Brevet FR3013032A1 — publié le 20150515

BALISE DE DETRESSE INTEGREE A L'EMPENNAGE VERTICAL D'UN AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des balises de détresse embarquées sur les aéronefs, ces balises étant également connues sous l'appellation anglaise « ELT » (« Emergency Locator Beacon »). L'invention concerne plus particulièrement l'amélioration de la localisation d'un aéronef, en cas d'accident provoqué par un amerrissage forcé. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, au domaine des avions commerciaux. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les aéronefs existants sont équipés d'une balise de détresse qui permet de les localiser en cas d'accident. Habituellement, en cas de décélération importante ou d'un impact, cette balise émet typiquement un signal radiofréquence de 406 Mhz qui est détecté par des satellites géostationnaires. Cette balise est généralement installée dans le fuselage de l'aéronef et dispose d'une antenne extérieure pour l'émission du signal radiofréquence. Ce type d'agencement répond correctement au besoin en cas d'accident terrestre. En revanche, en cas d'amerrissage forcé, l'aéronef est souvent amené à couler rapidement. La balise de détresse est alors entraînée avec l'aéronef vers le fond. Si le fuselage gît à une grande profondeur, le signal émis par la balise peut ne pas être assez puissant pour atteindre les satellites. Il devient alors difficile de localiser la position approximative de l'aéronef. Il existe donc un besoin d'amélioration de la localisation d'un aéronef, en cas d'accident provoqué par un amerrissage forcé. EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour répondre à ce besoin, l'invention prévoit un empennage vertical d'aéronef, équipé d'une balise de détresse, ledit empennage comprenant un logement de réception de la balise de détresse, fermé par un radôme formant surface aérodynamique et transparent aux ondes susceptibles d'être émises par la balise, ledit logement étant hermétique et maintenu sous une pression prédéfinie, dite pression interne, de préférence supérieure à 1 bar. Cet agencement particulier permet à la balise de détresse de fonctionner plus longtemps et de façon plus performante après l'accident, et facilite ainsi la localisation de l'aéronef. L'invention peut également présenter une ou plusieurs caractéristiques optionnelles suivantes. La balise de détresse comporte un flotteur. La balise de détresse comporte une batterie ainsi qu'une unité de réchauffage prévue pour maintenir la batterie à une température supérieure à une température de consigne. La batterie et l'unité de réchauffage sont alimentées par une alimentation électrique de l'aéronef, via un connecteur électrique sans fil. Ladite balise de détresse est maintenue dans son logement par des fixations solubles à l'eau. La balise de détresse est agencée au sein d'un bord d'attaque de l'empennage vertical. Ledit radôme est équipé d'une ou plusieurs zones de rupture privilégiée. L'invention a également pour objet un aéronef comprenant un empennage vertical tel que décrit ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue de côté d'un aéronef comprenant un empennage vertical selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective de la balise de détresse embarquée sur l'empennage vertical montré sur la figure précédente, recouverte d'un radôme ; - la figure 2a représente une vue agrandie en coupe transversale, d'une partie du bord d'attaque de l'empennage vertical logeant la balise de détresse ; - la figure 3 représente, de façon plus détaillée, un exemple de réalisation de la balise de détresse montrée sur les figures précédentes ; et - la figure 4 est une vue schématique représentant certains éléments constitutifs de la balise de détresse montrée sur les figures précédentes. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un aéronef 1 comportant un fuselage 2 ainsi qu'un empennage vertical 6 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. L'empennage vertical 6, également dénommé dérive verticale ou plan vertical, comprend une partie avant structurale fixe 7 et une gouverne de direction 8 articulée sur la partie structurale fixe 7, au niveau du bord de fuite de cette dernière. La partie fixe 7 de l'empennage vertical 6 loge plusieurs équipements : - une première antenne 12 de radiocommunication HF, de réception et de transmission. Cette antenne passive 12 est logée dans un bord d'attaque 10 de l'empennage vertical 6 ; et - une seconde antenne 14 de radionavigation VOR de réception. Cette antenne passive 14 est située au sommet de la partie fixe 7 de