EP2454155A2 - Dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre - Google Patents

Dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre

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Publication number
EP2454155A2
EP2454155A2 EP10752013A EP10752013A EP2454155A2 EP 2454155 A2 EP2454155 A2 EP 2454155A2 EP 10752013 A EP10752013 A EP 10752013A EP 10752013 A EP10752013 A EP 10752013A EP 2454155 A2 EP2454155 A2 EP 2454155A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connecting pieces
aircraft
metal
sections
protection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10752013A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alexis Courpet
Thomas Barre
Matthieu Biteau
Olivier Bourbon
Jean-Marc Roques
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations SAS filed Critical Airbus Operations SAS
Publication of EP2454155A2 publication Critical patent/EP2454155A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/02—Lightning protectors; Static dischargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L25/00—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00
    • F16L25/01—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00 specially adapted for realising electrical conduction between the two pipe ends of the joint or between parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L25/00—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00
    • F16L25/02—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00 specially adapted for electrically insulating the two pipe ends of the joint from each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/12—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L39/00—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
    • F16L39/04—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies allowing adjustment or movement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure

Definitions

  • the present invention relates to a device for protecting pipelines against lightning and more specifically a protection device piping for transporting fuel in aircraft.
  • the invention applies more particularly to the case of aircraft whose primary structure and the fuselage consist of a composite material, non-conductive or weakly conductive.
  • the metal pipe is more conductive than the fuselage and there is a risk of lightning current flow in the metal tubes constituting the fuel pipes.
  • the solution of the present invention comprises an integration of insulating or more resistive parts than the structure in fuel pipelines.
  • the present invention proposes a protection device for pipes against lightning, for which, the pipework consisting of metal tubular sections connected to each other by connecting pieces, a first part of the connecting pieces are pieces of material plastic and a second part of the connecting pieces are metal parts.
  • the pipes of the pipe being double-skinned tubes comprising an inner tube and a concentric outer tube
  • the connecting pieces comprise an internal connecting part of two inner tubes and an outer piece connecting two outer tubes.
  • the plastic material connecting pieces comprise stop means adapted to maintain a spacing intended to prevent the creation of an electric arc between the tubes that they connect.
  • the sealing means between the tubes and the connecting pieces having electrical insulating O-rings the device comprises electrical connection means between at least some of the tubes and at least some of the connecting pieces.
  • the connecting pieces of plastic material are made of a plastic material comprising an insulating polymer and a charge of a conductive material so as to make the material sufficiently conductive to evacuate the static electricity accumulated by the tubes. .
  • the charge is advantageously a charge of carbon fibers.
  • connection of the sections being at the level of fixing support of the fixation on the structure, a first section is received by a metal part, the other being received by a plastic part said piece metal and plastic part being assembled together.
  • the metal part is a fitting attached to the recovery support.
  • the plastic part comprises at least one sleeve which is fixed on the coupling.
  • the plastic part comprises an outer sleeve and an inner sleeve, the inner sleeve comprising a first part forming a receiving end of an end of an inner tube of the first section or a extension tube of said inner tube and a second portion forming a connecting piece of an inner tube of the second section.
  • connection forms a mixed metal / plastic connection.
  • the invention furthermore relates to an aircraft comprising metal pipe sections and a pipe protection device according to the invention for which the sections of the pipework are connected, at a first of their ends, by means of insulating connecting pieces and at one second of their ends, by means of conductive connecting pieces and electrically connected to the structure, so as to produce pipe segments comprising two sections each connected to the electrical mass of the aircraft, said segments being electrically isolated from the each other.
  • the connecting pieces comprising electrical insulating O-rings, electrical connection means are preferably arranged between the tubes and the metal connecting pieces.
  • the aircraft may be such that it comprises metal pipe sections and a pipe protection device comprising charged plastic connection parts, for which a majority of sections of the pipework are connected by means of parts.
  • charged plastic connection connectors, metallic connecting pieces electrically connected to the structure being arranged from place to place to connect the piping locally to the electrical ground of the aircraft.
  • the metal connecting pieces are placed every fifteen meters of piping approximately.
