Brevet FR2984279A1 — publié le 20130621

UNITE DE COMMANDE ENVIRONNEMENTALE LEGERE ET DE PETITE TAILLE POUR COMPARTIMENTS EXTERNES D'AERONEF Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil de commande environnementale pour aéronef et, plus 5 particulièrement, un appareil de commande environnementale léger et de petite taille pour compartiments externes d'aéronef. Plus particulièrement, la présente invention concerne un appareil de commande environnementale léger et de petite taille pour 10 compartiments externes d'aéronef, qui est capable de maintenir correctement la température de l'unité de caméra et l'unité électronique d'un appareil d'acquisition d'informations d'image de haute résolution dans un environnement de fonctionnement, 15 comme un déplacement à grande de vitesse ou un changement soudain d'altitude dans un procédé d'acquisition d'informations d'image de haute résolution. 20 Contexte de l'art concerné Un aéronef est équipé d'un appareil d'acquisition d'informations d'image pour obtenir une image cible d'intérêt et transmettre l'image cible d'intérêt au sol en temps réel. 25 L'appareil d'acquisition d'informations d'image est équipé d'une unité de caméra et d'une unité électronique et il est monté sur la nacelle de l'extérieur du châssis de l'aéronef. L'aéronef vole à grande vitesse à une altitude d'environ 14 km au-dessus du niveau de la mer et il subit une charge thermique dans la nacelle et un changement soudain de température en raison de l'altitude. Le changement d'environnement affecte également l'appareil d'acquisition d'informations d'image. En d'autres termes, pour obtenir une image de la meilleure qualité sans détériorer l'image dans un procédé de l'unité électronique traitant des signaux lorsque l'unité de caméra capture l'image, il y a un besoin pour une fonction de commande de température utilisant des composants thermiques, comme un dispositif assurant le refroidissement ou le chauffage de l'air à partir de l'appareil de commande environnementale, un système de cycle de refroidissement, un capteur de température, un capteur de pression, un ventilateur de circulation d'air, et un réchauffeur afin d'abaisser la température élevée due à la génération de chaleur dans l'unité de caméra et l'unité électronique et de maintenir la température dans une plage spécifique en utilisant un appareil de chauffage pour un environnement périphérique de basse température à haute altitude. L'appareil de commande environnementale est inclus dans l'aéronef afin de commander l'environnement de l'appareil d'acquisition d'informations d'image comme cela a été décrit ci-dessus. L'appareil de commande environnementale est placé dans une partie de la nacelle et il est configuré pour commander la température afin qu'un changement de température en fonction d'une condition de vol et d'un état de fonctionnement puisse être minimisé et que l'appareil d'acquisition d'informations d'image puisse obtenir des informations d'image de haute résolution. L'appareil de commande environnementale utilisé pour l'appareil d'acquisition d'informations d'image de l'aéronef peut se composer principalement d'un appareil de refroidissement à cycle d'air et d'un appareil de refroidissement à cycle de vapeur. L'appareil de refroidissement à cycle d'air adopte ^ un procédé de fourniture d'air refroidi obtenu par l'expansion d'air à haute température et à haute pression, extrait du compresseur du moteur principal de l'aéronef, dans une turbine, ou ^ un procédé utilisant un appareil de refroidissement à cycle d'air de Brayton inversé pour fournir de l'air à basse pression et à basse température par l'expansion d'air dynamique, introduit dans une prise d'air dynamique par la vitesse de vol de l'aéronef, dans la turbine. L'appareil de refroidissement à cycle de vapeur obtient généralement de l'air de basse température en utilisant un changement de la phase d'un réfrigérant d'une manière similaire à un climatiseur courant. L'appareil de refroidissement à cycle d'air est moins sensible à une fuite d'une boucle de refroidissement, il permet un refroidissement de rendement élevé en vol à grande vitesse, il a une petite taille et un poids léger pour une alimentation électrique fournie, et il facilite l'entretien et la gestion grâce à la modulation des dispositifs de refroidissement et de chauffage. Néanmoins, l'appareil de refroidissement à cycle d'air a un faible rendement, il nécessite d'ajouter une alimentation électrique adaptée à une condition de vitesse d'aéronef au sol, et il n'obtient pas forcément une température d'air constante parce que la température d'air de refroidissement varie considérablement en fonction des conditions de vol. L'appareil de refroidissement à cycle de vapeur a un grand rendement, un prix bas, et une bonne capacité de refroidissement en vol indépendamment de la vitesse de l'aéronef, même au sol. Néanmoins, l'appareil de refroidissement à cycle de vapeur est relativement plus lourd pour l'alimentation électrique qu'un cycle d'air, il est sensible à une fuite de la boucle de refroidissement, il comporte des limites en termes de fonctionnement dans un environnement de vol à grande vitesse, et il nécessite des interventions régulières et homogènes d'entretien et de gestion. Pour que l'appareil de refroidissement à cycle d'air soit installé et utilisé dans la nacelle, il doit comprendre un boîtier dont les principaux facteurs de conception tiennent compte de conditions de vol à grande vitesse supérieure ou égale à la vitesse du son, du poids et de la taille. Une condition dans laquelle l'appareil de refroidissement à cycle de vapeur est utilisé comprend un boîtier où des exigences de refroidissement, comme lorsqu'un aéronef est en vol ou au sol, sont incluses, un boîtier où une alimentation électrique est limitée, et un boîtier où un environnement de refroidissement à basse température est nécessaire. Lorsque la température périphérique est basse, un appareil de chauffage supplémentaire comprenant un réchauffeur et un ventilateur commande la température de l'appareil d'acquisition d'informations d'image en fournissant de l'air de chauffage. Un appareil de commande environnementale classique est représenté sur les figures 5 à 7. La figure 5 est un schéma d'un appareil de refroidissement à cycle d'air