Brevet FR2773645A1 — publié le 19990716

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de réparation de radômes, et en particulier de radômes aéroportés. Les avions commerciaux sont de nos jours équipés systématiquement de radars1 et notamment de radars météo qui sont logés dans le nez de l'avion en étant protégés par un radôme qui doit être transparent aux ondes hyperfréquences utilisées, par exemple dans la bande de 9 GHz couramment utilisée. Le radôme est ainsi généralement constitué d'une structure en matériau composite en nid d'abeilles revêtu d'une peau interne et d'une peau externe de qualité appropriée, la structure en nid d'abeilles ayant pour objet principal de conférer à l'ensemble sa rigidité, tout en restant transparente aux ondes hyperfréquences, la peau interne et la peau externe, donnant à la structure d'ensemble sa configuration et l'étanchéité requise. Ainsi on utilise couramment, pour former la peau interne et la peau externe de ces radômes, des tissus pré-imprégnés de résine, par exemple du type Kevlar (marque déposée). Le problème qui se rencontre relativement fréquemment est que ces radômes sont relativement fragiles et peuvent être soumis à des chocs importants tels que dus par exemple à la grêle ou au choc contre des oiseaux, notamment au voisinage des zones d'atterrissage et de décollage. Dans un tel cas, le radôme est endommagé, en étant déformé, voire perforé partiellement ou totalement, nécessitant une réparation. Si dans le principe, la réparation peut paraître simple, s'agissant essentiellement de découper la partie détériorée et de la remplacer par une partie équivalente que l'on pourra fixer, par exemple par collage, dans la pratique, il apparaît des difficultés sérieuses de mise en oeuvre lorsque l'on veut respecter la "transparence" du radôme au radar embarqué, sans déformation notable du signal, plus particulièrement au niveau de la zone réparée et des régions de raccordement nécessairement constituées. L'objet de l'invention est de résoudre ce problème. Le procédé de réparation de radômes dans lequel, après découpe de la partie endommagée, on remplace la partie découpée par une nouvelle partie de structure similaire que l'on colle et ajuste dans l'orifice découpé de la paroi du radôme, se caractérise selon l'invention en ce que l'on effectue la découpe à partir de l'intérieur, en découpant dans chaque couche successive, constituant la paroi du radôme, des surfaces allant en diminuant, chaque surface intérieure à la suivante la recouvrant entièrement et débordant son périmètre sur une bande de plusieurs millimètres ou dizaines de millimètres, et que l'on reconstitue la paroi du radôme en appliquant sa face externe à l'intérieur d'un moule et en reconstituant successivement, couche par couche, en partant de l'extérieur, la paroi du radôme en limitant la superposition en surépaisseur des couches auxdites bandes. On comprend que, de la sorte, on ne crée jamais à aucun endroit, sensiblement orthogonalement à la propagation des ondes radars, de surépaisseur intéressant plus d'une couche, et ceci simultanément en limitant la hauteur des gradins ainsi formés à l'épaisseur d'une seule couche de peau, ne dépassant pas généralement une fraction de millimètre. Avantageusement, le procédé est réalisé en effectuant des découpes sensiblement circulaires, ce qui facilite le centrage des raccords et le positionnement des couches successives. Lorsque, comme dans le cas le plus général, la paroi du radôme comporte au moins une peau externe, une épaisseur en nid d'abeilles intermédiaire et une peau interne, la réparation est effectuée en au moins deux phases, la première par mise en place de la peau externe et d'une calotte de nid d'abeilles dans l'orifice de réparation, collage et polymérisation, et la seconde par une mise en place, collage et polymérisation, de la peau interne. Ainsi est-on assuré d'une parfaite mise en place de la structure de réparation. Avantageusement, pour obtenir une bonne jonction de la calotte de nid d'abeilles dans l'orifice découpé, on découpe cette calotte avec un diamètre légèrement plus grand que le trou, avantageusement d'environ la valeur d'une maille de nid d'abeilles, ce qui permet d'avoir à la jonction une certaine pré-contrainte de la calotte dans le trou qui s'y ajuste ainsi parfaitement. L'invention se rapporte également aux radômes ainsi réparés après endommagement, les radômes réparés ayant pratiquement les mêmes caractéristiques de transmission des ondes hyperfréquence que celles de radômes neufs. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre, de façon très schématique, le nez d'un avion coiffé de son radôme, l'épaisseur du radôme ayant été exagérée pour plus de clarté; la figure 2 est une vue agrandie du détail entouré lu de la figure 1, l'échelle des épaisseurs n'ayant pas non plus été respectée dans cette figure; la figure 3 montre, comme la figure 2, la même région du radôme mais qui a été endommagé par un choc, illustrant la partie qui devra être découpée et remplacée; la figure 4 montre, de façon éclatée, les diverses couches superposées qui constituent la paroi du radôme que l'on va réparer, et les diverses couches qui vont être appliquées pour réaliser la réparation; o la figure 5 montre, de façon schématique, une première phase de la réparation; et, la figure 6 montre une deuxième phase de la réparation. En se reportant à la figure 1, on a illustré de façon générale en 1 le nez d'un avion coiffé de son radôme 2. Le radôme est constitué essentiellement d'une structure en nid d'abeilles intermédiaire 3, prise en sandwich entre deux peaux respectivement externe 4 et interne 5. De façon générale, comme schématisé à la figure 2, la peau externe 4 et la peau interne 5 sont constituées en fait de deux couches superposées, par exemple de tissu imprégné de résine d'un type tel que connu sous le nom de Kevlar. La structure en nid d'abeilles 3 est une structure en matériau composite de caractéristiques mécaniques appropriées et transparente aux ondes électromagnétiques, par exemple de types tels que connus sous les noms sOMEX (marque déposée) ou FLEXCORE (marque déposée). Ceci est classique dans la technique et ne fait pas partie de l'invention. En se reportant à la figure 3, on a montré la déformation de cette partie du radôme (la même que celle illustrée à la figure 2), sous l'effet d'un choc, par exemple d'un oiseau ou d'un grêlon. Dans l'exemple schématisé, le radôme est partiellement enfoncé et déformé; les nids d'abeilles de la couche 3 sont partiellement écrasés dans la partie 3a et une déchirure locale peut même s'être produite, par exemple au niveau de la partie indiquée 4c de la peau externe 4. Le radôme ainsi abîmé doit être réparé, pour éviter notamment l'infiltration d'eau dans la structure de la paroi du radôme, laquelle serait très préjudiciable à la transmission des ondes radars et, bien entendu, également pour des questions de sécurité. Dans ces conditions, il est nécessaire de découper la partie détériorée, par exemple entre les flèches indiquées 6 et 7 à la figure 3, et, de façon avantageuse et plus pratique, en découpant un orifice circulaire dans la paroi du radôme à ce niveau. Conformément à l'invention, et en se reportant maintenant à la figure 4, on effectue la découpe de la partie endommagée du radôme d'une façon particulière, en "gradins", comme on va l'expliquer ci-après. Dans l'exemple indiqué, on suppose que la paroi du radôme est constituée d'une peau externe 4 comportant deux peaux superposées 4a4b, d'une couche en nid d'abeilles intermédiaire 3 et d'une peau interne constituée de deux couches superposées 5a-5b. Dans un exemple classique de réalisation, les peaux 4a4b, 5a-5b, peuvent être constituées par un tissu imprégné d'une résine, par exemple du type connu sous le nom de marque Kevlar ayant chacune une épaisseur de 0,25 mm. La couche de nid d'abeilles 3 a, de façon exemplaire, une épaisseur de l'ordre de 8 à 9 mm, bien que cette épaisseur puisse varier dans d'assez grandes proportions selon le type d'avion équipé. Conformément à l'invention, l'orifice circulaire découpé entre les flèches 6 et 7 montrées à la figure 3 va être effectué en partant de l'intérieur, en allant vers l'extérieur, et en réduisant le diamètre du trou de