Brevet FR2962405A1 — publié le 20120113

-1- L'invention concerne les réservoirs de carburant d'aéronefs et en particulier la fixation de la pompe de carburant à un panneau du réservoir. On sait qu'une telle pompe de carburant comprend une cloche, un moteur électrique et un mécanisme d'aspiration. Nous désignerons dans toute la suite, pour plus de simplicité, le moteur comme incorporant le mécanisme d'aspiration. La cloche, qui est destinée à être en contact avec le carburant, s'étend à l'intérieur du réservoir. Elle comprend un port d'aspiration du carburant et un port de distribution de ce dernier. Pour des raisons de sécurité, le moteur électrique s'étend à l'extérieur du réservoir en étant fixé directement à la cloche de sorte qu'il est porté par cette dernière à travers le panneau du réservoir. L'étanchéité entre la cloche et le réservoir est réalisée au moyen d'un joint torique. La cloche est fixée directement au panneau du réservoir au moyen d'une vis de fixation dont la tête prend appui sur une face externe du panneau et dont la tige est fixée à la cloche au moyen d'un écrou. Cet agencement présente des inconvénients. Ainsi, l'étanchéité entre la cloche et le panneau est sensible à la qualité du panneau, notamment à son état de surface ou encore à un éventuel défaut de forme, compte tenu de la dimension de la pompe. Or, il est naturellement impératif d'assurer une bonne étanchéité à l'interface entre la pompe et le panneau pour éviter des fuites de kérosène à l'extérieur du réservoir. Les cloches de pompe sont par ailleurs sensibles aux déformations des panneaux si bien qu'elles peuvent parfois casser sous les efforts engendrés par ces déformations, notamment parce que les vis servant à fixer la cloche traversent le panneau. Par conséquent, afin de garantir la fiabilité de la pompe, on souhaite rendre sa fixation insensible aux déformations structurales. Des solutions ont été proposées pour pallier ces problèmes mais elles ne sont pas toujours satisfaisantes. On a ainsi proposé de rôder la surface du panneau sur laquelle la cloche vient en appui afin de garantir l'état de surface et la forme de la face d'appui. On a aussi proposé de renforcer la structure. Toutefois, aucune solution n'a été proposée pour éviter la casse de la cloche. On rencontre ces problèmes lorsque le panneau du réservoir est métallique. Mais lorsqu'il est réalisé en matériau composite, à ces problèmes s'ajoute celui de l'élévation de la température de la pompe en cas de panne. En effet, il s'ensuit une transmission de chaleur au panneau qui modifie les caractéristiques du matériau composite. Un but de l'invention est d'améliorer la fixation de la pompe au réservoir de - 2 carburant. A cet effet, on prévoit selon l'invention un aéronef qui comprend : - un panneau de réservoir de carburant ; - une cloche de pompe de carburant, la cloche étant fixée au panneau ; et - un support métallique agencé de sorte que la fixation de la cloche au panneau se fait intégralement via le support. Ainsi, on remplace l'interface directe entre la cloche et le panneau du réservoir par deux interfaces, à savoir une interface entre la cloche et le support et une interface entre ce dernier et le panneau. La qualité de ces deux interfaces peut être facilement garantie en intervenant sur le support. C'est ainsi que la fixation de la cloche n'est plus sensible aux défauts de qualité du panneau résultant ou bien de sa fabrication ou bien de sa manutention, ce qui facilite l'obtention de l'étanchéité entre eux. De même, l'interposition du support permet d'absorber des déformées éventuelles du panneau, ce qui limite voire annule les risques de casser la cloche. Enfin, le support permet de dissiper la chaleur éventuelle venant de la pompe de sorte que les caractéristiques du panneau lorsqu'il est en matériau composite ne sont pas affectées par une élévation de la température de la pompe. Avantageusement, l'aéronef comprend un moteur de pompe agencé de sorte que la fixation du moteur au panneau se fait intégralement via la cloche. La position du moteur est donc entièrement déterminée par la cloche, ce qui évite tout problème de positionnement mutuel et garantit qu'ils coopèrent convenablement. Avantageusement, le support est interposé entre la cloche et une face du panneau interne au réservoir. De préférence, l'aéronef présente au moins un orifice de fixation du support au panneau recevant un élément de fixation et un matériau d'étanchéité. Ainsi, on assure une bonne étanchéité au passage de l'élément de fixation dans l'orifice. On rend donc compatibles l'obtention d'une bonne étanchéité et une fixation rigide et fiable de la cloche au panneau. Avantageusement, l'aéronef comprend un cordon d'étanchéité en contact avec le panneau et un bord périphérique du support. On assure ainsi une bonne étanchéité à l'interface entre le support et le panneau, et ce d'une façon simple à réaliser. De préférence, le support comprend une plaque et des éléments de fixation s'étendant dans des orifices de la cloche. Il s'agit d'un mode de fixation commode et facile du support à la cloche. 