  • the aircraft is such that it comprises sections of metal piping and a pipe protection device comprising conductive parts and insulating parts for which the sections of the pipework are connected at a first end thereof. , by means of insulating connecting pieces and, at a second of their ends, by means of conductive connecting pieces and electrically connected to the structure, so as to produce segments of piping each section of which is connected to the electrical ground of the aircraft to one of its ends and isolated at the other end thereof, said segments being electrically isolated from each other.
  • the invention furthermore relates to a method for the protection against lightning of pipes of an aircraft made from a plurality of tubular sections connected together by connection pieces, characterized in that a first part of the connecting pieces being made of non-conductive material of electricity and a second part of the connecting pieces being made of conductive material is connected to the tubular sections to each other alternating conductive connecting parts electrically connected to the structure of the aircraft and parts non-conductive connection.
  • the method is a lightning protection method for piping an aircraft made from a plurality of tubular sections interconnected by high-resistivity connection pieces adapted to discharge electrostatic charges, for which is connected the tubular sections to said high-resistivity connecting parts by means of connection braids and there is periodically a metallic connection piece of electrical grounding of the aircraft every 10 to 20 meters of piping and preferably about all the 15 meters of piping.
  • Figure 1 a perspective view of a pipe section between connecting pieces
  • FIG. 2 a side view of connections of several sections
  • FIG. 3 a cut-away perspective view of a connection of sections of the invention
  • FIG. 1 shows a section 1 of such a kerosene feed pipe of an aircraft.
  • It is a tubular section made from tubes of any section, cylindrical or otherwise.
  • connection pieces A for fixing the piping to structural elements of the aircraft along which the pipe runs.
  • FIG. 1 A more detailed example showing a section of tubes 2a, 2b and two ends of sections 1a, 1b and 3a, 3b is given in FIG.
  • the route of fuel pipes consists of double skin tubes 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b that is to say that the tube carrying the kerosene 1b, 2b, 3b is protected by a second tube 1a, 2a, 3a which makes it possible to recover any leaks and to contain external aggression, in particular fire.
  • the device of the invention must resist kerosene, the outer skin must also withstand a temperature of 1100 0 C for 5min.
  • This outer skin must allow evacuation of electrostatic charges to the metal structure 30, 31 of the aircraft, avoid arcing and allow the use of existing standard parts.
  • the outer tube is made of aluminum and the inner tube made of titanium.
  • the resistivity of the structure is important so that metal pipes become possible paths for lightning.
  • the connecting pieces of the present invention are intended to create obstacles preventing the passage of lightning through the pipes.
  • parts 4a, 4b and 51 of Figure 2 are parts of insulating plastic material.
  • connection pieces shown in perspective cut in FIG. 3 remain traditional in their mechanical function of connecting the tubes.
  • An inner piece 51 connects the inner tubes 1b and 2b terminated by sleeves 10a provided with an O-ring seal 9b.
  • the inner part has abutment shoulders 8 which prevent the tubes from getting closer to a distance less than a given electrical insulation distance according to applicable standards and in this case
  • the outer part is here in two parts 4a and 4b made so that a minimum distance of 10mm of air gap between the inner part and the outer parts is respected.
  • This two-piece part receives the outer tubes 1a, 2a at its two ends, the outer tubes being also equipped with end caps
  • plastic parts allow mechanical recovery on the structure by means of fastening means such as holes 7 and the electrical insulation of the fuel piping at one of the 2 ends of a section.
  • Figure 4 shows a sectional view of a portion of the connection to see the possible movement of the tubes 1a, 1b relative to the connecting pieces.
  • the connecting pieces 6a, 6b are made of metal elements to allow evacuation of electrostatic charges.
  • electrical connection means such as metal braids welded to the tubes and / or the connecting pieces or connected to the connecting pieces by assemblies screws / nuts are provided to allow electrical continuity, in particular between the connecting pieces 6a, 6b and the tubes 1a or between the tubes and the recovery support 32.
  • the metallization braids are for example made of copper with protective tinning.
  • FIG. 5 corresponds to a variant of the invention that is particularly suitable when the connections of the sections are made at the level of recovery supports 32 for attachment to the structure 30.
  • a first section is received by a metal part 35, the other being received by a plastic part 36, said metal part and plastic part 35, 36 being assembled together.
  • the metal part 35 is here a connection fixed to the recovery support 32 by means for example of a fixing plate 39 screwed onto the support.