classique. Une machine de cycle d'air 190 pour convertir de l'air à haute température et à haute pression en air refroidi est indiquée par une ligne pointillée. La température de l'air d'évacuation 120 commandé par un moteur principal 100 et extrait par un organe de commande d'air d'évacuation 110 descend dans un échangeur thermique principal 130. L'air d'évacuation 120 est ensuite comprimé dans le compresseur 140 de la machine de cycle d'air 190. La température de l'air d'évacuation 120 descend ensuite dans un échangeur thermique secondaire 150. L'air d'évacuation 120 devient de l'air de refroidissement au cours d'un procédé d'expansion d'air dans une turbine 160. A ce stade, la température de l'air d'évacuation est comprise entre -20° et -70°, l'air d'évacuation ne peut pas entrer dans la nacelle pour être directement refroidi. Par conséquent, l'air d'évacuation est mélangé à de l'air à haute température dans un volume commandé en fonction du degré d'ouverture d'une vanne de dérivation 170 afin de devenir de l'air 180 de température appropriée. La figure 6 représente un appareil de 30 refroidissement à cycle d'air de Brayton inversé. L'air obtenu par la vitesse de vol de l'aéronef et entré dans l'orifice d'entrée d'air dynamique subit l'expansion de la turbine 200 d'une machine de cycle d'air, ce qui donne de l'air de basse température. L'air de basse température est ensuite fourni à une unité de caméra et à une unité électronique par le biais d'un échangeur thermique 220 afin que l'air absorbe la chaleur et qu'il soit ensuite refoulé à l'extérieur. Pour empêcher une augmentation de vitesse excessive de l'aéronef en raison de l'entrée de l'air dynamique à une pression excessive dans la machine de cycle d'air lorsque l'aéronef vole à la vitesse du son, une vanne 210 est placée sur le côté d'entrée de turbine afin de dériver l'air dynamique. Un compresseur 230 est entraîné par la puissance motrice d'expansion de la turbine 200, et la puissance motrice générée par la turbine 200 augmente en fonction d'un accroissement du taux d'expansion disponible et de la température de l'air fourni. Néanmoins, dans le cas de la machine de cycle d'air, la puissance d'entraînement du compresseur est faible parce que le taux d'expansion disponible et la température d'air fourni sont faibles. Par conséquent, le compresseur contribue moins aux performances de refroidissement que la turbine parce que le compresseur n'a pas un taux de compression élevé. La figure 7 représente un système de chauffage et de cycle de refroidissement classique dans lequel l'appareil de refroidissement à cycle d'air et l'appareil de refroidissement à cycle de vapeur sont associés selon un autre exemple. Le système de refroidissement et de chauffage comprend une boucle d'écoulement d'air de condensateur 326 utilisant de l'air dynamique introduit 325 pour maintenir la température interne de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 à un certain degré, une boucle d'écoulement de cycle de refroidissement 327 pour faire circuler un réfrigérant de cycle de refroidissement, un système de chauffage pour augmenter la température en utilisant un réchauffeur 336, et une boucle de circulation d'air 328. Le système de refroidissement et de chauffage 10 comprend principalement une prise d'air dynamique 329 (c'est-à-dire, un orifice d'entrée d'air dynamique), une turbine d'air dynamique 330 pour entraîner un compresseur 332, un volet 331 pour commander la quantité d'écoulement d'entrée d'air, le compresseur 15 332, un évaporateur 333, une vanne d'expansion 340, un ventilateur au sol 335, le réchauffeur 336, un condensateur 339, et un ventilateur 337 pour ventiler l'air sortant de l'évaporateur 333, vers une unité de caméra et l'unité électronique 324. 20 Dans un cycle de refroidissement typique, le compresseur, l'évaporateur, le condensateur et la vanne d'expansion sont reliés en séquence par un tuyau rempli de réfrigérant, en formant ainsi un circuit fermé. Un procédé d'évaporation est exécuté par 25 l'évaporateur. Au cours de ce procédé, un réfrigérant dans un état de gaz humide à basse température et à basse pression absorbe la chaleur de l'air tout en se transformant en un réfrigérant dans un état de vapeur surchauffée à basse température et à basse pression. Un 30 procédé de compression est exécuté pour le compresseur. Au cours de ce procédé, le réfrigérant dans un état de gaz humide à basse température et à basse pression est transformé en un réfrigérant dans un état de vapeur surchauffée à haute température et à haute pression afin que l'air externe à température normale et le réfrigérant à l'intérieur du condensateur soient soumis à un échange thermique régulier. Un procédé de condensation est exécuté par le condensateur. Au cours de ce procédé, le réfrigérant dans un état de vapeur surchauffée à haute température et à haute pression est transformé en un réfrigérant dans un état liquide à température moyenne et à haute pression afin qu'un réfrigérant dans un état gazeux et le réfrigérant dans un état liquide puissent coexister. Au cours d'un procédé d'expansion, le réfrigérant dans 15 un état liquide à température moyenne et à haute pression est transformé en un réfrigérant dans un état de gaz humide à basse température et à basse pression afin que le réfrigérant puisse s'évaporer facilement. Par conséquent, le réfrigérant est transformé à 20 répétition dans l'état liquide, puis dans l'état gazeux, puis dans l'état liquide, en constituant ainsi un cycle de refroidissement. La construction du système de refroidissement et de chauffage va être décrite en détail ci-après. 