Brevet FR2973839A1 — publié le 20121012

Entrée d'air munie d'un redresseur de flux d'air, et aéronef. La présente invention concerne une entrée d'air munie d'un redresseur de flux d'air ainsi qu'un aéronef. Les aéronefs comportent usuellement des entrées d'air afin d'approvisionner en air une installation motrice, ou encore pour refroidir des systèmes voire pour alimenter en air des moyens de climatisation notamment. Pour améliorer les performances des organes présents en aval d'une entré d'air et plus particulièrement les performances d'une l'installation motrice, il est connu d'installer des redresseurs de flux d'air dans l'entrée d'air pour acheminer de manière homogène l'air vers cette installation motrice. De tels redresseurs de flux d'air incluent des volets horizontaux et/ou verticaux agencés par exemple au niveau de la 15 section d'entrée de l'entrée d'air. Or, les entrées d'air d'aéronefs sont susceptibles d'être impactées par des volatiles, la probabilité de voir un volatile traverser l'entrée d'air de part en part étant maximisée avec une entrée d'air pourvue d'une section d'entrée ayant une surface de 20 passage importante. Un tel volatile peut endommager un redresseur de flux d'air, les volets du redresseur de flux d'air risquant alors d'être arrachés à l'impact, et de détériorer une installation motrice située en aval du redresseur de flux d'air. 25 Dès lors, les différents volets doivent être chacun fortement fixés à l'entrée d'air pour ne pas risquer d'être détachés de cette entrée d'air suite à un impact avec un volatile. De plus, le redresseur ne stoppe pas nécessairement le volatile. Suite à un choc avec un redresseur, le volatile peut au contraire être coupé en deux parties par exemple, chaque partie étant alors susceptible d'atteindre l'installation motrice. Pour y remédier, on associe parfois un redresseur de flux d'air avec une grille de protection placée en amont de ce redresseur. La grille doit comporter des ouvertures suffisamment grandes pour ne pas se colmater en conditions givrantes et suffisamment petites pour bloquer un volatile d'une taille réduite. Cette solution est intéressante mais nécessite l'emploi d'un ensemble de deux moyens distincts, à savoir un redresseur de flux d'air et une grille. L'arrière plan technologique comprend des documents présents dans des domaines techniques éloignés. Le document EP 0 649 788 présente par exemple un dispositif de réduction de tourbillons devant l'entrée d'un turboréacteur. Un caillebotis présente à cet effet des canaux inclinés par rapport au sol selon un angle excédant 45 degrés. Le document EP 1 495 885 a pour objet une conduite d'air 20 pour un véhicule automobile. Le document FR 2 687 735 concerne un stabilisateur d'écoulement en forme de feuille de trèfle à quatre feuilles. Le document FR 2 908 738 présente un bord d'attaque d'entrée d'air. 25 Le document DE 2 213 352 a pour objet une grille munie d'un élément mobile. Le document US 2008/0271814 a pour objet un pare-flamme et un moyen pour laminer un flux de carburant. Le document EP 1 495 885 a pour objet un filtre muni de tubes borgnes à savoir obturés à une extrémité. Le document FR 2 511 080 décrit un système de suralimentation de moteur à combustion interne pour une automobile. La présente invention a alors pour objet de proposer une entrée d'air munie d'un redresseur de flux d'air permettant d'au moins minimiser la probabilité de voir un volatile pénétrer dans une installation telle qu'une installation motrice, cette entrée d'air étant une alternative simple et peu onéreuse à l'état de la technique. Selon l'invention, une entrée d'air est munie d'un conduit s'étendant selon une direction d'aspiration, le conduit comportant un redresseur du flux d'air le traversant. Cette entrée d'air est notamment remarquable en ce que le redresseur comporte une structure creuse remplissant un tronçon du conduit, la structure présentant une pluralité de tubes creux s'étendant parallèlement à la direction d'aspiration d'une première section dénommée section aval par commodité vers une deuxième section dénommée section amont par commodité qui sont non obturées pour au moins freiner un volatile tendant à traverser ce conduit par écrasement d'au moins une cloison commune à deux tubes adjacents et pour redresser le flux d'air, ce flux d'air traversant le tronçon au travers desdits tubes de la section aval vers la section amont pour être redressé. Une telle structure est parfois dénommée « structure alvéolaire » par l'homme du métier. De même, les sections des tubes étant de forme polygonales, une telle structure creuse est parfois dénommée « structure en nid d'abeilles » par l'homme du métier, aussi bien lorsque les tubes de la structure creuse possèdent favorablement des sections hexagonales que lorsque ces tubes possèdent des sections