EP1569303A1 - Dispositif de retour d'alimentation électrique pour équipements avioniques - Google Patents

Dispositif de retour d'alimentation électrique pour équipements avioniques Download PDF

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EP1569303A1
EP1569303A1 EP05101160A EP05101160A EP1569303A1 EP 1569303 A1 EP1569303 A1 EP 1569303A1 EP 05101160 A EP05101160 A EP 05101160A EP 05101160 A EP05101160 A EP 05101160A EP 1569303 A1 EP1569303 A1 EP 1569303A1
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conductive
supply return
return device
aircraft
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Hicham Berrada
François Montegut
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Airbus Operations SAS
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Airbus Operations SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • the present invention relates to the return of power supply avionics equipment on aircraft such as aircraft and in particular positioned on composite structures that conduct electricity.
  • the power supply of avionics equipment is traditionally done by a current supply cable at a non-zero electrical potential and by a back of the current by the structure of the device, via a metallic fixation to which is secured the equipment, the zero potential or mass of the device.
  • the materials although conductive, no longer exhibit the qualities of conductivity required to guarantee a sufficient current return and on the contrary can have sufficient resistivity to cause a significant voltage drop on the course of the current, a heating of the structure even a danger fire.
  • a complementary problem is that if one chooses to make a return of cable current, the cable should be dimensioned according to the distance to browse and number of connected equipment if the return cable is common to multiple equipment, to provide multiple cables if a separate return is provided which complicates the design of electrical systems, increases the weight and overall cost and may be detrimental to the reliability of the system by the complication of the electricity network.
  • the present invention aims to overcome this degradation of the conductivity of the conductive composite structure while retaining a current return circuit simple and reliable and offers for this purpose a power return device electrical system for avionics embedded devices arranged on a structure conductive composite of an aircraft, this device comprising at least one bar conductive metal bonded to the conductive composite structure through insulating fastening means, the metal bar comprising on the one hand at least an electrical connection member for at least one of said devices on the other hand an electrical connection element to a structure primary electric motor of said aircraft.
  • the conductive metal bar thus constitutes a conductive element structural primary.
  • the electrical connection member can be constituted a connection board for a current feedback connection from least an embedded device.
  • connection plate may comprise at least one base of receiving a connection terminal of said connection.
  • the device comprises a plurality of organs of connection spaced from place to place longitudinally on the metal bar conductor so as to connect several remote embedded devices.
  • said electrical connection element is a fixing element of the metal bar on said primary electrical structure.
  • This fastening element may especially consist of at least one screw made of material that is highly conductive to electricity.
  • the means of Insulating fasteners include screws fixed in the composite structure conductive through insulating sleeves.
  • the conductive metal bar can be part of an electrical network reported running along at least one wall an internal space of the aircraft.
  • a insulating support can be arranged between the conductive metal bar and the conductive composite structure.
  • the power supply return device according to the invention is schematized in figure 1.
  • This device applies to avionics avionics devices 1a, 1b disposed on a conductive composite structure 2 of a part of an aircraft such as a box or a tank.
  • the conductive composite structures employed contain frequently carbon particles or are made of laminated material comprising aluminum foils.
  • the invention solves the problem of the risks caused by this lack of conductivity of the structure including creating an electrical return device isolated current of this structure.
  • the device comprises at least one conductive metal bar 3. bar, secured to the conductive composite structure through means of insulating fixing 4, will convey the return current of equipment 1a, 1b to a metal structure 7 adapted to the passage of strong currents and constituting a mass or reference zero electric potential, such metal structure being called primary electrical structure of the aircraft.
  • the bar 3 is connected to this primary electrical structure 7 by a electrical connection element 6 which according to the example shown is also a fastening element 16, 16a, 16b of the metal bar 3 on the electrical structure primary 7, for example a screw of highly electrically conductive material.