  • This metal part ensures the connection of the first section and the mechanical attachment of this section to the structure.
  • the plastic part 36 is fixed on the metal part and ensures the connection of the second section and to do this it comprises at least one sleeve 36a attaching to the connection 35.
  • the plastic part comprises an outer sleeve 36a for connecting the outer tube and an inner sleeve 36b for connecting the inner tube.
  • the inner sleeve 36b comprises a first part forming a tip 37 for receiving an end of an inner tube of the first section or an extension tube
  • the extension tube 40 is useful in particular if one uses outer inner tubes of the same length and it is necessary to extend the inner tube to ensure continuity of fuel passage.
  • the spacer is preferably metallic to connect the end of the inner tube of the first section to the structure and therefore to the mass of the aircraft.
  • ground braids are optionally provided to bridge the play catch device and put the inner and outer tubes to ground.
  • connection forms a mixed metal / plastic connection.
  • the aircraft then comprises sections of metal piping and a pipe protection device for which the sections of the pipework are connected, at a first end thereof, by means of insulating connecting pieces and, at a second of their ends, by means of conductive connecting pieces and electrically connected to the structure, so as to produce segments of piping each section of which is connected to the electrical mass of the aircraft at one of its ends and isolated at the other of its ends, said segments being electrically isolated from each other.
  • This variant allows to completely segment the electrical pipe to prevent any lightning current flow while discharging the electrostatic charges at each section.
  • the insulating fittings are advantageously made of fiber-reinforced PEEK.
  • the fibers do not need to be conductive.
  • plastic connectors are made so as to offer a conductivity sufficient to evacuate the static electricity charges caused by the friction of the liquid in the pipes.
  • the PEEK is too insulating that is why it must be loaded with conductive fibers such as carbon fibers.
  • a loading with fibers of the order of 3 to 5 mm is a value answering the problem of the realization of sufficiently resistive parts not to serve as a path to lightning but sufficiently conductive to evacuate the charges of static electricity.
  • the solution for making the parts is a material that is resistant to fuel and the choice is for a PEEK loaded with short fibers. By measuring the concentration of short fibers, the fire resistance, the conductivity / resistivity and the resistance to the desired forces are obtained.
  • the invention then provides a low mass solution which provides protection of lightning currents and evacuation of electrostatic currents.

Landscapes

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Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre, caractérisé en ce que, la tuyauterie étant constituée de tronçons tubulaires métalliques (1, 2, 3) raccordés les uns aux autres par des pièces de raccordement (6a, 6b, 4a, 4b, 51, 52), une première partie ( 4a, 4b, 51) des pièces de raccordement sont des pièces en matériau plastique et une seconde partie (6a, 6b, 52) des pièces de raccordement sont des pièces métalliques.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION DE TUYAUTERIES CONTRE LA FOUDRE
La présente invention concerne un dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre et plus précisément un dispositif de protection des tuyauteries destinées à transporter du carburant dans les aéronefs.
L'invention s'applique plus particulièrement au cas des aéronefs dont la structure primaire et le fuselage sont constitués d'un matériau composite, non conducteur ou faiblement conducteur.
Dans le cas d'un aéronef à fuselage composite, la tuyauterie métallique est plus conductrice que le fuselage et il existe un risque de cheminement des courant de foudre dans les tubes métalliques constituant les tuyauteries carburants.
II est donc nécessaire de rendre la tuyauterie moins conductrice que le fuselage.
Il est par contre nécessaire de conserver une continuité électrique et une mise à la masse de la tuyauterie, afin que celle-ci ne se charge pas en électricité statique.
La solution de la présente invention comporte une intégration de parties isolantes ou plus résistives que la structure dans les cheminements de tuyauteries carburant.
Plus précisément la présente invention propose un dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre, pour lequel, la tuyauterie étant constituée de tronçons tubulaires métalliques raccordés les uns aux autres par des pièces de raccordement, une première partie des pièces de raccordement sont des pièces en matériau plastique et une seconde partie des pièces de raccordement sont des pièces métalliques. Avantageusement, les tubes de la tuyauterie étant des tubes double peau comportant un tube interne et un tube externe concentriques, les pièces de raccordement comportent une pièce interne de raccordement de deux tubes internes et une pièce externe de raccordement de deux tubes externes.