25 La turbine d'air dynamique 330 est utilisée pour obtenir la puissance motrice nécessaire pour entraîner le compresseur 332 dans un cycle de refroidissement commun. L'évaporateur 333 fonctionne pour convertir l'air 30 chauffé par une charge thermique dans l'unité de caméra et l'unité électronique 324, en air froid 338 refroidi par un échange thermique avec le réfrigérant en circulation dans le cycle de refroidissement ou l'air chaud 338 chauffé par le réchauffeur 336. L'évaporateur 333 comprend un échangeur thermique, le ventilateur 337 pour ventiler l'air, le réchauffeur 336, et ses autres composants. Le condensateur 339 fonctionne pour convertir la vapeur surchauffée, compressée par le compresseur 332 dans le cycle de refroidissement, en vapeur saturée en refroidissant la vapeur surchauffée. Le condensateur 339 se comporte quelque peu comme un échangeur thermique. La vanne d'expansion 334 fonctionne pour assurer l'expansion d'un réfrigérant dans un état liquide à haute température et à haute pression, transféré du condensateur 339, en un réfrigérant de flux biphasé dans un état liquide et dans un état gazeux à basse température et à basse pression par obturation du réfrigérant dans un état liquide, puis elle envoie le réfrigérant de flux biphasé vers l'évaporateur 333. Le réchauffeur 336 fonctionne pour augmenter la température interne de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 lorsque la température interne de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 est inférieure à une température appropriée. Le ventilateur 337 ventile l'air et le réchauffeur 336 fournit l'air chaud 338 à l'unité de caméra et à l'unité électronique 324. Bien que cela ne soit pas représenté, le système 30 de refroidissement et de chauffage peut comprendre d'autres composants, comme une pompe à régulation de débit et une vanne sèche. La température est principalement contrôlée par les trois types de boucle et le chauffage, à savoir la boucle d'écoulement à cycle de refroidissement 326, la boucle d'écoulement d'air de condensateur 327, le système de chauffage par le réchauffeur 336, et la boucle de circulation d'air 328. Dans la boucle d'écoulement d'air de condensateur 327, l'air dynamique introduit 325 fait tourner la turbine d'air dynamique 330, et par conséquent la turbine d'air dynamique 330 entraîne le compresseur 332 couplé à l'arbre de la turbine d'air dynamique. La turbine d'air dynamique 330 utilise l'air introduit dans la prise d'air dynamique 329 lorsque l'avion est en vol et utilise l'air à grande vitesse obtenu par le fonctionnement du ventilateur 335 au sol. La boucle d'écoulement à cycle de refroidissement 326 comprend le compresseur 332, l'évaporateur 333, la vanne d'expansion 334 et le condensateur 339 constituant un cycle de refroidissement typique. Le réfrigérant circule dans une canalisation couplée aux composants. Un échange thermique du réfrigérant dans le cycle de refroidissement avec la boucle de circulation d'air 328 dans l'évaporateur 333 fonctionne pour commander la température de l'air chaud 338 chauffé par une charge thermique de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 afin de refroidir l'air chaud 338. Un échange thermique dans le condensateur 339 peut utiliser l'air dynamique 325 ou l'air de ventilation du ventilateur 335 au sol. Ici, le régime de la turbine d'air dynamique 330 est commandé différemment en fonction des performances de refroidissement d'un cycle de refroidissement nécessaire. Le régime de la turbine d'air dynamique 330 est ajusté par un angle du volet 331 qui est placé entre la prise d'air dynamique 329 dans laquelle entre l'air externe et le ventilateur 335 au sol. Dans la boucle de circulation d'air 328, le ventilateur 337 diminue ou augmente la température interne de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 en ventilant et en faisant circuler l'air de refroidissement de l'évaporateur 333 ou l'air de chauffage du réchauffeur 336 vers et à travers l'unité de caméra et l'unité électronique 324 afin que la température interne de l'unité de caméra et de l'unité électronique 324 reste appropriée. La boucle d'écoulement d'air de condensateur 326 va être décrite en détail ci-après. L'air pénétrant dans la prise d'air dynamique 329 est théoriquement comprimé au cours d'un procédé isentropique, et il atteint l'avant de la turbine d'air dynamique 330. A la fin du procédé isentropique, l'air n'atteint pas néanmoins la turbine d'air dynamique 330 en raison des frottements d'écoulement entre la prise d'air dynamique 329 et l'air. En outre, la température et la pression de l'air sont réduites par l'exécution d'une tâche dans la turbine d'air dynamique 330. L'air peut être théoriquement soumis au procédé isentropique, mais l'air soumis à un procédé irréversible dans lequel l'entropie est accrue atteint le condensateur 339. A ce stade, l'air introduit dans le condensateur 339 est légèrement chauffé et refoulé à l'extérieur à travers une sortie d'air. Dans ce cas, la température de l'air est théoriquement réduite par le procédé isentropique et la chaleur est évacuée avec l'air refoulé, mais 5 l'air est soumis à un cycle thermodynamique du procédé irréversible. Par conséquent, un objet principal de la boucle d'écoulement d'air de condensateur 326 consiste à entraîner le compresseur 332 de la boucle d'écoulement à cycle de refroidissement 327 couplé à la 10 turbine d'air dynamique 330 de la boucle d'écoulement à cycle de refroidissement 327. Le volet 331 est utilisé pour ajuster correctement le régime de la turbine d'air dynamique 330 en commandant le volume d'écoulement d'air. Le volet 331 15 est entraîné par un moteur électrique, et il fonctionne pour empêcher le surrégime de la turbine d'air dynamique 330 en limitant le régime de la turbine d'air dynamique 330. Des capteurs sont placés sur le volet pour fournir des informations d'angle et de position à 20 un organe de commande. Le volet 331 utilise l'air introduit par la prise d'air dynamique 329 lorsqu'elle est montée et actionnée sur un aéronef et il utilise l'air à grande vitesse en mettant le ventilateur 335 au sol dans un état de fonctionnement au sol. 25 Généralement, pour maximiser le rendement de refroidissement de la boucle d'écoulement à cycle de refroidissement 327, le nombre de rotations du compresseur, le degré d'ouverture de la vanne d'expansion électronique, et le nombre de rotations du 30 ventilateur de chacun de l'évaporateur et du condensateur doivent être commandés. Parmi eux, un procédé de commande de la capacité du compresseur en faisant varier le nombre de rotations du compresseur ou un procédé de commande du degré de surchauffe de l'évaporateur en commandant le degré d'ouverture de la vanne d'expansion électronique est utilisé. En outre, une commande pour empêcher la surchauffe du compresseur, une commande de la température d'évaporation, une commande du débit de réfrigérant en fonction d'une charge thermique de l'évaporateur, et d'autres 