carrés, triangulaires, rectangulaires ou en forme de losange par exemple. On utilise parfois le terme « structure » pour désigner plus simplement la structure creuse par commodité par la suite. Il est à noter que l'expression « direction d'aspiration » est utilisée de manière non limitative par commodité pour nommer la direction de circulation de l'air dans le conduit, l'entrée d'air pouvant notamment être une entrée d'air dynamique. De plus, on entend par l'expression « structure creuse remplissant un tronçon du conduit » l'agencement d'une structure dans l'intégralité d'un tronçon, la structure remplissant le tronçon concerné afin que le flux d'air traversant de part en part le conduit passe nécessairement au travers d'un tube par définition creux. Le tronçon du conduit de l'entrée d'air muni de cette structure n'est pas obturé au sens propre du terme, un flux d'air pénétrant dans l'entrée d'air traversant un tel tronçon en passant au travers des tubes creux. Ces tubes creux étant dirigés parallèlement à la direction d'aspiration, ce flux d'air est en outre redressé. De plus, chaque tube étant délimité par au moins une cloison, si un volatile tend à traverser l'entrée d'air, ce volatile écrase au moins partiellement au moins un conduit séparant deux tubes adjacents du redresseur. L'énergie cinétique du volatile est alors au moins réduite, ce volatile étant au moins suffisamment ralenti pour tomber dans des capotages et ne pas atteindre une installation présente en aval de l'entrée d'air, une installation motrice notamment mais pas exclusivement. Le redresseur n'est alors pas un filtre mais un dissipateur d'énergie permettant de dissiper l'énergie cinétique d'un volatile l'impactant. L'invention vise donc un redresseur remplissant deux fonctions. En effet, le redresseur a d'une part pour fonction de redresser le flux d'air traversant l'entrée d'air et, d'autre part, de protéger une installation alimentée en air par l'entrée d'air contre des impacts de volatiles. L'invention met donc en oeuvre un unique équipement. Le dimensionnement des tubes est réalisé par le constructeur en fonction des besoins. Pour des tubes délimités par des cloisons d'épaisseur identique, des tubes de sections importantes induisent un enfoncement important d'un volatile au sein de la structure et une masse minimisée de cette structure, alors que des tubes de sections faibles induisent un enfoncement réduit d'un volatile au sein de la structure ainsi qu'une optimisation du redressement du flux d'air au détriment cependant de la masse de la structure. De plus, à niveau d'énergie équivalent, une structure induisant un enfoncement réduit d'un volatile en son sein nécessite des moyens de fixations potentiellement plus lourd qu'une structure induisant un enfoncement important d'un volatile en son sein. Pour dimensionner le redresseur, un constructeur peut déterminer l'énergie à absorber à partir de la masse des volatiles susceptibles d'impacter l'entrée d'air et de la vitesse relative de ces volatiles par rapport à ladite entrée d'air. Dès lors, ce constructeur estime les caractéristiques du redresseur, à savoir la profondeur des tubes, la dimension et la géométrie des sections des tubes ainsi que l'épaisseur des cloisons délimitant ces tubes en fonction d'un cahier des charges basé sur une masse maximale de la structure ainsi que sur la taille des volatiles et des performances aérauliques à respecter. En effet, le constructeur estime les caractéristiques du redresseur afin par exemple que la profondeur des tubes soit suffisante pour obtenir une structure stable. L'épaisseur des cloisons délimitant les tubes est déterminée pour assurer une stabilité, par exemple, en cisaillement, compression, flexion etc... et permettre en outre une fixation efficace à la paroi de l'entrée d'air. De plus, le redresseur est dimensionné pour obtenir des performances aérauliques compatibles avec le cahier des charges établi afin que le flux d'air sortant du redresseur possède les caractéristiques requises. Le dimensionnement prend donc en considération des notions de résistance mécanique mais aussi des performances aérauliques contrairement à un simple redresseur ou à un simple filtre. Le constructeur établit alors l'énergie pouvant être absorbée par le redresseur ainsi dimensionné, par essais ou à l'aide d'un logiciel de calcul, puis effectue une comparaison avec ladite énergie à absorber. Si les résultats ne s'avèrent pas satisfaisants, le constructeur dimensionne un nouveau redresseur pour obtenir un meilleur compromis. Cette entrée d'air peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques additionnelles qui suivent. Par exemple, la structure s'étendant sur une profondeur prédéterminée suivant la direction d'aspiration, la profondeur est dimensionnée pour qu'un volatile impactant la structure