Plus précisément, au moins certaines des pièces de raccordement en matériau plastique comportent des moyens de butées adaptés à maintenir un écartement destiné à empêcher la création d'un arc électrique entre les tubes qu'elles raccordent.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'étanchéité entre les tubes et les pièces de raccordement comportant des joints toriques isolants électriques, le dispositif comprend des moyens de raccordement électrique entre au moins certains des tubes et au moins certaines des pièces de raccordement.
Selon un mode de réalisation particulier, les pièces de raccordement en matériau plastique sont réalisées dans un matériau plastique comportant un polymère isolant et une charge d'un matériau conducteur en sorte de rendre le matériau suffisamment conducteur pour évacuer l'électricité statique accumulée par les tubes.
La charge est avantageusement une charge de fibres carbone.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le raccordement des tronçons se faisant au niveau de supports de reprise de fixation sur la structure, un premier tronçon est reçu par une pièce métallique, l'autre étant reçu par une pièce plastique lesdites pièce métallique et pièce plastique étant assemblées ensemble.
Préférablement, la pièce métallique est un raccord fixé au support de reprise.
Avantageusement, la pièce plastique comprend au moins un manchon se fixant sur le raccord.
Dans le cas d'une tuyauterie à double peau, La pièce plastique comprend un manchon externe et un manchon interne, le manchon interne comprenant une première partie formant embout de réception d'une extrémité d'un tube interne du premier tronçon ou d'un tube prolongateur dudit tube interne et une seconde partie formant embout de raccordement d'un tube interne du second tronçon.
Selon ce mode de réalisation, le raccordement forme un raccordement mixte métal/plastique.
L'invention concerne en outre un aéronef comportant des tronçons de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries selon l'invention pour lequel les tronçons de la tuyauterie sont raccordés, à une première de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement isolantes et, à une seconde de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement conductrices et reliées électriquement à la structure, en sorte de réaliser des segments de tuyauterie comprenant deux tronçons reliés chacun à la masse électrique de l'aéronef, lesdits segments étant électriquement isolés les uns des autres.
Les pièces de raccordement comportant des joints toriques isolants électriques, des moyens de raccordement électrique sont préférablement disposés entre les tubes et les pièces de raccordement métalliques.
Selon une première variante, l'aéronef peut être tel qu'il comporte des tronçons de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries comportant des pièces de raccordement plastique chargées, pour lequel une majorité de tronçons de la tuyauterie sont raccordés au moyen de pièces de raccordement plastiques chargées, des pièces de raccordement métalliques reliées électriquement à la structure étant disposés de place en place pour relier la tuyauterie localement à la masse électrique de l'aéronef.
Préférablement dans ce cas, les pièces de raccordement métallique sont placées tous les quinze mètres de tuyauterie environ.
Selon une seconde variante, l'aéronef est tel qu'il comporte des tronçons de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries comprenant des pièces conductrices et des pièces isolantes pour lequel les tronçons de la tuyauterie sont raccordés, à une première de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement isolantes et, à une seconde de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement conductrices et reliées électriquement à la structure, en sorte de réaliser des segments de tuyauterie dont chaque tronçon est relié à la masse électrique de l'aéronef à l'une de ses extrémités et isolé à l'autre de ses extrémités, lesdits segments étant électriquement isolés les uns des autres.
L'invention concerne en outre un procédé de protection contre la foudre de tuyauteries d'un aéronef réalisées à partir d'une pluralité de tronçons tubulaires raccordés entre eux par des pièces de raccordement caractérisé en ce qu'une première partie des pièces de raccordement étant réalisées en matériau non conducteur de l'électricité et une seconde partie des pièces de raccordement étant réalisées en matériau conducteur on raccorde les tronçons tubulaires les uns aux autres en alternant des pièces de raccordement conductrices reliées électriquement à la structure de l'aéronef et des pièces de raccordement non conductrices.