10 commandes similaires peuvent être effectuées. Le compresseur comprend généralement un compresseur à piston, un compresseur rotatif, un compresseur à spirale, un compresseur à vis et un compresseur centrifuge. L'état de fonctionnement du 15 compresseur dépend principalement de la température de condensation, de la température d'évaporation et du degré de surchauffe d'un gaz d'aspiration. Les performances du compresseur sont déterminées par trois types de valeurs de performances : le rendement de 20 volume, le rendement de compression et le rendement de machine. Dans la plupart des compresseurs, la capacité de refroidissement est réglée pour être supérieure à une capacité au moment d'un fonctionnement standard. Par conséquent, lorsque le compresseur est en 25 fonctionnement, la capacité de refroidissement du compresseur doit être régulée. Dans le compresseur, la technologie pour faire varier la capacité de refroidissement comprend la commande du régime, la commande d'un volume d'aspiration, la commande de 30 charge et d'autres commandes similaires. Un procédé de commande de la capacité de refroidissement comprend un procédé de commande de la capacité de refroidissement en chargeant et en déchargeant mécaniquement une spirale de fixation et une spirale de rotation en commandant une électrovanne d'après un mécanisme de modulation de largeur d'impulsion en externe, un procédé de commande de la capacité de refroidissement afin que la capacité de refroidissement du compresseur soit changée en plusieurs phases sur la base de l'ouverture et de la fermeture d'une voie d'écoulement de dérivation par la construction d'une vanne de dérivation de réfrigérant entre des cylindres supérieur et inférieur, un procédé de commande de la capacité de refroidissement en faisant varier le régime du compresseur en utilisant un inverseur, et d'autres procédés similaires. Parmi les éléments de commande du système de refroidissement à cycle de vapeur, la commande du degré de surchauffe de l'évaporateur a un effet important sur le rendement et la stabilité du système de refroidissement. Lorsque la capacité du compresseur et la capacité de l'évaporateur sont commandées, tout le système devient instable et le compresseur peut être endommagé parce que le degré de surchauffe de l'évaporateur change soudainement en fonction d'un changement des capacités. Un tube capillaire et une vanne d'expansion thermostatique pour commander le degré de surchauffe de la sortie de l'évaporateur sont utilisés. Dans la technologie classique, l'appareil de 30 refroidissement à cycle d'air de la figure 5 est néanmoins inapproprié pour un appareil d'acquisition d'informations d'image monté à l'extérieur d'un aéronef sous la forme d'une nacelle. En effet, il est difficile de monter l'appareil d'acquisition d'informations d'image à l'extérieur d'un aéronef pour qu'il reçoive l'air d'évacuation 120 du compresseur du moteur principal 110 de l'aéronef. L'appareil de refroidissement à cycle d'air de la figure 6 peut être de petite taille et de poids léger, mais il a pour inconvénient de ne fonctionner qu'en vol et de devoir comprendre un appareil supplémentaire de fourniture d'air de refroidissement au sol. L'appareil de commande environnementale de la figure 7, dans lequel l'appareil de refroidissement à cycle d'air et l'appareil de refroidissement à cycle de vapeur sont associés, permet le refroidissement et le chauffage sans aucune limitation au sol et en vol, mais il a pour inconvénient qu'il ne permet pas la prise en charge rapide d'une charge de refroidissement, qu'il est difficile de commander la température et qu'il ne peut pas être appliqué à un système ayant un poids limité parce qu'il est trop lourd et volumineux. Dans le compresseur classique, un compresseur à piston pâtit d'un poids élevé, de grandes vibrations et d'un faible rendement. Dans un procédé à tube capillaire initialement appliqué à la vanne d'expansion pour commander la capacité de refroidissement dans le cycle de refroidissement classique, puisque la coupe transversale d'une voie d'écoulement est fixe, un changement d'une charge de refroidissement est déterminé par un état du degré de sur-refroidissement d'un réfrigérant à la sortie de condensateur en fonction d'un changement du nombre de rotations du compresseur. Dans le procédé de circulation de réfrigérant, il est difficile de commander rapidement le degré de surchauffe de l'évaporateur dans une plage nécessaire. Une vanne d'expansion thermostatique, TXV, comprend une ampoule de détection configurée pour avoir un gaz réfrigérant scellé à l'intérieur de celle-ci et attachée au tuyau sur le côté de sortie de l'évaporateur. Le gaz réfrigérant de l'ampoule de détection subit une expansion OU une contraction par la pression de saturation du réfrigérant à l'intérieur de l'évaporateur et une différence de température d'un réfrigérant de sortie, de sorte qu'un diaphragme couplé à un clapet commande le degré d'ouverture de la vanne pour commander la température. Une différence entre la température de vapeur d'un réfrigérant et la température de saturation du réfrigérant est appelée le degré de surchauffe. Cette valeur peut être détectée en mesurant une différence entre une température réelle de l'ampoule de détection et une température de saturation correspondant à la pression d'aspiration du réfrigérant qui s'écoule à l'intérieur d'une canalisation à une position à laquelle l'ampoule de détection est placée. La vanne d'expansion thermostatique, TXV, fonctionne pour empêcher le retour du réfrigérant dans le compresseur, pour que pratiquement toute la surface de l'évaporateur soit efficacement utilisée, pour que la quantité d'écoulement du réfrigérant soit identique à la quantité du réfrigérant pouvant s'évaporer de l'évaporateur, et pour maintenir le degré de surchauffe du réfrigérant dans une plage de consigne même si une charge thermique de l'évaporateur est changée, en commandant le degré de surchauffe. Néanmoins, la pression du réfrigérant scellé dans l'ampoule de détection peut avoir une erreur de détection en raison d'une perturbation due à un changement de température périphérique, et une limite de la déformation du diaphragme peut engendrer un transfert forcé retardé du réfrigérant lorsqu'un refroidissement rapide est