2962405 -3- De préférence, au moins une partie de la cloche est fixée directement au support avec un jeu suivant au moins une direction parallèle à un plan d'interface entre la cloche et le support. Un tel jeu permet au montage d'absorber des déformations éventuelles du 5 panneau sans qu'elles ne soient transmises à la cloche et y engendrent des efforts. On réduit donc les risques de casser cette dernière. Dans un mode de réalisation, l'aéronef comprend un élément de métallisation en contact avec une face externe du panneau et apte à évacuer une charge électrostatique provenant du support. 10 Cet élément permet d'évacuer vers une structure électrique ad hoc de l'aéronef les éventuelles charges électriques excédentaires qui s'accumuleraient dans la pompe. On peut prévoir que le panneau comprend un matériau composite ou un matériau métallique. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un aéronef selon un mode de réalisation de l'invention ; et 20 - la figure 2 est une vue en coupe, suivant un plan perpendiculaire au panneau, de l'agencement d'une pompe sur un panneau de réservoir dans l'aéronef de la figure 1. Nous allons décrire en référence aux figures 1 et 2 un mode de réalisation de l'aéronef selon l'invention. 25 L'aéronef dans son ensemble a été illustré à la figure 1. Il s'agit dans le présent exemple d'un aérodyne et en l'espèce d'un avion 2. L'avion comprend un fuselage 4 et deux ailes 6. Il comprend un empennage 8 et des réacteurs 10 ici au nombre de deux et fixés aux ailes respectives. Il s'agit d'un avion destiné au transport de marchandises et/ou d'une ou plusieurs personnes. A l'avant du 30 fuselage 4 se trouve un poste de pilotage 12 destiné à être occupé par au moins un pilote. L'avion comprend un ou plusieurs réservoirs de carburant 14 formant chacun une enceinte délimitée par au moins un panneau structural 16. Le réservoir renferme du kérosène mais il pourrait tout aussi bien renfermer un autre 35 type de carburant. Le panneau 16 est ici réalisé en un matériau composite comprenant une matière plastique renforcée par une matrice de fibres telles que des fibres de carbone. On peut prévoir en variante que le panneau 16 est formé 2962405 -4 exclusivement en métal. Le panneau 16 présente un orifice 18 occupé par une pompe 20. La pompe comprend une cloche 22 et un moteur 24. La cloche 22 s'étend intégralement dans l'enceinte 26 définie à l'intérieur du réservoir, tandis que le moteur 24 5 s'étend intégralement à l'extérieur de ce dernier. La cloche 22 comprend notamment un port d'entrée 28 et un port de sortie 30 pour le carburant. La cloche peut également comporter d'autres ports (concernant le contrôle de pression ou d'autres circuits par exemple pour l'évacuation de l'eau en fond de réservoir...). Le moteur 24 comprend un port 10 d'alimentation électrique 32 du moteur. La pompe sert à extraire du carburant, généralement du kérosène, du réservoir pour alimenter un ou plusieurs moteurs 10 de l'aéronef. L'aéronef comprend, pour chaque pompe, un support 34 comportant en l'espèce un corps 36 en forme de plaque. Le corps présente deux parois planes 15 principales parallèles aux faces planes externe et interne du panneau 16. La face interne 38 du corps est tournée vers l'intérieur du réservoir tandis que sa face externe 40 est tournée vers l'extérieur du réservoir et est en contact surfacique avec la face interne 42 du panneau contre laquelle elle est en appui. Le corps 36 comprend en outre un col cylindrique 44 formant une partie mâle engagée dans 20 l'orifice 18 du panneau. Le col 44 est en appui contre le champ du panneau au niveau de l'orifice suivant une direction radiale à un axe principal 46 de l'orifice et de la pompe. Ce col assure le centrage du support 34 par rapport au panneau. Le support 34 est réalisé intégralement en métal. Il comprend en l'espèce plusieurs pièces de fixation 50 ici sous la forme de 25 goujons s'étendant en saillie de la face interne 38 à l'intérieur