Brevet FR3057435A1 — publié le 20180413

Meuble électrique d'aéronef La présente invention concerne un meuble électrique d'un aéronef adapté pour recevoir un appareillage électrique. Depuis l'apparition des commandes électriques de vol, le besoin en équipements électriques, et de même, le besoin en alimentation électrique, augmente constamment. La demande croissante des voyageurs pour disposer de toujours davantage de confort amène les compagnies aériennes à exiger auprès des constructeurs aéronautiques davantage d'équipements dont l'alimentation est électrique. Par ailleurs, les exigences EWIS (Electrical Wiring Interconnection System / System d'interconnexion d'un aéronef par câblage électrique) contraignent les installations électriques à prendre de plus en plus de place, du fait des ségrégations, entre autres. Cela amène à embarquer dans les aérodynes des meubles électriques plus nombreux et/ou plus volumineux Un objectif est ici de proposer une solution permettant de diminuer le volume des meubles électriques, à iso-éléments contenus, ou conserver un même volume (L) avec davantage de éléments contenus. Un problème à résoudre est une réduction de la densité des meubles électriques dans un aéronef. Parmi les critères à prendre en compte sont compris : le volume du meuble, la quantité de éléments contenus électriques qu'il est possible d'y installer (puissance embarquée, KVA), la masse du meuble chargé. Afin de chercher à apporter une solution à ce qui précède, il est ici proposé un meuble électrique ayant une section et/ou deux bases opposées qui est/sont chacune l'un parmi un polygone dont tous les angles (A) sont obtus et à cinq côtés au moins, un trapèze et une forme définie par plusieurs trapèzes disposés bord à bord, deux à deux, le long de deux côtés respectifs et identiques entre eux ou symétriques deux à deux par 3057435 2 rapport à un axe passant par l'un parmi deux côtés de l'un desdits trapèzes formant entre eux un angle droit. Une optimisation pourra être trouvée si le meuble présente la forme d'un prisme droit, avec de préférence une section et/ou deux bases 5 opposées qui est/sont chacune définie par un polygone régulier, à angles obtus et à cinq ou six côtés. Un prisme droit est très logeable dans les intérieurs des aéronefs actuels et s'est avéré optimiser le rapport encombrement/volume logeable pour les éléments contenus, en particulier des câbles sur lesquels des 10 problèmes de rayon de courbure se posent. Dans ce cadre d'optimisation, il est conseillé que le meuble présente une hauteur suivant laquelle il peut se dresser et que ladite section soit définie perpendiculairement à cette hauteur et tant en face intérieure qu'en face extérieure du meuble. 15 Ainsi, l'optimisation vaudra vis-à-vis tant des éléments contenus à y loger que de l'espace occupé par le meuble dans 4. Meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, où certaines des faces du meuble définissent un bâti fixe et d'autres faces du meuble définissent des portes ou capots mobiles par rapport au bâti fixe. 20 Etude faite, il s'est même avéré qu'en travaillant autour de la notion de quotient iso-périmétrique, une solution optimisée pourrait être un meuble ayant une section qui est l'un parmi : - un polygone régulier, toujours à angles tous obtus, et à cinq ou six côtés, - un trapèze dont les côtés formant entre eux un angle obtus ont une même 25 longueur, - et une dite forme définie par plusieurs tels trapèzes. On disposerait ainsi d'un volume intérieur maximisé pour une surface minimale. Est aussi concerné un ensemble comprenant : 30 - le meuble électrique disposant de tout ou partie des caractéristiques ci- avant, et 3057435 3 - ledit appareillage électrique qui comprend des câbles électriques cheminant en zone centrale du meuble et certains parmi des coupe-circuits, des contacteurs de ligne, et des barres-bus disposés dans différents compartiments internes du meuble, plus près des parois internes du 5 meuble que lesdits câbles électriques qui cheminent en zone centrale. Un autre ensemble est aussi proposé, comprenant : - donc le meuble électrique disposant de tout ou partie des caractéristiques ci-avant, et - une zone de soute d'un aéronef présentant des compartiments internes 10 délimités à l'arrière par une paroi de la cellule de l'aéronef, et à l'avant par des montants et des poutres horizontales définissant ensemble une structure à claire-voie à travers laquelle peut passer le meuble électrique qui est ainsi logé entre la paroi de la cellule de l'aéronef et la structure à claire-voie. 15 Et encore un autre ensemble est proposé, comprenant : - toujours ledit meuble électrique disposant de tout ou partie des caractéristiques ci-avant, et dont ladite section est définie par plusieurs dits trapèzes disposés bord à bord, deux à deux, le long de deux côtés respectifs et symétriques deux à deux par rapport à un axe passant par l'un 20 des deux côtés de l'un desdits trapèzes formant entre eux un angle droit, et - une paroi interne plane dressée d'un aéronef contre laquelle est disposée la face extérieure dudit meuble (1) dont la dite section présente le côté de plus grande