nécessaire. Un déséquilibre de la commande d'écoulement du réfrigérant ayant un état transitoire engendre un phénomène dans lequel le gaz réfrigérant est généré périodiquement dans l'évaporateur, ce qui nuit à la stabilité du système. En outre, il est difficile de commander rapidement l'écoulement par rapport à l'entraînement de l'inverseur du compresseur et un changement d'une charge thermique de l'évaporateur, d'où la difficulté d'obtenir une commande efficace du système de refroidissement. Le système de refroidissement classique présente une très grande variation de la quantité de réfrigérant circulant dans le cycle parce qu'il fonctionne dans une grande plage de température. Par conséquent, le système de refroidissement classique comporte un récepteur de liquide supplémentaire pour stocker un excès de réfrigérant en fonction d'un état de fonctionnement. Le récepteur de liquide supplémentaire stocke une solution réfrigérante condensée par le condensateur et ne transfère que la quantité de réfrigérant correspondant à une quantité consommée dans l'évaporateur, vers la vanne d'expansion. La technologie de chauffage classique est 5 désavantageuse en ce que la construction est compliquée, le réchauffeur (c'est-à-dire, un composant de chauffage) est volumineux, et l'espace d'installation est grand parce que l'appareil de chauffage différent de l'appareil de commande environnementale et l'appareil 10 de commande pour commander l'appareil de chauffage sont installés dans l'unité de caméra ou dans l'unité électronique. Résumé de l'invention 15 La présente invention a donc été faite en vue de tenir compte des problèmes susmentionnés de l'art antérieur. Un objectif de la présente invention est de fournir un appareil de commande environnementale léger et de petite taille pour des compartiments externes 20 d'aéronef, qui est capable de maintenir correctement la température de l'unité de caméra et de l'unité électronique d'un appareil d'acquisition d'informations d'image de haute résolution dans un environnement de fonctionnement, comme un déplacement à grande vitesse 25 ou un changement soudain d'altitude dans un procédé d'acquisition d'informations d'image de haute résolution. En particulier, un objectif de la présente invention est de fournir un appareil de commande 30 environnementale léger et de petite taille pour des compartiments externes d'aéronef, qui peut maintenir correctement la température de l'unité de caméra ou de l'unité électronique plus efficacement et qui peut être installé dans un espace réduit en simplifiant la construction de l'appareil de commande environnementale. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un appareil de commande environnementale léger et de petite taille pour des compartiments externes d'aéronef, qui peut commander un chauffage en utilisant un organe de commande unique par l'installation d'un réchauffeur léger et de petite taille par comparaison avec une capacité de chauffage, qui peut effectuer un refroidissement et un chauffage sans utiliser de récepteur de liquide supplémentaire par la commande d'une capacité et du degré de surchauffe grâce à une vanne d'expansion électronique utilisant un compresseur de régime variable, et qui peut maintenir une température de l'unité de caméra et de l'unité électronique dans une plage de température spécifique en commandant de manière optimale un cycle de refroidissement et en commandant un appareil de chauffage en utilisant l'organe de commande. Pour atteindre les objectifs susmentionnés, un appareil de commande environnementale léger et de petite taille pour des compartiments externes d'aéronef selon la présente invention fournit un environnement de température constante à un appareil d'acquisition d'informations d'image disposé dans une nacelle d'un aéronef et comprend (A) une boucle d'écoulement d'air de condensation dans laquelle un ventilateur au sol entraîné lorsque l'aéronef est en déplacement au sol ou une prise d'air dynamique entraînée lorsque l'aéronef est en vol effectue un échange thermique avec un condensateur formant une boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage ; (B) la boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage, comprenant un évaporateur configuré pour absorber la chaleur d'évaporation environnante par l'évaporation du réfrigérant, un compresseur configuré pour avoir un arbre rotatif couplé à l'arbre d'une turbine d'air dynamique, un condensateur configuré pour effectuer un échange thermique par la boucle d'écoulement d'air de condensation, et une vanne d'expansion configurée pour assurer l'expansion du réfrigérant condensé par le condensateur, dans lequel l'évaporateur, le compresseur, le condensateur et la vanne d'expansion sont reliés par une conduite de circulation de réfrigérant ; (C) une boucle de circulation d'air pour faire circuler et fournir de l'air refroidi ou réchauffé à une unité de caméra/électronique afin que l'unité de caméra/électronique maintienne une température constante ; et (D) un organe de commande pour commander l'entraînement des composants de chacune des boucles. Il est préféré que le compresseur soit un compresseur rotatif de type variable capable de faire varier le nombre de rotations et que la vanne d'expansion soit une vanne d'expansion électronique afin que le degré de surchauffe de l'évaporateur puisse être rapidement commandé puisque l'appareil de commande environnementale selon la présente invention a de préférence une petite taille et un poids léger si possible. En outre, il est préféré de fournir en outre un accumulateur entre l'évaporateur et le compresseur pour empêcher toute détérioration du compresseur en raison d'une introduction soudaine du réfrigérant et d'une huile de réfrigérateur et d'inclure une ou plusieurs pompes dans la conduite de circulation de réfrigérant afin que le réfrigérant puisse circuler régulièrement. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un schéma de principe illustrant 15 un appareil de commande environnementale et un procédé de commande de température selon un procédé de la présente invention ; la figure 2 est une vue latérale d'un aéronef sur lequel un appareil d'acquisition d'informations d'image 20 de haute résolution est monté ; la figure 3 est un schéma représentant l'appareil de commande environnementale associé à l'appareil d'acquisition d'informations d'image de haute résolution selon la présente invention ; 25 la figure 4 représente un aspect extérieur de l'appareil de commande environnementale selon la présente invention ; la figure 5 est un schéma d'un appareil de refroidissement à cycle d'air classique ; la figure 6 représente un appareil de refroidissement à cycle d'air de Brayton inversé classique ; et la figure 7 représente un appareil de refroidissement/chauffage classique dans lequel un cycle d'air et un cycle de vapeur sont associés. Les numéros de référence des principaux éléments des dessins annexés sont les suivants : 1 : aéronef 2 : appareil d'acquisition d'informations d'image 3 : appareil de commande environnementale 4 : unité électronique 10 : boucle d'écoulement d'air de condensation 11 : prise d'air dynamique 12 : ventilateur au sol : boucle d'écoulement de refroidissement/ chauffage 21 : évaporateur 22 : accumulateur 20 23 : compresseur : sécheur de filtre 26 : regard 27 : condensateur 28 : vanne d'expansion électronique 25 30 : boucle de circulation d'air 31 : unité de caméra/électronique 40 : organe de commande Description détaillée de modes de réalisation Des modes de réalisation exemplaires de la présente invention vont être décrits en détail ci-après en référence aux dessins annexés. Les dessins annexés sont purement illustratifs pour décrire facilement le contenu et le champ d'application de l'esprit technique de la présente invention, et le périmètre technique de la présente invention n'est pas limité par les dessins. En outre, diverses modifications et divers changements de la présente invention dans un champ d'application de l'esprit technique de la présente invention sur la base des illustrations sont évidents pour l'homme du métier. Il est proposé un appareil de commande 15 environnementale léger et de petite taille pour compartiments externes d'aéronef selon la présente invention, qui peut maintenir correctement la température d'une unité de caméra ou d'une unité électronique plus efficacement et qui peut être 20 installé dans un espace réduit en simplifiant la construction de l'appareil de commande environnementale. L'appareil de commande environnementale comprend principalement une boucle d'écoulement d'air de condensation 10, une boucle d'écoulement de 25 refroidissement/chauffage 20, une boucle de circulation d'air 30, et un organe de commande 40. L'appareil de commande environnementale pour un appareil d'acquisition d'informations d'image de haute résolution monté sur un aéronef selon la présente 30 invention est installé dans la nacelle de l'aéronef comme cela est représenté sur la figure 2 et est installé dans l'appareil d'acquisition d'informations d'image de haute résolution construit comme cela est représenté sur la figure 3. L'appareil de commande environnementale a un aspect extérieur qui est représenté sur la figure 4 et une construction qui est représentée sur la figure 7. La boucle d'écoulement d'air de condensation 10 constitue un moyen pour absorber la chaleur d'un condensateur 27 par le biais d'un échange thermique avec le condensateur 24 ou pour transférer la chaleur au condensateur 27. Ici, un procédé d'exécution d'un échange thermique varie en fonction de l'état de fonctionnement de l'aéronef. Lorsque l'aéronef se déplace au sol, la boucle 15 d'écoulement d'air de condensation 10 comprend un ventilateur au sol 12 pour fournir de l'air pour un échange thermique et une prise d'air dynamique 11 pour fournir de l'air en vol. Le condensateur 27 dans lequel un échange 20 thermique est effectué par la boucle d'écoulement d'air de condensation 10 est un composant de la boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20. La boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 comprend un évaporateur 21 configuré pour absorber la chaleur 25 d'évaporation environnante par l'évaporation du réfrigérant, un compresseur 23 configuré pour qu'un arbre rotatif soit couplé à l'arbre d'une turbine d'air dynamique, le condensateur 27, et une vanne d'expansion électronique 28 configurée pour assurer l'expansion du 30 réfrigérant condensé par le condensateur 27. L'évaporateur 21, le compresseur 23, le condensateur 27, et la vanne d'expansion électronique 28 sont reliés par une conduite de circulation de réfrigérant RL. La boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 a une construction similaire à celle d'un système courant de refroidissement/chauffage, et son fonctionnement va être décrit en détail ci-après. Le réfrigérant refroidi ou réchauffé dans la boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 est 10 fourni à la boucle de circulation d'air 30 pour refroidir ou réchauffer une unité de caméra/électronique 31 afin que l'unité de caméra/électronique 31 puisse maintenir une température constante. 15 La boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 est utilisée dans un cycle de refroidissement ou dans un cycle de chauffage en fonction d'une température externe selon les circonstances. 20 Dans le cycle de refroidissement, la boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 est une boucle de refroidissement dans laquelle le réfrigérant circule tout en formant un cycle dans une canalisation afin que l'évaporateur 21 puisse refroidir l'air de la 25 boucle de circulation d'air 30 dans le but de refroidir l'air chaud réchauffé par la génération de chaleur dans l'unité de caméra/électronique 31. Ici, la boucle d'écoulement de refroidissement/chauffage 20 est exécutée dans un cycle de refroidissement typique. 