Brevet FR3054200A1 — publié le 20180126

L'invention concerne un procédé de diminution d'un temps de refroidissement de disques d'un frein de roue d'aéronef, et un écran thermique de roue d'aéronef faisant application. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Certaines roues d'aéronefs sont associées à un frein comportant une pile de disques au moins en partie logée à l'intérieur de la roue. Il est connu de disposer entre les disques et la roue un écran thermique, protégeant la roue et le pneumatique des radiations des disques chauds. En particulier, il importe d'éviter que les zones de la roue en contact avec le pneumatique n'atteignent pas une température supérieure à 200 degrés Celsius. Cependant, de tels écrans ne permettent pas d'évacuer la chaleur accumulée dans le frein lors d'un atterrissage et du roulage de l'aéronef de la piste d'atterrissage jusqu'à l'aérogare. Or il apparaît que la température du frein est un critère majeur d'opération de l'aéronef. Par exemple, les décollages ne sont autorisés que si la température du frein est inférieure à 400 degrés. Or le refroidissement du frein prend un certain temps, pouvant empêcher le décollage rapide de l'aéronef après son arrêt à l'aérogare. Différents moyens ont été proposés pour diminuer ce temps de refroidissement, notamment l'usage d'un ventilateur de refroidissement. Cependant, un tel équipement n'est pas choisi par toutes les compagnies aériennes. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer un procédé visant à diminuer le temps de refroidissement des disques d'un frein de roue d'aéronef, permettant d'améliorer les conditions d'opération de l'aéronef. 3054200 2 RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de diminution du temps de refroidissement de 5 disques d'un frein de roue d'aéronef équipée d'un écran thermique s'étendant entre la roue et les disques du frein, le procédé comportant la réalisation sur l'écran thermique de perforations permettant le passage par les perforations d'air échauffé par les disques au travers de 10 l'écran, les perforations étant pourvues d'un obstacle pour bloquer tout rayonnement direct des disques vers la roue. Ainsi, les perforations permettent l'établissement d'un flux convectif par les perforations, facilitant 15 l'évacuation de la chaleur produite par les disques de frein. L'air échauffé par les disques peut ainsi s'échapper plus rapidement vers l'extérieur sans avoir à contourner l'écran thermique par son extrémité la plus enfoncée à l'intérieur de la roue. 20 La présence d'obstacles empêche cependant que le rayonnement des disques impacte directement la roue et ne contribue à l'échauffer rapidement. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de 25 la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures des dessins annexés, parmi lesquelles : La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une roue d'aéronef équipée d'un frein et munie d'un 30 écran thermique ; La figure 2 est une vue en perspective d'un pétale d'écran thermique munis de perforations selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du 35 pétale d'écran thermique de la figure 2 ; 3054200 3 La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 d'une variante de réalisation de l'invention ; La figure 5 est une vue en perspective d'un pétale 5 d'écran thermique muni de perforations selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'un pétale d'écran thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; 10 Les figures 7A à 7C sont des vues en coupe longitudinales de pétales d'écran thermique selon diverses variantes d'un quatrième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 15 En référence à la figure 1, l'invention s'applique à une roue d'aéronef 1, ici comportant deux demi-roues la, lb reliées par des boulons 2 pour porter un pneumatique 3. La roue est munie de roulements (non représentés) pour son montage à rotation sur un essieu 20 d'un atterrisseur d'aéronef, autour d'un axe de rotation sensiblement horizontal. La demi-roue la est creuse et reçoit des disques d'un frein 5, dont des disques rotor 5a qui sont entraînées en rotation autour de l'axe de rotation de la roue par des barrettes 6 ménagées dans la 25 demi-roue la, et des disques stators 5b qui sont enfilés sur un tube de reprise de couple du frein (non représenté) qui les empêche de tourner. Un écran thermique 10 composé ici de plusieurs pétales s'étendant chacun entre deux barrettes 6 est disposé entre la jante 30 de la roue 1 et les disques 5a, 5b pour protéger la roue des radiations des disques chauds. Tout ceci est bien connu et n'est rappelé que pour situer l'invention. 