Alternativement, le procédé est un procédé de protection contre la foudre de tuyauteries d'un aéronef réalisées à partir d'une pluralité de tronçons tubulaires raccordés entre eux par des pièces de raccordement à haute résistivité adaptées à évacuer des charges électrostatiques, pour lequel on raccorde les tronçons tubulaires auxdites pièces de raccordement à haute résistivité au moyen de tresses de raccordement et on dispose de manière périodique une pièce de raccordement métallique de mise à la masse électrique de l'aéronef tous les 10 à 20 mètres de tuyauterie et préférablement environ tous les 15 mètres de tuyauterie.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention accompagné des dessins qui représentent :
en figure 1 : une vue en perspective d'un tronçon de tuyauterie entre pièces de raccordement ;
en figure 2 : une vue de côté de raccordements de plusieurs tronçons ; en figure 3 : une vue en perspective coupe d'un raccordement de tronçons de l'invention ;
en figure 4 : un détail d'un raccordement en vue de côté en coupe.
en figure 5: une variante de réalisation de l'invention.
La présente invention est décrite dans le cadre d'un cheminement de tuyauteries véhiculant du kérosène dans la partie pressurisé d'un aéronef. La figure 1 représente un tronçon 1 d'une telle tuyauterie d'alimentation en kérosène d'un aéronef.
Il s'agit d'un tronçon tubulaire fabriqué à partir de tubes de section quelconque, cylindrique ou autre.
Ce tronçon est équipé à ses extrémités de pièces de raccordement A permettant de fixer la tuyauterie à des éléments structurels de l'aéronef le long desquels chemine la tuyauterie.
Un exemple plus détaillé représentant un tronçon de tubes 2a, 2b et deux bouts de tronçons 1 a, 1 b et 3a, 3b est donné à la figure 2.
Du fait des normes de sécurité, le cheminement de tuyauteries carburant est constitué de tubes double peau 1 a, 1 b, 2a, 2b, 3a, 3b c'est à dire que le tube véhiculant le kérosène 1 b, 2b, 3b est protégée par un deuxième tube 1 a, 2a, 3a qui permet de récupérer d'éventuelles fuites et de contenir les agressions extérieures notamment le feu.
Le dispositif de l'invention doit résister au kérosène, la peau extérieure devant en outre résister à une température de 1 1000C pendant 5min.
Cette peau extérieure doit permettre l'évacuation des charges électrostatiques vers la structure métallique 30, 31 de l'aéronef, éviter les arcs électriques et permettre l'utilisation des pièces standard existantes.
En général le tube externe est réalisé en aluminium et le tube interne en titane.
Comme dit précédemment, dans le cas d'un aéronef réalisé majoritairement en matériaux composites, la résistivité de la structure est importante ce qui fait que les tuyauteries métalliques deviennent des chemins possibles pour la foudre.
Les pièces de raccordement de la présente invention ont pour objet de créer des obstacles empêchant le passage de la foudre par les tuyauteries.
Pour ce faire, certaines des pièces de raccordement, les pièces 4a, 4b et 51 de la figure 2 sont des pièces en matériau plastique isolant.
II y a donc rupture de continuité électrique au niveau du raccordement du tronçon comprenant les tubes 2a, 2b et du tronçon comprenant les tubes 3a, 3b. Les pièces de raccordement représentées en perspective coupe à la figure 3 restent traditionnelles dans leur fonction mécanique de raccordement des tubes.
Une pièce interne 51 raccorde les tubes internes 1 b et 2b terminés par des manchons 10a pourvu d'un joint torique d'étanchéité 9b.
La pièce interne comporte des épaulements de butée 8 qui empêchent les tubes de se rapprocher d'une distance inférieure à une distance d'isolation électrique donnée en fonction de normes applicables et dans le cas présent
25mm de longueur de surface d'isolement courante continue pour éviter les arcs rampants.
La pièce externe est ici en deux parties 4a et 4b réalisées de sorte qu'une distance minimale de 10mm de jeu d'air entre la pièce interne et les pièces externes soit respectée.
Cette pièce en deux parties reçoit les tubes externes 1 a, 2a à ses deux extrémités, les tubes externes étant équipés eux aussi d'embouts terminaux
10a à joints toriques extérieurs 9a de sorte que les tubes puissent coulisser dans les pièces de raccordement pour rattraper des jeux ou dilatations tout en conservant l'étanchéité voulue.
Ces pièces plastiques permettent la reprise mécanique sur la structure au moyen des moyens de fixation tels que les trous 7 et l'isolation électrique de la tuyauterie carburant à l'une des 2 extrémités d'un tronçon.