du réservoir avec leurs axes perpendiculaires aux faces 38 et 40. La cloche 22 comprend une platine 52 présentant des orifices 53 destinés à recevoir les goujons respectifs 50 lorsqu'une semelle 54 de la platine formant sa face d'extrémité est appliquée en appui contre la face interne 38 du support. Les 30 goujons 50 s'étendent alors en saillie de l'autre côté de la platine et des écrous 56 sont enfilés sur les goujons, en prise avec un filet externe de ces derniers pour assurer la fixation rigide de la cloche 22 au support 34. On prévoit en l'espèce que le rayon de chaque orifice 53 excède largement le plus grand rayon externe du goujon afin de ménager un jeu entre le goujon et 35 la platine 52 au niveau de chaque orifice suivant des directions radiales à l'axe du goujon qui est parallèle à l'axe 46. On ménage ainsi un jeu suivant au moins une direction parallèle au plan formant l'interface entre les faces 38 et 54. Un tel jeu 2962405 -5- permet d'absorber des déformations éventuelles du panneau 16, dans le plan de ce dernier, qui seraient transmises jusqu'à cette interface par le support, sans que la cloche ne pâtisse de ces déformations et risque de se casser. Un joint d'étanchéité 60 est logé dans une gorge ménagée dans la platine 5 52 à partir de la semelle 54. Ce joint assure une étanchéité autour de l'orifice 18 entre les faces 38 et 54 pour éviter une fuite de carburant à travers l'orifice 18. Le panneau 16 et la plaque 36 présentent des orifices traversants coaxiaux 65 et occupés par des éléments de fixation 62 tels que des vis. Dans cet exemple, la tête 64 de la vis est en appui depuis l'intérieur du réservoir contre la 10 plaque 36 tandis qu'un écrou externe 66 est en prise avec le filet de la vis depuis l'extérieur du réservoir pour maintenir la plaque serrée contre le panneau 16. On prévoit cette fois un ajustement serré, suivant la direction radiale à l'axe de la vis, entre l'orifice 65 du panneau recevant cette dernière et la vis 62 en elle-même. On peut désigner ce type de montage par montage en interférence. De plus, on 15 installe un matériau d'étanchéité tel qu'un mastic 68 dans l'espace formé radialement dans l'orifice 65 entre la vis et le panneau, voire aussi dans l'orifice entre la vis et la plaque 36, afin d'assurer une bonne étanchéité au niveau de cette fixation. Ainsi, les vis 62 et les écrous 66 sont montés humides. On installe également un cordon de matériau d'étanchéité tel qu'un mastic 20 70 en contact avec le bord périphérique de la plaque 36 et la face arrière interne 42 du panneau 16 qui lui est contiguë. On voit donc que la cloche 22, le support 34 et le panneau 16 sont rigidement fixés les uns aux autres. La plaque 36 est interposée entre la cloche et le panneau 16 suivant la direction de l'axe 46, en étant prise en sandwich entre 25 ceux-ci et en contact direct avec ceux-ci. On voit aussi que la fixation de la cloche au panneau se fait intégralement via le support 34. Le moteur 24 quant à lui est fixé au panneau via l'orifice 18 et en étant intégralement supporté par la cloche 22. La fixation du moteur au panneau se fait intégralement par l'intermédiaire de la cloche 22. 30 Comme indiqué sur la figure 2 au moyen des flèches 72, le support métallique 34 permet le cas échéant de dissiper de la chaleur qu'il aurait reçue de la pompe sans que la plus grande partie de cette chaleur soit transmise au panneau 16, la dissipation s'effectuant en direction de l'intérieur du réservoir. La dissipation se produit notamment lorsque la pompe est en surchauffe. On peut 35 aussi prévoir sur la plaque 36 une ou plusieurs ailettes de dissipation pour améliorer cet effet. Afin d'éviter l'apparition d'arcs électriques entre la pompe et la structure de 2962405 -6- l'avion, il est avantageux de connecter électriquement la pompe à cette structure. On désigne cet agencement par le terme de métallisation. Il consiste à évacuer les charges électrostatiques pouvant s'accumuler dans la pompe, que ce soit au niveau de la cloche ou du moteur, vers une structure métallique spécifique. 5 Si le panneau 16 est réalisé en métal, on réalise un décapage de la surface du panneau au niveau de la zone de face externe de ce dernier en contact avec chaque écrou 66. Les charges électrostatiques peuvent ainsi se transmettre depuis la pompe 20 jusqu'au panneau en passant par le support 34, l'une des vis 62 et l'écrou correspondant 66. 