Brevet FR3128204A1 — publié le 20230421

Dispositif de dégivrage d’un profil aérodynamique (100), comportant une surface dite inférieure, une pluralité de cavités unitaires (2a, 2b) délimitées par un treillis de cloisons (3a, 3b) sur ladite surface et une barrière disposée sur le treillis de cloisons, pour lequel ladite surface comporte une première pluralité de trous (5), reliant desdites cavités unitaires à un dispositif de génération de dépression dans lesdites cavités simultanément de sorte à plaquer la barrière sur le treillis de cloisons, et une seconde pluralité de trous (6), reliant desdites cavités unitaires à un dispositif de génération d’une ou plusieurs impulsions de pression dans au moins certaines desdites cavités unitaires sélectionnées, pour lequel la barrière est équipée d’un ou plusieurs réseaux résistifs chauffants (8) se positionnant sous ladite barrière au droit de certaines des cellules (2b, 2c) pour réaliser des zones de dégivrage électrothermique localisées dans ledit dispositif. Figure 3 DISPOSITIF DE DEGIVRAGE COMBINE L’invention relève du domaine des dispositifs de dégivrages pour aéronefs et plus particulièrement des dispositifs de dégivrage d’éléments de voilures ou d’entrées d’air de turbomachines d’aéronefs. Différentes techniques de dégivrage existent pour les éléments de voilure ou les entrées d’air de turbomachines et il existe notamment : - La technologie pneumatique qui utilise un gonflement d’éléments caoutchouc ou élastomère à la surface d’un élément de voilure, pour casser et expulser la glace formée sur cet élément. La hauteur de gonflement traditionnellement rencontrée dans cette technologie est d’environ 6 mm et le temps de gonflage de l’ordre de 5 secondes. Cette technologie est limitée en ce qu’elle dégrade les performances aérodynamiques de l’élément la recevant et en ce qu’elle ne parvient pas toujours à retirer toute la glace de la surface protégée. - L’utilisation d’éléments électriques chauffants. Cette technologie n’a pas de limitation en termes de dégivrage mais consomme beaucoup de puissance électrique surtout sur de grandes surfaces à dégivrer. - L’utilisation de l’air chaud généré par la turbomachine. Cette technique n’a pas de limitation en termes de dégivrage mais n’est pas optimisée thermiquement en rejetant de l’air chaud. De plus, du fait que la température de l’air n’est pas contrôlée, les températures atteintes obligent à utiliser des matériaux très résistants à la chaleur comme le titane pour les surfaces dégivrées et cette technologie ne peut être utilisée sur des matériaux composites qu’elle risque de dégrader. - L’utilisation d’un fluide dégivrant déversé sur les ailes pour empêcher la formation ou retirer de la glace par effet chimique. Cette technologie n’est pas saine pour l’environnement, n’est pas optimale en coût de fonctionnement et en masse embarquée. Par ailleurs, le document WO2015/110974 A1 concerne un dispositif de dégivrage à impulsions de pression comportant une pluralité de cellules unitaires sur une surface d’un aéronef munies chacune d’au moins un premier orifice relié à une conduite de dépression pour distribuer une dépression aux cellules collectivement et d’au moins un second orifice raccordé à une source de pression pour introduire un fluide sous pression dans les cellules prises individuellement, les cellules étant recouvertes d’une feuille de protection semi rigide étanche. Les cellules unitaires sont organisées en lignes et en colonnes et séparées par des cloisons de délimitation formant un treillis autour des cellules. La feuille de protection s’appuie sur les cloisons de délimitation par l’application d’une dépression à l’ensemble des cellules. Pour réaliser une séquence de dégivrage, une impulsion de pression est appliquée à certaines des cellules et propagée en vague sur l’ensemble de la surface du dispositif. Cette technique qui se base sur la propagation rapide d’une déformation localisée de la feuille de protection est efficace pour des surfaces avec un grand rayon de courbure qu’elles soient convexes ou concaves mais ne peut être utilisée sur des surfaces convexes ou concaves pourvues d’un petit rayon de courbure du fait qu’un petit rayon de courbure s’oppose à la déformation de la feuille de protection. Aussi il n’y a pas de technologie totalement satisfaisante pour s’opposer au givrage des surfaces d’éléments de voilure des aéronefs ou d’entrées d’air de turbomachines, ces surfaces ayant de plus des formes avec des courbures variées ou même complexes. Au vu de l’art antérieur la présente divulgation propose d’intégrer un ou plusieurs éléments résistifs chauffant dans un dispositif à impulsion de pression en sorte de réaliser un dispositif de dégivrage hybride combinant une technique à impulsions de pression sous une membrane qui forme une barrière anti-érosion en surface du profil aérodynamique et une