La figure 4 représente une vue en coupe d'une partie du raccordement permettant de voir le débattement possible des tubes 1 a, 1 b par rapport aux pièces de raccordement.
De retour à la figure 2, à l'autre extrémité des tubes, les pièces de raccordement 6a, 6b sont constituées d'éléments métallique pour permettre l'évacuation des charges électrostatiques.
Du fait des joints toriques entre les tubes et les pièces de raccordement, les charges électrostatiques ne peuvent s'évacuer vers la structure au niveau de la reprise des tubes.
Pour pallier à ce problème, des moyens de connexion électrique comme des tresses métalliques soudées sur les tubes et/ou les pièces de raccordement ou raccordées sur les pièces de raccordement par des montages vis/écrou sont prévus pour permettre une continuité électrique en particulier entre les pièces de raccordement 6a, 6b et les tubes 1 a ou entre les tubes et le support de reprise 32.
Du fait de ce montage pour lequel deux tronçons de tubes sont reliés ensemble à la masse mais isolés des autres tronçons par des pièces de raccordement isolantes électriquement, les courants de foudre ne peuvent entrer dans la ligne carburant car les tuyauteries de part et d'autre de la reprise conductrice sont isolées de la structure.
Au niveau de la pièce de raccordement métallique, les tresses de métallisation sont par exemple en cuivre avec un étamage de protection.
La figure 5 correspond à une variante de l'invention particulièrement adaptée lorsque le raccordement des tronçons se fait au niveau de supports de reprise 32 de fixation sur la structure 30.
Selon cette variante, un premier tronçon est reçu par une pièce métallique 35, l'autre étant reçu par une pièce plastique 36 lesdites pièce métallique et pièce plastique 35, 36 étant assemblées ensemble.
La pièce métallique 35 est ici un raccord fixé au support de reprise 32 au moyen par exemple d'une platine de fixation 39 vissée sur le support.
Cette pièce métallique assure le raccordement du premier tronçon et la fixation mécanique de ce tronçon à la structure.
La pièce plastique 36 se fixe sur la pièce métallique et assure le raccordement du second tronçon et pour ce faire elle comprend au moins un manchon 36a se fixant sur le raccord 35.
Dans le cas d'une tuyauterie à double peau avec tube interne et tube externe, la pièce plastique comprend un manchon externe 36a de raccordement du tube externe et un manchon interne 36b de raccordement du tube interne.
Pour relier le premier tube interne et le second tube interne, le manchon interne 36b comprend une première partie formant embout 37 de réception d'une extrémité d'un tube interne du premier tronçon ou d'un tube prolongateur
40 dudit tube interne et une seconde partie formant embout 38 de raccordement d'un tube interne du second tronçon. Le tube prolongateur 40 est utile notamment si l'on utilise des tubes interne externe de même longueur et qu'il faut prolonger le tube interne pour assurer la continuité de passage du carburant.
Il est concevable dans le cadre de l'invention de fixer le tube prolongateur dans le raccord 35 formé par la pièce métallique, par une entretoise par exemple.
Dans ce cas, l'entretoise est préférablement métallique pour relier l'extrémité du tube interne du premier tronçon à la structure et donc à la masse de l'avion.
Pour rattraper les différences de longueur des tubes, l'ensemble des liaisons utilisent des dispositifs rattrapage de jeu 41 , 42 sous forme de manchons tubulaires à joints toriques 43.
Côté premier tronçon, des tresses de masse sont éventuellement prévues pour ponter le dispositif de rattrapage de jeu et mettre les tubes interne et externe à la masse.
Selon la variante de la figure 5, le raccordement forme un raccordement mixte métal/plastique.
L'aéronef comporte alors des tronçons de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries pour lequel les tronçons de la tuyauterie sont raccordés, à une première de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement isolantes et, à une seconde de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement conductrices et reliées électriquement à la structure, en sorte de réaliser des segments de tuyauterie dont chaque tronçon est relié à la masse électrique de l'aéronef à l'une de ses extrémités et isolé à l'autre de ses extrémités, lesdits segments étant électriquement isolés les uns des autres.
Cette variante permet de totalement segmenter la tuyauterie en matière électrique pour empêcher tout passage de courant de foudre tout en évacuant les charges électrostatiques au niveau de chaque tronçon.