l'empennage vertical 6. Ces deux antennes 12, 14 sont protégées de l'extérieur par des capots en matériau transparent aux ondes électromagnétiques des gammes HF et VOR. La partie fixe 7 loge une balise de détresse 16, également dite balise ELT. Cette balise 16 est, dans l'exemple représenté sur la figure 1, implantée dans le bord d'attaque 10 de l'empennage vertical 6, à proximité de la première antenne 12. Cette balise de détresse peut être prévue en sus d'une balise de détresse similaire 18, implantée dans le fuselage 2 comme cela est connu de l'art antérieur. En cas d'accident, il est alors prévu de déclencher les deux balises simultanément, de façon à augmenter les chances de localisation de l'avion. La balise de détresse 16 est arrangée dans un logement hermétique de réception 20, prévu sur le bord d'attaque 10 de l'empennage vertical. Ce logement 20 est fermé par un radôme 22 représenté sur la figure 2. Le radôme 22, également dénommé capot, forme avec sa surface extérieure une surface aérodynamique reconstituant la partie manquante du bord d'attaque 10, au niveau du logement 20. Le logement hermétique 20, outre la balise de détresse 16, renferme un volume d'air à une pression prédéfinie, dite pression interne. La pression interne, supérieure à 1 bar, exerce une force radiale, dirigée vers l'extérieur, sur une surface intérieure du radôme. De préférence, la pression interne retenue est de l'ordre de 2 à 7 bars, et encore plus préférentiellement est de 3 bars. En référence plus particulièrement à la figure 2a, la balise de détresse 16 est maintenue fixe dans le logement 20 au moyen de fixations 21 solubles dans l'eau, par exemple en matériau plastique soluble dans l'eau. Ces fixations 21 relient par exemple un collier de serrage 25 à la structure fixe 7, le collier entourant la balise 16. Dans sa constitution, le radôme 22 est transparent aux ondes susceptibles d'être émises par la balise 16. A titre indicatif, il est utilisé un matériau transparent aux ondes dans la gamme UHF, étant donné que la balise de détresse 16 est préférentiellement conçue pour émettre un signal radiofréquence de 406 Mhz. D'autre part, le radôme 22 est équipé d'une ou plusieurs zones de rupture privilégiée 27, de préférence deux zones de rupture en compression arrangées sur la surface extérieure du radôme ou sur sa surface intérieure, de manière à limiter les perturbations aérodynamiques. Au niveau de chaque zone de rupture 27, la résistance de la structure du radôme à la compression est diminuée. Les zones de rupture peuvent être de différentes sortes, mais il s'agit de préférence de rainures, par exemple en V. En référence à présent aux figures 3 et 4, il est représenté un exemple détaillé de la balise de détresse 16. Celle-ci comporte un corps 23 enfermant un connecteur électrique sans fil 34, une batterie 28, une unité de réchauffage 26 de la batterie, un flotteur 30, un circuit d'alimentation et de charge 36 et un émetteur de localisation 32 connecté à une antenne d'émission 35 et à la batterie 28. La figure 4 schématise plus particulièrement un schéma électrique de la balise de détresse 16. Le connecteur électrique sans fil 34, par exemple une alimentation par induction, connecte électriquement le circuit d'alimentation et de charge 36 à un circuit d'alimentation de l'aéronef lorsque la balise de détresse est arrangée dans le logement hermétique de réception 20. Le circuit d'alimentation et de charge 36 comprend une unité centrale et des capteurs, l'unité centrale activant ou désactivant des éléments de la balise de détresse 16 en fonction de données reçues par des capteurs. Le circuit d'alimentation et de charge 36 est électriquement connecté à la batterie 28 et à l'unité de réchauffage 26 et reçoit un courant électrique en provenance du circuit d'alimentation de l'aéronef. Le circuit d'alimentation et de charge 36 permet de maintenir la batterie 28 à un niveau de tension constant et assure ainsi des cycles de charge et de décharge afin de maintenir la batterie à un niveau de fonctionnement optimum. En outre, le circuit d'alimentation et de charge 36 fournit un courant électrique à l'unité de réchauffage 26 de sorte à ce que lors du vol à haute altitude, la batterie 28 soit maintenue à une température supérieure à une température de consigne de manière à ne pas détériorer ses performances. Cette température de consigne peut être de l'ordre de 10°C. A cette fin, le circuit d'alimentation et de charge 36 contient un capteur de température permettant de mesurer la température du milieu dans lequel est placée la batterie, c'est-à-dire l'air contenu à