Brevet FR2756255A1 — publié le 19980529

RESERVOIR POUR AERONEF La présente invention est relative à un réservoir fermé destiné à contenir un liquide et comprenant une paroi inférieure au voisinage de laquelle débouche au moins un orifice d'aspiration d'au moins un dispositif de refoulement du liquide à l'extérieur du réservoir. L'invention s'applique en particulier aux réservoirs de carburant des circuits d'alimentation en carburant des moteurs d'un aéronef, tel qu'un hélicoptère par exemple, ainsi qu'aux réservoirs d'huile intégrés aux circuits de refroidissement de l'huile des moteurs de ce meme aéronef. Le circuit carburant d'un hélicoptère, installé dans le fuselage de l'hélicoptère de base représenté à la figure 1, a pour but de stocker le carburant et d'alimenter correctement le ou les moteurs en carburant dans ltensemble du domaine de fonctionnement dudit hélicoptère. Le type d'hélicoptère bi-moteur représenté à la figure 1 comprend, de manière connue en soi, cinq réservoirs 1 à 5 à structure souple réalisés en polyester enduit d'élastomère. Ces réservoirs sont installés sous les planchers cabine et soute à bagages de façon à ce que le centre de gravité de la masse de carburant soit sous le centre de gravité théorique de l'hélicoptère. Les cinq réservoirs 1 à 5 se décomposent en deux sous-groupes de deux et trois réservoirs. Un premier sousgroupe constitué par le réservoir auxiliaire droit 1 et le réservoir principal droit 2, alimente un premier moteur de l'hélicoptère. Un deuxième sous-groupe de réservoirs constitué par le réservoir auxiliaire gauche 4, le réservoir principal gauche 5 et le réservoir auxiliaire arrière 3, alimente un deuxième moteur de l'hélicoptère. Ces réservoirs sont reliés à des tuyauteries 15 de mise à l'air libre connues en soi. Chacun de ces deux sous-groupes de réservoirs alimente respectivement l'un des deux moteurs de l'hélicop tère grâce à des circuits d'alimentation indépendants non représentés à la figure 1. Toutefois, ces deux sous-groupes de réservoirs sont reliés l'un à l'autre pour assurer l'équilibre de la quantité de carburant contenu à l'intérieur de ceux-ci. A l'intérieur du réservoir auxiliaire arrière 3 est installé, au plus près du centre de gravité théorique de l'appareil, un petit réservoir appelé "nourrice". Seul le sous-groupe gauche de l'appareil de la figure 1 est représenté à la figure 2, dans lequel une nourrice 6, par exemple de forme parallélépipédique ou cylindrique, ouverte en partie supérieure est fixée au fond du réservoir auxiliaire arrière 3. Deux pompes de gavage 8 et 9 sont installées à l'intérieur de la nourrice pour alimenter l'un des deux moteurs ainsi que deux éjecteurs 10 et 11 du groupe de réservoirs 3, 4 et 5 affectés à ce moteur. Lors du remplissage du groupe de réservoirs, les niveaux de carburant s'équilibrent entre les différents réservoirs par les intercommunications 12A et la nourrice par le clapet anti-retour 12 situé au fond de cette nourrice. Ce clapet 12 a également deux autres fonctions. Il permet tout d'abord de purger ou vidanger la nourrice. Ensuite, il sert à maintenir la nourrice pleine lorsque le niveau du carburant est supérieur à celui de la nourrice. Lorsque les deux pompes de gavage 8 et 9 fonctionnent, elles débitent vers les deux injecteurs 10 et 11 ainsi que vers le moteur. L'éjecteur 10 est constitué par une canalisation s'étendant depuis la nourrice 6, traversant le réservoir principal gauche 5 et retournant dans le réservoir auxiliaire arrière 3 dans lequel est placée la nourrice 6. Le tronçon de l'éjecteur 10 à proximité du fond du réservoir 5 possède un orifice d'entrée 13 mettant en communication le flux A de carburant circulant dans cet éjecteur 10 avec le volume de fluide contenu dans le réservoir 5 pour aspirer le carburant du réservoir 5 dans la canalisation et ainsi transférer le carburant du réservoir 5 vers le réservoir 3. L'éjecteur 11, analogue à l'éjecteur 10, s'étend depuis la nourrice 