Brevet FR2990191A1 — publié le 20131108

Agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure sur une ouverture d'un panneau structural d'aéronef La présente invention concerne un agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure sur une ouverture d'un panneau structural d'aéronef. Il est connu de disposer sur le fuselage d'un avion différentes sondes pour la mesure de paramètres propres à assurer un bon fonctionnement de l'avion. Ces sondes permettent notamment d'obtenir des informations sur l'environnement dans lequel évolue l'avion. Parmi ces sondes, on trouve des sondes anémométriques qui sont installées sur le fuselage de l'avion dans une zone d'écoulement 10 aérodynamique peu perturbée. Les sondes anémométriques permettent de mesurer avec une unique sonde à la fois la pression statique qui est indépendante de la vitesse de l'aéronef, et la pression totale de l'air afin de déterminer la différence entre ces pressions mesurées. 15 Cette mesure différentielle assure notamment l'obtention de la vitesse vraie de l'aéronef par rapport à l'air. Toutefois, l'installation d'une sonde anémométrique est délicate et nécessite un étalonnage particulier de celle-ci car les mesures peuvent être perturbées par des écoulements aérodynamiques locaux le long du fuselage 20 de l'aéronef. Ces sondes de l'état de l'art sont typiquement intégrées sur le fuselage de l'avion en étant montées du côté intérieur à l'avion. Aussi pour démonter ces sondes lorsqu'elles sont défectueuses, il est nécessaire de retirer les panneaux d'habillage situés dans la zone de montage de ces sondes, puis les matelas d'isolation et tout autre élément susceptible de gêner l'accès auxdites sondes. Il en résulte une intervention particulièrement longue et pénible par des opérateurs qualifiés, et par conséquent, un coût d'immobilisation de l'avion peu compatible avec les intérêts économiques des compagnies exploitant ces 10 appareils. Il est de ce fait nécessaire de rendre l'installation et le démontage de ces sondes sur le panneau de fuselage plus rapides et plus aisés en vue de leur maintenance ainsi que de leur remplacement éventuel. La présente invention a pour but de fournir un agencement pour la 15 fixation d'un dispositif de mesure sur une ouverture d'un panneau de fuselage d'un avion, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, d'un poids minimal et permettant des opérations d'installations/démontage rapides de ce dispositif de mesure depuis l'extérieur de l'avion. Le démontage d'un tel dispositif de mesure en vu de son changement 20 ou de sa maintenance, est ainsi réalisé en un temps très court. A cet effet, la présente invention a pour objet un agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure sur une ouverture d'un panneau structural d'aéronef présentant une surface extérieure. Selon l'invention, cet agencement comprend : 25 - une paroi d'obturation destinée à être reçue au moins en partie dans ladite ouverture en ayant sa surface externe affleurant avec la surface extérieure dudit panneau structural, ladite paroi d'obturation comportant au moins un premier orifice de prise de pression, - ladite paroi d'obturation comportant également des seconds orifices 30 destinés à recevoir des premiers organes de fixation pour l'assemblage de ladite paroi sur un élément de support, cet élément de support étant destiné à supporter ledit dispositif de mesure, lesdits organes de fixation ayant une extrémité destinée à être affleurant avec la surface extérieure du panneau structural, - ledit élément de support comportant des trous pour le passage de la tige de seconds organes de fixation en vue de l'assemblage dudit élément de support avec une collerette structurale, - ladite collerette structurale ayant des dimensions et une forme permettant d'entourer ladite ouverture, ladite collerette étant destinée à être solidarisée audit panneau structural. La surface extérieure du panneau structural qui est donc placée à l'extérieur de l'aéronef, est soumise à un écoulement d'air lorsque l'aéronef est en vol. La collerette structurale qui est solidaire de la face interne du panneau structural de l'aéronef, autorise la fixation depuis l'extérieur de l'élément de support du dispositif de mesure. Cet élément de support reçoit