l'intérieur du logement hermétique 20. Le circuit d'alimentation et de charge 36 comprend en outre des capteurs de courant et de tension permettant de détecter la présence du courant électrique en provenance de l'aéronef. Dans le cas où il n'y a plus de courant en provenance de l'aéronef pendant un temps prédéterminé, par exemple environ 30s, ce qui peut typiquement survenir suite à un accident, le circuit d'alimentation et de charge 36 désactive l'unité de réchauffage 26 et active l'alimentation de l'émetteur de localisation 32, par la batterie 28. L'émetteur de localisation émet alors, via l'antenne 35, un signal radiofréquence détectable par des satellites géostationnaires et des équipes de secours. Le flotteur 30 sert quant à lui à obtenir la flottaison de la balise de détresse 16 dans le cas où celle-ci serait éjectée de l'empennage vertical 6, en cas d'accident. En effet, en cas d'accident de l'avion provoqué par un amerrissage forcé, l'empennage vertical 6 a tendance à couler s'il ne s'est pas désolidarisé du fuselage. Suite à tel accident, la balise de détresse 16 est donc entraînée par le fond avec l'empennage 6. Lorsque ce dernier est immergé, l'eau exerce une pression sur le radôme 22. Celui-ci résiste à la compression jusqu'à une profondeur où la pression interne dans le logement 20 n'est plus suffisante pour compenser la pression exercée par la colonne d'eau. Lorsque la force de compression s'exerçant sur le radôme est trop importante, le radôme se brise au niveau des zones de rupture 27 schématisées sur la figure 2a, libérant ainsi la balise de détresse 16, qui remonte à la surface grâce à son flotteur 30. Cette remontée à la surface s'effectue bien entendu après dissolution des fixations 21 de la balise de détresse. Une fois remontée à la surface, la balise de détresse peut ainsi émettre un signal radiofréquence dont la puissance n'est pas diminuée par la profondeur d'eau à traverser, et les recherches de l'appareil s'en trouvent facilitées. Des logiciels de calculs conventionnels permettent de calculer précisément les caractéristiques du radôme (matériau, épaisseur, profondeur et largeur de la ou des zones de rupture 27) et la pression interne régnant dans le logement 20, afin que le radôme 22 se brise au niveau de ses zones de rupture 27, à la profondeur souhaitée. Il est noté en outre qu'en cas d'accident de l'avion provoqué par un amerrissage forcé, l'empennage vertical 6 peut également se désolidariser du fuselage et flotter durant plusieurs heures à la surface de l'eau. Suite à tel accident, la balise de détresse 16 selon l'invention reste donc présente à la surface de l'eau grâce à la flottabilité de l'empennage vertical, judicieusement mise à profit dans le cadre de cette invention. Dans ce cas, la présence du logement hermétique 20 contribue à la flottabilité de l'empennage vertical 6. La balise de détresse 16 émet alors un signal radiofréquence facilement détectable par les équipes de recherche de l'appareil. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.10 REVENDICATIONS1. Empennage vertical (6) d'aéronef, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une balise de détresse (16), ledit empennage comprenant un logement (20) de réception de la balise de détresse (16), fermé par un radôme (22) formant surface aérodynamique et transparent aux ondes susceptibles d'être émises par la balise (16), ledit logement (20) étant hermétique et maintenu sous une pression prédéfinie, dite pression interne. 2. Empennage vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que la balise de détresse (16) comporte un flotteur (30). 3. Empennage vertical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la balise de détresse (16) comporte une batterie (28) ainsi qu'une unité de réchauffage (26) prévue pour maintenir la batterie (28) à une température supérieure à une température de consigne. 4. Empennage vertical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression interne est supérieure à 1 bar. 5. Empennage vertical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite balise de détresse (16) est maintenue dans son logement (20) par des fixations solubles à l'eau. 6. Empennage vertical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la balise de détresse (16) est agencée au sein d'un bord d'attaque (10) de l'empennage vertical (6). 7. Empennage vertical selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en en ce que ledit radôme (22) est équipé d'une ou plusieurs zones de rupture privilégiée (27). 8. Aéronef (1) comprenant un empennage vertical (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes.10