Brevet FR2803821A1 — publié le 20010720

i La présente invention se rapporte à un bec de voilure d'aéronef équipé d'un dispositif d'antigivrage, à une voilure équipée d'un tel bec, et à un aéronef équipé d'une telle voilure. On rappelle ici que l'on désigne par bec de voilure d'aéronef un organe mobile ou fixe formant au moins une partie du bord d'attaque de cette voilure. On connait de la technique antérieure un système d'antigivrage pour bec d'aéronef du type comprenant des moyens pour faire circuler de l'air chaud en provenance des moteurs de l'aéronef à l'intérieur du bec. Dans ce système de la technique antérieure (voir la figure 1 du dessin annexé), on utilise un conduit de distribution d'air chaud A s'étendant à l'intérieur du bec B selon la direction de l'envergure de la voilure, supporté par des nervures transversales (non représentées). Ce conduit est muni d'orifices C répartis sur toute sa longueur de manière à distribuer correctement l'air chaud dans des cavités R délimitées par les nervures susmentionnées. Ainsi, cet air chaud ne peut circuler que tansversalement à la direction de l'envergure de la voilure. La paroi externe D du bec est doublée par une paroi interne E, ces deux parois étant séparées d'une faible distance F (de l'ordre du millimètre). L'air chaud, après être sorti du conduit de distribution A, vient s'infiltrer entre ces deux parois par des orifices G formés dans la paroi interne E au voisinage du bord d'attaque H du bec, puis longe l'extrados I et l'intrados J de ce bec. La partie de l'air chaud qui atteint l'extrémité K de l'extrados I (aussi appelée " queue du bec ") passe ensuite à travers des orifices L formés dans la paroi interne E et à travers des orifices M formés dans des raidisseurs N avant de gagner l'extérieur. L'air chaud qui atteint l'extrémité O de l'intrados J est directement évacué vers l'extérieur. Selon que le bec B est monté mobile (comme c'est le cas du bec de la figure 1) ou fixe sur la partie fixe de voilure P de l'aéronef, l'évacuation de l'air chaud peut se faire par un jeu Q qui sépare l'extrémité O de l'intrados J de ce bec de la partie fixe P, ou par un caisson qui ramène l'air au voisinage du fuselage (non représenté). Ce système de la technique antérieure permet de lutter de manière relativement efficace contre la formation de givre sur un bec d'aéronef. Toutefois, ce système présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, le profil de températures le long de la corde de la voilure ne peut pas être maîtrisé: par construction, la température de l'air chaud est maximale au voisinage du bord d'attaque H du bec B, et elle décroît en allant vers la queue K du bec et vers l'extrémité O de l'intrados J du bec. Un tel profil de températures ne correspond pas tout à fait au profil de puissances thermiques nécessaires pour maintenir à température positive la paroi externe D du bec B. Ensuite, l'écartement entre les parois externe D et interne E ne peut être davantage réduit, car alors les risques d'obstruction par des particules véhiculées par l'air chaud deviendraient réels. Il en résulte que l'écoulement de l'air qui est de type laminaire a une vitesse faible et que la convection interne est limitée, entraînant des échanges thermiques médiocres entre l'air chaud et la paroi externe D du bec B. Ceci entraîne un faible rendement thermique grevant directement la consommation en carburant de l'aéronef et les prélèvements d'air sur les moteurs, et impose à ces derniers des régimes minimum d'antigivrage susceptibles d'entraîner des vitesses d'approche et de descente de l'aéronef trop importantes. Enfin, le doublage de la paroi externe D du bec B fait appel à des procédés d'usinage chimique coûteux à mettre en oeuvre. Ce doublage nécessite en outre la mise en place de nombreuses pièces de structure et d'une grande quantité de rivets, alourdissant ainsi le coût global du système d'antigivrage. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients susmentionnés. On atteint ce but de l'invention avec un bec de voilure d'aéronef comprenant une paroi externe et un dispositif d'antigivrage comportant des moyens pour faire circuler de l'air chaud à l'intérieur dudit bec, remarquable en ce que lesdits moyens sont adaptés pour faire circuler ledit air chaud en contact avec ladite paroi externe notamment selon la direction de l'envergure de ladite voilure. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - lesdits moyens comprennent un conduit de distribution d'air chaud s'étendant à l'intérieur dudit bec selon ladite direction, l'une des extrémités de ce conduit communiquant avec des moyens d'alimentation en air chaud et l'autre extrémité de ce conduit étant ouverte de manière à permettre à cet air chaud de circuler selon ladite direction le long de ladite paroi externe, - ledit conduit de distribution comprend des orifices répartis sur au moins une partie de sa longueur, - lesdits moyens d'alimentation en air chaud comprennent un injecteur destiné à être relié par un tube télescopique et par des conduites situées à l'extérieur dudit bec à au moins un moteur de propulsion dudit aéronef, et débouchant à l'intérieur dudit conduit de distribution en ménageant un passage avec ce dernier, de manière à permettre une recirculation de la partie dudit air chaud située à proximité du bord d'attaque dudit bec, - ledit conduit de distribution est fixé à l'une de ses extrémités sur la structure dudit bec et il est maintenu en position sur le reste de sa longueur par des moyens de glissière, - ledit bec de voilure comprend: - un premier compartiment, situé à l'intérieur du bord d'attaque dudit bec et dans lequel s'étend ledit conduit de distribution, permettant l'antigivrage de ce bord d'attaque, - un deuxième compartiment, situé sous l'extrados dudit bec, permettant l'antigivrage de cet extrados, et - un troisième compartiment permettant de collecter ledit air chaud, lesdits premier et deuxième compartiments d'une part, et lesdits deuxième et troisième compartiments d'autre part communiquant entre eux, - ledit bec de voilure est mobile, ledit troisième compartiment est situé sensiblement entre lesdits premier et deuxième compartiments, et il communique avec l'extérieur, - ledit bec de voilure comprend en outre un quatrième compartiment situé sensiblement entre ledit premier compartiment et la partie fixe de ladite voilure et communiquant avec l'extérieur, et lesdits premier, deuxième, troisième et quatrième compartiments sont formés par: - un longeron conformé sensiblement en E fixé à l'intérieur dudit bec, comportant d'une part des premiers passages pour ledit air chaud entre lesdits premier et deuxième compartiments et d'autre part des deuxièmes passages pour ledit air chaud entre lesdits troisième et quatrième compartiments, - un profilé externe fixé d'une part sur la partie supérieure dudit E et d'autre part sur l'extrados dudit bec, comportant des troisièmes passages pour ledit air chaud entre lesdits deuxième et troisième compartiments, et - un profilé interne fixé d'une part sur la partie médiane dudit E et d'autre part sur ledit profilé externe et sur l'extrados dudit bec, - lesdits premiers passages sont établis par des premiers gaufrages formés sur la partie supérieure dudit E, lesdits deuxièmes passages sont établis par des deuxièmes gaufrages formés sur la partie médiane dudit E, lesdits troisièmes passages sont établis par des rainures ou des orifices formés sur ledit profilé externe, - ledit bec de voilure est fixe, ledit troisième compartiment est situé sensiblement au-dessus de l'intrados de ladite voilure, et il communique avec l'extérieur, - lesdits premier, deuxième et troisième compartiments sont formés par: - un longeron conformé sensiblement en C fixé à l'intérieur dudit bec, comportant d'une part des premiers passages pour ledit air chaud entre lesdits premier et deuxième compartiments et d'autre part des deuxièmes passages pour ledit air chaud entre lesdits deuxième et troisième compartiments, et - des profilés fixés audit longeron en C, à l'extrados et à l'intrados dudit bec, - lesdits premiers et deuxièmes passages sont établis respectivement par des premiers et deuxièmes gaufrages formés sur ledit longeron. La présente invention concerne également: - une voilure d'aéronef, remarquable en ce qu'elle comprend un bec conforme à ce qui précède, et un aéronef, remarquable en ce qu'il comprend une voilure conforme à ce qui précède. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, et à l'examen du dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un bec de voilure mobile de la technique antérieure, décrit ci-avant, - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un bec de voilure mobile selon l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus du bec de voilure mobile de la figure 2, la partie de paroi formant l'extrados de ce bec ayant été ôtée, et - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un bec fixe de voilure selon l'invention. Sur les figures 2 et 3, les références numériques sont indexées par la lettre a; sur la figure 4, elles sont indexées par la lettre b. Des références numériques identiques désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. Dans ce qui suit, les termes " supérieur " " inférieur ", " au-dessus " et " au-dessous " doivent s'entendre en considérant que les bords supérieur et inférieur des feuilles des figures annexées coïncident respectivement avec le haut et le bas de la direction verticale. On se reporte aux figures 2 et 3, sur lesquelles on a représenté un bec mobile la selon l'invention formant une partie du bord d'attaque 2a d'une voilure d'aéronef. On précise ici que le terme " mobile " signifie que le bec peut coulisser sur des rails (non représentés) pour atteindre une position écartée par rapport à la partie fixe de voilure 3a, afin d'améliorer la portance de l'aéronef notamment lors de l'atterrissage. Le bec mobile la est formé par une seule paroi externe 5a définissant un extrados 7a, un intrados 9a et une queue de bec lla. L'extrémité 13a de l'intrados 9a définit un certain jeu 14a avec la partie fixe de voilure 3a. A l'intérieur du bec la se trouve un dispositif d'antigivrage comprenant un conduit de distribution d'air chaud 15a s'étendant selon la longueur du bec la, c'est- à-dire selon la direction de l'envergure de la voilure. Comme cela est visible sur la figure 3, l'une 17a des extrémités du conduit 15a communique avec des moyens d'alimentation en air chaud tels qu'un injecteur 19a relié par un tube télescopique et par des conduites (non représentés) à au moins un moteur de propulsion de l'aéronef (non représenté). Cet injecteur ménage un passage 21a avec le conduit 15a. L'autre extrémité 23a du conduit 15a est ouverte. Le conduit 15a comprend des orifices 25a répartis sur au moins une partie de sa longueur, et de préférence sur toute sa longueur. Ces orifices sont placés de préférence en vis-à-vis du bord d'attaque 2a (voir figures 2 et 3). L'extrémité 17a du conduit 15a est de préférence fixée sur la structure du bec, et le reste de sa longueur est maintenu en position par des glissières 27a (voir figure 2). Comme cela est visible sur les figures 2 et 3, le bec mobile la comprend un premier compartiment 33a situé à l'intérieur du bord d'attaque 2a et dans lequel s'étend le conduit de distribution 15a, un deuxième compartiment 35a situé sous l'extrados 7a, un troisième compartiment 36a situé sensiblement entre les premier 33a et deuxième a compartiments, et un quatrième compartiment 37a situé sensiblement entre le premier compartiment 33a et la partie fixe 3a de la voilure. Ces compartiments sont formés par: - un longeron 38a conformé sensiblement en E dont les parties supérieure 39a et inférieure 40a sont respectivement fixées sur l'extrados 7a et sur l'intrados 9a, comportant d'une part des premiers gaufrages 41a formés sur la partie supérieure 39a du E et définissant des passages 43a pour l'air chaud entre les premier 33a et deuxième 35a compartiments, et d'autre part des deuxièmes gaufrages 45a formés sur la partie médiane 46a du E et définissant des passages 47a pour l'air chaud entre les troisième 36a et quatrième 37a compartiments, - un profilé externe 49a fixé d'une part sur la partie supérieure 39a du E et d'autre part sur l'extrados 7a du bec la, et par - un profilé interne 51a fixé d'une part sur la partie médiane 46a du E et d'autre part sur le profilé externe 49a et sur l'extrados 7a du bec la. Comme cela apparait sur la figure 3, le profilé externe 49a comprend, au voisinage de l'injecteur 19a, des passages 55a (formés par exemple par des rainures ou par des orifices) pour l'air chaud entre les deuxième 35a et troisième 36a compartiments. Un joint d'isolation 56a est interposé entre le profilé interne 51a et la partie fixe de voilure 3a. On se reporte à présent à la figure 4 sur laquelle on a représenté un bec lb monté fixe sur la partie fixe de voilure 3b. Comme cela apparaît sur cette figure, le bec fixe lb diffère du bec mobile la essentiellement en ce que les compartiments situés dans ce dernier ont une autre forme. Ce bec fixe comprend un premier compartiment 33b situé à l'intérieur du bord d'attaque 2b et dans lequel s'étend le conduit de distribution 15b, un deuxième compartiment 35b situé sous l'extrados 7b, et un troisième compartiment 36b situé au-dessus de l'intrados 9b. Ces compartiments sont formés par: - un longeron 38b conformé sensiblement en C fixé à l'intérieur du bec, comportant d'une part des premiers gaufrages 41b formant des passages 43b pour l'air chaud entre les premier 33b et deuxième 35b compartiments et d'autre part