selon les conditions prévues par les règlements de certification en vigueur soit bloqué au sein de la structure, cette structure absorbant l'énergie du choc résultant de l'impact du volatile par écrasement. La structure a donc pour fonction de bloquer en son sein un volatile du type prévu par lesdits règlements de certification afin que ce volatile ne traverse pas de part en part la structure en nid d'abeilles. Cette caractéristique fonctionnelle induit donc la présence d'une marge par rapport aux règlements de certification. La profondeur totale de chaque tube correspond donc à la somme d'une première profondeur nécessaire pour stopper un volatile et d'une deuxième profondeur prédéterminée. Si un volatile hors norme entre en contact avec la structure ou si un volatile du type prévu par les règlements de certification impacte à la structure avec une vitesse relative supérieure aux vitesses prévues par lesdits règlements, ce volatile est au moins ralenti avant d'atteindre une installation placée à l'aval de l'entrée d'air. Par ailleurs, chaque tube présente une section, éventuellement hexagonale, dans un plan perpendiculaire à la direction d'aspiration comprenant une distance maximale entre deux points distincts de cette section. Cette distance maximale peut être inférieure à la plus grande des dimensions du plus petit volatile défini par le constructeur susceptible d'impacter l'entrée d'air, en réponse aux règlements de certification en vigueur par exemple. Ainsi, un volatile ne risque pas de traverser un tube sans entrer en contact avec la cloison délimitant ce tube. Le tube peut de plus être à section constante. Selon un autre aspect, la structure est fixée à une paroi de ladite entrée d'air par au moins trois points de fixations. Les efforts résultant d'un impact entre un volatile et la structure du redresseur sont alors transmis au conduit via une pluralité de points de fixations. Un tel agencement permet d'éviter éventuellement de renforcer localement le conduit. En outre, la structure est éventuellement réalisée dans une matière en alliage d'aluminium pour présenter un optimum en termes de masses, de coût et de performances. Par ailleurs, la structure étant fixée à une paroi de l'entrée d'air, au moins un tube adjacent à la paroi est tronqué, la cloison délimitant ledit tube étant au moins partiellement coupée pour permettre l'agencement du redresseur dans l'entrée d'air. Selon un autre aspect, l'entrée d'air s'étendant d'un tronçon d'entrée vers un tronçon de sortie, les termes « entrée » et « sortie » faisant référence au sens de circulation d'un flux d'air au travers de cette entrée d'air, le redresseur est agencé dans le tronçon d'entrée. Optionnellement, l'entrée d'air peut comporter un moyen de chauffage de la structure, un moyen d'alimentation électrique faisant circuler un courant électrique dans cette structure pour la dégivrer ou éviter la formation de givre par exemple. De plus, selon une variante, l'entrée d'air comporte un moyen de détection d'une obturation de la structure, ainsi qu'une ouverture de secours s'ouvrant lorsque le moyen de détection signale un taux d'obturation de la structure supérieur à un seuil prédéterminé. Outre une entrée d'air, l'invention vise aussi un aéronef muni de cette entrée d'air. Ainsi, selon l'invention, un aéronef est pourvu d'une entrée d'air munie d'un conduit s'étendant selon une direction d'aspiration, le conduit comportant un redresseur du flux d'air traversant ce conduit, Cet aéronef est remarquable en ce que le redresseur comporte une structure creuse remplissant un tronçon du conduit, la structure présentant une pluralité de tubes creux s'étendant parallèlement à la direction d'aspiration d'une section aval vers une section amont non obturées pour au moins freiner un volatile (4) tendant à traverser ce conduit (3) par écrasement d'au moins une cloison commune à deux tubes adjacents et pour redresser le flux d'air, ce flux d'air traversant le tronçon au travers des tubes pour être redressé. L'aéronef comportant une direction d'avancement, l'entrée d'air peut être une entrée d'air dynamique, la direction d'aspiration étant parallèle à la direction d'avancement. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent - la figure 1, un schéma représentant un aéronef selon l'invention, - la figure 2, une portion d'une structure d'un redresseur, et les figures 3 et 4, des schémas représentant l'écrasement de ladite structure suite à un impact. On note que trois directions X, Y et Z orthogonales les unes par rapport aux autres sont représentées sur les figures 1 à 4. La première direction X est dite longitudinale. Le terme « profondeur » est relatif à toute direction parallèle à la première direction X. La deuxième direction Y est dite transversale. Enfin, la troisième direction Z est dite en élévation. La figure 1 présente un aéronef 1 muni d'une entrée d'air 2 pour alimenter en air une installation motrice par exemple. Hormis l'entrée d'air, les différents organes de l'aéronef ne sont pas représentés pour ne pas alourdir inutilement la figure 1. 