Brevet FR2951241A1 — publié le 20110415

L'invention relève du domaine des dispositifs de transfert de fluides. Elle concerne plus particulièrement le réseau de conduites de carburant existant sur un aéronef. Encore plus particulièrement, elle concerne un dispositif de connexion à circuit vide-vite d'aéronef. Contexte de l'invention et problème posé Dans des situations d'extrême urgence, par exemple en vue d'un atterrissage sur le ventre, il peut être nécessaire à un aéronef de se poser avec ses réservoirs de carburant aussi vides que possible, et donc de vider ses réservoirs en vol. Les aéronefs sont équipés à cet effet d'un dispositif dit vide-vite ("Jettison" en langue anglaise), qui permet un vidage des réservoirs en quelques minutes. Ce dispositif comprend, de façon classique, des vannes disposées à l'extrémité arrière des ailes, et, typiquement de chaque côté de l'avion, sur le carénage d'une des glissières assurant le déploiement correct des volets. Dans le cadre de la procédure de certification d'un nouvel avion, le dispositif vide-vite doit être testé, au même titre que les autres composants et systèmes de l'avion. Le but de l'essai est alors de s'assurer du montage correct et de la non obstruction du circuit vide-vite, en vérifiant notamment le débit de carburant évacué lors du fonctionnement du système vide-vite. L'essai sert également à vérifier l'étanchéité des tuyauteries de vide-vite montées dans le carénage des glissières. Il est clair que, lorsqu'il s'agit d'un appareil commercial de grande capacité, la masse de carburant qui doit être évacuée par le circuit vide-vite dépasse la dizaine de tonnes en quelques minutes. La mise en place d'un moyen de récupération du carburant pompé vers l'extérieur est donc indispensable. Le test de vide-vite présente cependant des risques évidents d'incendie, ou de déversement de carburant sur le sol au voisinage de l'avion, susceptible de créer une zone d'atmosphère potentiellement explosive. L'existence de telles zones est régie par une directive européenne ATX, qui définit les exigences de construction pour éviter les sources d'inflammation telles que friction ou échauffement. Objectifs de l'invention La présente invention a donc pour objet de proposer un dispositif répondant au problème exposé ci-dessus. Un second but de l'invention est d'être simple et peu onéreuse à mettre en oeuvre. Exposé de l'invention A cet effet, l'invention vise un dispositif de connexion à un embout de vidage de tuyauterie vide-vite d'aéronef, ledit embout de vidage comportant un tube sensiblement cylindrique, et une pièce rigide formant interface entre le tube cylindrique et la structure de l'aéronef, le dispositif de connexion comportant : - un adaptateur destinée à venir s'assembler autour de la pièce rigide, - un tuyau d'évacuation, présentant en une première extrémité un diamètre interne supérieur au diamètre externe du tube cylindrique, ledit tuyau comportant en cette première extrémité un collier portant des moyens de fixation réversible sur l'adaptateur, et dans sa partie intérieure des moyens d'assurer une étanchéité autour du tube cylindrique. On comprend que le dispositif selon l'invention se compose de deux éléments disjoints, assemblés au moment de leur utilisation. En effet, la fonction première de l'outil est de collecter du carburant tout en ayant l'assurance : - d'avoir une étanchéité correcte pour éviter tout risque de déversement accidentel de carburant - de ne pas perturber la performance avion (débit). Il s'agit donc de réaliser cette étanchéité, au niveau d'un assemblage de pièces, dont l'une, le tube cylindrique, est éventuellement souple. Il s'y ajoute de par la conception et l'environnement d'utilisation du dispositif, que sa fixation dans sa zone d'utilisation sur avion est difficile. Préférentiellement, la pièce d'interface comporte : - une coquille rigide en plusieurs éléments, dont la partie intérieure comporte des