6, traverse le réservoir auxiliaire arrière 3 et retourne dans cette nourrice. Il possède de la même manière un orifice d'entrée 14 à proximité du fond du réservoir 3 pour transférer par aspiration le carburant de ce réservoir 3 dans la nourrice 6. Le débit inducteur A de l'éjecteur 10 de la nourrice 6 crée, par effet de trompe, un débit induit B au niveau de l'orifice d'entrée 13. Le débit C qui retourne au réservoir 3 est la somme des débits A et B qui est donc supérieure au débit A qui part de la nourrice. L'éjecteur 11 fonctionne de la meme manière. Dans ce cas, la nourrice déborde, ce qui est symbolisé par l'écoulement D, tant qu'il reste du carburant dans le groupe de réservoirs. Ces pompes de gavage doivent toujours être immergées quel que soit le niveau de carburant dans le groupe ainsi que l'assiette de l'appareil. Toutefois, la nourrice précédemment décrite a pour inconvénient de ne pas pouvoir assurer, lors de certaines phases du vol de l'hélicoptère, la continuité de l'immersion des deux pompes. Il peut arriver, en particulier lors des vols en facteur de charge négatif ou nul, des désamorçages de ces pompes. En effet, lors d'un vol en descente nécessitant une accélération importante, cette accélération peut être supérieure à l'accélération de la pesanteur. La différence entre ces deux accélérations entraîne un facteur de charge négatif. Or, le carburant contenu dans les réservoirs n'est pas solidaire de l'hélicoptère. Par conséquent, seule l'accélération de la pesanteur est appliquée au carburant. Lorsque l'hélicoptère subit un facteur de charge négatif, le carburant contenu dans les réservoir tend alors à s'appliquer contre la partie supérieure de ces réservoirs. Ce mouvement du carburant vers la partie supérieure du réservoir crée un manque de carburant au niveau des pompes de gavage placées en partie inférieure de ces réservoirs. Un second type de réservoir équipant un autre type d'hélicoptère bi-moteur est représenté à la figure 3. Un réservoir principal avant 15 et un réservoir principal arrière 16 alimentent chacun un moteur grâce à deux canalisations 17 et 18 qui sont respectivement reliées à deux pompes de gavage 19, 20 elles-mêmes disposées au fond des deux réservoirs principaux. Les deux réservoirs principaux avant 15 et arrière 16 ont une forme parallélépipédique dont la base est réduite par rapport à la hauteur. Cette forme de réservoir ne nécessite pas la présence d'une nourrice à carburant comme dans le premier type de réservoir précédent. La figure 3 montre également que ces deux réservoirs sont reliés à une canalisation de mise à l'air 21 comprenant un clapet anti-retour 22 empêchant le carburant de s'échapper par les orifices de sortie de mise à l'air en combinaison avec les pertes de charge importantes dans cette canalisation de mise à l'air. Toutefois, ce deuxième type de réservoir à carburant présente les mêmes inconvénients que le premier type de réservoir précédemment décrit à savoir, un désamorçage des pompes de gavage placées en partie inférieure des réservoirs lors des phases de vol de l'hélicoptère sous facteur de charge négatif ou nul. Par ailleurs, l'huile du turbo-moteur classique représenté à la figure 4 assure des fonctions primordiales de lubrification de roulements du moteur et d'un réducteur d'entraînement d'accessoires mais aussi d'actionnement d'un vérin de commande de volets de pré-rotation d'entrée d'un compresseur non représentés. Pour ce faire, l'huile est stockée dans un réservoir 26 placé à l'extérieur du moteur 25. L'huile est aspirée vers le moteur par une canalisation 27 dont l'orifice d'aspiration 28 débouche en partie inférieure du réservoir. Après avoir été utilisée et avoir été refroidie par des moyens extérieurs non représentés, l'huile est renvoyée dans le réservoir 26 par une conduite de retour 29 débouchant en partie supérieure du réservoir. La mise à l'air de ce réservoir est de manière classique assurée par une tuyauterie 30 de mise à l'air. Une partie d'extrémité de cette tuyauterie 30 débouche à l'intérieur de la partie supérieure du réservoir 26 où elle est coudée vers le haut, minimisant ainsi l'échappement de l'huile vers l'extérieur. La non lubrification du moteur, même sur un temps très court, n'est pas acceptable. Or, lors des phases de vol de l'hélicoptère en facteur de charge négatif ou nul, l'huile subit les mêmes phénomènes que ceux décrits précédemment pour le carburant. Par conséquent, ce réservoir classique ne permet pas d'assurer en toute sécurité une lubrification continue du moteur. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, c'est-à-dire d'assurer une alimentation continue en huile et en carburant d'un moteur d'aéronef, en particulier d'hélicoptère, pendant les vols en facteur de charge négatif ou nul d'une durée de quelques secondes, en supprimant les désamorçages des pompes carburant et des pompes à huile et ce, par des moyens simples, efficaces et peu coûteux. A cet effet, selon l'invention, un réservoir du type précité est essentiellement caractérisé en ce qu'une bâche est fixée à l'intérieur du réservoir et est en communication avec celui-ci pour que le liquide contenu dans le réservoir pénètre dans la bâche, l'orifice d'aspiration du dispositif de refoulement débouchant dans cette bâche dont le volume est tel que, lorsque le réservoir subit un facteur de charge négatif ou nul ou est retourné pendant un intervalle de temps prédéterminé, l'orifice d'aspiration est noyé sans interruption dans le liquide contenu dans la bâche. Le réservoir suivant l'invention peut éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - la bâche est fixée au voisinage de la paroi inférieure du réservoir, un premier côté ou fond de la bâche étant parallèle à cette paroi inférieure - le réservoir et la bâche possèdent chacun au moins un orifice de mise à l'air - l'un au moins des orifices de mise à l'air est muni de clapet anti-retour empêchant le retour du liquide dans le réservoir ou la bâche - l'un au moins des orifices de mise à l'air est relié à des conduites de mise à l'air entraînant des pertes de charge du liquide qui empêchent le liquide de s'écouler à l'extérieur du réservoir par les conduites de mise à l'air; - le réservoir est un réservoir de combustible pour aéronef dont le dispositif de refoulement du combustible est au moins une pompe de gavage placée à l'intérieur de la bâche, la pompe de gavage étant surélevée par rapport au fond de la bâche - la bâche est fixée sur la paroi inférieure du réservoir - la pompe de gavage est fixée sur une platine rapportée et fixée au fond de la bâche - le fond de la bâche est ouvert et en ce que la pompe de gavage est fixée sur une partie de la paroi inférieure du réservoir faisant saillie à l'intérieur de la bâche - la bâche est fixée au corps de la pompe - le réservoir est un réservoir d'huile, notamment pour circuit de refroidissement de moteur pour aéronef et le dispositif de refoulement comprend une canalisation d'amenée de l'huile au moteur, cette canalisation étant placée au voisinage de la paroi inférieure du réservoir - le fond de la bâche est ouvert - la canalisation d'amenée de l'huile est une canalisation rigide coudée à l'intérieur de la bâche pour que l'orifice d'aspiration débouche au voisinage d'une paroi supérieure opposée au fond de la bâche ; et - la canalisation d'amenée de l'huile est une canalisation souple dont l'orifice d'aspiration comprend des moyens de lestage pour que cet orifice se déplace à l'intérieur de la bâche lorsque le réservoir subit un facteur de charge négatif ou nul ou est retourné. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier type de réservoirs en carburant classique d'un hélicoptère ainsi que des tuyauteries de mise à l'air de ces réservoirs ; - la figure 2 est une vue schématique d'une partie des réservoirs représentés à la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective d'un deuxième type de réservoirs classique de carburant d'un hélicoptère - la figure 4 est une vue schématique d'un système classique d'alimentation en huile d'un moteur d'un hélicoptère - la figure 5 est une vue schématique d'un premier type de réservoirs en carburant selon la présente invention, ces réservoirs subissant un facteur de charge positif - la figure 6 est une vue schématique des réservoirs de la figure 5 subissant un facteur de charge négatif - la figure 7 est une vue partielle en coupe d'un deuxième type de réservoir de carburant selon la présente invention, subissant un facteur de charge positif - la figure 8 est une vue en coupe du même réservoir de la figure 7, ce réservoir subissant un facteur de charge négatif - la figure 9 est une vue schématique en coupe d'un système d'alimentation en huile d'un moteur d'hélicoptère comprenant un premier type de réservoir d'huile selon la présente invention et subissant un facteur de charge positif - la figure 10 est une vue en coupe du premier type de réservoir d'huile de la figure 9, ce réservoir subissant un facteur de charge négatif ; et - les figures 11 et 12 sont des vues schématiques en coupe d'un deuxième type de réservoir d'huile pour moteur d'hélicoptère subissant respectivement un facteur de charge positif et un facteur de charge négatif. Le système de réservoirs représenté aux figures 5 et 6 comprend, de manière analogue aux dispositifs décrits en regard des figures 1 et 2, trois réservoirs, un réservoir auxiliaire gauche 4, un réservoir principal gauche 5 ainsi qu'un réservoir auxiliaire arrière 3 dont une partie de la paroi inférieure est en saillie à l'intérieur de ce réservoir. Une nourrice ou bâche 31, par exemple de forme parallélépipédique ou cylindrique, est fixée par sa paroi inférieure 32 sur la partie de fond du réservoir en saillie à l'intérieur de ce réservoir. Selon la présente invention, cette nourrice 31 est fermée sur l'ensemble de ses parois et est en communication avec le réservoir 3 par le même clapet 12 que précédemment. Les mêmes pompes de gavage 8 et 9 sont placées au fond de cette nourrice 31 pour débiter dans le moteur de l'hélicoptère par une conduite de refoulement 33 ainsi que dans les mêmes éjecteurs 10 et 11 que ceux décrits précédemment. Toutefois, selon la présente invention, les pompes 8 et 9 possèdent maintenant une embase surélevée ou sont fixées à une platine surélevée 34 de sorte que l'orifice d'aspiration du carburant contenu dans la nourrice est décalé vers le haut. Le réservoir 3 ainsi que la nourrice 31 possèdent des orifices de mise à l'air 35 et 36 qui sont reliés à des tuyauteries de mise à l'air connues et représentées à la figure 1. Lorsque les réservoirs 3 à 5 subissent des facteurs de charge positifs (figure 5), le carburant contenu dans ces réservoirs est normalement au contact du fond de ces réservoirs et les pompes de gavage 8 et 9 placées au fond de la nourrice sont noyées dans ce carburant de sorte qu'elles peuvent correctement alimenter en carburant le moteur de l'hélicoptère. Par contre, lorsque les réservoirs subissent des facteurs de charge négatifs ou nuls (figure 6), le carburant contenu dans ceux-ci remonte vers les parois supérieures des réservoirs et de la nourrice. Etant donné que la nourrice constitue un volume fermé qui est de plus, quasiment plein en permanence grâce aux éjecteurs 10 et 11, le volume de carburant qui est contenu dans cette nourrice reste prisonnier à l'intérieur de celle-ci de sorte que les pompes de gavage à embase surélevée restent en permanence noyées à l'intérieur du carburant. Le volume de la nourrice est adapté pour que les pompes de gavage alimentent en continu le moteur de l'hélicoptère pendant une duree déterminée de vol de l'hélicoptère sous facteur de charge négatif ou nul. Au cours de ces phases de vol sous facteur de charge négatif ou nul, le carburant ne risque pas de s'échapper à l'extérieur de l'hélicoptère par les orifices de mise à l'air 35 et 36 en raison des pertes de charge