10 Cette entrée d'air 2 comporte un conduit 3 muni d'une paroi 3' périphérique s'étendant le long d'une direction dite direction d'aspiration DO par commodité. Dans le cadre d'un aéronef muni d'une entrée d'air dynamique, cette direction d'aspiration DO est alors parallèle à la direction d'avancement D2 de cet aéronef, la 15 direction d'avancement D2 de l'aéronef 1 étant sensiblement agencée dans un plan antéropostérieur de symétrie de l'aéronef 1. L'entrée d'air 2 est munie d'un redresseur 10 de flux d'air pour optimiser le flux d'air acheminé vers l'installation motrice. Ce redresseur comporte une structure 11 creuse, dénommée 20 plus simplement « structure » remplissant un tronçon du conduit 3. Plus précisément, le conduit 3 s'étendant d'un tronçon d'entrée 6 vers un tronçon de sortie 7, la structure 11 est favorablement agencée dans le tronçon d'entrée 6. Cette structure 11 peut être élaborée à l'aide d'un matériau 25 en alliage d'aluminium pour présenter un compromis compétitif en termes de masse et de coût notamment. Selon un autre aspect, la structure 11 est fixée à la paroi 3' du conduit par au moins trois points de fixation 31, 32, 33 afin de répartir les efforts résultant d'un choc provoqué par un volatile 4 de masse m se déplaçant à une vitesse V. Notamment, il est possible de solidariser la paroi 3' à chaque portion de la structure 11 en contact avec cette paroi 3', à l'aide de moyens de vissage, de moyens de soudure, de moyens de collage ou tout autre moyen de fixation équivalent par exemple. Dès lors, la structure 11 présente une pluralité de tubes 20 creux délimités chacun par au moins une cloison, plus précisément une pluralité de cloisons formant des sections polygonales et éventuellement des sections constantes hexagonales, deux tubes adjacents présentant au moins une portion de cloison commune. Par exemple, deux tubes adjacents à sections hexagonales présentent une unique cloison commune. De plus, chaque tube 20 s'étend longitudinalement selon une direction d'extension Dl parallèle à la direction d'aspiration DO sur une profondeur P. On note en outre que certains tubes périphériques 20' en contact avec la paroi 3' sont tronqués, ladite paroi 3' délimitant en partie ces tubes tronqués en lieu et place de la cloison tronquée. Le redresseur peut aussi comporter un profil de bordure par exemple. Ainsi, la structure 11 remplit entièrement un tronçon du conduit afin que la totalité du flux d'air traversant l'entrée d'air passe au travers des tubes 20 de la structure 11, que ces tubes soient tronqués ou non tronqués. Par conséquent, la structure 11 permet de redresser le flux d'air traversant l'entrée d'air. Par ailleurs, la structure 11 a aussi pour fonction d'absorber au moins une partie de l'énergie cinétique d'un volatile 4 l'impactant, pour soit bloquer ce volatile au sein de la structure 11 soit au moins le ralentir afin que le volatile ne soit plus animé d'une forte vitesse et tombe éventuellement dans des capotages au lieu de pénétrer dans une installation située en aval de l'entrée d'air 2 telle qu'une installation motrice. En référence aux figures 3 et 4, si un volatile 4 impacte la structure 11, ce volatile 4 écrase au moins une cloison délimitant deux tubes 20 adjacents, le volatile étant représenté par une sphère sur la figure 3 et une sphère tronquée sur la figure 4. Il en résulte que l'énergie cinétique du volatile 4 peut être 10 suffisamment réduite pour empêcher sa pénétration dans ladite installation motrice. En référence à la figure 4, en fonction du dimensionnement des tubes 20, de la taille du volatile 4 ainsi que de la masse du volatile 4 et de la vitesse relative V de ce volatile 4 par rapport à la 15 structure 11, le volatile peut avantageusement rester bloqué au sein de la structure 11. En référence à la figure 2, chaque tube 20 s'étend sur une profondeur P d'une première section dénommée section aval 21 vers une deuxième section dénommée section amont 22 le long 20 d'une direction d'extension Dl. La profondeur P est dimensionnée pour bloquer en son sein un volatile 4 prédéterminé, notamment pour bloquer un volatile 4 impactant la structure 11 selon les conditions d'impact prévues par les règlements de certification en vigueur dans le domaine 25 aéronautique afin qu'un tel impact n'ait pas de conséquences sur le fonctionnement de l'aéronef. De plus, chaque tube 20 présente une pluralité de sections et par exemple la section amont 21 dans un plan perpendiculaire à la direction d'aspiration DO comprenant une distance maximale L entre deux points distincts P1, P2 