Brevet FR2739725A1 — publié le 19970411

La présente invention se rapporte à un indicateur d'érosion pour radôme, et plus spécifiquement pour radôme thermoplastique injecté. Elle se rapporte également à un procédé de fabrication d'un radôme muni de cet indicateur d'érosion. Un radôme est un dôme de protection d'une antenne. Il est réalisé en un matériau compatible avec la réception, par l'antenne, des ondes électromagnétiques, le matériau le plus couramment utilisé à l'origine étant le verre-époxy, qui est un matériau thermodurcissable. En particulier lorsque ces radômes sont utilisés pour protéger les antennes placées sur les avions (radôme de pointe avant, radômes de haut de dérive, d'extrémité d'ailes,...), on a constaté que les impacts de gouttes de pluie provoquent, avec ces radômes en matériau thermodurcissable, une usure rapide et finalement un perçage et donc une destruction du radôme, ce phénomène étant d'autant plus dévastateur que les vitesses des avions sont élevées, ce qui est en particulier le cas pour les avions supersoniques modernes. Une première solution utilisée pour remédier à ce phénomène d'érosion pluviale a été l'utilisation de peintures spéciales, ce qui s'est révélé finalement insuffisant. Un grand progrès récent en la matière a alors consisté à remplacer le verre-époxy, matériau thermodurcissable, par un matériau thermoplastique, plus précisément celui connu sous le nom de PEEK ("Poly-Ether-Ether-Ketone"), mis en forme sous haute température et haute pression. Malgré leurs très bonnes performances, ces matériaux thermoplastiques subissent néanmoins une érosion due à l'impact des gouttes de pluie, sur laquelle il est nécessaire que l'utilisateur, ou "avionneur", ait constamment ou périodiquement des informations. Il existe actuellement deux solutions pour obtenir des informations de contrôle de l'usure de ces radômes thermoplastiques modernes. Une première solution, très simple mais en fait fort peu pratique, consiste à prévoir, localement sur le radôme, un surplus de matière constituant un témoin d'usure. Il est alors nécessaire que ce surplus de matière soit prévu dans une zone o il ne perturbe pas la réception ou l'émission des ondes radioélectriques, ce qui en limite fortement les possibilités d'utilisation. En outre, pour des radômes placés en hauteur et donc difficilement accessibles visuellement, par exemple en haut de dérive de l'avion, l'usure de ce surplus de matière n'est pratiquement pas décelable pour un observateur qui est généralement placé au sol. Une autre solution consiste à utiliser un appareil de mesure spécialement conçu pour mesurer cette usure du radôme. Il s'agit typiquement d'un appareil de portée tubulaire que l'on vient poser coaxialement sur le sommet du radôme, sur lequel il s'adapte. Un instrument de mesure, agissant par comparaison, mesure alors la distance entre un point fixe de l'appareil de mesure et la pointe du radôme, cette distance augmentant lorsque l'usure du radôme augmente. Cette dernière solution, si elle est très satisfaisante sur le plan intellectuel, est cependant très lourde et onéreuse en exploitation. Il faut en effet concevoir un appareil de mesure adapté aux dimensions de chaque radôme, et prévoir le stockage et la maintenance de chacun de ces appareils de mesure. En outre, chaque mesure nécessite le démontage du radôme pour l'amener au sol et faire la mesure, puis le remontage de ce radôme sur l'avion une fois la mesure faite. L'invention vise à remédier à tous ces inconvénients. Elle se rapporte à cet effet à un indicateur d'érosion pour radôme thermoplastique, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pastille thermoplastique, de couleur différente de celle de la matière thermoplastique dont le radôme est constitué, qui est intégrée à la structure thermoplastique du radôme, qui est moins épaisse que le corps du radôme, et qui est positionnée, dans ce corps, en arrière de sa surface externe, de sorte qu'elle ne devient visible que lorsque le radôme est suffisamment érodé. Préférentiellement, cette pastille-témoin est placée dans le nez du radôme et coaxialement avec celui-ci. Préférentiellement aussi, cette pastille est réalisée dans la même matière thermoplastique que le radôme. L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d'un radôme thermoplastique muni de cet indicateur d'érosion, ce procédé consistant: à fabriquer tout d'abord une pastille thermoplastique de couleur différente de celle du corps du radôme, mais moins épaisse que celui-ci, à rapporter cette pastille sur la partie mâle du moule d'injection du radôme, à l'endroit correspondant à sa position future dans le corps du radôme, 35. puis, après avoir refermé le moule, à injecter dans celui-ci la matière thermoplastique, ladite pastille s'intégrant alors totalement, par fusion partielle, au corps de ce radôme. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et diverses caractéristiques ressortiront mieux, lors de la description suivante d'un exemple non-limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: Figure 1 illustre, selon une coupe longitudinale du moule d'injection, la fabrication par injection d'un radôme thermoplastique muni de cet indicateur d'érosion. Figure 2 est une coupe longitudinale du radôme ainsi obtenu. 15. Figures 3 à 5 schématisent, en vue de face du radôme de la figure 2, les phases d'usure successives de ce radôme. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on distingue sur la figure 1 le moule d'injection qui va servir à la fabrication du radôme 14 de la figure 2. Ce moule se compose d'une part d'une partie mâle 1 composée d'une base 2 surmontée d'un mamelon 3 de même profil que celui de la surface interne 4 du radôme 14 de la figure 2, et dont le sommet est pourvu d'un téton 5 dont le rôle sera précisé ci-après, et d'autre part d'une partie femelle conjuguée 6 qui définit une surface interne 8 de même profil que la surface externe du radôme 14 de la figure 2. En outre, cette partie femelle 6 est classiquement pourvue d'une "carotte" d'injection axiale 9 qui est un canal par lequel les composants de la matière thermoplastique sont injectés dans le moule à l'état fondu, sous forte pression et haute température. La matière thermoplastique dont il s'agit dans cet exemple préférentiel de réalisation est du PEEK (Poly-Ether-Ether- Ketone). Avant de fermer le moule, une pastille préalablement usinée 10, en PEEK de couleur différente de celui dont le radôme va être constitué, est placée au sommet du mamelon 3 de la partie mâle 1 du moule, et maintenu à cet endroit par le fait qu'il possède une petite cavité 11 (Figure 2) qui est complémentaire du téton précité 5, ce dernier venant donc s'encastrer étroitement dans cette cavité en maintenant ainsi en place la pastille usinée 10. En variante, la pastille 10 pourrait être obtenue par un procédé d'injection dans un petit moule prévu à cet effet, au lieu d'être réalisée par usinage. Après fermeture du moule, les composants du PEEK constitutif du radôme de la figure 2 sont injectés par la carotte d'injection 9. La partie externe de la pastille 10 est alors portée à une température suffisante pour fondre localement, de sorte que cette pastille vient se souder au corps 12 du radôme, composé de PEEK d'une autre couleur, et donc se noyer en quelque sorte dans ce corps 12 du radôme 14. Après refroidissement, démoulage, et ébavurage, on obtient finalement le radôme 14 de la figure 2, entièrement réalisé en PEEK et comportant, sur la pointe de sa surface interne 4 et en retrait par rapport à la pointe 13 de sa surface externe 8, une pastille 10 de couleur différente de celle qui constitue la partie restante du radôme 14. Les figures 3 à 5 illustrent le rôle d'indicateur d'érosion pluviale qui est joué par cette pastille 10. Sur ces trois figures, le radôme 14, monté sur sa base réceptrice 15, est vu de l'avant. Lorsque l'érosion pluviale n'est pas suffisante pour que la pointe de la surface externe 8 du radôme 14 soit usée jusqu'à la pastille 14, le radôme se présente comme sur la figure 3, sa pointe étant alors de même couleur que la partie restante du radôme. Lorsque, suite à l'érosion pluviale, l'épaisseur du radôme à sa pointe a diminué suffisamment, la pastille commence à apparaître comme dessiné en figure 4, c'est-à-dire sous un aspect granulé, avec des points de la couleur de la pastille, et des points de la couleur du radôme. Ceci est dû au fait que l'érosion due aux gouttes de pluie n'est pas réalisée de manière uniforme, mais de manière particulaire, chaque impact de goutte de pluie enlevant une petite particule de matière. Lorsqu'il ne reste plus, l'érosion ayant poursuivi son action, de PEEK de la couleur du corps 12 du radôme sur la face extrême 15 (Figure 2) de la pastille 10, cette dernière apparaît alors totalement, dans sa couleur, comme dessiné en figure 5. Le radôme 14 doit alors être changé. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple préférentiel qui vient d'être décrit. C'est ainsi qu'il est avantageux, en particulier pour ne pas perturber la réception des ondes électromagnétiques, que la pastille 10 soit réalisée en la même matière thermoplastique que le corps 12 du radôme, mais ceci n'est pas limitatif et cette pastille pourrait très bien être prévue en une matière thermoplastique d'une autre sorte. C'est ainsi également que cette pastille pourrait être maintenue en place dans le moule par un procédé d'aspiration au lieu de l'être par un moyen mécanique. C'est ainsi aussi que cette même pastille pourrait ne pas être positionnée dans le nez du radôme 14, de manière coaxiale à celui- ci, mais être plus ou moins décalée par rapport à son axe, selon en fait l'endroit d'impact maximal des gouttes de pluie. REVENDICATIONS 1. Indicateur d'érosion pour radôme thermoplastique (14), caractérisé en ce qu'il est constitué par une pastille thermoplastique (10), de couleur différente de celle de la matière thermoplastique dont le radôme est constitué, qui est intégrée à la structure thermoplastique du radôme, qui est moins épaisse que le corps (12) du radôme, et qui est positionnée, dans ce corps (12), en arrière de sa surface externe (8), de sorte qu'elle ne devient visible que lorsque le radôme (14) est suffisamment érodé. 2. Indicateur d'érosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette pastille-témoin (10) est placée dans nez du radôme (14) et coaxialement avec celui-ci. 3. Indicateur d'érosion selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que cette pastille (10) est réalisée dans la même matière thermoplastique que le radôme (14). 4. Indicateur d'érosion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que cette pastille (10) est munie, du côté de la face interne (4) du radôme, d'une cavité (11) qui est complémentaire d'un téton (5) de retenue de la pastille (10) prévu sur la partie mâle (1) du moule d'injection du radôme. 5. Procédé de fabrication d'un radôme thermoplastique muni d'un indicateur d'érosion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste: à fabriquer tout d'abord une pastille thermoplastique (10) de couleur différente de celle du corps (12) du radôme, mais moins épaisse que celui-ci, à rapporter cette pastille (10) sur la partie mâle (1,3) du moule d'injection du radôme, à l'endroit (5) correspondant à sa position future dans le corps (12) du radôme, 5.puis, après avoir refermé le moule, à injecter dans celui-ci la matière thermoplastique, ladite pastille s'intégrant alors totalement, par fusion partielle, au corps (12) de ce radôme.