Brevet FR2977446A1 — publié le 20130104

La présente invention relève du domaine de l'avionique, et plus précisément de l'architecture électrique d'un ensemble de cartes électroniques embarquées dans un aéronef. Elle a pour objet un dispositif de connexion de ces cartes électroniques vis-à-vis d'une interface avion. Préambule et art antérieur Dans un aéronef, de nombreux équipements électroniques sont localisés dans une zone nommée « baie avionique », située dans la partie inférieure avant du fuselage, sous le cockpit. Ces équipements électroniques se présentent notamment sous forme de boites parallélépipédiques, dans lesquelles des séries de cartes électroniques sont par exemple mais non limitativement, disposées verticalement, parallèlement les unes aux autres. La baie avionique offre aux équipements électroniques des conditions environnementales privilégiées telles qu'une pression ambiante raisonnable (zone pressurisée de l'aéronef), ainsi qu'une température ambiante maîtrisée. Pour intégrer les équipements électroniques dans la baie, on utilise habituellement des meubles permettant de fixer les équipements électroniques, des les ventiler, et de les connecter à des câbles de l'aéronef qui les relient à divers systèmes de l'aéronef. A titre d'arrière plan technologique, on peut citer ici le brevet US 5,253,484 ("High Reliability Avionic Cooling System", Boeing Company, 1991) qui décrit une telle disposition générale. Les meubles, dont il est ici question, sont constitués d'étagères, sur lesquelles, on trouve habituellement des interfaces connus de l'homme du métier sous le nom de "chaises", qui remplissent plusieurs fonctions : - Maintien mécanique d'un équipement électronique, - Maintien mécanique d'un connecteur de l'aéronef, - Ménagement d'un passage pour un flux d'air de ventilation provenant du meuble avion. On rappelle ici qu'une "chaise", dans ce contexte, est une interface mécanique comportant principalement une plaque horizontale de support d'un équipement, une plaque arrière ajourée pour permettre le passage de faisceaux de câbles, et des barres de triangulation sur les deux côtés latéraux. Elle comporte également des dispositifs de verrouillage de l'équipement lorsque celui-ci est installé sur la chaise. Ce montage est défini par une norme aéronautique internationale : ARINC600. Un assemblage conforme à cette norme est par exemple décrit dans le brevet US ,797,879 ("Avionics Tray Assembly and Seal Assembly" Boeing Company 2002). Pour des raisons de limitations de volume disponible au sein des aéronefs, il est souhaitable de réduire autant que possible le volume occupé par ces meubles électroniques, sans pour autant modifier substantiellement les exigences sur le reste de l'aéronef, de manière à pouvoir s'adapter, par exemple, à des modèles d'aéronefs déjà existants. Exposé de l'invention L'invention vise sous un premier aspect un cabinet électronique pour aéronef, du type adapté à recevoir un ensemble de cartes dites modules électroniques, ledit cabinet comportant une carte électronique, dite «fond de panier», comportant elle-même une série de connecteurs pour modules électroniques sur une face dite face avant, et au moins un connecteur d'interface compatible avec un câblage aéronef, et étant apte à assurer, par l'intermédiaire de ceux-ci, l'interconnexion électrique entre des modules électroniques, une fois ceux-ci insérés dans la structure mécanique, et le câblage aéronef, la carte fond de panier comportant au moins un connecteur d'interface disposé en face avant de ladite carte fond de panier. La présente invention permet donc de réduire le volume occupé par le cheminement du câblage en réalisant la connexion électrique entre l'aéronef et l'équipement par la face avant de la carte fond de panier de ce dernier. Plus particulièrement, l'invention suggère d'utiliser une extension de la carte fond de panier pour positionner des connecteurs d'interface vers l'aéronef sur la même face que les connecteurs pour modules électroniques. Selon un mode de réalisation préféré, la carte fond de panier comporte, sur au moins un des bords de sa face avant, au moins une partie des connecteurs d'interface. Chaque connecteur d'interface correspond avantageusement à un connecteur pour module électronique de la carte fond de panier, ladite carte fond de panier comportant un ensemble de connections électriques adaptées à transmettre les signaux électriques entre les connecteurs pour module électronique et les connecteurs d'interface. Selon un mode de réalisation avantageux, au moins une extension de la carte fond de panier est positionnée à une extrémité latérale du cabinet électronique, selon une direction Y perpendiculaire au plan vertical selon lequel des modules électroniques peuvent être insérés dans ledit cabinet électronique. Avantageusement, la carte fond de panier comporte deux extensions latérales, localisées de part et d'autre d'une zone dite centrale supportant, en sa face avant, des connecteurs pour module électronique. De cette manière, le cabinet