importantes provoquées par les tuyauteries de mise à l'air. Un deuxième type de réservoir de carburant 40 pour hélicoptère est représenté à la figure 7. Une partie centrale 42 d'un fond 41 du réservoir 40 est surélevée par rapport à deux zones 43 et 44 qui l'entourent. Ces deux zones 43 et 44 sont elles-mêmes situées à un niveau inférieur par rapport au reste du fond 41 du réservoir 40. Une pompe de gavage 45 destinée à être reliée au moteur de l'hélicoptère est fixée sur la partie surélevée 42. Une nourrice 46 en forme de cloche est fixée sur un corps 47 de la pompe 45. La hauteur de cette nourrice 47 est telle que ses parois latérales s'étendent jusqu'au dessous d'une zone d'aspiration 48 de la pompe 45 en direction des zones inférieures 43 et 44. Le réservoir 40 et la nourrice 46 possèdent des orifices de mise à l'air 48a et 48b reliés à des canalisations de mise à l'air analogues à celles décrites en regard de la figure 3. Le volume intérieur de la nourrice 46 est en communication avec le volume du réservoir 40 par sa partie inférieure placée au regard des zones inférieures 43 et 44. Lorsque le réservoir 40 subit un facteur de charge positif (figure 7), le carburant contenu à l'intérieur du réservoir et dans la nourrice 46 est au contact du fond 41 du réservoir. Lors des phases de vol de l'hélicoptère sous facteur de charge négatif ou nul (figure 8), le volume du carburant remonte vers le haut du réservoir. Le volume de carburant contenu dans la nourrice 46 est piégé dans cette nourrice de sorte que le niveau inférieur A du carburant contenu dans cette nourrice reste supérieur au niveau B de l'orifice d'aspiration 48 de la pompe de gavage 45. Aussi, pendant les quelques secondes de vol sous facteur de charge négatif ou nul, cette pompe 45 est en permanence alimentée en carburant et les risques de désamorçage sont très faibles. Les figures 9 et 10 représentent un système d'alimentation en huile analogue à celui de la figure 4 et qui comprend un réservoir d'huile 50 conforme à la présente invention. En partie inférieure de ce réservoir 50 est fixée une bâche en forme de cloche 51 de sorte que cette bâche communique par le fond avec le réservoir 50. Une canalisation 52 d'amenée de l'huile au moteur débouche en partie inférieure du réservoir d'huile 50 et de la cloche 51. L'extrémité 53 de la canalisation 52 débouchant à l'intérieur de la cloche 51 est coudée vers le haut de sorte qu'un orifice 54 d'aspiration est situé au voisinage de la partie supérieure de la cloche 51. Le réservoir d'huile 50 possède une canalisation de retour 29 et une tuyauterie de mise à l'air 30 analogues à celles décrites en regard de la figure 4. La cloche 51 possède également deux orifices de mise à l'air 55 et 56 reliés à une tuyauterie de mise à l'air non représentée. Lorsque le réservoir d'huile subi des facteurs de charge positifs (figure 9), le volume de l'huile contenu dans le réservoir noie normalement l'orifice d'aspiration 54 de la canalisation 52. Pendant les vols sous facteur de charge négatif ou nul, l'huile contenue dans le réservoir tend à remonter vers la partie supérieure du réservoir. Toutefois, une partie de ce volume est retenue par la cloche 51 de sorte que l'orifice d'aspiration 54 est en permanence noyé dans ce volume (figure 10). Le réservoir d'huile 60 représenté aux figures 11 et 12 est analogue à celui représenté aux figures 9 et 10. Seule la canalisation d'amenée 61 de l'huile au moteur est différente. Elle est à présent flexible et son extrémité d'aspiration 62 possède des moyens de lestage 63 qui permettent de suivre les mouvements du volume d'huile contenu à l'intérieur de la cloche 51 lors des vols sous facteurs de charge positif et négatif. Sous facteur de charge positif (figure 11), l'extrémité d'aspiration 62 repose normalement au fond du réservoir 60 tandis que sous facteur de charge négatif ou nul (figure 12), les moyens de lestage 63 de l'extrémité d'aspiration 62 entraînent cette extrémité