Brevet FR3083616A1 — publié le 20200110

Description Titre de l'invention : Structure d'aéronef comprenant un capteur avec un système de jonction amélioré et aéronef comprenant ladite structure [0001] La présente demande se rapporte à une structure d'aéronef comprenant un capteur avec un système de jonction amélioré ainsi qu'à un aéronef comprenant ladite structure. [0002] Selon un mode de réalisation visible sur les figures 1 et 2, un capteur 10 s comprend une bobine 12 noyée dans une matrice rigide 14 ainsi que deux câbles 16.1, 16.2 reliés à la bobine 12 et sortant de la matrice rigide 14. Le capteur 10 est fixé sur une structure 18 d'un aéronef par un liant 20 intercalé entre une face F14 de la matrice rigide 14 et une surface F18 de la structure 18. Selon une configuration, les câbles 16.1, 16.2 peuvent être reliés à la structure 18 en sortie 10 de la matrice rigide 14. [0003] En fonctionnement, la structure 18 se déforme en raison de contraintes extérieures (température, vibration, humidité, chargement mécanique, radiation, ...). Ces déformations peuvent être relativement importantes et atteindre des valeurs de l'ordre de 5 mm par mètre. 15 [0004] La structure 18 et la matrice rigide 14 n'étant pas réalisées dans le même matériau, elles ont des comportements différents, en réponse aux contraintes extérieures, susceptibles d'engendrer des risques de dysfonctionnements du capteur 10, en raison par exemple d'une rupture au niveau du liant 20, de la matrice rigide 14 et/ou de la connexion des câbles 16.1, 16.2. 20 [0005] La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur. [0006] A cet effet, l'invention a pour objet une structure d'aéronef présentant une surface sur laquelle est fixé un capteur comprenant au moins un transducteur, configuré pour convertir une caractéristique physique en au moins un signal, et 25 au moins un élément conducteur configuré pour véhiculer ledit signal, ledit capteur étant relié à la structure par un système de jonction. 2 [0007] Selon l'invention, le système de jonction comprend au moins une enceinte dans laquelle est positionné ledit au moins un transducteur, au moins un passage configuré pour permettre à au moins un élément conducteur de traverser l'enceinte, au moins une liaison souple reliant chaque transducteur présent dans l'enceinte à ladite enceinte et au moins un liant assurant une jonction entre l'enceinte et la structure, le système de jonction étant configuré pour ne pas perturber un fonctionnement du transducteur. [0008] Le fait de placer le ou les transducteur(s) dans une enceinte et de le ou les relier à ladite enceinte par au moins une liaison souple empêche la propagation des déformations de la structure en direction du ou des transducteur(s) ce qui limite les risques de dysfonctionnement du capteur. [0009] Selon une autre caractéristique, l'enceinte comprend une cage ajourée qui présente une surface extérieure et le liant qui recouvre la surface extérieure de la cage ajourée. [0010] Selon une configuration, la cage ajourée est une cage en treillis souple qui présente des mailles avec des dimensions limitant la pénétration du liant dans la cage en treillis. [0011] Selon un premier mode de réalisation, la liaison souple comprend, pour chaque transducteur, au moins un fil reliant le transducteur à l'enceinte, configuré pour le maintenir selon une position donnée et limiter la propagation des déformations de l'enceinte vers le transducteur. [0012] Selon un deuxième mode de réalisation, la liaison souple est un matériau de remplissage comblant l'intérieur de l'enceinte de manière à noyer chaque transducteur, ledit matériau de remplissage étant en matériau limitant la propagation des déformations de l'enceinte vers le ou les transducteur(s). [0013] Selon une autre caractéristique, chaque passage est configuré pour limiter l'adhérence entre l'enceinte et chaque élément conducteur qui la traverse. [0014] Selon une configuration, chaque passage comprend un fourreau présentant une première extrémité, qui débouche à l'intérieur de l'enceinte, et une deuxième extrémité, qui débouche à l'extérieur de l'enceinte, ledit fourreau étant configuré pour loger au moins un élément conducteur et lui permettre de coulisser par rapport à l'enceinte. 3 [0015] Selon une autre caractéristique, chaque élément conducteur présente une sur-longueur à l'intérieur de l'enceinte. [0016] Selon un mode de réalisation, le liant est un mastic à polymérisation rapide. [0017] L'invention a également pour objet un aéronef comprenant une structure s selon l'une des caractéristiques précédentes. [0018] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l'invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un capteur fixé sur une structure qui io illustre un mode de réalisation de l'art antérieur, - la figure 2 est une coupe du capteur et de la structure visibles sur la figure 1, - la figure 3 est une coupe d'un capteur fixé sur une structure qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective d'une cage en treillis du capteur visible 15 sur la figure 3, - la figure 5 est une vue en perspective (avec un arrachement partiel du liant) d'un capteur fixé sur une structure qui illustre un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 6 est une coupe d'un capteur fixé sur une structure qui illustre un 20 deuxième mode de réalisation de l'invention. [0019] Sur les figures 3, 5 et 6, on a représenté un capteur 30 rapporté sur une surface F d'une structure 32 d'un aéronef. [0020] Selon un mode de réalisation, le capteur 30 comprend au moins une bobine 34 et deux câbles électriques 36.1, 36.2, sortant du capteur 30, configurés pour 25 acheminer un signal électrique entre la bobine 34 et un dispositif d'analyse du signal (non représenté). Selon une configuration visible sur la figure 6, le capteur 30 comprend une unique bobine 34 qui présente deux extrémités reliées aux câbles électriques 36.1, 36.2. Selon d'autres configurations visibles sur les figures 3 et 5, le capteur 30 comprend plusieurs bobines 34, 34', 34", chacune 4 d'elles présentant deux extrémités reliées à un couple de câbles électriques 36.1, 36.2. [0021] Quel que soit le mode de réalisation, le capteur 30 comprend au moins un transducteur 38, comme par exemple au moins une bobine 34, configuré pour s convertir une caractéristique physique en au moins un signal, et au moins un élément conducteur 40, comme par exemple un câble électrique 36.1, 36.2, configuré pour véhiculer à l'extérieur du capteur 30 ledit signal. Cet élément conducteur 40 peut également être utilisé pour alimenter le ou les transducteur(s) 38 en énergie électrique. 10 [0022] Le capteur 30 est relié à la structure 32 par un système de jonction 41 qui comprend au moins une enceinte 42 dans laquelle est positionné au moins un transducteur 38, au moins un passage 44 configuré pour permettre à au moins un élément conducteur 40 de traverser l'enceinte 42, au moins une liaison souple 46 reliant chaque transducteur 38 présent dans l'enceinte 42 à ladite enceinte 42 15 et au moins un liant 48 assurant la jonction entre l'enceinte 42 et la structure 32. Le liant 48 est configuré pour occuper un état pâteux afin de permettre son application et un état solide après durcissement. Le système de jonction est configuré pour ne pas perturber le fonctionnement du ou des transducteur(s) 38. A titre d'exemple, chaque enceinte 42, chaque passage 44, chaque liaison 20 souple 46 et chaque liant 48 sont réalisés en un matériau non conducteur électrique lorsque le transducteur 38 se présente sous la forme d'une bobine 34. [0023] L'enceinte 42 est un élément creux [0024] Selon une première configuration, l'enceinte 42 est un élément disjoint du liant 48 et assure l'intégrité physique du capteur 30. A titre d'exemple, l'enceinte 25 42 peut se présenter sous la forme d'une cage en treillis. [0025] Selon une autre configuration visible sur les figures 3 à 6, l'enceinte 42 comprend une cage 50 ajourée qui présente une surface extérieure et le liant 48 qui recouvre la surface extérieure de la cage 50 ajourée. Selon cette configuration, le liant 48 assure les fonctions d'étanchéité et d'intégrité physique 30 du capteur 30, la cage 50 ajourée permettant de former une cavité à l'intérieur du liant 48. 5 [0026] Selon un mode de réalisation visible sur la figure 4, la cage 50 ajourée est une cage en treillis, visible sur la figure 4, qui présente des mailles dont les dimensions limitent la pénétration du liant 48 dans la cage en treillis. Cette dernière est réalisée à partir de fil non conducteur électrique. Cette cage en 5 treillis est souple pour lui permettre de s'adapter à la surface F de la structure 32 qui peut ne pas être plane. Sur l'exemple visible sur la figure 4, la cage 50 ajourée a une forme approximativement parallélépipédique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette géométrie. [0027] Selon un mode de réalisation, le liant 48 est un mastic à polymérisation rapide, de type PR, utilisé dans l'industrie aéronautique. Il est configuré pour assurer la liaison entre l'enceinte 42 et la structure 32. [0028] Lorsque l'enceinte 42 se présente sous la forme d'une cage 50 ajourée, le liant 48 peut être intercalé seulement entre la cage 50 ajourée et la structure 32. Dans ce cas, la cage 50 ajourée assure l'intégrité physique du capteur et le liant 15 48 la fonction de liaison entre le capteur 30 et la structure 32. Cet agencement peut convenir pour des capteurs n'ayant pas besoin d'être étanches. En variante, le liant 48 peut totalement recouvrir la cage 50 ajourée. Dans ce cas, le liant 48 assure les fonctions de liaison et d'étanchéité. [0029] La liaison souple 46 est configurée pour maintenir chaque transducteur 38 20 dans l'enceinte 42 selon une position donnée, tout en limitant la propagation des déformations de l'enceinte 42 vers le ou les transducteur(s) 38. [0030] Selon un premier mode de réalisation illustré par la figure 3, pour chaque transducteur 38, la liaison souple 46 comprend au moins un fil 52 reliant le transducteur 38 à l'enceinte 42, notamment à la cage 50 ajourée. Dans le cas 25 d'une bobine 34, 34' positionnée dans une cage 50 ajourée parallélépipédique, la liaison