lui-même, la paroi d'obturation destinée à venir obturer l'ouverture du panneau structural, cette paroi d'obturation comportant en outre les orifices de prise de mesure. Le montage du dispositif de mesure sur l'ouverture du panneau structural de l'aéronef est donc particulièrement simple. A titre d'exemple, on assemble la paroi d'obturation sur l'élément de support portant le dispositif de mesure. On vient ensuite introduire depuis l'extérieur de l'aéronef cet ensemble ainsi assemblé dans l'ouverture du panneau structural et on monte cet ensemble sur la collerette structurale. La paroi d'obturation se présente, de préférence, sous la forme d'une paroi lisse sur sa surface externe, cette paroi comportant de plus dans la portion centrale de sa face interne, laquelle est par conséquent destinée à être tournée vers l'intérieur de l'aéronef, une saillie. Cette saillie sensiblement circulaire est percée d'orifices de prise de pression débouchant à la fois sur les faces interne et externe de cette paroi d'obturation. Cette saillie permet de placer les extrémités des orifices de prise de pression au plus près du dispositif de mesure. Avantageusement, tous les éléments de cet agencement sont réalisés en un matériau répondant aux critères de résistance mécanique et de résistance à la corrosion liés à des applications dans le domaine aéronautique. A titre purement illustratif, ces éléments sont réalisés en acier inoxydable. Dans différents modes de réalisation particuliers de cet agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure sur un panneau structural d'aéronef, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - le dispositif de mesure ayant une tête de mesure, ledit élément de support comporte une portion tubulaire creuse pour recevoir et loger au moins en partie cette tête de mesure, - la collerette structurale est rendue solidaire du panneau structural par des organes d'ancrage. A titre purement illustratif, ces organes d'ancrage sont des rivets. - la paroi d'obturation comporte dans sa partie centrale plusieurs premiers orifices de section circulaire. Avantageusement, ces premiers orifices sont placés à l'intérieur d'un cercle. - l'agencement comporte une ou plusieurs cales d'épaisseur destinées à être interposées entre l'élément de support et la paroi d'obturation. Il est en effet connu que la précision de la mesure de la pression effectuée par le dispositif de mesure diminue sensiblement lorsque l'écoulement aérodynamique de l'air sur le fuselage de l'aéronef est perturbé au voisinage de la paroi d'obturation. Il est par conséquent essentiel de disposer autant de cales que nécessaires pour aligner la surface de la paroi d'obturation destinée à être exposée à un écoulement aérodynamique avec la surface extérieure du panneau structural dans lequel cet agencement est intégré. Bien entendu, ces cales peuvent avoir des épaisseurs différentes afin d'autoriser un parfait alignement de la paroi d'obturation avec la surface extérieure du panneau structural. Alternativement, elles peuvent être identiques mais de faible épaisseur pour garantir un bon contrôle de l'alignement. De plus, un mastic d'étanchéité peut être disposé entre la paroi d'obturation et le bord délimitant l'ouverture du panneau structural ou panneau de fuselage pour remplir l'interstice séparant ces deux éléments au niveau de la surface externe du fuselage. Ce mastic d'étanchéité est arasé pour assurer une surface totalement lisse et continue pour un écoulement aérodynamique incident sur le panneau structurel. - cet agencement comporte de plus des moyens d'étanchéification pour assurer l'étanchéité entre au moins la paroi d'obturation et l'ouverture du panneau structural, - les moyens d'étanchéification comprennent également un joint destiné à être reçu dans une gorge placée sur le pourtour de l'élément de support de manière à assurer l'étanchéité entre cet élément de support et la collerette. L'étanchéité du montage élément de support/collerette est obtenue en plaquant une lèvre de ce joint contre la collerette et la paroi interne de la gorge. Ce joint est un joint continu. Le joint peut, par exemple, être un élastomère dérivé du caoutchouc. - ladite extrémité des premiers organes de fixation comportant une tête, les seconds