30 Le réfrigérant comprimé dans un état gazeux par le compresseur 23 actionné par la boucle d'écoulement d'air de condensateur 10 est comprimé dans un état de vapeur surchauffée. Le réfrigérant est soumis à un échange thermique dans le condensateur 27 entraîné par la prise d'air dynamique 11, ce qui évacue la chaleur. Ensuite, le réfrigérant est rapidement refroidi par la vanne d'expansion électronique 28. L'évaporateur 21 effectue ensuite un échange thermique entre le réfrigérant et l'air nécessaire pour la boucle de circulation d'air 30. Chacun de l'évaporateur 21 et du condensateur 27 est un échangeur thermique avec une structure de tiges très dense comportant 30 tiges de refroidissement par pouce. L'évaporateur 21 et le condensateur 27 sont utilisés pour l'évaporation et la condensation de l'air. L'échangeur thermique de l'évaporateur 21 est utilisé pour l'air afin d'évaporer le réfrigérant. L'échangeur thermique du condensateur 27 utilise l'air introduit dans la prise d'air dynamique 11 afin de condenser et de refroidir le réfrigérant. Le ventilateur 32 de l'évaporateur 21 est une unité pour fournir régulièrement de l'air à l'unité de caméra/électronique 31 et il est entraîné par un moteur. Le ventilateur 32 comporte deux modes de régime et il tourne généralement à 11 500 tr/mn à une altitude de 30 000 pieds au-dessus du niveau de la mer. Un ventilateur utilisé dans la caméra de montage peut transférer de l'air à un débit de 70 l/s à basse altitude ou à un débit de 120 l/s à haute altitude. Le ventilateur au sol 12 fonctionne pour fournir 30 de l'air à une turbine d'air dynamique au sol. Le ventilateur au sol 12 tourne à environ 6 000 tr/mn lorsque le ventilateur au sol 12 fonctionne au sol et il sert à absorber la chaleur du condensateur 27 et à évacuer la chaleur. L'appareil de commande environnementale comprend 5 l'organe de commande 40 pour commander l'entraînement des composants de la présente invention. L'organe de commande 40 commande un organe de commande de température et comprend du matériel et un logiciel nécessaire pour une interface de communication 10 avec un module de traitement de signal. Un signal fourni d'un organe de commande de système (non représenté) à l'organe de commande comprend un signal pour déterminer si l'aéronef se trouve au décollage, à l'atterrissage ou en vol. L'organe de commande 40 15 fournit un Mach (c'est-à-dire la vitesse de l'aéronef), une altitude d'aéronef, une température d'écoulement d'air externe, et une température de l'unité de caméra/électronique. En outre, l'organe de commande 40 reçoit la 20 pression et la température du compresseur 23, la pression et la température de l'évaporateur 21, un angle d'un volet, et le régime de la turbine d'air dynamique dans un cycle de refroidissement et une boucle d'écoulement d'air de condensateur et il génère 25 des signaux de commande pour entraîner une pompe sèche, une pompe à régulation de débit, un volet, l'évaporateur 21, le ventilateur au sol 10, et un réchauffeur 33. Les signaux de commande sont envoyés à une interface de commande. 30 Un objectif de la présente invention consiste à réaliser un appareil de commande environnementale léger et de petite taille. Le compresseur 23 adopte un compresseur rotatif de type variable qui est approprié pour une petite taille et un poids léger et qui peut faire varier le nombre de rotations. La vanne d'expansion électronique 28 est utilisée comme vanne d'expansion capable de commander rapidement le degré de surchauffe de l'évaporateur 21. En outre, pour empêcher toute détérioration du compresseur 23 à cause d'une introduction soudaine d'un réfrigérant et d'une huile de réfrigérateur, un accumulateur 22 est disposé entre l'évaporateur 21 et le compresseur 23. L'accumulateur 22 est un réservoir de stockage provisoire pour un mélange d'huile et de réfrigérant liquide et il est conçu pour aspirer le mélange dans le compresseur 23 à un taux approprié. Il est préféré que l'accumulateur 22 comporte un tuyau disposé dans une direction verticale et que l'accumulateur 22 soit installé pratiquement à la même hauteur que le compresseur 23. En outre, une ou plusieurs pompes sont incluses dans la conduite de circulation de réfrigérant RL afin de réguler l'écoulement du réfrigérant. Il est préféré de fournir un sécheur de filtre 25 pour protéger le système en filtrant l'humidité, les matières acides et les corps étrangers et un regard 26 pour déterminer si l'écoulement de réfrigérant dans la conduite de circulation de réfrigérant RL est normal, entre le compresseur 23 et le condensateur 27. L'appareil de commande environnementale de la 30 présente invention peut en outre comprendre le réchauffeur 33 pour réchauffer l'air lorsque l'air circule à travers la boucle de circulation d'air 30 et le ventilateur 32 pour refouler l'air, à travers l'unité de caméra/électronique 31, à l'extérieur de la boucle de circulation d'air 30, comme cela est représenté sur la figure 1. Il est préféré que l'appareil de commande environnementale selon la présente invention comprenne en outre la pluralité de pompes. Les pompes peuvent comprendre une pompe à régulation de débit (non représentée) pour commander la quantité de réfrigérant nécessaire pour les composants thermodynamiques en fournissant le réfrigérant de l'accumulateur 22 à l'évaporateur 21, une pompe sèche (non représentée) pour transférer le réfrigérant de l'évaporateur 21 à l'accumulateur 22 dans un état dans lequel la vanne d'expansion électronique 28 est ouverte, et d'autres pompes similaires. Lorsque la pompe sèche est en fonctionnement, le taux de compression du réfrigérant est augmenté. Par conséquent, une température d'évaporation est réduite, une température du réfrigérant augmente à la sortie du compresseur 23, et le régime de la turbine d'air dynamique augmente donc. Lorsque la pompe à régulation de débit est en fonctionnement, le taux de compression du réfrigérant est réduit. Par conséquent, une température d'évaporation augmente, une température du réfrigérant diminue à la sortie du compresseur 23, et le régime de la turbine d'air dynamique est réduit. Le réchauffeur est placé à l'arrière de l'évaporateur 21 et fonctionne lorsque la température de l'unité de caméra/électronique 31 est basse. Bien que cela ne soit pas représenté, un module d'alimentation électrique pour fournir de l'électricité 5 aux éléments peut en outre être inclus. Le module d'alimentation électrique fonctionne pour fournir de l'électricité à une unité d'entraînement nécessitant de l'énergie électrique et pour fournir l'électricité nécessaire à l'organe de commande 40, à l'évaporateur 10 21, au ventilateur au sol 12, au réchauffeur, et aux autres composants similaires. La présente invention concerne un système à cycle de vapeur qui est électriquement entraîné et refroidi en utilisant de l'air de récupération de 7011I et de 15 l'air d'alimentation de 3011I en employant du R236fa (c'est-à-dire, un réfrigérant écologique). L'appareil est commandé par un organe de commande