Brevet FR3054524A1 — publié le 20180202

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. 3054524 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 d'obstacles qui s'étendent en saillie d'une face de l'écran thermique tournée vers les disques de 10 frein. Quand la roue tourne, les obstacles provoquent et entretiennent un brassage de l'air entourant les disques, améliorant le refroidissement de ceux-ci. Quand la roue ne tourne pas, les obstacles, à la manière des ailettes 15 d'un radiateur, augmentent la surface d'échange de chaleur par conduction et contribuent dont à refroidir les disques. De plus, une orientation adaptée des obstacles permet de générer un mouvement convectif axial chassant l'air vers l'extérieur de la roue, contribuant à 20 évacuer une partie de la chaleur vers l'extérieur. Enfin, la radiation émise par les disques peut être partiellement déviée par les obstacles dans une direction axiale, contribuant à évacuer une partie de la chaleur vers l'extérieur. 25 La présence des obstacles sur l'écran thermique permet de gagner quelques pourcents sur le temps de refroidissement des disques, augmentant ainsi la disponibilité de l'aéronef. Par obstacles, on entend des formes répétées 30 intentionnellement créées sur la surface de l'écran thermique pour favoriser le refroidissement du frein. On ne vise bien sûr pas des accidents de forme tels que la marche d'un bord d'un pétale de l'écran thermique devant chevaucher le bord d'un pétale adjacent. 35 3054524 3 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes de réalisation non 5 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 écran thermique ; 10 - Les figures 2A à 2D sont des vues en perspective de pétales d'écrans thermiques munis d'obstacles selon divers modes de mise en oeuvre de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'invention s'applique à 15 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 d'un atterrisseur d'aéronef, autour d'un axe de rotation 20 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 demi-roue la, et des disques stators 5b qui sont enfilés 25 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 de la roue 1 et les disques 5a,5b pour protéger la roue 30 des radiations des disques chauds. Tout ceci est bien connu et n'est rappelé que pour situer l'invention. Selon l'invention, on équipe l'écran thermique 10 3054524 4 d'obstacles s'étendant en saillie d'une face de l'écran thermique tournée vers les disques. Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 2A, l'écran thermique 10 5 est équipé d'obstacles en forme de profils aérodynamiques 11 orientés de façon à créer un mouvement axial de l'air entourant les disques de freins (la direction axiale étant celle parallèle à l'axe de rotation de la roue) quand la roue tourne en provoquant un brassage de l'air 10 (convection forcée). Ici les profils aérodynamiques sont obtenus par emboutissage de la tôle interne de l'écran thermique selon une forme de profil cambré avec un bord d'attaque arrondi et un bord de fuite mince, disposé avec un angle d'incidence par rapport à une direction radiale. 15 Cependant, tout autre profil aérodynamique peut convenir, comme une simple portion de clinquant disposé avec un angle d'incidence par rapport à une direction radiale. Les profils aérodynamiques 11 sont de préférence agencés par rangées de plusieurs obstacles parallèles, 20 chaque rangée s'étendant axialement. D'une rangée à l'autre, les profils aérodynamiques 11 peuvent être axialement décalés pour favoriser encore plus le brassage de l'air. Ils sont orientés de sorte à induire une composante axiale du flux convectif forcé. L'espace entre 25 deux rangées d'obstacles constitue quant à lui un couloir axial de convection naturelle quand la roue ne tourne pas. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 2B, l'écran thermique 10 30 est équipé d'obstacles en forme d'écopes 12 parallèles obtenues par emboutissage de la tôle interne de chaque 3054524 5 pétale. Ici, les ouvertures des écopes 12 sont orientées axialement de sorte à provoquer un brassage de l'air entourant les disques quand la roue tourne, et guider l'air axialement alors que la roue ne tourne pas. 5 On remarquera que les écopes 12 s'étendent symétriquement de part et d'autre d'un plan de symétrie du pétale passant par l'axe de rotation de la roue, de sorte que ces pétales peuvent être montées indifféremment sur des roues montées à droite ou à gauche sur 10 l'atterrisseur. Selon un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 2C, l'écran thermique 10 est équipé d'obstacles en forme de baguettes 13 parallèles rapportées ici par collage sur la tôle interne 15 de chaque pétale. De la même façon, les baguettes 13 sont orientées axialement de sorte à provoquer un brassage de l'air entourant les disques quand la roue tourne, et guider l'air axialement alors que la roue ne tourne pas. 20 On remarquera que les baguettes 13 s'étendent symétriquement de part et d'autre d'un plan de symétrie du pétale passant par l'axe de rotation de la roue, de sorte que ces pétales peuvent être montées indifféremment sur des roues montées à droite ou à gauche sur 25 l'atterrisseur Selon un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 2D, l'écran thermique 10 est équipé d'obstacles en forme de baguettes 14 parallèles rapportées ici par collage sur la tôle interne 30 de chaque pétale, mais présentant ici un petit angle ct par rapport à la direction axiale ce qui permet 3054524 6 d'accentuer le flux convectif axial. Dans tous les modes de mise en oeuvre, outre leur effet sur les convections naturelle et forcée, les obstacles contribuent par leur simple présence 5 augmenter la surface de conduction de l'écran thermique, de sorte que celui-ci absorbe plus de chaleur et contribue à refroidir plus vite les disques. En outre, les obstacles dévient une partie des radiations des disques dans une direction axiale, dirigeant ainsi une 10 partie du flux radiatif vers l'extérieur. 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. En particulier, l'invention s'applique aussi bien aux écrans 15 thermiques monotôles ou multitôles. En outre, les obstacles peuvent être obtenus par tout moyen connu, comme par exemple par emboutissage, soudage, pliage, usinage, découpe, collage ..., du moment qu'ils s'étendent en saillie de la face de l'écran thermique tournée vers 20 les disques. 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 disques du frein et montée pour tourner sur un atterrisseur d'aéronef selon un axe de rotation, le procédé comportant la réalisation sur l'écran thermique d'obstacles (11 ;12 ;13 ;14) qui s'étendent en saillie d'une face de l'écran thermique tournée vers les disques de frein. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les obstacles sont des profils aérodynamiques (11)- installés selon des rangées qui s'étendent axialement. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les profils aérodynamiques présentent une incidence par rapport 15 à une direction radiale. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les obstacles sont des écopes (12) parallèles ayant des ouvertures s'étendant axialement. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les 20 obstacles sont des baguettes parallèles (13) qui s'étendent axialement. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les obstacles sont des baguettes parallèles (14) qui s'étendent avec un angle (a) par rapport à une direction axiale. 25 7. Ecran thermique comportant des obstacles pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Ecran thermique comprenant au moins un pétale comportant des obstacles pour la mise en oeuvre du procédé 30 selon l'une des revendications 1 à 6.