longueur. Ainsi, deux applications du dispositif dans des conditions 25 opérationnelles plus précises sont en particulier visées, un but de l'invention étant notamment d'apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes évoqués ci-avant. Et, en résumé et globalement, les avantages de l'invention seront : - de faciliter son insertion au sein d'un aérodyne 30 - d'augmenter la capacité de remplissage d'un meuble électrique - tout en en diminuant le volume, 3057435 4 - de faciliter la conception de l'installation électrique interne - de permettre une dissipation thermique interne améliorée - de diminuer le volume hors-tout (= interfaces mécaniques comprises) - d'augmenter la rigidité du meuble 5 - de diminuer la masse structurelle. L'invention sera d'ailleurs si nécessaire encore mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention pourront apparaître à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : 10 - les figures 1 et 2 sont des illustrations de meuble hexagonal installé respectivement verticalement et horizontalement. Les portes/capots d'accès sont représentées par les rectangles de part et d'autre de l'arête centrale de cette vue de face. - la figure 3 peut correspondre soit à une vue extérieure d'une alternative 15 de meuble à section définie par plusieurs trapèzes, soit à une coupe médiane partielle, suivant la ligne de la figure 1 ; - la figure 4 est la section selon le plan de coupe IV-IV de la figure 3 (nota : les lignes en traits mixtes sont des représentations fictives permettant de présenter les contours de la figure 4) ; 20 - la figure 5 montre une alternative de meuble à section en trapèze (nota : en 3, il s'agit d'un ensemble de fusibles maintenus par un élément non représentée pour une simplification de lecture, et de cartes de commande, en partie supérieure) ; - la figure 6 est la section selon le plan de coupe VI-VI de la figure 5 (nota : 25 les lignes en traits mixtes sont des représentations fictive permettant de présenter les contours de la figure 6) ; - la figure 7 est la section selon le plan de coupe VII-VII de la figure 2, - la figure 8 montre une zone de soute d'aéronef compartimentée, - la figure 9 montre un dit meuble 1 logé dans un cockpit, 30 - les figures 10 et 11 complètent la compréhension d'une installation de dits meubles en soute, et 3057435 5 - la figure 12 schématise l'installation centrale, dans un dit meuble, d'un toron de câbles à grand rayon de courbure. Figures 1-7, est ainsi représenté, en volume ou en section un meuble électrique 1 d'un aéronef 10 (figures 8-9). 5 Le meuble 1 est électrique en ce qu'il est adapté à recevoir un appareillage électrique 3. Ce meuble est particulier en ce qu'il présente une section S (figures 4,6-7) et, dans les exemples présentés, deux bases opposées 5a, 5b (figures 1-2) qui sont chacune l'un parmi : 10 - a) un polygone dont tous les angles (A) sont obtus et à cinq côtés au moins (figures 1-2,7 notamment), - b) un trapèze (figures 5,6), et - c) une forme définie par plusieurs trapèzes (deux 7a,7b dans la solution des figures 3,4) disposés bord à bord, deux à deux, le long de deux côtés 15 9a,9b respectifs et symétriques deux à deux par rapport à un axe 11 passant par l'un parmi deux côtés (9a,9c ou 9b,9d) de l'un desdits trapèzes formant entre eux un angle droit. La section S sera a priori choisie perpendiculaire à la hauteur H du meuble alors « supposé » dressé à la verticale sur le sol. C'est donc dans 20 le plan de cette section qu'il peut présenter l'une des formes a), b), c) mentionnées. On pourrait construire l'option c) dans la solution b) représentée figure 6, comme illustré. Dans la solution b) représentée figure 6, qui est la section droite 25 selon le plan de coupe VI-VI de la figure 5, la section du meuble est un trapèze isocèle. Dans la solution c) représentée figure 4, qui est la section droite selon le plan de coupe IV-IV de la figure 3, la section du meuble est formée de deux trapèzes rectangle disposés comme ci-avant décrits. 3057435 6 Dans les solutions b), c), le meuble présente une face 51 dont ladite section présente le côté de plus grande longueur L1. La face 51 est ici un rectangle. On aura noté que ces solutions respectivement des figures 3,4 et 5 des figures 5,6 peuvent être issues des coupes médianes respectivement III-III et V-V de la solution a) des figures 1-2 auxquelles on a ajouté une paroi dressée de fond, 51. Compte tenu de ce que le meuble 1 pourra être dressé (comme figure 1) ou allongé à l'horizontal dressé (comme figure 2), on pourra 10 préférer dans la solution a) qu'il présente la forme d'un prisme droit. A la verticale, la convection thermique sera facilitée naturellement. A l'horizontale il sera préférable de disposer d'une circulation forcée par ventilateur(s). Et encore pour des questions de logeabilité dans l'aéronef, on pourra 15 aussi préférer que le meuble 1, présentant une hauteur H suivant laquelle il peut se dresser, sa section précitée soit définie perpendiculairement à ladite hauteur, et ce tant en face intérieure qu'en face extérieure du meuble. Ainsi il sera optimisé tant en encombrement intérieur qu'en 20 logeabilité extérieure. Pour