technique à éléments chauffants électriques localisés. Le dispositif de dégivrage hybride est ainsi aisé à mettre en place et la combinaison de la technique à impulsions de pression et de la technique à éléments chauffants électriques localisés à des endroits particuliers permet d’accroître l’efficacité du dégivrage par effet de synergie. Plus précisément la présente divulgation propose un dispositif antigivrage ou de dégivrage d’un profil aérodynamique, pouvant être un bord d’attaque d’une aile ou d’un élément de voilure ou pouvant être une lèvre d’entrée d’air de turbomachine, ledit dispositif comportant une première surface dite inférieure, une pluralité de cavités unitaires délimitées par un treillis de cloisons sur ladite première surface et une barrière disposée sur le treillis de cloisons, pour lequel ladite première surface comporte une première pluralité de trous, reliant desdites cavités unitaires à un dispositif de génération de dépression dans lesdites cavités simultanément de sorte à plaquer la barrière sur le treillis de cloisons, et une seconde pluralité de trous, reliant desdites cavités unitaires à un dispositif de génération d’une ou plusieurs impulsions de pression dans au moins certaines desdites cavités unitaires sélectionnées, pour lequel la barrière est équipée d’un ou plusieurs réseaux résistif chauffants se positionnant sous ladite barrière au droit de certaines des cellules pour réaliser des zones de dégivrage électrothermique localisées dans ledit dispositif. L’intégration du ou des réseaux résistifs chauffants sous la barrière permet d’optimiser l’intégration du dispositif sur un aéronef et d’optimiser le dégivrage du profil aérodynamique. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants correspondent à des modes de réalisation pouvant être mises en œuvre indépendamment les uns des autres ou en combinaison les uns avec les autres: Selon un premier mode de réalisation, le ou lesdits réseaux résistifs chauffants peuvent être constitués de circuits souples pourvus de pistes conductrices formant des méandres sur lesdits circuits souples. Les réseaux résistifs chauffants peuvent comporter des liaisons électriques d’alimentation, traversant certaines des cellules ou longeant des bordures du dispositif et reliant lesdits réseaux à un générateur électrique. Selon deuxième mode de réalisation, le ou les réseaux résistifs chauffants peuvent être constitués par des pistes conductrices directement formées en méandres sur une partie de la barrière qui constitue alors le substrat d’un circuit imprimé souple comportant lesdits réseaux. La barrière peut comporter des pistes d’alimentation du ou des les réseaux résistifs chauffants de liaison à un générateur électrique. Le ou les réseaux résistifs chauffants peuvent recouvrir des cellules disposées dans des zones de plus petit rayon de courbure dudit profil. Le ou les réseaux résistifs chauffants peuvent en particulier être situés au niveau des cellules qui recouvrent un bord d’attaque d’un profil aérodynamique réalisant lesdites zones de plus petit rayon de courbure, le dispositif à cellules dépourvues de réseaux résistifs chauffant s’étendant au-delà dudit bord d’attaque de part et d’autre dudit bord d’attaque dans des zones de plus grand rayon de courbure. La présente divulgation concerne en outre un procédé de dégivrage d’une surface d’un profil aérodynamique d’un aéronef comportant un dispositif de dégivrage tel que décrit précédemment, pour lequel on active le dispositif de génération de dépression puis on démarre une séquence de dégivrage par l’alimentation électrique du ou des réseaux résistifs chauffants en sorte de dégivrer la ou les zones équipées desdits réseaux constituant ainsi des zones de d’amorce de rupture de la glace déposée sur ladite surface puis on provoque des impulsions de pression au niveau des zones de ladite surface dépourvues de réseaux résistifs chauffants pour décoller la glace accumulée sur ledit profil. Le dispositif comportant un réseau résistif chauffant disposé au niveau d’un bord d’attaque dudit profil aérodynamique et une surface pourvue de cellules dépourvues de réseau résistif chauffant en continuité dudit bord d’attaque, le procédé peut être tel que la puissance de chauffage dudit réseau est adaptée en fonction de la vitesse de l’aéronef et de la température extérieure à créer des gouttelette givrant sur la surface comportant lesdites cellules, lesdites gouttelettes givrées étant expulsées de la surface comportant lesdites cellules par le dispositif à impulsions de pression. Le procédé peut être tel que le dispositif à impulsions de pression génère des impulsions de pression en vagues partant des cellules contiguës au réseau résistif chauffant et s’étendant aux cellules s’éloignant desdits réseaux résistifs chauffants. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non limitatifs, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : montre une vue schématique de cellules en vue de côté coupe et de dispositifs de génération de pression et de dépression; montre en perspective de face d’une section d’un premier exemple de profil aérodynamique muni d’un second exemple du dispositif de la présente divulgation; montre en perspective de côté d’une section d’un exemple de profil aérodynamique muni d’un second exemple du dispositif de la présente divulgation; montre un détail d’une cellule de la présente divulgation. Dispositif de dégivrage d’un profil aérodynamique (100), comportant une surface (1) dite inférieure, une pluralité de cavités unitaires (2, 2a, 2b) délimitées par un treillis de cloisons (3) sur ladite surface et une barrière (4) disposée sur le treillis de cloisons, pour lequel ladite surface comporte une première pluralité de trous (5), reliant desdites cavités unitaires à un dispositif (51, 52, 53) de génération de dépression dans lesdites cavités simultanément de sorte à plaquer la barrière sur le treillis de cloisons, et une seconde pluralité de trous (6), reliant desdites cavités unitaires à un dispositif de génération (61, 62, 63, 64) d’une ou plusieurs impulsions de pression dans au moins certaines desdites cavités unitaires sélectionnées, caractérisé en ce que la barrière (4) est équipée d’un ou plusieurs réseaux résistifs chauffants (7, 8) se positionnant sous ladite barrière au droit de certaines des cellules (2b, 2c) pour réaliser des zones de dégivrage électrothermique localisées dans ledit dispositif. Dispositif de dégivrage selon la revendication 1, pour lequel le ou lesdits réseaux résistifs chauffants sont constitués de circuits souples (7) pourvus de pistes conductrices formant des méandres (10) sur lesdits circuits souples. Dispositif de dégivrage selon la revendication 2, pour lequel les réseaux résistifs chauffants comportent des liaisons électriques (9) d’alimentation, traversant certaines des cellules ou longeant des bordures du dispositif et reliant lesdits réseaux à un générateur électrique (20). Dispositif de dégivrage selon la revendication 1, pour lequel le ou les réseaux résistifs chauffants sont constitués par des pistes conductrices (8) directement formées en méandres (10) sur une partie de la barrière (4) qui constitue alors le substrat d’un circuit imprimé souple comportant lesdits réseaux. Dispositif de dégivrage selon la revendication 4, pour lequel la barrière comporte des pistes d’alimentation (9) du ou des les réseaux résistifs chauffants de liaison à un générateur électrique (20). Dispositif de dégivrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le ou les réseaux résistifs chauffants (7, 8) recouvrent des cellules (2b) disposées dans des zones de plus petit rayon de courbure dudit profil. Dispositif de dégivrage selon la revendication 6, pour lequel le ou les réseaux résistifs chauffants sont situés au niveau des cellules en regard d’ un bord d’attaque d’un profil aérodynamique réalisant lesdites zones de plus petit rayon de courbure, le dispositif à cellules (2a) étant dépourvu de réseau résistif chauffant s’étendant au-delà dudit bord d’attaque de part et d’autre dudit bord d’attaque dans des zones de plus grand rayon de courbure. Procédé de dégivrage d’une surface d’un profil aérodynamique d’un aéronef comportant un dispositif de dégivrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel on active le dispositif de génération de dépression (51, 52, 53) puis on démarre une séquence de dégivrage par l’alimentation électrique du ou des réseaux résistifs chauffants (7, 8) en sorte de dégivrer la ou les zones équipées desdits réseaux constituant ainsi des zones de d’amorce de rupture de la glace déposée sur ladite surface puis on provoque des impulsions de pression au niveau des zones de ladite surface dépourvues de réseaux résistifs chauffants pour décoller la glace accumulée sur ledit profil. Procédé selon la revendication 8, pour lequel le dispositif comportant un réseau résistif chauffant (7, 8) disposé au niveau d’un bord d’attaque dudit profil aérodynamique et une surface pourvue de cellules (2a) dépourvues de réseau résistif chauffant en continuité dudit bord d’attaque, la puissance de chauffage dudit réseau est adaptée en fonction de la vitesse de l’aéronef et de la température extérieure à créer des gouttelette givrant sur la surface comportant lesdites cellules, lesdites gouttelettes givrées étant expulsées de la surface comportant lesdites cellules par le dispositif à impulsions de pression. Procédé de dégivrage d’une surface d’un profil aérodynamique d’un aéronef selon la revendication 8 ou 9, pour lequel le dispositif à impulsions de pression (61, 62) génère des impulsions de pression en vagues partant des cellules contiguës au réseau résistif chauffant et s’étendant aux cellules s’éloignant desdits réseaux résistifs chauffants.