électronique laisse libre ses faces supérieures et inférieures pour faciliter la ventilation des modules électroniques. Selon un mode particulier de réalisation, la carte fond de panier comporte deux extensions, situés, selon une direction Z définie par le plan vertical selon lequel des modules électroniques peuvent être insérés dans ledit cabinet électronique, au dessus et au dessous de la partie centrale de la carte fond de panier, cette zone centrale supportant les connecteurs pour module électronique. Selon un mode de réalisation préféré, le cabinet est de type "bac à cartes", et il comporte : - une structure mécanique destinée à assurer le maintien d'un ensemble de modules électroniques, la structure mécanique se présentant sous la forme d'un boitier sensiblement parallélépipédique, la structure mécanique étant ouverte sur au moins une partie d'une face dite face avant pour l'insertion et l'extraction de modules électroniques, - une carte électronique, dite «fond de panier», disposée en une face dite face arrière de la structure mécanique, opposée à la face avant. Encore plus particulièrement, la structure mécanique est dotée d'un plateau supérieur et d'un plateau inférieur, la structure mécanique comportant un ensemble de glissières parallèles, disposées sous le plateau supérieur et au dessus du plateau inférieur, ces glissières étant destinées au guidage de modules électroniques insérés dans la structure mécanique depuis cette face avant. Cette disposition permet une insertion et une extraction aisée des modules électroniques de l'équipement. L'invention vise également une carte fond de panier pour cabinet électronique tel qu'exposé. Selon un autre aspect, l'invention vise un équipement avionique comportant un cabinet électronique tel qu'exposé et au moins un module électronique. Selon encore un autre aspect, la présente invention vise un aéronef comportant 2977446 un cabinet électronique objet de la présente invention. Présentation des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à 5 la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application. La description s'appuie sur les figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre un équipement conforme à un mode de réalisation de l'invention, relié à un toron de câblage de l'aéronef, 10 - la figure 2 illustre une extension latérale dans une variante de réalisation de l'équipement, - les figures 3a et 3b illustrent, de façon schématique, la disposition des modules électroniques et du câblage avion dans le cas de l'art antérieur (figure 3a) et dans le cas d'un équipement selon l'invention (figure 3b). 15 On note que les figures ne sont pas à l'échelle. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La description, nullement limitative, qui suit, illustre un mode de réalisation de l'invention pour un cabinet électronique 1 de type "bac à cartes", connu en soi de 20 l'homme de l'art. Ledit cabinet électronique 1 comporte en premier lieu une structure mécanique 2. Cette structure mécanique 2 est dimensionnée de manière à permettre la reprise et le transfert au meuble électronique, des efforts structurels subis par le 25 cabinet électronique 1 lors de l'utilisation de l'aéronef. La structure mécanique 2 assure également le maintien d'un ensemble de modules électroniques 3 et contribue à la gestion des contraintes thermiques. Dans le présent exemple de réalisation, comme on le voit sur la fiqure 1, la structure mécanique 2 se présente sous la forme d'un boitier sensiblement 30 parallélépipédique, doté d'un plateau supérieur et d'un plateau inférieur. On définit pour la suite de la description un axe longitudinal X, parallèle aux faces latérales de l'équipement 1, un axe transversal Y, perpendiculaire au précédent, et parallèle à la face arrière du cabinet électronique 1, enfin un axe vertical, perpendiculaire aux deux précédents. Les termes d'avant, arrière, haut bas etc. sont 35 définis par rapport à ce repère. La structure mécanique 2 est ouverte sur une face dite face avant, et comporte un ensemble (une vingtaine dans le cas de la figure 1) de glissières 7 parallèles, disposées sous le plateau supérieur et au dessus du plateau inférieur, ces glissières 7 étant destinées au guidage de modules électroniques 3 insérés dans la structure mécanique 2 depuis cette face avant. Une carte électronique, dite «fond de panier» 5, est disposée en face arrière de la structure mécanique 2. Cette carte fond de panier 5 comporte une série de connecteurs pour modules électroniques 9, parallèles entre eux (voir figure 1), ainsi qu'une série de connecteurs d'interface 6. Elle assure, grâce à ceux-ci, l'interconnexion électrique entre les modules électroniques 3, une fois ceux-ci insérés dans la structure mécanique 2, et un câblage aéronef 8 amenant au cabinet électronique 1 la distribution des signaux électriques venant de l'aéronef. Contrairement à l'art antérieur, qui propose une connexion de la carte électronique fond de panier 5 avec le câblage aéronef 8a, par la face arrière de ladite carte fond de panier 5 (les connecteurs d'interface 6 étant disposés sur la face orientée vers l'extérieur du cabinet électronique 1), dans le cabinet électronique 1 ici décrit à titre d'exemple non limitatif, la carte fond de panier 5 comporte au moins une extension 15a faisant saillie hors de la structure mécanique 2, au moins une partie des connecteurs d'interface 6 étant disposés sur cette extension 15a, et étant orientés vers l'avant du cabinet électronique 1. Dans le mode de réalisation présenté ici, chaque connecteur d'interface 6 correspond à un connecteur 9 d'un module électronique 3. Il est cependant à noter que les connecteurs d'interface 6 regroupent principalement des signaux de même nature, qui peuvent être attribués à des modules électroniques différents. La carte fond de panier 5 comporte donc un ensemble de connections électriques adaptées à transmettre les signaux électriques entre les connecteurs pour modules électroniques 9 et les connecteurs d'interface 6. Dans l'exemple illustré figure 1, la carte fond de panier 5 comporte deux extensions 15a, 15b, situés au dessus et au dessous de la partie centrale de ladite carte fond de panier 5, cette zone centrale supportant les connecteurs pour module électronique 9. Chaque extension 15a, 15b accueille, en face avant, des connecteurs d'interface 6 destinés à la connexion avec un câble aéronef 8a, 8b prédéterminé. Chaque extension 15a, 15b comporte ici une douzaine de connecteurs d'interface 6. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1; la structure mécanique 2 du cabinet électronique 1 comporte deux parois latérales 12 dont la fonction est structurale. Dans un cas particulier de réalisation, lorsqu'un cabinet électronique 1, tel que décrit, vient remplacer un cabinet électronique préalablement installé, ces connecteurs d'interface 6 sont identiques aux connecteurs placés en face arrière de la carte fond de panier du cabinet électronique précédent, de manière à ne pas créer d'exigences de modification de connecteurs au niveau du câblage aéronef 8. Dans une variante de réalisation, illustrée fiqure 2, l'extension 15a de la carte fond de panier 5 est positionnée à une extrémité latérale du cabinet électronique 1 afin de dégager les parties hautes et basses du cabinet électronique 1 et ainsi de faciliter l'écoulement d'air de ventilation. Dans une autre variante, la carte fond de panier 5 comporte deux extensions latérales, de part et d'autre de la zone supportant les connecteurs pour modules électroniques 3. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, lorsqu'un cabinet électronique 1 du type qui vient d'être décrit est installé à bord d'un aéronef, il est disposé sensiblement au dessus ou juste en avant du câblage aéronef 8 dont il dépend. Avantages Les fiqures 3a et 3b résument, en vue de dessus schématisée, la disposition des modules électroniques et du câblage avion dans le cas de l'art antérieur (figure 3a) et dans le cas d'un équipement selon l'invention (figure 3b). Dans le cas de l'art antérieur (figure 3a), les modules électroniques 3 sont connectés à une première carte fond de panier 5', gérant les liaisons inter-cartes. Cette première carte fond de panier 5' est reliée à une seconde carte fond de panier 5", gérant la protection des entrées / sorties. Dans certaines applications, les cartes fond de panier 5' et 5" peuvent être remplacées par une seule carte 5. Dans ce cas, les connecteurs 9 ne sont pas implantés en regard du connecteur 6. Puis, un ensemble de connecteurs 14 permet la connexion de cette seconde carte fond de panier 5" avec le harnais de câblage aéronef 8. En effet, un inconvénient de l'architecture d'un cabinet électronique selon l'art antérieur est le fait que le/les connecteurs d'interface 6 vers le câblage aéronef 8 sont disposés en regard des connecteurs pour modules électroniques 9. Ainsi, l'architecture du cabinet électronique 1 est contrainte d'intégrer deux niveaux de cartes fond de panier (un pour accueillir les connecteurs pour modules électroniques 9, un pour accueillir les connecteurs d'interface 6 vers le câblage aéronef 8) Dans le cas, évoqué plus haut, d'un regroupement des cartes fond de panier 5' et 5", l'inconvénient est que cette option nécessite de libérer de la place, soit en réalisant une extension de la carte fond de panier 5, soit en utilisant la place laissée libre par les connecteurs pour modules électroniques 9. De plus, les diverses protections ne se trouvent pas séparées du reste du fond de panier. Dans le cas de l'invention (figure 3b), les modules électroniques 3 sont connectés à la carte fond de panier 5 par l'intermédiaire de connecteurs pour modules électroniques 9, de façon inchangée. Par contre, le ou les connecteurs d'interface 6 vers le câblage aéronef 8 sont déportés sur une extension 15 de la carte fond de panier 5, ce connecteur d'interface 6 étant orienté vers l'avant de la carte, c'est-à-dire du même côté que les connecteurs pour modules électroniques 9. Le cabinet électronique 1 tel que décrit ci-dessus présente plusieurs avantages : - La profondeur occupée par un cabinet électronique 1 connecté au câblage aéronef 8 est sensiblement réduite. En effet, dans l'art antérieur, chaque module électronique 3 (ou équipement électronique complet) est reliée au câblage aéronef 8, par le "fond" de la chaise, c'est-à-dire la face opposée à la face par laquelle les modules électroniques 3 sont insérées. L'arrivée des torons par l'arrière de la chaise nécessite un espace significatif, laissé libre pour accommoder le rayon de courbure desdits torons. Le volume occupé par la courbure des torons est conséquent (typiquement 1/3 de la profondeur de l'équipement 1) et pénalise donc l'occupation d'espace dans l'aéronef. En interconnectant les torons de l'aéronef avec le cabinet électronique 1 par la face avant de la carte fond de panier, le dispositif décrit permet de réduire la profondeur totale du cabinet électronique 1 et du câblage aéronef 8. Du fait de cette profondeur totale réduite, l'installation de cabinets électroniques 1 est rendue possible dans des zones de l'aéronef aujourd'hui inutilisées car ne libérant pas assez d'espace d'accès, notamment pour la maintenance. - L'intervention d'un opérateur sur le câblage aéronef 8 est facilitée. Le câblage de l'aéronef est, par l'installation d'un cabinet électronique 1 tel que décrit, accessible depuis la face avant dudit cabinet électronique 1, au lieu d'être caché par la face arrière des équipements de l'art antérieur. L'accès au câblage aéronef 8 en face avant permet une intervention (modification, réparation, diagnostic) aisée sur ledit câblage. REVENDICATIONS1. Cabinet électronique (1) pour aéronef, du type adapté à recevoir un ensemble de cartes dites modules électroniques (3), ledit cabinet (1) comportant une carte électronique, dite «fond de panier» (5), comportant elle-même une série de connecteurs pour module électronique (9) sur une face dite face avant, et au moins un connecteur d'interface (6) compatible avec un câblage aéronef (8), et étant apte à assurer, par l'intermédiaire de ceux-ci (6, 9), l'interconnexion électrique entre des modules électroniques (3), une fois ceux-ci insérés dans la structure mécanique (2), et le câblage aéronef (8), caractérisé en ce que la carte fond de panier (5) comporte au moins un connecteur d'interface (6) disposé en face avant de ladite carte fond de panier (5). 2. Cabinet électronique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte fond de panier (5) comporte, sur au moins un des bords de sa face avant (15a, 15b), au moins une partie des connecteurs d'interface (6). 3. Cabinet électronique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque connecteur d'interface (6) correspond à un connecteur pour module électronique (9) de la carte fond de panier (5), ladite carte fond de panier (5) comportant un ensemble de connections électriques adaptées à transmettre les signaux électriques entre les connecteurs pour module électronique (9) et les connecteurs d'interface (6). 4. Cabinet électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une extension (15a) de la carte fond de panier (5) est positionnée à une extrémité latérale du cabinet électronique (1), selon une direction Y perpendiculaire au plan vertical selon lequel des modules électroniques (3) peuvent être insérés dans ledit cabinet électronique (1). 5. Cabinet électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la carte fond de panier (5) comporte deux extensions latérales, localisées de part et d'autre d'une zone dite centrale supportant, en sa face avant, des connecteurs pour module électronique (9).. Cabinet électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la carte fond de panier (5) comporte deux extensions (15a, 15b), situés, selon une direction Z définie par le plan vertical selon lequel des modules électroniques (3) peuvent être insérés dans ledit cabinet électronique (1), au dessus et au dessous de la partie centrale de la carte fond de panier (5), cette zone centrale supportant les connecteurs pour module électronique (9). 7. Cabinet électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un cabinet de type "bac à cartes", ledit cabinet (1) comportant : - une structure mécanique (2) destinée à assurer le maintien d'un ensemble de modules électroniques (3), la structure mécanique (2) se présentant sous la forme d'un boitier sensiblement parallélépipédique, la structure mécanique (2) étant ouverte sur une face dite face avant pour l'insertion et l'extraction de modules électroniques (3), - une carte électronique, dite «fond de panier» (5), disposée en une face dite face arrière de la structure mécanique (2), opposée à la face avant. 10. Carte fond de panier (5) pour cabinet électronique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 11. Equipement avionique caractérisé en ce qu'il comporte un cabinet électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et au moins un module électronique. 12. Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un cabinet électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.25