FR2610894A1 - Procede et appareillage pour projeter un produit liquide ou analogue, ou un objet solide, a partir d'un aeronef - Google Patents

Abstract

L'APPAREILLAGE COMPREND AU MOINS UN RECIPIENT 6 AVANTAGEUSEMENT EN FORME DE TUBE CYLINDRIQUE INCLINE VERS L'ARRIERE, CE RECIPIENT ETANT RELIE A SA PARTIE SUPERIEURE AU DISPOSITIF DE PRESSURISATION 14 PREVU D'ORIGINE SUR L'APPAREIL. AVANTAGEUSEMENT, LA PRESSURISATION AFFECTE NON SEULEMENT LE RECIPIENT MAIS TOUT L'INTERIEUR DE LA CARLINGUE, QUI EST PORTE A UNE PRESSION RELATIVE SUPERIEURE A LA PRESSION DE L'ATMOSPHERE ENVIRONNANTE. LA SURPRESSION AINSI OBTENUE, DE L'ORDRE DE 0,5 BAR PAR EXEMPLE, SUFFIT POUR CHASSER LE PRODUIT OU L'OBJET EN DEHORS DE L'APPAREIL A UNE GRANDE VITESSE, SI LE RECIPIENT ET LE CONDUIT 12 QUI LE PROLONGE VERS L'EXTERIEUR DE L'AVION NE LUI OCCASIONNENT PAS DE PERTES DE CHARGE OU DE FREINAGES EXCESSIFS. APPLICATION A LA LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORETS.

Description

L'invention est relative à un appareillage pour projeter un produit liquide ou analogue, ou un objet solide, à partir d'un aéronef et à son procédé de mise en oeuvre.

L'invention a été mise au point à l'occasion de recherches dans la lutte contre les incendies de forêts, mais elle trouve des applications dans un grand nombre d'autres domaines, par exemple dans les domaines agricoles et para-agricoles, pour l'épandage de substances fertilisantes ou la lutte contre les maladies-des plantes, ou contre les parasites, par exemple les sauterelles.

Elle peut trouver également des applications dans des domaines tels que la lutte contre les marées noires, par épandage de produits appropriés, pour les travaux de décontamination faisant suite à une dispersion de substances toxiques ou radio-actives, la lutte contre la grêle ou la projection de substances destinées à provoquer la pluie, et même éventuellement, la confection de neige artificielle, ainsi que l'envoi d'objets divers vers le sol, même lorsque le trajet de l'aéronef traverse des atmosphères contaminées.

Selon les circonstances, la lutte contre les incendies de forêts, comme d'autres traitements, peut comporter des modalités différentes : dans certains cas, il est nécessaire de prévoir une dispersion régulière de substances retardatrices de l'incendies de façon relativement uniforme sur des surfaces assez étendues.

Dans d'autres cas, il est nécessaire de projeter très rapidement, sur une aire très restreinte, des masses d'eau ou substances analogues, en grande quantité.

Pour l'obtention de dispersions fines, notamment à usage agricole, il est connu de monter sur des avions légers ou des hélicoptères des rampes munies de pulvérisateurs, analogues à celles qu'on emploie sur des engins en roulant sur le sol. On a également proposé divers appareillages qui mettent à profit le courant d'air entraîné par le déplacement de l'aéronef, avion ou hélicoptère, pour entraîner des moyens de dispersion.

Pour épandre de grosses quantités de liquide en peu de temps, on connaît des appareillages consistant en un récipient de grand volume installé à l'intérieur de la carlingue d'un avion relativement important, et pourvu à sa partie inférieure d'une ouverture de grande section. A l'ouverture d'une vanne, le récipient se vide rapidement par gravité. Ce système convient mal lorsqu'on cherche des débits instantanés relativement faibles. D'autre part, la quantité de liquide qu'on peut emporter est limitée du fait que les emplacements convenables pour placer de tels récipients à l'intérieur de l'avion sont limités.