3054200 4 Selon l'invention, on équipe l'écran thermique 10 de perforations permettant à l'air échauffé par les disques de traverser l'écran pour être évacué vers l'extérieur, tout en bloquant un rayonnement direct des disques vers 5 la roue. Sur les figures suivantes, le flux convectif est illustré par des flèches épaisses, tandis que le rayonnement est illustré par des flèches fines. Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 2, chaque pétale de 10 l'écran thermique 10 est réalisé à l'aide de trois tôles superposées 10a, 10b, 10c dont on ne voit ici que la tôle externe 10a dans laquelle des écopes 11 s'étendant selon une direction perpendiculaire à une direction axiale (la direction axiale étant celle parallèle à l'axe de 15 rotation de la roue). On voit sur la figure 3 que les écopes 11 sur la tôle externe 10a sont associées à des écopes 12 similaires mais orientées dans l'autre sens réalisées sur la tôle interne 10c tout en étant décalées entre elles, de sorte que deux écopes associés ne soient 20 pas à l'aplomb l'une de l'autre. Des orifices 13 sont réalisés dans la tôle intermédiaire 10b entre les écopes 11,12 pour permettre un passage de l'air au travers de l'écran. Cette perforation de l'écran thermique permet l'établissement d'un flux convectif d'air échauffé par 25 les disques au travers de l'écran thermique, le décalage des écopes permettant à la tôle intermédiaire de former un obstacle bloquant un rayonnement direct des disques vers la roue. Un rayonnement indirect ayant subi de multiples réflexions, et donc forcément atténué, peut 30 néanmoins passer à travers la perforation. 3054200 5 En variante représentée à la figure 4, les écopes 11 et 12 peuvent être ouvertes vers l'intérieur de l'écran thermique, plutôt que vers l'extérieur de l'écran thermique. On pourra bien entendu panacher les deux 5 variantes, en prévoyant par exemple sur la tôle externe des écopes ouvertes vers l'extérieur, et sur la tôle interne des écopes ouvertes vers l'intérieur. Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5, les écopes 14 s'étendent axialement à la fois 10 sur la tôle externe, comme visible ici, et sur la tôle interne, tout en étant décalées. Comme auparavant, des orifices associés sont réalisés sur la tôle intermédiaire entre deux écopes pour former avec les écopes des perforations permettant un passage d'air chaud au travers 15 de l'écran thermique, la tôle intermédiaire formant un obstacle bloquant un rayonnement direct des disques vers la roue. Un rayonnement indirect ayant subi de multiples réflexions, et donc forcément atténué, peut néanmoins passer à travers la perforation 20 Dans tous les cas, lors que les écopes permettent aux polluants (poussières extérieures, carbone des disques...) de pénétrer à l'intérieur de l'écran thermique, on prévoira sur l'écran thermique des orifices d'évacuation régulièrement disposés pour que lors d'un 25 nettoyage des roues, le liquide de nettoyage puisse s'évacuer facilement en emportant les polluants, quelle que soit la position angulaire de la roue. Selon un troisième mode de réalisation illustré à la figure 6, on réalise des perforations de l'écran 30 thermique 10 à un endroit où les trois tôles 10a, 10b, 10c sont contigües. Des écopes 15,16 superposées sont 3054200 6 réalisées dans les tôles externe 10a et interne 10c pour être ouvertes du même côté, tandis que la tôle intermédiaire 10b est percée entre les écopes 15,16, en laissant subsister une portion 17 de la tôle 5 intermédiaire qui s'étend en regard des ouvertures des écopes 15,16 pour former un obstacle bloquant tout rayonnement direct des disques vers la roue. Un rayonnement indirect ayant subi de multiples réflexions, et donc forcément atténué, peut néanmoins passer à 10 travers la perforation. Selon un quatrième mode de réalisation illustré aux figures 7A à 7C, on réalise sur l'écran thermique des perforations, et on équipe l'écran thermique de boucliers coiffant les perforations pour bloquer tout rayonnement 15 direct des disques vers la roue, tout en laissant une ouverture pour le passage de l'air échauffé. Les exemples illustrés ici concernent des écrans thermiques monotôles. Mais si l'écran thermique comporte plusieurs tôles, le bouclier sera de préférence fixé sur la tôle externe. 