10 Dans l'hypothèse où le panneau 16 comprend un matériau composite, on équipe la fixation d'au moins une bande de métallisation 74 interposée entre au moins l'un des écrous 66 et la face externe du panneau 16 et en contact électrique direct avec chacun de ceux-ci. Cette bande métallique assure la transmission des charges provenant de la pompe et passant par le support 34, 15 l'une des vis 62 et l'écrou correspondant 66, jusqu'au panneau 16, par exemple suivant le trajet 76 qui a été illustré sur la figure 2. Cet agencement remplit de nombreuses fonctions : - il permet d'assembler la cloche au panneau de structure 16 ; - il assure l'étanchéité de la fixation de la cloche au panneau 16 ; et 20 - il permet un contact électrique entre la cloche et le panneau 16 Il peut être mis en oeuvre au moyen de pièces de fixation existantes telles que des vis, des écrous, des rondelles, des goujons, etc. L'invention présente de nombreux avantages. Elle constitue une solution adaptable à tout type de structure et en particulier que le panneau 16 soit en 25 métal ou en matériau composite. Dans ce dernier cas, on ne rencontre aucun problème de corrosion au niveau de la traversée du panneau. Les déformations de structure apparaissant dans le panneau 16, dans son plan, ne sont pas transmises à la pompe. On améliore la dissipation thermique, ce qui permet de protéger le panneau 16. L'obtention de l'étanchéité est simplifiée même lorsque le 30 panneau 16 comprend un matériau composite. Il en est de même pour la métallisation visant à évacuer les charges électrostatiques. On peut utiliser les mêmes équipements (pompe, support) pour une même famille d'avions. Ainsi, la même pompe peut être utilisée sur plusieurs variantes d'un même avion quelle que soit la variation d'épaisseur du panneau 16. De plus, cet agencement est 35 faiblement pénalisant en termes de masse. Il est possible de tester l'agencement de la pompe avec la cloche et son moteur sans autre échantillon de structure qu'un échantillon du panneau 16. En cas de problème de montage ou de 2962405 -7- fonctionnement, la recherche des causes est simplifiée. En particulier, il n'est plus besoin de vérifier d'éventuels défauts du panneau de structure. On pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. 5 On peut prévoir que la plaque 36 comprend des orifices de réception de vis de sorte que la cloche est fixée au support au moyen de vis rapportées. Ces orifices peuvent par exemple être définis par des inserts ajoutés au support. Les vis peuvent être remplacées par des goujons et réciproquement, ou encore par d'autres types de fixation (clipsage, etc.) 10 Le corps du support pourra avoir une forme plus épaisse que celle d'une plaque ou une forme qui ne soit pas généralement plane sur au moins une de ses faces. REVENDICATIONS1. Aéronef (2) caractérisé en ce qu'il comprend : - un panneau (16) de réservoir de carburant ; - une cloche (22) de pompe de carburant, la cloche étant fixée au panneau ; et - un support métallique (34) agencé de sorte que la fixation de la cloche au panneau se fait intégralement via le support. 2. Aéronef selon la revendication précédente, qui comprend un moteur de pompe (24) agencé de sorte que la fixation du moteur au panneau (16) se fait intégralement via la cloche (22). 3. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le support (34) est interposé entre la cloche (22) et une face (42) du panneau interne au réservoir. 4. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes qui présente au moins un orifice de fixation du support (34) au panneau (16) recevant un élément de fixation (62) et un matériau d'étanchéité (68). 5. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes qui comprend un cordon d'étanchéité (70) en contact avec le panneau (14) et un bord périphérique du support (34). 6. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le support (34) comprend une plaque (36) et des éléments de fixation (50) s'étendant dans des orifices de la cloche (22). 7. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel au moins une partie de la cloche (22) est fixée directement au support (34) avec un jeu suivant au moins une direction parallèle à un plan d'interface entre la cloche et le support. 8. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes qui comprend un élément de métallisation (74) en contact avec une face externe du panneau (16) et apte à évacuer une charge électrostatique provenant du support. 9. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le panneau (16) comprend un matériau composite. 10. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le panneau (16) comprend un matériau métallique.