vers la partie supérieure de la nourrice 51 qui retient une quantité d'huile suffisante pour assurer le bon fonctionnement du moteur. REVENDICATIONS 1. Réservoir fermé destiné à contenir un liquide et comprenant une paroi inférieure au voisinage de laquelle débouche au moins un orifice d'aspiration (48, 54, 62) d'au moins un dispositif de refoulement (8, 9, 45, 52, 61) du liquide à l'extérieur du réservoir, caractérisé en ce qu'une bâche (31, 46, 51) est fixée à l'intérieur du réservoir et est en communication avec celui-ci pour que le liquide contenu dans le réservoir pénètre dans la bâche (31, 46, 51), l'orifice d'aspiration du dispositif de refoulement (8, 9, 45, 52, 61) débouchant dans cette bâche (31, 46, 51) dont le volume est tel que, lorsque le réservoir subit un facteur de charge négatif ou nul ou est retourné pendant un intervalle de temps déterminé, l'orifice d'aspiration (48, 54, 62) est noyé sans interruption dans le liquide contenu dans la boche (31, 46, 51). 2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bâche (31, 46, 51) est fixée au voisinage de la paroi inférieure du réservoir, un premier côté ou fond (32) de la bâche (31) étant parallèle à cette paroi inférieure. 3. Réservoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir et la bâche (31, 46, 51) possèdent chacun au moins un orifice (35, 36, 48a, 48b, 30) de mise à l'air. 4. Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un au moins des orifices (48a, 48b) de mise à l'air est muni de clapet (22) anti-retour empêchant le retour du liquide dans le réservoir ou la bâche (46). 5. Réservoir selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'un au moins des orifices (35, 36) de mise à l'air est relié à une conduite (15) de mise à l'air entraînant des pertes de charge du liquide qui empêchent le fluide de s 'écouler à l'extérieur du réservoir par les conduites de mise à l'air. 6. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir est un réservoir de combustible pour aéronef dont le dispositif de refoulement du combustible est au moins une pompe de gavage (8, 9) placée à l'intérieur de la bâche, la pompe de gavage (8, 9) étant surélevée par rapport au fond de la bâche. 7. Réservoir selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bâche (31) est fixée sur la paroi inférieure du réservoir. 8. Réservoir selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la pompe de gavage (8, 9) est fixée sur une platine (34) rapportée et fixée au fond (32) de la bâche (31). 9. Réservoir selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond de la bâche (46) est ouvert et en ce que la pompe de gavage (45) est fixée sur une partie (42) de la paroi inférieure (41) du réservoir faisant saillie à l'intérieur de la bâche (46). 10. Réservoir selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bâche (46) est fixée au corps (47) de la pompe (45). 11. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réservoir est un réservoir d'huile, notamment pour circuit de refroidissement de moteur pour aéronef et le dispositif de refoulement comprend une canalisation d'amenée (52, 61) de l'huile au moteur, cette canalisation étant placée au voisinage de la paroi inférieure du réservoir. 12. Réservoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que le fond de la bâche (51) est ouvert. 13. Réservoir selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la canalisation d'amenée (52) de l'huile est une canalisation rigide coudée à l'intérieur de la bâche (51) pour que l'orifice d'aspiration (54) débouche au voisinage d'une paroi supérieure opposée au fond de la bâche (51). 14. Réservoir selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la canalisation d'amenée (61) de l'huile est une canalisation souple dont l'orifice d'aspiration (62) comprend des moyens de lestage (63) pour que cet orifice (62) se déplace à l'intérieur de la bâche (51) lorsque le réservoir subit un facteur de charge négatif ou nul ou est retourné.