflage du radôme par une électrovalve de mise à l'air libre et le rappel, par la jambe de force, de la calotte rigide du radôme en position rétractée. Diverses sécurités peuvent être envisagées. On peut notamment se prémunir contre une panne de l'électrovalve de mise à l'air libre de l'enceinte du radôme qui empêcherait la rétraction de celui-ci, en la doublant avec une valve manuelle de mise à l'air libre. On peut également se prémunir contre une panne du moteur élévation entraînant le repliement du réflecteur en doublant ce moteur par un moteur de secours dont l'alimentation et la commande seraient assurées à partir d'une chaîne cinématique indépendante fonctionnant sur batterie de secours. Il est également envisageable de provoquer le repliement du réflecteur à l'aide de la seule jambe de force et de son action sur le réflecteur par intermédiaire de la calotte rigide du radôme. En cas de baisse importante de la pression dans l'enceinte du radôme on peut prévoir un mano-contact déclenchant l'arrêt de la rotation de l'antenne et le repliement de son réflecteur. Enfin pour limiter les contraintes dans la jupe et éviter son éclatement, il est possible d'utiliser un clapet de surpression. REVENDICATIONS I. Radar à antenne dépliable et radôme déployable montés sur une surface support (85) caractérisé en ce qu'il comporte un radôme déployable (8) constitué d'une calotte rigide rétractable (81) attachée sur la surface support (85) par une jupe souple périphérique (82) étanche formant soufflet et par des moyens mécaniques (84) de rappel en position rétractée, et déployée par gonflage de son enceinte intérieure, et une antenne dépliable (7) couchée sur la surface support (85) en position rétractée du radôme et relevée en position de déploiement du radôme. 2. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de rappel de la calotte rigide (81) du radôme en position rétractée comportent une jambe de force télescopique (84) qui rattache la calotte rigide (81) du radôme à la surface support (85) et qui renferme des moyens élastiques tendant à la rappeler en position rétractée. 3. Radar selon la revendication i, caractérisé en ce que ladite antenne est une antenne tournante qui tourne à l'intérieur du radôme sur une nacelle (85) autour d'un axe selon lequel sont disposés les moyens mécaniques (84) de rappel de la calotte rigide (81) du radôme en position rétractée. 4. Radar selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de rappel de la calotte rigide (81) du radôme en position rétractée comportent une jambe de force télescopique (84) qui est placée dans l'axe de rotation de l'antenne, rattache la calotte rigide (81) du radôme à la nacelle (85) et renferme des moyens élastiques tendant à la rappeler en position rétractée. 5. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que la calotte rigide (81) du radôme est une structure multisandwich en verre epoxy et à texture en nids d'abeilles Kevlar . 6. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe souple périphérique étanche (82) est un tissu en élastomère renforcé. 7. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de dépliement et de repliement de l'antenne (76) et des moyens de détection de la position déployée du radôme autorisant le fonctionnement des moyens de dépliement et de repliement de l'antenne dans un sens de dépliement de l'antenne uniquement en cas de déploiement du radôme. 8. Radar selon la revendication 7, avec des moyens mécaniques de rappel de la calotte rigide (81) du radôme en position rétractée comportant une jambe de force télescopique (84) rattachant la calotte rigide (81) du radôme à la surface support (83) et renfermant des moyens élastiques tendant à la rappeler en position rétractée, caractérisé en ce que les moyens de détection de la position déployée du radôme comportent une butée électro-mécanique délimitant la position d'élongation maximum de la jambe de force télescopique (84) correspondant à la position déployée du radôme. 9. Radar selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens sensibles à la pression de gonflage du radôme déclenchant les moyens de repliement et de dépliement de l'antenne dans le sens d'un repliement de l'antenne en cas d'une baisse importante de la pression de gonflage du radôme. 10. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite antenne repliable est une antenne à réflecteur (70) articulé (72), ledit réflecteur articulé se couchant sur la surface support (83) en position rétractée du radôme et se relevant en position de déploiement du radôme. i1. Radar selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un clapet de surpression équipant l'enceinte du radôme. 12. Radar selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son antenne (7) et son radôme (8) se placent en position ventrale sous un aéronef.