orifices de la paroi d'obturation ont une forme permettant de recevoir et loger ces têtes de sorte que celles-ci soient affleurant avec la surface externe du panneau structural de l'aéronef. L'invention concerne également un panneau de fuselage d'un aéronef comportant au moins une ouverture et au moins un dispositif de mesure. Selon l'invention, ledit au moins un dispositif de mesure est relié à ladite au moins une ouverture par un agencement tel que décrit précédemment. L'invention concerne encore un aéronef équipé d'au moins un agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure sur une ouverture d'un panneau de fuselage tel que décrit précédemment. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure selon un mode de réalisation particulier de l'invention; cet agencement représenté assemblé étant monté sur une ouverture d'un panneau de fuselage avant d'un avion. - la figure 2 est une vue élargie et partielle de l'agencement de la Figure 1 montrant la fixation de la paroi d'obturation sur l'élément de support du dispositif de mesure; Les Figures 1 et 2 montrent schématiquement un agencement pour la fixation d'un dispositif de mesure de pression selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Cet agencement autorise le montage de ce dispositif de mesure de pression sur une ouverture d'un panneau de fuselage 2 avant d'un avion. Cet agencement comporte de l'extérieur vers l'intérieur de l'avion, une paroi d'obturation 1 dont la surface externe est placée à fleur ou de niveau avec le reste de la surface extérieure du panneau 2 de fuselage. Ce panneau de fuselage 2 peut être métallique ou en matériaux composites tels que des fibres de carbone par exemple. A cet effet, la paroi d'obturation 1 présente une forme et des dimensions identiques à celles de l'ouverture du panneau de fuselage 2 aux tolérances d'assemblage près, de sorte que cette paroi d'obturation 1 est reçue dans cette ouverture en étant bloquée latéralement dans cette ouverture. De préférence, ce panneau de fuselage 2 comporte de plus une surépaisseur (non représentée) au niveau de cette ouverture de manière à réaliser, pour un panneau composite par exemple, un lamage de cette surépaisseur garantissant une calibration de l'épaisseur du panneau de fuselage 2 au niveau de ladite ouverture. Cette ouverture a ici une forme cylindrique mais son contour pourrait avoir des formes différentes telles que rectangulaire, ovale, trapézoïdale, etc. La paroi d'obturation 1 comporte également sur sa face interne destinée à être placée à l'intérieur de l'avion, une saillie 3 centrale dont l'extrémité est de forme cylindrique. Au niveau de cette saillie centrale, la paroi d'obturation 1 est percée de plusieurs orifices 4 de prise de mesure, lesquels forment des canaux débouchant sur et en communication de fluide avec l'extérieur de l'avion. Cette paroi d'obturation 1 n'est pas fixée directement sur le panneau de fuselage 2 mais est reliée par des premiers organes de fixation 5 à un élément de support 6 placé à l'intérieur de l'avion. Ces premiers organes de fixation 5 sont par exemple des vis, boulons ou autre. Ici, ces premiers organes de fixation 5 sont placés le long du bord de la paroi d'obturation 1 en étant chacun reçu dans un trou réalisé à cet effet dans ladite paroi d'obturation 1. L'extrémité de chacun de ces premiers organes de fixation 5 placée vers l'extérieur de l'avion comportant une tête, chaque trou présente une forme complémentaire à celle de cette extrémité du premier organe de fixation de sorte que cette extrémité est reçue dans ce trou en étant affleurant avec la surface externe de la paroi d'obturation 1. On s'assure ainsi que les premiers organes de fixation 5 ne forment pas de projection hors de la surface de la paroi d'obturation 1 susceptible de perturber l'écoulement aérodynamique. De plus, la tête de chaque premier organe de fixation comporte une tête creuse à six pans remplie d'un mastic d'étanchéité 7 arasé de sorte qu'un écoulement incident à la surface de la paroi d'obturation 1 voit une surface extérieure continue. Ces premiers organes de fixation 5 peuvent être reçus en partie dans des inserts 8 solidaires d'orifices borgnes correspondant de l'élément de support 6 du dispositif de mesure. Chacun de ces inserts 