20 Comme visible à la figure 7A, la tôle constituant l'écran thermique 10 comporte une perforation 18 pour permettre le passage d'air échauffé par les disques vers l'extérieur, mais la perforation est munie d'un bouclier 19 rapporté sur l'écran thermique pour saillir d'une face 25 externe de celui-ci. Le bouclier 19, ici fixé par pliage, recouvre la perforation 18 de sorte à former un obstacle bloquant tout rayonnement direct des disques vers la roue mais laisse subsister une ouverture pour le passage de l'air. Ici, le bouclier 19 s'étend bien au-delà de la 30 perforation pour favoriser des réflexions répétées d'un rayonnement passant par la perforation entre le bouclier 3054200 7 18 et la face externe de l'écran thermique, pour en atténuer l'intensité. A la figure 7B est illustrée une variante d'une 5 bouclier 20 qui recouvre une perforation de l'écran thermique 10 en étant rapporté sur des pattes de fixation 21 fixées sur l'écran thermique 10 au niveau de la perforation. Comme illustré à la figure 7C, le bouclier 20 comporte avantageusement un bord tombé 22 périphérique 10 permettant de limiter le passage du rayonnement vers la roue. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. 15 REVENDICATIONS1. Procédé de diminution du temps de refroidissement de disques d'un frein (5) d'une roue (1) d'aéronef équipée d'un écran thermique (10) s'étendant entre la roue et les 5 disques du frein et montée pour tourner sur un atterrisseur d'aéronef selon un axe de rotation, le procédé comportant la réalisation de perforations (11,12,13; 15,16,17;18) au travers de l'écran thermique pour permettre un passage au travers de l'écran thermique d'air échauffé par les disques 10 vers les roues, les perforations étant pourvues d'un obstacle pour bloquer tout rayonnement direct des disques vers la roue. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'écran thermique comporte une tôle externe (10a), une tôle 15 intermédiaire (10b) et une tôle interne (10c), des écopes (11,12) décalées étant ménagés dans les tôles externe et interne, tandis qu'un orifice (13) est ménagé dans la tôle intermédiaire entre les écopes, la tôle intermédiaire formant l'obstacle bloquant les rayonnements directs. 20 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les écopes (11,12) s'étendent perpendiculairement à une direction axiale. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les écopes (14) s'étendent axialement. 25 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'écran thermique comporte une tôle externe (10a), une tôle intermédiaire (10b) et une tôle interne (10c), des écopes (15,16) superposées et ouvertes du même côté étant ménagées dans les tôles éxterne et interne à un endroit de l'écran 30 thermique où les tôles sont contiguës, tandis que la tôle intermédiaire (10b) est percée entre les écopes (15,16) en laissant subsister une portion (17) de la tôle 3054200 9 intermédiaire en regard des ouvertures des écopes formant l'obstacle bloquant les rayonnements directs. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la perforation est recouverte d'un bouclier (19 ;20) saillant d'une face externe de l'écran thermique, et qui forme un obstacle bloquant tout rayonnement direct des disques vers la roue, en laissant subsister une ouverture pour le passage de l'air. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le 10 bouclier (19) est solidarisé à l'écran thermique par pliage. 8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le bouclier (20) est solidarisé à l'écran thermique par des pattes de fixation (21) s'étendant au niveau de la 15 perforation recouverte par le bouclier. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le bouclier comporte un bord tombé (22) périphérique. 10. Ecran thermique comportant au moins un pétale pourvu des perforations selon l'une des revendications 1 à 20 9.