joints d'appui sur la pièce rigide, - des moyens de solidarisation entre elles des éléments formant la coquille rigide. Dans ce cas, par simplicité de réalisation, la coquille rigide est préférentiellement composée de deux demi-coquilles principalement symétriques. Selon un mode particulier de réalisation du dispositif, les moyens d'assurer l'étanchéité autour du tube cylindrique comprennent au moins une bague tronconique de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe du tube cylindrique, ladite bague tronconique portant un joint annulaire. Préférentiellement dans ce cas, la ou les bagues tronconiques sont réalisées de façon monobloc avec le collier d'extrémité du tuyau d'évacuation. Selon une mise en oeuvre avantageuse, le tuyau d'évacuation comporte deux bagues tronconiques, disposés dos à dos. L'invention vise en second lieu un embout de vidage de tuyauterie vide-vite d'aéronef, comportant un tube souple sensiblement cylindrique, et une pièce rigide formant interface entre le tube cylindrique et la structure de l'aéronef, ladite pièce rigide présentant un diamètre généralement croissant de la structure de l'aéronef vers le tube cylindrique. L'invention vise encore un procédé de connexion de tuyauterie d'évacuation 20 de carburant à un embout de vidage de tuyauterie vide-vite d'aéronef, pour dispositif tel qu'exposé, le procédé comportant des étapes de : - positionnement de l'adaptateur autour de la pièce rigide de l'embout de vidage, - fixation de l'adaptateur autour de la pièce rigide, 25 - positionnement du segment de tuyauterie dans l'axe du tube cylindrique, - engagement du tube dans le segment de tuyauterie, et fixation du segment de tuyauterie sur l'adaptateur, - fixation du moyen de connexion à un moyen de réception de carburant. On comprend que la séparation de l'assemblage en deux parties facilite les 30 opérations. Brève description des figures Les buts et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description et des dessins d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, et pour lequel les dessins représentent : - figure 1 : une vue schématique de la disposition de l'embout de tuyauterie vide-vite sur un avion commercial; - figure 2 : une vue de détail de ce même embout; - figures 3a et 3b : une vue en perspective d'un dispositif de connexion selon l'invention, dans un mode particulier de réalisation, et une vue de détail de la vue précédente; - figure 4 : une vue en coupe de l'extrémité de ce dispositif de connexion, une fois assemblé autour de l'embout de tuyauterie de vide-vite; - figure 5 : une vue en perspective du dispositif de connexion complet. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Un avion commercial de type classique comporte usuellement deux embouts de vidage 1 de tuyauterie vide-vite, disposés chacun, comme on le voit sur la figure 1, à l'arrière d'un carénage de glissière de volets 2, à raison d'un embout de vidage 1 par demi-voilure de l'avion. A titre informatif, lorsque l'avion est au sol, la hauteur H entre le sol et l'embout de vidage 1 est de plusieurs mètres, et par exemple de plus de quatre mètres sur les avions de grande capacité. Cette hauteur complique naturellement la manipulation d'outillages au voisinage d'un embout de vidage 1 de vide-vite. Ainsi qu'on le voit alors plus précisément sur la fiqure 2, un embout de vidage 1 comporte deux parties principales. Elle comporte en premier lieu une pièce rigide 3 solidarisée à la structure de l'aéronef, et disposée à l'extrémité d'une tuyauterie de vide-vite, non représentée sur la figure, et interne à l'avion. Cette pièce rigide 3 est classiquement réalisée en matériau métallique. Elle est, dans le présent exemple nullement limitatif, de forme principalement tronconique, s'évasant lorsqu'on s'éloigne de la glissière 2, à la manière d'une tuyère. La pièce rigide 3 comporte ici deux colliers sensiblement cylindriques, disposés, pour le premier collier 