des deuxièmes gaufrages 45b formant des passages 47b pour l'air chaud entre les deuxième 35b et troisième 36b compartiments, et par - des profilés 57b fixés au longeron en C 38b, à l'extrados 7b et à l'intrados 9b du bec lb. La paroi externe 5b comprend, dans la partie inférieure des profilés 57b, des orifices 58b définissant des passages 60b pour l'air chaud entre le troisième compartiment 36b et un caisson (non représenté) permettant de ramener l'air chaud au voisinage du fuselage. Le fonctionnement et les avantages du bec de voilure selon l'invention résultent directement de la description qui précède. Sur les figures 2 à 4, le parcours emprunté par de l'air chaud en provenance d'au moins un moteur de l'aéronef est indiqué par des flèches. Dans le cas du bec mobile la (voir figure 3), l'air chaud est envoyé par l'injecteur 19a dans le conduit de distribution 15a. Il sort ensuite de ce conduit dans le premier compartiment 33a d'une part par l'extrémité ouverte 23a et d'autre part par les orifices 25a et circule en contact avec la paroi externe 5a, ce qui permet de réaliser l'antigivrage du bord d'attaque 2a du bec la. Cet air chaud peut alors soit recirculer à l'intérieur du conduit de distribution 15a en empruntant le passage 21a, soit rejoindre le deuxième compartiment a en empruntant les passages 43a (voir figures 2 et 3). Dans ce dernier cas, cet air chaud permet de réaliser l'antigivrage de l'extrados 7a du bec 2a en circulant directement le long de la paroi 2a. Il rejoint ensuite le troisième compartiment 36a en empruntant les passages 55a (voir figure 3) en extrémité de bec, puis il emprunte les passages 47a (voir figure 2) pour rejoindre le quatrième compartiment 37a et enfin pour s'infiltrer dans le jeu 14a afin de gagner l'extérieur. Dans le cas du bec fixe lb (voir figure 4), le chemin suivi par l'air chaud est sensiblement analogue: après être arrivé dans le deuxième compartiment 35b en empruntant les passages 43b, l'air chaud emprunte les passages 47b pour rejoindre le troisième compartiment 36b, puis il emprunte les passages 60b avant de rejoindre le caisson (non représenté) permettant de conduire cet air au voisinage du fuselage. Grâce au fait que l'air chaud peut recirculer à l'intérieur du conduit de distribution 15a, 15b, on peut obtenir un champ de températures sensiblement homogène sur toute la surface extérieure du bec la, lb, ce qui permet d'optimiser le rendement thermique du dégivrage, et ainsi de diminuer la consommation en carburant de ll l'aéronef par rapport au système d'antigivrage de la technique antérieure. Par ailleurs, les longerons 38a, 38b et les profilés 49a, 51a et 57b n'interfèrent pas avec la région du conduit de distribution 15a, 15b. Il en résulte que le diamètre de ce conduit peut être notablement plus important que dans le système d'antigivrage de la technique antérieure, o ce diamètre est limité par le nervurage qui cloisonne transversalement la région du conduit. Ceci permet de diminuer le volume situé entre le conduit de distribution 15a, 15b et la paroi externe 5a, b définissant le bec, et ainsi d'obtenir un écoulement de l'air chaud dans le bec la, lb qui est suffisamment rapide et turbulent pour obtenir des échanges thermiques satisfaisants avec le givre situé à l'extérieur. Dans ces conditions, il n'est plus nécessaire d'avoir recours au doublage de paroi utilisé dans le système de la technique antérieure, ce qui permet de réaliser des économies substantielles. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemple illustratif et non limitatif. REVENDICATIONS 1. Bec de voilure d'aéronef (la; lb) comprenant une paroi externe (Sa; 5b) et un dispositif d'antigivrage comportant des moyens (15a, 19a) pour faire circuler de l'air chaud à l'intérieur dudit bec, caractérisé en ce que lesdits moyens sont adaptés pour faire circuler ledit air chaud en contact avec ladite paroi externe (5a; 5b) notamment selon la direction de l'envergure de ladite voilure. 2. Bec de voilure (la; lb) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un conduit (15a) de distribution d'air chaud s'étendant à l'intérieur dudit bec selon ladite direction, l'une (17a) des extrémités de ce conduit communiquant avec des moyens d'alimentation en air chaud (19a) et l'autre extrémité (23a) de ce conduit étant ouverte de manière à permettre à cet air chaud de circuler selon ladite direction le long de ladite paroi externe (5a; 5b). 3. Bec de voilure (la; lb) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit conduit de distribution (15a; b) comprend des orifices (25a) répartis sur au moins une partie de sa longueur. 