  • the bar 3 is then positioned on an insulating support 12 and secured to the conductive composite structure 2 by insulating fixing means constituted according to the example shown in FIG. 2 by screws 10 fixed in the conductive composite structure through insulating sleeves 11 or by any type of fastening (insulating members such as fastening clips, for example).
  • the bar can be straight or have a curved or sinuous profile for approaching the on-board devices 1a, 1b to which it must be connected.
  • the bar has at least one electrical connection member 5a, 5b for at least an onboard device 1a, 1b.
  • a connecting member 9 consisting of a connection plate for a current return connection 8a, 8b by on-board device can be provided.
  • connection plate according to the example comprises a base 9 of receiving a lug 13 connecting the connection 8a, 8b of the embedded devices.
  • the bar can, depending on its length and the number of equipment embedded to be connected, have a plurality of connecting members 5a, 5b spaced from place to place longitudinally on the bar conductive metal 3 so as to connect several embedded devices 1a, 1 b distant.
  • the invention also makes it possible to produce an electrical return network of reported current running along at least one wall of an internal space of the aircraft, several conductive metal bars 3 belonging to the network reported electric.
  • the device according to the invention can for example be made from bars of predetermined size and having breakable sections for obtain bars of suitable length according to the distance of equipment to the primary electrical structures of the aircraft.
  • the constituted network can for example go around an internal space of a housing such as an aircraft tank or a box consisting of panels 2 in conductive composite material while remaining electrically isolated from the panels constituting this internal space by means of the insulating fixing means 4 and the insulating support 12 disposed between the bars 3 of the network and the panels.
  • the device according to the invention thus makes it easy to carry out a primary electrical sub structure reported in the caissons of an aircraft.

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  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de retour d'alimentation électrique pour dispositifs embarqués avioniques (1a, 1b) disposés sur une structure composite conductrice (2) d'un aéronef, comportant au moins une barre métallique conductrice (3) solidarisée à la structure composite conductrice au travers de moyens de fixation isolants (4), la barre (3) comportant d'une part au moins un organe de raccordement électrique (5a, 5b) pour au moins un desdits dispositifs embarqués (1a, 1b) et, d'autre part, un élément de raccordement électrique (6) à une structure électrique primaire (7) dudit aéronef. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne le retour d'alimentation électrique d'équipements avioniques embarqués sur des appareils tels que des aéronefs et notamment positionnés sur des structures composites conductrices de l'électricité.
L'alimentation électrique d'équipement avioniques se fait traditionnellement par un câble d'amenée de courant à un potentiel électrique non nul et par un retour du courant par la structure de l'appareil, via une fixation métallisée à laquelle est solidarisé l'équipement, au potentiel nul ou masse de l'appareil.
Le recours aux structures en matériaux composites conducteurs est de plus en plus important dans les aéronefs, de telles structures venant en remplacement de structures métalliques.
Dans le cas de structures conductrices composites par exemples structures comportant du carbone et/ ou structures de type feuilleté aluminium/composite, les matériaux, bien que conducteurs, ne présentent plus les qualités de conductivité requises pour garantir un retour de courant suffisant et au contraire peuvent présenter une résistivité suffisante pour causer une chute de tension conséquente sur le parcours du courant, un échauffement de la structure voire un danger d'incendie.
Ces structures ne constituant plus des structures électriques primaires ne doivent pas être utilisées pour les retours de courant, le retour de courant devant être isolé de la structure composite conductrice.
Un problème complémentaire est que si l'on choisit de réaliser un retour de courant par câble, il y a lieu de dimensionner le câble en fonction de la distance à parcourir et du nombre d'équipement raccordés si le câble de retour est commun à plusieurs équipements, de prévoir plusieurs câbles si un retour séparé est prévu ce qui complique la conception des systèmes électriques, accroít le poids et le coût de l'ensemble et peut être préjudiciable à la fiabilité du système par la complication du réseau électrique.