De retour côté raccord isolant, les raccords isolants sont avantageusement constitués de PEEK renforcé par des fibres.
Dans le cas où les raccords sont un sur deux isolants, les fibres n'ont pas besoin d'être conductrices. Selon un mode de réalisation particulier, il est envisagé une solution pour laquelle des raccords plastiques sont réalisés en sorte d'offrir une conductivité suffisante pour évacuer les charges d'électricité statique causée par le frottement du liquide dans les tubulures.
Par nature le PEEK est trop isolant c'est pourquoi il faut le charger de fibres conductrices telles que des fibres de carbone.
Pour la plage de résistivité nécessaire dans le cas d'un aéronef composite, un chargement de 30% de fibre de carbone (en masse) de la matière de la pièce de raccordement permet d'évacuer les charges électrostatiques sans que la pièce ne devienne susceptible de conduire la foudre.
Ceci permet de réaliser des pièces plastiques à haute résistivité restant suffisamment conductrices pour évacuer les charges accumulées sur les tubes mais suffisamment résistives pour ne pas réaliser un passage pour la foudre.
Pour les aspects mécaniques de la pièces, l'utilisation de fibres longues est favorable;
De même plus les fibres sont longues plus la conductivité électrique est bonne.
Par contre les fibres longues sont plus difficile à injecter du fait qu'elles se coincent ou bloquent la vis qui pousse le PEEK dans le moule.
Un chargement par des fibres de l'ordre de 3 à 5 mm est une valeur répondant à la problématique de la réalisation de pièces suffisamment résistives pour ne pas servir de chemin à la foudre mais suffisamment conductrices pour évacuer les charges d'électricité statique.
Une fois le taux de carbone et la longueur des fibres définis, il reste à s'assurer que le matériau restera homogène pendant le moulage, il est fréquent de trouver des amas de carbone tant le PEEK est sensible aux variations de température en phase visqueuse/liquide.
Une telle solution permet d'utiliser des pièces de raccordement partout identiques
La solution pour réaliser les pièces est un matériau qui résiste au fuel et le choix se porte sur un PEEK chargé avec des fibres courtes. En dosant la concentration de fibres courtes on obtient la résistance au feu, la conductivité/résistivité et la tenue aux efforts souhaitées.
L'invention offre alors une solution de faible masse qui assure la protection des courants de foudre et l'évacuation des courants électrostatiques.
Par contre l'usage de pièces de raccordement métalliques reste dans ce cas obligatoire vis a vis de nomes de conception qui demandent une mise à la masse franche des tuyauteries tous les 15 mètres environ.
Aussi, dans ce cas et pour respecter la norme, on raccordera les tubulures majoritairement avec des pièces de raccordement plastiques chargés à haute résistivité et on disposera de manière périodique, tous les 15 m environ, une pièce de raccordement métallique de mise à la masse électrique.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 - Dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre, caractérisé en ce que, la tuyauterie étant constituée de tronçons tubulaires métalliques (1 , 2, 3) raccordés les uns aux autres par des pièces de raccordement (6a, 6b, 4a, 4b, 51 , 52), une première partie ( 4a, 4b, 51 ) des pièces de raccordement sont des pièces en matériau plastique et une seconde partie (6a, 6b, 52) des pièces de raccordement sont des pièces métalliques.
2 - Dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, la tuyauterie étant réalisée au moyen de tubes double peau comportant un tube interne (1 b, 2b, 3b) et un tube externe (1 a, 2a, 3a) concentriques, les pièces de raccordement comportent une pièce interne (51 , 52) de raccordement de deux tubes internes et une pièce externe (4a, 4b, 6a, 6b) de raccordement de deux tubes externes.
3 - Dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que au moins certaines des pièces de raccordement en matériau plastique comportent des moyens de butées (8) adaptés à maintenir un écartement destiné à empêcher la création d'un arc électrique entre des tubes (2b, 3b) qu'elles raccordent.
4 - Dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, les moyens d'étanchéité entre les tubes et les pièces de raccordement comportant des joints toriques (9a, 9b) isolants électriques, le dispositif comprend des moyens de raccordement électrique (12) entre au moins certains des tubes (1 a, 2a) et au moins certaines des pièces de raccordement (6a, 6b).