découpe à la rencontre de chaque couche constitutive du radôme. Ainsi, par exemple, si le diamètre DO de débouché, côté extérieur du radôme, doit être égal à 10 cm au niveau de la couche 4b, le diamètre DI au niveau de la couche 4a pourra être choisi de 13 cm, au niveau du nid d'abeilles 3 D2 de 16 cm de même qu'au niveau de la couche 5a, et finalement de 19 cm en D3 au niveau de la couche 5b. Autrement dit, conformément à l'invention, on va d'abord découper la couche la plus interne 5b au diamètre D3 de 19 cm, la deuxième peau interne 5a ainsi que le nid d'abeilles 3 au diamètre D2 de 16 cm, la première peau externe 4a au diamètre D1 de 13 cm, et enfin la dernière peau externe 4b au diamètre DO de 10 cm, ceci dans l'hypothèse où il a fallu découper sur un diamètre de 10 cm la partie extérieure endommagée du radôme. L'important est que pour chaque gradin il soit ménagé ainsi une bande périphérique, dans le cas choisi de 30 mm de large, chaque découpe successive, en allant de la couche interne vers la couche externe, débordant la couche suivante de cette bande. Conformément à l'invention, la découpe ainsi effectuée va permettre d'appliquer successivement un film de colle, référencé 8 au dessin de la figure, d'un diamètre extérieur égal à D2, sur lequel sera appliqué un film de Kevlar (marque déposée) de diamètre D1, référencé 9 au dessin, pardessus lequel viendra se superposer encore le nid d'abeilles 11 de remplacement, de même structure et de même épaisseur que le nid d'abeilles 3, lui encore de diamètre D2, par-dessus lequel on trouve un nouveau film de colle référencé 12 de diamètre D4 sur lequel viendront successivement les deux peaux externes référencées 13 et 14, respectivement de diamètre D3 et D4. En outre, pour les raisons qui seront expliquées ci-dessous, par-dessus le film de Kevlar 10, on superposera avantageusement un autre film 15 de même matière, éventuellement plus mince, par exemple d'une épaisseur de 0,13 mm, qui sera collé au nid d'abeilles 11 par un film de colle référencé 13, ces deux films ayant été découpés au diamètre D2. En se reportant aux figures 5 et 6, on va expliquer le procédé de mise en place de la structure de réparation. En 17, est représentée la paroi du moule sur lequel est appliquée la surface extérieure du radôme avec ses peaux extérieures 4a4b. Le moule a été préalablement ciré pour faciliter le démoulage. Le radôme dans lequel a été effectué le trou de diamètre convenable DO est ainsi appliqué dans le moule. On positionne alors, en le centrant dans le trou, le film de colle 8. Pardessus ce film 8 on positionne la rondelle de peau 9 de diamètre extérieur D1. Par dessus cette rondelle, on vient positionner la rondelle de la deuxième peau extérieure 10 de diamètre D2. Compte-tenu des découpes en escaliers ou gradins, on voit que la couche 9 vient s'appliquer sur la couche externe 4b avec interposition du film de colle 8, tandis que la couche 10 vient s'appliquer sur la couche externe 4a avec interposition toujours du film de colle 8. Comme indiqué précédemment, on trouve ensuite un nouveau film 15 découpé au diamètre D2, un film de colle 16 découpé au même diamètre, et enfin la calotte 11 en nid d'abeilles découpée sensiblement au même diamètre D2, avec un léger surdimensionnement d'environ 1 maille, pour assurer un bon blocage et une bonne cohésion de cette calotte 11 dans la couche 3 du radôme. En dessous, on trouve les deux couches 5a-5b de la peau interne découpée aux diamètres respectifs D2 et D3 (voir figure 4). Les diverses couches ayant été ainsi mises en place, on effectue une polymérisation sous vide partiel, par exemple sous une pression de 0,8 bar, à une température de 1200C pendant deux heures, pour réaliser la première phase de cuisson, polymérisation et collage de l'ensemble. Dans la mesure où cette technique de polymérisation sous vide partiel est connue, elle ne sera pas décrite davantage, ne faisant pas partie de l'invention. Dans une deuxième étape, comme illustré à la figure 6, on va venir maintenant rapporter le film 12 de colle découpé au diamètre D4, la première peau externe 13 découpée au diamètre D3, et enfin la