La présente invention vise à pallier à cette dégradation de conductivité de la structure composite conductrice tout en conservant un circuit de retour de courant simple et fiable et propose pour ce faire un dispositif de retour d'alimentation électrique pour dispositifs embarqués avioniques disposés sur une structure composite conductrice d'un aéronef, ce dispositif comportant au moins une barre métallique conductrice solidarisée à la structure composite conductrice au travers de moyens de fixation isolants, la barre métallique comportant d'une part au moins un organe de raccordement électrique pour au moins un desdits dispositifs embarqués et d'autre part un élément de raccordement électrique à une structure électrique primaire dudit aéronef.
La barre métallique conductrice constitue ainsi un élément conducteur primaire structurel.
Selon l'invention, l'organe de raccordement électrique peut être constitué d'une platine de raccordement pour une connexion de retour de courant d'au moins un dispositif embarqué.
La platine de raccordement peut comporter au moins une embase de réception d'une cosse de raccordement de ladite connexion.
Avantageusement, le dispositif comporte une pluralité d'organes de raccordement espacés de place en place longitudinalement sur la barre métallique conductrice en sorte de raccorder plusieurs dispositifs embarqués distants.
Plus particulièrement, ledit élément de raccordement électrique est un élément de fixation de la barre métallique sur ladite structure électrique primaire.
Cet l'élément de fixation peut notamment être constitué d'au moins une vis en matériau fortement conducteur de l'électricité.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens de fixation isolants comprennent des vis fixées dans la structure composite conductrice au travers de manchons isolants.
Selon le dispositif selon l'invention, la barre métallique conductrice peut faire partie d'un réseau électrique rapporté cheminant le long d'au moins une paroi d'un espace interne de l'aéronef.
En mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un support isolant peut être disposé entre la barre métallique conductrice et la structure composite conductrice.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif en référence aux figures qui représentent:
  • En figure 1: une vue en perspective de tronçons d'un dispositif selon l'invention;
  • En figure 2: une vue de côté en coupe du dispositif de la figure 1.
    • Le dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'invention est schématisé en figure 1.
    Ce dispositif s'applique à des dispositifs embarqués avioniques 1a, 1b disposés sur une structure composite conductrice 2 d'une partie d'un aéronef telle qu'un caisson ou un réservoir.
    Les structures composites conductrices employées contiennent fréquemment des particules de carbones ou sont réalisées en matériau feuilleté comprenant des feuilles d'aluminium.
    Ces structures présentent une certaine conductivité mais celle ci ne permet pas le passage de courants importants voire même ne garantissent pas une équipotentialité de la structure. L'utilisation d'une telle structure composite conductrice en tant que retour de courant est donc à proscrire, cette structure ne constituant pas une masse apte à servir de circuit de retour de courant.
    L'invention résout le problème des risques causés par ce manque de conductivité de la structure notamment en créant un dispositif électrique de retour de courant isolé de cette structure.
    Le dispositif comporte au moins une barre métallique conductrice 3. Cette barre, solidarisée à la structure composite conductrice au travers de moyens de fixation isolants 4, va véhiculer le courant de retour des équipements 1a, 1b jusqu'à une structure métallique 7 adaptée au passage de forts courants et constitutive d'une masse ou potentiel électrique nul de référence, une telle structure métallique étant appelée structure électrique primaire de l'aéronef.
    La barre 3 est raccordée à cette structure électrique primaire 7 par un élément de raccordement électrique 6 qui selon l'exemple représenté est aussi un élément de fixation 16, 16a, 16b de la barre métallique 3 sur la structure électrique primaire 7, par exemple une vis en matériau fortement conducteur de l'électricité.
    La barre 3 est ensuite positionnée sur un support isolant 12 et solidarisée à la structure composite conductrice 2 par des moyens de fixation isolants constitués selon l'exemple représenté en figure 2 par des vis 10 fixées dans la structure composite conductrice au travers de manchons isolants 11 ou par tout type de fixation (organes isolants tels que clips de fixation par exemple).
    La barre peut être droite ou avoir un profil courbe ou sinueux pour se rapprocher des dispositifs embarqués 1a, 1b auxquels elle doit être reliée.