optimiser encore le meuble, notamment en termes de densification possible des appareillages électriques à y loger ou des capacités par exemple à mieux gérer les problèmes de courbure de certains faisceaux de câbles électriques de fort diamètre, il est apparu 25 favorable de proposer que la section précitée soit l'un parmi : - un polygone régulier à angles A tous obtus et à cinq côtés, ou six côtés (comme figure 7, qui est la section droite selon le plan de coupe VII-VII de la figure 2), - un trapèze dont les côtés formant entre eux un angle obtus (comme ceux 30 13a-13b et 13b-13c figure 6 ; angle B égal à l'angle A dans l'exemple) ont une même longueur, 3057435 7 - et une dite forme selon la solution c) ci-avant, alors définie par plusieurs tels trapèzes comme juste ci-dessus. Des sections en pentagone pourront donc être utilisées ; Les faces du meuble 1 seront alors plus larges que pour un prisme hexagonal. 5 En théorie, des sections - symétriques - de polygones à n cotés avec n > 6 pourraient aussi être envisagées. Cependant: - l'augmentation du nombre de faces entraîne la diminution de leur taille, et donc une diminution de la surface disponible par face pour y installer des éléments d'appareillage électrique, 10 - l'augmentation du nombre de faces rapproche de la forme d'un cercle, dont certes l'efficacité du quotient iso-périmétrique est supérieure, mais on perd alors en avantage d'agencement lorsque les éléments contenus doivent être proches les uns des autres, - de plus, la forme se rapprochant d'un cercle devient incompatible avec les 15 faces d'appuis des éléments contenus, et devient moins pratique d'un point de vue fabrication (coût, temps...). Etude faite, il s'est en outre avéré qu'en considérant un meuble 1, notamment prismatique, avec une hauteur (H) transversalement à sa dite section et/ou ses deux bases opposées 5a, 5b, et chaque côté avec une 20 longueur (L) qui s'étend entre deux côtés successifs, un rapport tel que 0.8 REVENDICATIONS1. Meuble (1) électrique d'un aéronef adapté pour recevoir un appareillage électrique, le meuble ayant une section (S) et/ou deux bases opposées (5a,5b) qui est/sont chacune l'un parmi un polygone dont tous les angles (A) sont obtus et à cinq côtés au moins, un trapèze et une forme définie par plusieurs trapèzes disposés bord à bord, deux à deux, le long de deux côtés (9a,9b) respectifs et symétriques deux à deux par rapport à un axe (11) passant par l'un parmi deux côtés de l'un desdits trapèzes formant entre eux un angle droit. 2. Meuble selon la revendication 1, qui présente la forme d'un prisme droit. 3. Meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui présente une hauteur (H) suivant laquelle il peut se dresser et ladite section (S) est définie perpendiculairement à ladite hauteur et tant en face intérieure qu'en face extérieure du meuble. 4. Meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, où certaines des faces du meuble définissent un bâti fixe (15) et d'autres faces du meuble définissent des portes ou capots (17, 19, 21) mobiles par rapport au bâti fixe. 5. Meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une section (S) qui est l'un parmi : - ledit polygone, qui est alors régulier à cinq ou six côtés, - ledit trapèze dont les côtés formant entre eux un angle (B) obtus ont alors une même longueur, - et ladite forme définie par plusieurs tels trapèzes. 6. Meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une hauteur (H) transversalement à sa 30 dite section et/ou ses deux bases opposées, et chaque côté ayant une 3057435 12 longueur (L) qui s'étend entre deux côtés successifs, avec un rapport tel que 0.8 7. Ensemble comprenant : - le meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, et - ledit appareillage électrique (3) qui comprend des câbles électriques (23) cheminant en zone centrale (25) du meuble et certains parmi des coupe-circuits, des contacteurs de ligne, et des barres-bus disposés dans différents compartiments internes du meuble, plus près des parois internes 10 du meuble que lesdits câbles électriques qui cheminent en zone centrale. 8. Ensemble comprenant : - le meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, - et une zone de soute (37) d'un aéronef présentant des compartiments internes (39) délimités à l'arrière par une paroi de la cellule de l'aéronef, et 15 à l'avant par des montants et des poutres horizontales définissant ensemble une structure à claire-voie à travers laquelle peut passer le meuble (1) électrique qui est ainsi logé entre la paroi (41) de la cellule de l'aéronef et la structure (47) à claire-voie. 9. Ensemble comprenant : 20 - le meuble (1) électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dont ladite section est définie par plusieurs dits trapèzes disposés bord à bord, deux à deux, le long de deux côtés respectifs et symétriques deux à deux par rapport à un axe passant par l'un des deux côtés de l'un desdits trapèzes formant entre eux un angle droit, et 25 - une paroi (49) interne plane dressée d'un aéronef contre laquelle est disposée la face extérieure (51) dudit meuble (1) dont ladite section présente le côté de plus grande longueur (L1).