5, au voisinage immédiat de la glissière de volets 2, et pour le second collier 6, approximativement dans la moitié arrière de la pièce rigide 3. La pièce rigide 3 se prolonge par un tube souple 4, de forme cylindrique. Son rôle est de canaliser le carburant éjecté des réservoirs de manière à en faire un jet monodirectionnel autant que possible, et à éviter ainsi la formation d'un brouillard hautement inflammable juste derrière l'avion. Sa souplesse permet d'atténuer en partie les turbulences du flux de carburant en sortie de la tuyauterie vide-vite. Le tube cylindrique souple 4 est par exemple réalisé en caoutchouc ou autre élastomère. A titre d'exemple de dimensionnement, le tube cylindrique souple 4 présente un diamètre D de l'ordre de dix centimètres, pour une épaisseur de matériau élastomère de cinq millimètres environ, et une longueur de vingt centimètres environ. On comprend, au vu de son épaisseur, que le tube cylindrique souple 4 conserve sa forme cylindrique lorsqu'il est soumis à la seule gravité. La fiqure 3 illustre alors un dispositif de connexion adapté à être utilisé en conjonction avec un embout de vidage 1 de tuyauterie vide-vite tel que décrit précédemment. Ainsi qu'il apparait sur la figure, le dispositif de connexion comprend deux éléments distincts. Il comprend tout d'abord un adaptateur mécanique 7 destiné à venir se fixer sur la pièce rigide 3, et à transmettre si nécessaire, par son intermédiaire, des efforts mécaniques à la structure de l'avion. Cet adaptateur 7, se compose de deux demi-coquilles 7a, 7b qui viennent se refermer autour de la pièce rigide 3 en prenant appui sur les deux colliers 5, 6 (voir fiqure 4), par l'intermédiaire de joints souples 12, 13, par exemple réalisés en élastomère et d'une épaisseur de quelques millimètres. Dans l'exemple donné ici à titre nullement limitatif, les deux demi-coquilles 7a, 7b présentent une surface interne formée d'une succession de zones cylindriques, dimensionnées pour suivre l'évolution du diamètre de la pièce rigide 3 de l'embout de vidage 1. Les deux demi-coquilles 7a, 7b sont ici réalisées en métal, par un procédé connu de l'homme de l'art. De manière à permettre un positionnement précis des demi-coquilles 7a, 7b face à face, chacune d'entre elles porte un ergot 8 destiné à venir coopérer avec une glissière 9 ménagée à la surface de l'autre demi-coquille. Chaque demi-coquille 7a, 7b comporte également un moyen de verrouillage 10 coopérant avec une fixation 11 disposée en vis-à-vis sur la demi-coquille opposée. Le moyen de verrouillage 10 peut par exemple être constitué d'un crochet métallique du type apte à produire une force de rappel entre les deux demi-coquilles, de façon à les maintenir plaquées l'une contre l'autre, et à garantir une absence de jeu mécanique entre l'adaptateur 7 et la pièce rigide 3. L'adaptateur 7 présente, lorsque les deux demi-coquilles 7a, 7b sont assemblées, une surface tronconique 18 en sa partie arrière, c'est à dire la plus éloignée de la glissière 2. A titre d'ordre de grandeur purement informatif, avec un embout de vidage 1 tel qu'évoqué plus haut, l'adaptateur 7 présente un diamètre externe d'environ vingt centimètres pour une longueur d'environ vingt cinq centimètres, et un poids de quelques kilos. Le dispositif de connexion comporte ensuite un second élément, en la forme d'un segment de tuyauterie 14 (voir figures 3a et 5). Ce segment de tuyauterie 14 a pour fonction de canaliser le carburant issu de l'embout de vidage 1 vers un dispositif de stockage (non représenté), tel que par exemple une citerne, sans générer de pertes de charge sur le débit de sortie de l'embout de vidage 1. Le segment de tuyauterie 14 est donc d'un diamètre sensiblement supérieur à celui du tube cylindrique souple 4, et, dans le présent exemple, d'environ vingt centimètres. Le segment de tuyauterie 14 est de type tube annelé souple, comportant une membrane mince 15 renforcée par des anneaux