    Dans le but de connecter ces dispositifs embarqués 1a, 1b la barre comporte au moins un organe de raccordement électrique 5a, 5b pour au moins un dispositif embarqué 1a, 1b. En fonction de la position des dispositifs embarqués sur le support, plusieurs dispositifs peuvent être raccordés sur un organe de raccordement électrique ou comme représenté sur les figures 1 et 2, un organe de raccordement 9 constitué d'une platine de raccordement pour une connexion de retour de courant 8a, 8b par dispositif embarqué peut être prévu.
    La platine de raccordement selon l'exemple comporte une embase 9 de réception d'une cosse 13 de raccordement de la connexion 8a, 8b du ou des dispositifs embarqués.
    Ainsi la barre peut, selon sa longueur et le nombre d'équipements embarqués à raccorder, comporter une pluralité d'organes de raccordement électrique 5a, 5b espacés de place en place longitudinalement sur la barre métallique conductrice 3 en sorte de raccorder plusieurs dispositifs embarqués 1a, 1 b distants.
    L'invention permet en outre de réaliser un réseau électrique de retour de courant rapporté cheminant le long d'au moins une paroi d'un espace interne de l'aéronef, plusieurs barres métalliques conductrice 3 faisant partie du réseau électrique rapporté.
    Le dispositif selon l'invention peut par exemple être réalisé à partir de barres de dimension prédéterminée et comportant des tronçons sécables pour obtenir des barres de longueur adaptée en fonction de la distance des équipements aux structures électriques primaires de l'aéronef.
    Le réseau constitué peut par exemple faire le tour d'un espace interne d'un logement tel qu'un réservoir d'aéronef ou d'un caisson constitué de panneaux 2 en matériau composite conducteur tout en restant électriquement isolé des panneaux constituant cet espace interne à l'aide des moyens de fixation isolants 4 et du support isolant 12 disposé entre les barres 3 du réseau et les panneaux.
    Le dispositif selon l'invention permet ainsi de manière commode de réaliser une sous structure électrique primaire rapportée dans des caissons d'un aéronef.

    Claims (9)

    1. Dispositif de retour d'alimentation électrique pour dispositifs embarqués avioniques (1a, 1b) disposés sur une structure composite conductrice (2) d'un aéronef caractérisé en ce qu'il comporte au moins une barre métallique conductrice (3) solidarisée à la structure composite conductrice au travers de moyens de fixation isolants (4), la barre (3) comportant d'une part au moins un organe de raccordement électrique (5a, 5b) pour au moins un desdits dispositifs embarqués (1a, 1b) et, d'autre part, un élément de raccordement électrique (6) à une structure électrique primaire (7) dudit aéronef.
    2. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit organe de raccordement électrique (5a, 5b) est constitué d'une platine de raccordement pour une connexion de retour de courant (8a, 8b) d'au moins un dispositif embarqué (1a, 1b).
    3. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite platine de raccordement comporte au moins une embase (9) de réception d'une cosse (13) de raccordement de ladite connexion (8a, 8b).
    4. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'organes de raccordement (5a, 5b) espacés de place en place longitudinalement sur la barre métallique conductrice (3) en sorte de raccorder plusieurs dispositifs embarqués (1a, 1 b) distants.
    5. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de raccordement électrique (6) est un élément de fixation (16, 16a, 16b) de la barre métallique (3) sur la structure électrique primaire (7).
    6. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément de fixation (16, 16a, 16b) est constitué d'au moins une vis en matériau fortement conducteur de l'électricité.
    7. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de fixation isolants comprennent des vis (10) fixées dans la structure composite conductrice au travers de manchons isolants (11).
    8. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la barre métallique conductrice (3) fait partie d'un réseau électrique rapporté cheminant le long d'au moins une paroi d'un espace interne de l'aéronef.
    9. Dispositif de retour d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un support isolant (12) est disposé entre la barre métallique conductrice (3) et la structure composite conductrice (2).
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