4. Bec de voilure (la; lb) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation en air chaud comprennent un injecteur (19a) destiné à être relié par un tube télescopique et par des conduites situées à l'extérieur dudit bec à au moins un moteur de propulsion dudit aéronef, et débouchant à l'intérieur dudit conduit de distribution (15a; 15b) en ménageant un passage (21a) avec ce dernier, de manière à permettre une recirculation de la partie dudit air chaud située à proximité du bord d'attaque dudit bec. 5. Bec de voilure (la; lb) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit conduit de distribution (15a; 15b) est fixé à l'une de ses extrémités sur la structure dudit bec et en ce qu'il est maintenu en position sur le reste de sa longueur par des moyens de glissière (27a). 6. Bec de voilure (la; lb) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier compartiment (33a; 33b), situé à l'intérieur du bord d'attaque (2a; 2b) dudit bec et dans lequel s'étend ledit conduit de distribution (15a; 15b), permettant l'antigivrage de ce bord d'attaque, un deuxième compartiment (35a; 35b), situé sous l'extrados (7a; 7b) dudit bec, permettant l'antigivrage de cet extrados, et - un troisième compartiment (36a; 36b) permettant de collecter ledit air chaud, lesdits premier et deuxième compartiments d'une part, et lesdits deuxième et troisième compartiments d'autre part communiquant entre eux. 7. Bec de voilure (la) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est mobile et en ce que ledit troisième compartiment (36a) est situé sensiblement entre lesdits premier (33a) et deuxième (35a) compartiments. 8. Bec de voilure (la) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un quatrième compartiment (37a) situé sensiblement entre ledit premier compartiment (33a) et la partie fixe (3a) de ladite voilure et communiquant avec l'extérieur, et en ce que lesdits premier (33a), deuxième (35a), troisième (36a) et quatrième (37a) compartiments sont formés par: - un longeron (38a) conformé sensiblement en E fixé à l'intérieur dudit bec, comportant d'une part des premiers passages (43a) pour ledit air chaud entre lesdits premier (33a) et deuxième (35a) compartiments et d'autre part des deuxièmes passages (47a) pour ledit air chaud entre lesdits troisième (36a) et quatrième (37a) compartiments, - un profilé externe (49a) fixé d'une part ' sur la partie supérieure (39a) dudit E et d'autre part sur l'extrados (7a) dudit bec, comportant des troisièmes passages (55a) pour ledit air,chaud entre lesdits deuxième (35a) et troisième (36a) compartiments, et - un profilé interne (51a) fixé d'une part sur la partie médiane (46a) dudit E et d'autre part sur ledit profilé externe (49a) et sur l'extrados (7a) dudit bec. 9. Bec -de voilure (la) selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits premiers passages (43a) sont établis par des premiers gaufrages (41a) formés sur la partie supérieure (39a) dudit E, en ce que lesdits deuxièmes passages (47a) sont établis par des deuxièmes gaufrages formés sur la partie médiane dudit E, et en ce que lesdits troisièmes passages (55a) sont établis par des rainures ou des orifices (54a) formés sur ledit profilé externe (49a). 10. Bec de voilure (lb) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est fixe et en ce que ledit troisième compartiment (36b) est situé sensiblement au- dessus de l'intrados (9a) de ladite voilure et en ce qu'il communique avec l'extérieur. 11. Bec de voilure (lb) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits premier (33b), deuxième (35b) et troisième (36b) compartiments sont formés par: - un longeron (38b) conformé sensiblement en C fixé à l'intérieur dudit bec, comportant d'une part des premiers passages (43b) pour ledit air chaud entre lesdits premier (33b) et deuxième (35b) compartiments et d'autre part des deuxièmes passages (47b) pour ledit air chaud entre lesdits deuxième (35b) et troisième (36b) compartiments, et des profilés (57b) fixés audit longeron en C (38b), à l'extrados (7b) et à l'intrados (9b) dudit bec. 12. Beç de voilure (la) selon la revendication 11, caractérisé,en.ce'que lesdits premiers (43b) et deuxièmes (47b) passages -sont établis respectivement par des premiers.(41b) et deuxièmes (45b) gaufrages formés sur ledit longeron (38b) 13. Voilure d'aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend un bec. (la; lb) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend une voilure conforme à la revendication 13.