rigides 16. La membrane est par exemple réalisée en matière plastique, et les anneaux en métal. Les matériaux composant ce type de tube sont connus de l'homme de l'art et ne sont donc pas détaillés plus avant ici. On comprend que par ce montage, la ligne axiale du segment de tuyauterie 14 est très facilement déformable sans entraîner de pliage du tube. Le segment de tuyauterie 14 comporte à une première extrémité un manchon rigide 17, destiné à venir se fixer sur l'adaptateur 7, et à assurer l'étanchéité de la connexion autour du tube cylindrique souple 4. Ce manchon rigide 17, dont la section est mieux visible sur la figure 4, comporte sur sa face interne un premier segment 19 tronconique, de forme complémentaire à une partie de la surface tronconique arrière 18 de l'adaptateur 7. Le segment tronconiquel9 du segment de tuyauterie 14 vient ainsi verrouiller ensemble les deux demi-coquilles 7a, 7b. Un ergot 20 disposé sur ce premier segment 19 vient coopérer avec un orifice 21 ménagé sur la surface tronconique 18 de l'adaptateur 7, de manière à garantir une orientation angulaire prédéterminée du segment de tuyauterie 14 vis- à-vis de l'adaptateur 7. Le manchon 17 présente une face externe sensiblement cylindrique présentant en partie avant un bourrelet également cylindrique déterminant un anneau 22 perpendiculaire à l'axe principal du segment de tuyauterie 14. Cet anneau 22 permet d'assurer la prise de crochets métalliques souples fixés sur l'adaptateur 7. Ceux-ci permettent alors d'attacher temporairement le segment de tuyauterie 14 à l'adaptateur 7, lors de l'utilisation du dispositif de connexion. Le manchon 17 comporte ensuite sur sa face interne des moyens d'assurer l'étanchéité autour du tube cylindrique souple 4. Ceux-ci se composent dans le présent exemple de deux bagues tronconiques 23, 24, disposés dos à dos, de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe du tube cylindrique souple 4, portant des joints annulaires 28, 29. Les bagues tronconiques 23, 24 sont ici réalisés de façon monobloc avec le manchon 17 du segment de tuyauterie 14. Les joints annulaires 28, 29 sont par exemple réalisés en élastomère de type connu en soi. Sensiblement au droit de ces bagues tronconiques 23, 24, le manchon 17 comporte sur sa face externe deux joints de serrage 25, 26, de type connu en soi, permettant d'appliquer au tube annelé une force de serrage sur le manchon 17, et donc d'assurer une étanchéité du dispositif de connexion lors du passage du carburant. Le segment de tuyauterie 14 comporte en sa seconde extrémité un moyen de connexion 27 de type classique à d'autres tuyauteries de carburant ou à une citerne à carburant, fixe ou mobile. A titre d'ordre de grandeur purement informatif, avec un embout de vidage 1 tel qu'évoqué plus haut, le segment de tuyauterie 14 présente un diamètre externe d'environ vingt centimètres pour une longueur d'environ un mètre, et un poids de quelques kilos. Mode de fonctionnement L'utilisation du dispositif de connexion tel qu'exposé comporte les étapes suivantes : - positionnement des deux demi-coquilles 7a, 7b formant l'adaptateur 7, autour de la pièce rigide 3 de l'embout de vidage 1, - insertion des ergots 8 dans les glissières 9 correspondantes pour assurer le positionnement face à face des deux demi-coquilles 7a, 7b, - serrage des deux demi-coquilles 7a, 7b, et fixation par l'intermédiaire des crochets métalliques 10, - positionnement du segment de tuyauterie 14 dans l'axe du tube cylindrique souple 4, - engagement du tube souple 4 dans le segment de tuyauterie 14, et fixation dudit segment de tuyauterie 14 sur l'adaptateur 7 par placement des extrémités des crochets souples 23 de l'adaptateur 7 sur l'anneau 22, - fixation du moyen de connexion 27 à une citerne de stockage de carburant. 