seconde peau externe 14 découpée au diamètre D4. Comme on le voit à la figure 6, il est ainsi possible de coller la première peau externe 13 sur la première peau externe 5a et la seconde peau externe 14 sur la deuxième peau externe 5b, sans qu'il y ait superposition de surépaisseur dans une direction générale perpendiculaire à la paroi du radôme. Comme pour la première phase, on effectue une deuxième cuisson avantageusement sous vide partiel, par exemple sous une pression de 0,8 bar, et maintien sous une température de 1200C pendant deux heures. De façon avantageuse, avant d'effectuer la première phase et après la découpe selon le diamètre nécessaire de la partie endommagée du radôme, on étuve le radôme, par exemple à 65"C pendant douze heures, ceci pour éliminer toute trace d'humidité. Une fois la réparation effectuée, on procède avantageusement à une finition du radôme en appliquant à l'extérieur une couche de peinture protectrice. On procède ensuite au contrôle mécanique sous de pression et on vérifie la transparence radioélectrique du radar. Conformément à l'invention, la découpe en gradins des diverses couches constitutives du radôme permet de conserver une bonne transparence du radôme aux ondes hyperfréquences sans déformation significative du signal. Bien entendu, bien que l'on préfère, pour des raisons de commodité, effectuer des découpes circulaires, d'autres formes de découpe pourraient être utilisées, en particulier elliptiques, ceci en fonction de l'endommagement local du radôme. En outre, bien que l'exemple de réalisation décrit ait mentionné des bandes de collage de 30 mm, d'autres largeurs de bandes plus étroites ou plus larges pourraient être prévues selon l'importance du radôme et ses matières constitutives. Revendications 1. Procédé de réparation de radômes dans lequel, après découpe de la partie endommagée, on remplace la partie découpée par une nouvelle partie de structure similaire que l'on colle et ajuste dans l'orifice découpé de la paroi du radôme, caractérisé en ce que l'on effectue la découpe à partir de l'intérieur, en découpant, dans chaque couche successive (5,3,4) constituant la paroi (2) du radôme, des surfaces allant en diminuant, chaque surface intérieure à la suivante la recouvrant entièrement et débordant son périmètre sur une bande de plusieurs millimètres ou dizaines de millimètres, et que l'on reconstitue la paroi du radôme en appliquant sa face externe à l'intérieur d'un moule (17) et en reconstituant successivement, couche par couche, en partant de l'extérieur la paroi du radôme, en limitant la superposition en surépaisseur des couches auxdites bandes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue des découpes sensiblement circulaires. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque découpe successive, en allant de la couche interne vers la couche externe, déborde la découpe suivante sur une bande périphérique d'environ 30 mm de large. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue le collage des diverses couches séparées entre elles au moyen d'un film de colle pouvant recouvrir diverses bandes périphériques successives. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi du radôme comportant au moins une peau externe( 4), une épaisseur intermédiaire en nid d'abeilles (3) et une peau interne (5), la réparation est effectuée en au moins deux phases, la première par mise en place de la peau externe et d'une calotte de nid d'abeilles (11) dans l'orifice de réparation, collage et polymérisation, la deuxième par une mise en place, collage et polymérisation de la peau interne. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que l'on découpe la calotte (11( de nid d'abeilles que l'on rapporte dans l'orifice de découpe légèrement plus grand que le trou, avantageusement d'environ la valeur d'une maille. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que, côté peau externe, on prévoit, au niveau de la réparation, une couche de film supplémentaire (15) adhérée à la surface externe de la calotte (11) en nid d'abeilles. 8. Radôme réparé conformément au procédé de l'une quelconque des revendications précédentes.