8 qui sont par exemple des inserts métalliques, comporte un filetage intérieur destiné à coopérer avec le filetage des premiers organes de fixation 5 pour assurer sa fixation. Cet élément de support 6 comporte dans sa partie centrale une ouverture définissant une portion tubulaire 9 creuse pour recevoir à un bout, une extrémité de la saillie centrale 3 de la paroi d'obturation 1 et au moins à l'autre bout, la tête de mesure du dispositif de mesure 10. Avantageusement, cette saillie centrale 3 autorise, en conséquence, un positionnement des orifices 4 de prise de mesure au plus près de la tête de mesure du dispositif de mesure 10. La saillie centrale 3 de la paroi d'obturation 1 et la tête de mesure du dispositif de mesure 10, sont donc placées en regard et à proximité l'un de l'autre à l'intérieur de cette portion tubulaire 9 creuse. Cette portion tubulaire 9 forme également un écran de protection étanche garantissant que la prise de pression par le dispositif de mesure n'a subi pratiquement aucune perturbation. On s'assure ainsi d'une grande précision sur la mesure de pression. L'agencement comprend de préférence ou plusieurs organes d'ajustement 12 de l'angle formé entre l'axe de mesure du dispositif de mesure et la surface extérieure du panneau structural 2. Ces organes d'ajustement 12 permettent, tout en assurant la fixation du dispositif de mesure sur l'élément de support 6, de donner une inclinaison au corps principal 11 du dispositif de mesure par rapport à la verticale repérée lorsque l'avion est au sol. Cet élément de support 6 comporte également des orifices pour le passage de la tige de seconds organes de fixation 13 de cet élément de support 6 sur une collerette structurale 14. Cette collerette structurale 14 est rendue solidaire du panneau de fuselage avant par des rivets (non représentés). Seule la solidarisation de cette collerette 14 avec le panneau de fuselage 2 entraîne des perforations du panneau de fuselage 2, ces perforations limitées en nombre n'affaiblissant pas la structure générale du panneau de fuselage. De plus, ces perforations sont placées à distance des orifices de prise de mesure 4 de la paroi d'obturation 1 pour garantir une grande qualité et précision sur les mesures de pression. C'est cette collerette structurale 14 qui est destinée à recevoir et permettre l'immobilisation de l'ensemble paroi d'obturation 1/élément de support 6 ainsi assemblé. Alors que cette collerette structurale 14 est destinée à être fixe, l'ensemble paroi d'obturation 1/élément de support 6 peut avantageusement être monté ou démonté depuis l'extérieur de l'avion facilitant ainsi les opérations de maintenance. Pour assurer le montage de l'élément de support 6 sur la collerette structurale 14, cette dernière comporte des écrous prisonniers étanches 18 20 destinés à coopérer avec les seconds organes de fixation 13. Les premiers et seconds organes de fixation 5, 13 sont accessibles et démontables depuis l'extérieur du panneau de fuselage 2. Ces premiers et seconds organes de fixation 5, 13 sont ici des vis ou des boulons qui sont disposés sur la périphérie des éléments à assembler. Ils 25 sont, par conséquent, placés à distance de la zone de mesure définie par l'ensemble tête de mesure du dispositif de mesure/perforations de la paroi d'obturation 1 de manière à ne pas dégrader la qualité des mesures de pression réalisées. Ces écrous prisonniers 18 sont, par exemple, rendus étanches par une 30 capsule rapportée sur chaque écrou. A titre purement illustratif, il peut s'agir d'une capsule en aluminium sertie sur l'écrou. Lors de la mise en place depuis l'extérieur de l'avion de la paroi d'obturation 1, des cales d'épaisseur 15 sont de préférence interposées entre l'élément de support 6 et la paroi d'obturation 1 afin que la surface extérieure 35 de la paroi d'obturation 1 affleure parfaitement avec la surface extérieure du panneau structural. Ces cales 15 sont avantageusement des cales pelables de quelques centièmes de mm d'épaisseur. L'étanchéité du montage élément de support/collerette est obtenue en plaquant une lèvre d'un joint 16 contre la collerette et la paroi interne d'une gorge 17 réalisée sur le pourtour de l'élément de support 6 du dispositif de mesure. Ce joint 16 est un joint continu.