souple 46 comprend, pour chaque bobine 34, 34', un premier fil 52 reliant une première extrémité de la bobine 34, 34' à une première face de la cage 50 ajourée et un deuxième fil 52' reliant une deuxième extrémité de la bobine 34, 34' à une deuxième face de la cage 50 ajourée, opposée à la première face. 30 [0031] Selon un deuxième mode de réalisation illustré par la figure 6, la liaison souple 46 est un matériau de remplissage 54 comblant l'intérieur de l'enceinte 42 de manière à noyer chaque transducteur 38. Ce matériau de remplissage 54 est 6 en matériau limitant la propagation des déformations entre l'enceinte 42 et le ou les transducteur(s) 38. A titre d'exemple, le matériau de remplissage 54 est une résine époxy souple, une mousse de polyuréthane, du caoutchouc, .... Le fait de prévoir une enceinte 42 et un matériau de remplissage 54 permet de dissocier 5 les fonctions, l'enceinte 42 étant réalisée en un matériau adapté pour assurer l'intégrité physique du ou des transducteur(s) 38, le matériau de remplissage 54 étant adapté pour limiter la propagation des déformations entre l'enceinte 42 et le ou les transducteur(s) 38. [0032] Chaque passage 44 est configuré pour limiter l'adhérence entre l'enceinte 42 10 et chaque élément conducteur 40 qui la traverse. Cette configuration permet de limiter les risques d'endommagement de chaque élément conducteur 40 ou de sa liaison avec le transducteur 38. [0033] Selon un mode réalisation, chaque passage 44 comprend un fourreau 56 présentant une première extrémité 56.1, qui débouche à l'intérieur de l'enceinte 15 42, et une deuxième extrémité 56.2, qui débouche à l'extérieur de l'enceinte 42, et qui est configuré pour loger au moins un élément conducteur 40 et lui permettre de coulisser par rapport à l'enceinte 42, de l'intérieur vers l'extérieur ou de l'extérieur vers l'intérieur. [0034] Selon une configuration, le capteur 30 comprend autant de fourreaux 56 que 20 d'éléments conducteurs 40 traversant l'enceinte 42. En variante, un fourreau 56 peut contenir plusieurs éléments conducteurs 40. Dans le cas d'une enceinte 42 sous la forme d'une cage 50 ajourée, chaque fourreau 56 est solidarisé à la cage 50 ajourée. [0035] De façon particulière, chaque fourreau 56 est rempli d'un matériau de 25 remplissage souple permettant d'assurer l'étanchéité de l'enceinte 42. Ce matériau de remplissage souple peut être similaire ou non similaire au matériau de remplissage 54. A titre d'exemple, ce matériau de remplissage souple est une résine époxy souple, une mousse de polyuréthane, du caoutchouc, etc. [0036] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation pour le ou 30 les passage(s) 44. Ainsi, chaque élément conducteur 40 pourrait être enduit d'un revêtement antiadhérent avec le liant 48 permettant à chaque élément conducteur 40 de coulisser par rapport au liant 48. 7 [0037] Selon un agencement, chaque élément conducteur 40 présente une sur-longueur à l'intérieur de l'enceinte 42. Cet agencement permet de limiter les risques d'endommagement de chaque élément conducteur 40 ou de sa liaison avec le transducteur 38. s [0038] Selon un mode opératoire, le (ou les) transducteur(s) 38 est (ou sont) positionné(s) dans une cage en treillis souple. Chaque transducteur 38 est relié à la cage en treillis souple par une liaison souple 46 afin de le maintenir selon une position donnée dans ladite cage en treillis souple. Chaque élément conducteur 40 est inséré dans un fourreau 56 relié à la cage en treillis souple. Cette 10 opération d'assemblage peut être réalisée sur un premier site. Ainsi, chaque capteur 30 comprend le ou les transducteur(s) 38, le ou les élément(s) conducteur(s) 40, la cage en treillis souple, la ou les liaison(s) souple(s) 46 et le ou les fourreau(x) 56. [0039] Lorsque le capteur 30 est apposé sur la structure 32, la cage en treillis souple 15 est apposée contre la surface F de la structure 32 de manière à la conformer en fonction de la géométrie de la surface F. En suivant, le liant 48 est déposé sur la surface F de la structure 32 puis la cage en treillis souple est placée sur le liant 48. Enfin, la cage en treillis souple est recouverte par le liant 48. Après durcissement du liant 48, le capteur 30 est relié à la structure 32. 20 [0040] Le fait de placer le ou les transducteur(s) dans une enceinte 42 et de le ou les relier à ladite enceinte 42 par au moins une liaison souple 46 empêche la propagation des déformations de la structure 32 en direction du ou des transducteur(s) 38, ce qui limite les risques de dysfonctionnement du capteur. [0041] Le fait de prévoir une cage 50 ajourée recouverte du liant 48 permet de 25 former une enceinte étanche simple, le liant 48 assurant la fonction de liaison entre l'enceinte 42 et la structure 32 ainsi que la fonction d'étanchéité de l'enceinte 42, ce qui limite également les risques de dysfonctionnement du capteur 30. [0042] Le fait de prévoir une cage 50 ajourée sous la forme d'une cage en treillis 30 souple permet, lors de la mise en place du capteur 30, de le conformer en fonction de la géométrie de la surface F de la structure. 8