10 Dès lors, le dispositif de connexion est opérationnel et un test de fonctionnement de vide-vite peut être réalisé. Avantages de l'invention 15 On comprend que le dispositif, tel qu'il vient d'être exposé, présente plusieurs avantages : - il est robuste, - il est relativement léger, et séparant le poids en deux parties, permettant une fixation aisée de la pièce d'interface autour de la pièce rigide, 20 - il est peu onéreux de par le choix des matériaux composant les éléments, et simple de maintenance, - il est facile à connecter, - il présente une excellente étanchéité, - il est conforme à la directive européenne ATX (atmosphère explosive). 25 Ceci s'oppose à d'autres solutions utilisant par exemple un ensemble d'un seul tenant, se fixant par pincement sur la tuyauterie de sortie vide-vite de l'avion. De telles solutions sont nettement plus difficiles à mettre en place, étant formées d'un seul tenant qui doit être porté lors de la fixation autour de l'embout de vide- 30 vite, et dont la masse du tuyau gène alors la bonne fixation par pincement sur l'embout. On rappelle que la fixation s'effectue à plusieurs mètres au dessus du sol, ce qui complique la manipulation et les opérations de montage et de démontage. De même, ces solutions d'un seul tenant sont par voie de conséquence plus facilement endommagées, et donc plus couteuses en maintenance. Le choix d'une solution en deux éléments permet de séparer les questions de fixation mécanique sur l'embout avion, d'une part, et d'étanchéité, d'autre part. Variantes de l'invention La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion à un embout de vidage (1) de tuyauterie vide-vite d'aéronef, ledit embout de vidage (1) comportant un tube sensiblement cylindrique, et une pièce rigide (3) formant interface entre le tube cylindrique (4) et la structure de l'aéronef (2), caractérisé en ce que le dispositif de connexion comporte : - un adaptateur (7) destinée à venir s'assembler autour de la pièce rigide (3), - un tuyau d'évacuation (14), présentant en une première extrémité un diamètre interne supérieur au diamètre externe du tube cylindrique, ledit tuyau comportant en cette première extrémité un manchon (17) portant des moyens de fixation réversible sur l'adaptateur (7), et dans sa partie intérieure des moyens (23, 24, 28, 29) d'assurer une étanchéité autour du tube cylindrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adaptateur (7) 15 comporte : - une coquille rigide en plusieurs éléments (7a, 7b), dont la partie intérieure comporte des joints d'appui sur la pièce rigide (3), - des moyens de solidarisation (8, 9, 10, 11) entre eux des éléments (7a, 7b) formant la coquille rigide. 20 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coquille rigide est composée de deux demi-coquilles (7a, 7b) principalement symétriques. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en 25 ce que les moyens d'assurer l'étanchéité autour du tube cylindrique comprennent au moins une bague tronconique (23) de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe du tube cylindrique (4), ladite bague tronconique (23) portant un joint annulaire (28). 30 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bagues tronconiques (23, 24) sont réalisés de façon monobloc avec le manchon (17) d'extrémité du tuyau d'évacuation (14). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (14) comporte deux bagues tronconiques (23, 24), disposées dos à dos. 7. Procédé de connexion de tuyauterie d'évacuation de carburant à un embout de vidage (1) de tuyauterie vide-vite d'aéronef, pour dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de : - positionnement de l'adaptateur (7) autour de la pièce rigide (3) de l'embout 10 de vidage (1), - fixation de l'adaptateur (7) autour de la pièce rigide (3), - positionnement du segment de tuyauterie (14) dans l'axe du tube cylindrique (4), - engagement du tube (4) dans le segment de tuyauterie (14), et fixation du 15 segment de tuyauterie (14) sur l'adaptateur (7), - fixation d'un moyen de connexion (27) du dispositif à un moyen de réception de carburant.