de cette section 21. La distance maximale L est alors favorablement inférieure à la plus grande des dimensions du plus petit volatile contre lequel le constructeur souhaite protéger son aéronef. Enfin, en référence à la figure 1, l'entrée d'air peut comporter un moyen de détection 50 d'une obturation partielle ou totale prédéterminée de la structure 11 ainsi qu'une ouverture de secours. Par exemple, le moyen de détection 50 est un capteur de pression requérant à partir d'une pression seuil l'activation d'une ouverture de secours de type écope 60, en ouvrant éventuellement un volet obturant cette écope dans des conditions normales. Un tel capteur de pression peut être agencé dans le conduit, en aval du redresseur 10 par exemple. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Entrée d'air (2) munie d'un conduit (3) s'étendant selon une direction d'aspiration (DO), ledit conduit (3) comportant un redresseur (10) du flux d'air traversant ce conduit (3), caractérisée en ce que ledit redresseur (10) comporte une structure (11) creuse remplissant un tronçon (6) dudit conduit (3), ladite structure (11) présentant une pluralité de tubes (20) creux s'étendant parallèlement à ladite direction d'aspiration (DO) d'une section aval (21) vers une section amont (22) non obturées pour au moins freiner un volatile (4) tendant à traverser ce conduit (3) par écrasement d'au moins une cloison commune à deux tubes adjacents et pour redresser ledit flux d'air, ce flux d'air traversant ledit tronçon (6) au travers desdits tubes (20) pour être redressé. 2. Entrée d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite structure (11) s'étend sur une profondeur (P) prédéterminée suivant ladite direction d'aspiration (DO), ladite profondeur (P) étant dimensionnée pour qu'un volatile (4) impactant ladite structure (11) selon les conditions prévues par les règlements de certification en vigueur soit bloqué au sein de ladite structure (11), cette structure (11) absorbant l'énergie du choc résultant de l'impact du volatile (4) par écrasement. 3. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que chaque tube (20) présente une section (21) dans un plan perpendiculaire à ladite direction d'aspiration (DO) comprenant une distance maximale (L) entre deux points distincts (P1, P2) de cette section (21), ladite distance maximale (L) estinférieure à la plus grande des dimensions du plus petit volatile défini par le constructeur susceptible d'impacter l'entrée d'air. 4. Entrée d'air selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite section est hexagonale. 5. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que ladite structure (11) est fixée à une paroi (3') de ladite entrée d'air par au moins trois points de fixations (31, 32, 33). 6. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite structure (11) est réalisée dans une matière en alliage d'aluminium. 7. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite structure (11) étant fixée à une paroi (3') de ladite entrée d'air (1), au moins un tube (20) adjacent à ladite paroi (3) est tronqué. 8. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite entrée d'air (2) s'étendant d'un tronçon d'entrée (6) vers un tronçon de sortie (7), ledit redresseur (10) est agencé dans ledit tronçon d'entrée (6). 9. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,caractérisée en ce que ladite entrée d'air (2) comporte un moyen de chauffage (40) de la structure (11). 10. Entrée d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ladite entrée d'air (2) comporte un moyen de détection (50) d'une obturation de ladite structure (11), ainsi qu'une ouverture de secours s'ouvrant lorsque ledit moyen de détection signale un taux d'obturation supérieur à un seuil prédéterminé. 11. Aéronef (1) pourvu d'une entrée d'air (2) munie d'un conduit (3) s'étendant selon une direction d'aspiration (DO), ledit conduit (3) comportant un redresseur (10) du flux d'air (F) traversant ce conduit (3), caractérisée en ce que ledit redresseur (10) comporte une structure (11) creuse remplissant un tronçon (6) dudit conduit (3), ladite structure (11) présentant une pluralité de tubes (20) creux s'étendant parallèlement à ladite direction d'aspiration (DO) d'une section aval (21) vers une section amont (22) non obturées pour au moins freiner un volatile (4) tendant à traverser ce conduit (3) par écrasement d'au moins une cloison commune à deux tubes adjacents et pour redresser ledit flux d'air, ce flux d'air traversant ledit tronçon (6) au travers desdits tubes pour être redressé. 12. Aéronef selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit aéronef (1) comportant une direction d'avancement (D2), ladite entrée d'air (2) étant une entrée d'air dynamique, ladite direction d'aspiration (DO) est parallèle à ladite direction d'avancement (D2).