numérique FPGA et est actionné en relation avec une fonction de diagnostic de défaut, une interface de 20 communication d'aéronef, et une commande de système de l'unité de caméra/électronique. Un réfrigérant de vapeur surchauffée sortant de la sortie de l'évaporateur 21 est comprimé par le compresseur 23. La vapeur surchauffée à haute pression sortant du 25 compresseur 23 est soumise à un refroidissement à l'air par le condensateur 27. La vapeur est refroidie par de l'air dynamique en vol et elle est refroidie par la ventilation du ventilateur au sol 12 au sol. Il est déterminé si le ventilateur au sol 12 est 30 entraîné sur la base d'un signal de poids sur roues qui est généré depuis l'aéronef au sol. Dans la plupart des états, le réfrigérant est refroidi à une température inférieure ou égale à une température de saturation dans le condensateur 27. Le réfrigérant renvoyé dans le compresseur 23 est 5 utilisé à répétition selon le même cycle. L'air de refroidissement est ventilé et fourni à l'unité de caméra/électronique 31 au moyen du ventilateur 32 entraîné à un régime biphasé. Le ventilateur 32 entraîné au régime biphasé 10 fonctionne à un régime inférieur à basse altitude et fonctionne à un régime supérieur à haute altitude pour obtenir un débit d'air suffisant lorsque la densité d'air est basse. Une puissance de 115 VCA à 400 Hz fournie par 15 l'aéronef est communiquée au compresseur 23, au ventilateur au sol 12, et au ventilateur 32. Une puissance de 28 VCC est fournie à l'organe de commande 40 et au capteur. Le sécheur de filtre 25 fonctionne pour protéger le système en filtrant l'humidité, les 20 matériaux acides et les corps étrangers. Comme cela a été décrit ci-dessus, la présente invention peut fournir l'appareil de commande environnementale pour l'appareil d'acquisition d'informations d'image léger et de petite taille, 25 pouvant effectuer une fonction de refroidissement et de réchauffage en vol ou au sol. En particulier, selon la présente invention, l'organe de commande reçoit des informations comme une température, une vitesse de vol et une altitude, et il 30 commande le réchauffeur, le ventilateur, la vanne d'expansion électronique, un plat et un inverseur de compresseur sur la base des informations. Par conséquent, il est fourni de l'air froid ou de l'air chaud afin que l'unité de caméra/électronique maintienne une température appropriée. L'appareil d'acquisition d'informations d'image peut donc fonctionner dans une condition optimale et obtenir des informations précises. En outre, il est possible d'obtenir une petite taille et un poids léger parce que le compresseur est constitué d'un compresseur rotatif de type variable léger et de petite taille. Le degré de surchauffe de l'évaporateur peut être rapidement commandé en utilisant la vanne d'expansion électronique. En outre, il existe un avantage en ce que la commande de refroidissement/réchauffage peut être exécutée en utilisant l'organe de commande unique dans l'appareil de commande environnementale puisqu'une petite taille et un poids léger sont possibles comme cela a été décrit ci-dessus. Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation illustratifs particuliers, elle n'est pas restreinte aux modes de réalisation mais elle n'est limitée que par les revendications annexées. Il faut bien se rendre compte que l'homme du métier peut changer ou modifier les modes de réalisation sans sortir du périmètre et de l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS1. Appareil de commande environnementale de petite taille pour des compartiments léger et externes d'aéronef, caractérisé en ce qu'il four nit un environnement de température constante à un appareil 5 d'acquisition d'informations d'image disposé dans une nacelle de l'aéronef, et en ce qu'il comprend : (A) une boucle d'écoulement d'air de condensation (10) dans laquelle un ventilateur au sol (12) entraîné lorsque l'aéronef se déplace au sol ou une prise d'air 10 dynamique (11) entraînée lorsque l'aéronef est en vol effectue un échange thermique avec un condensateur constituant une boucle d'écoulement refroidissement/chauffage (20) ; (B) la boucle d'écoulement 15 refroidissement/chauffage (20), comprenant évaporateur (21) configuré pour absorber la chaleur d'évaporation environnante par l'évaporation du réfrigérant, un compresseur (23) configuré pour qu'un arbre rotatif soit couplé à un arbre d'une turbine 20 d'air dynamique, un condensateur (27) configuré pour effectuer un échange thermique par la boucle d'écoulement d'air de condensation, et une vanne d'expansion (28) configurée pour assurer l'expansion du réfrigérant condensé par le condensateur, dans lequel 25 l'évaporateur, le compresseur, le condensateur, et la vanne d'expansion sont reliés par une conduite de circulation de réfrigérant (RL) ; (C) une boucle de circulation d'air (30) pour faire circuler et fournir de l'air refroidi ou de de unréchauffé à une unité de caméra/électronique (31) afin que l'unité de caméra/électronique (31) maintienne une température constante ; et (D) un organe de commande (40) pour commander un 5 entraînement des composants de chacune des boucles. 2. Appareil de commande environnementale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compresseur (23) est un compresseur rotatif de type variable 10 capable de faire varier un nombre de rotations. 3. Appareil de commande environnementale selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne d'expansion (28) est une vanne d'expansion électronique. 4. Appareil de commande environnementale selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un accumulateur (22) est en outre fourni entre l'évaporateur (21) et le compresseur (23). 5. Appareil de commande environnementale selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs pompes sont en outre incluses dans la conduite de circulation de réfrigérant (RL). 25 6. Appareil de commande environnementale selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est fourni un sécheur de filtre (25) pour protéger un système en filtrant l'humidité, les matières acides et les corps 30 étrangers, et un regard (26) pour déterminer si l'écoulement de réfrigérant à travers la conduite de 15 20circulation de réfrigérant (RL) est normal, entre le compresseur (23) et le condensateur (27).