5 - Dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces de raccordement en matériau plastique sont réalisées dans un matériau plastique comportant un polymère isolant et une charge d'un matériau conducteur en sorte de rendre le matériau suffisamment conducteur pour évacuer l'électricité statique accumulée par les tubes.
6 - Dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 5, caractérisé en ce que la charge est une charge de fibres carbone. 7 - Dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le raccordement des tronçons se faisant au niveau de supports de reprise (32) de fixation sur la structure (30), un premier tronçon est reçu par une pièce métallique (35), l'autre étant reçu par une pièce plastique (36) lesdites pièce métallique et pièce plastique (35, 36) étant assemblées ensemble.
8 - Dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce métallique (35) est un raccord fixé au support de reprise (32).
9 - Dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce plastique (36) comprend au moins un manchon (36a) se fixant sur le raccord (35).
10 - Dispositif de protection de tuyauteries selon les revendications 2 et 9, caractérisé en ce que la pièce plastique comprend un manchon externe (36a) et un manchon interne (36b), le manchon interne comprenant une première partie formant embout (37) de réception d'une extrémité d'un tube interne du premier tronçon ou d'un tube prolongateur (40) dudit tube interne et une seconde partie formant embout (38) de raccordement d'un tube interne du second tronçon.
1 1 - Dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le raccordement forme un raccordement mixte métal/plastique.
12 - Aéronef comportant des tronçons (1 , 2, 3) de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tronçons de la tuyauterie sont raccordés, à une première de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement isolantes et, à une seconde de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement conductrices et reliées électriquement à la structure, en sorte de réaliser des segments de tuyauterie comprenant deux tronçons reliés chacun à la masse électrique de l'aéronef, lesdits segments étant électriquement isolés les uns des autres.
13 - Aéronef selon la revendication 12 caractérisé en ce que les pièces de raccordement comportant des joints toriques (9a, 9b) isolants électriques, des moyens de raccordement électrique (12) sont disposés entre les tubes (1 a, 2a) et les pièces de raccordement (6a, 6b) métalliques.
14 - Aéronef comportant des tronçons (1 , 2, 3) de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une majorité de tronçons de la tuyauterie sont raccordés au moyen de pièces de raccordement plastiques chargées, des pièces de raccordement métalliques reliées électriquement à la structure étant disposés de place en place pour relier la tuyauterie localement à la masse électrique de l'aéronef.
15 - Aéronef selon la revendication 14 caractérisé en ce que les pièces de raccordement métallique sont placées tous les quinze mètres de tuyauterie environ.
16 - Aéronef comportant des tronçons (1 , 2, 3) de tuyauterie métallique et un dispositif de protection de tuyauteries selon l'une quelconque des revendications 7 à 1 1 , caractérisé en ce que les tronçons de la tuyauterie sont raccordés, à une première de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement isolantes et, à une seconde de leurs extrémités, au moyen de pièces de raccordement conductrices et reliées électriquement à la structure, en sorte de réaliser des segments de tuyauterie dont chaque tronçon est relié à la masse électrique de l'aéronef à l'une de ses extrémités et isolé à l'autre de ses extrémités, lesdits segments étant électriquement isolés les uns des autres.
17 - Procédé de protection contre la foudre de tuyauteries d'un aéronef réalisées à partir d'une pluralité de tronçons tubulaires raccordés entre eux par des pièces de raccordement caractérisé en ce qu'une première partie des pièces de raccordement étant réalisées en matériau non conducteur de l'électricité et une seconde partie des pièces de raccordement étant réalisées en matériau conducteur on raccorde les tronçons tubulaires les uns aux autres en alternant des pièces de raccordement conductrices reliées électriquement à la structure de l'aéronef et des pièces de raccordement non conductrices.
18 - Procédé de protection contre la foudre de tuyauteries d'un aéronef réalisées à partir d'une pluralité de tronçons tubulaires raccordés entre eux par des pièces de raccordement à haute résistivité adaptées à évacuer des charges électrostatiques, pour lequel on raccorde les tronçons tubulaires auxdites pièces de raccordement à haute résistivité au moyen de tresses de raccordement et on dispose de manière périodique une pièce de raccordement métallique de mise à la masse tous les 10 à 20 mètres de tuyauterie et préférablement environ tous les 15 mètres de tuyauterie.
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