On a proposé également un système destiné plus particulièrement à être embarqué à bord d'avions du type "Lockheed L-100-300-super-Hercules" et qui comprend plusieurs réservoirs fermés, susceptibles d'être montés à l'intérieur de tels avions, ainsi que des récipients destinés à être remplis d'air comprimé. Les récipients à liquide sont reliés à la porte de chargement arrière de l'avion, laquelle est maintenue ouverte pendant le vol par des tuyaux de grands diamètres dont les extrémités se trouvent donc à l'intérieur de l'avion et à l'arrière de celui-ci, lors du largage du récipient, les réservoirs à air comprimé sont mis en communication avec la partie supérieure des réservoirs à liquide et permettent de déverser la charge en un temps très bref.

Ce système présente pour inconvénient le fait qu'il faut embarquer,en plus des réservoirs, une charge supplémentaire constituée par les réservoirs d'air comprimé, d'où une diminution de la charge utile. En outre, cet appareillage n'est pas adapté à la projection de faibles débits de liquide.

Le but de la présente invention est de fournir un appareillage, qui, pour un faible prix et une faible complication, permette d'obtenir des débits importants, avec peu de charge inutile, et qui en même temps, per mette à volonté d'obtenir des débits relativement réduits.

Pour obtenir ce résultat, la présente invention fournit un appareillage pour projeter un produit liquide ou analogue, ou un objet solide, à partir d'un aéronef, comportant au moins un récipient placé à bord de l'aéronef et destiné à contenir ledit produit ou objet, un conduit reliant le récipient à l'extérieur de l'aéronef et pourvu d'une vanne d'obturation, des moyens pour exercer une pression sur le produit ou l'objet en vue d'accélérer son évacuation, cet appareillage présentant pour particularité que les moyens pour exercer la pression sur le produit sont constitués par le dispositif de pressurisation de l'aéronef, ce dispositif fonctionnant pour fournir, au moins au moment de la projection, une pression sur le produit supérieure à la pression atmosphérique environnant l'aéronef.

Par "produit liquide ou analogue", on entend évidemment essentiellement de l'eau, mais l'appareillage peut également permettre de pro-jeter des mousses, des suspensions de particules solides et même, sous certaines conditions, des poudres, comme on le verra par la suite.

Par "objet solide", on entend tout objet qui, placé dans un conduit de section approprié y réalise une étanchéité suffisante pour que ladite pression ait pour résultat la mise en mouvement dudit objet.

Par "aéronef", on entend principalement un avion, et spécialement un avion gros porteur, mais il peut également s'agir d'hélicoptère, fusée, navette spatiale, ou tout autre engin du même genre.

A part quelques appareils légers, destinés à voler à basse altitude, la plupart des aéronefs sont pourvus d'un système de pressurisation destiné à maintenir la pression de l'air à l'intérieur de la carlingue à une pression supportable pour l'équipage et les passagers éventuels, cette pression pouvant être de l'ordre de 0,7 bars au moins, même lorsque la pression atmosphérique extérieure s'abaisse à des valeurs pouvant descendre jusqu'à 0,25 bar ou moins.

Ces systèmes de pressurisation comportant des pompes capables d'aspirer l'air atmosphérique et de le comprimer à la pression désirée dans la carlingue.

Quoique ces systèmes soient destinés à fonctionner normalement à des pressions d'aspiration et de refoulement inférieures à la pression atmosphérique, ils peuvent, sans difficulté, fonctionner à des pressions supérieures.

C'est notamment le cas lors des essais de contrôle au sol.

Ces disposit-lfs de pressurisation peuvent fonctionnersans fatigue pour fournir une pression relative dans la carlingue de 0,5 à 0,7 bar. Cette surpression, 'quoique relativement basse par comparaison avec celle qui peut être obtenue à l'aide de compresseur ou de bouteilles de gaz comprimé, s'avère suffisante pour permettre une évacuation rapide du liquide contenu dans les réservoirs en cas de besoin.

On peut prévoir que le dispositif de climatisation de l'aéronef est relié directement à la partie supérieure du ou des récipients, ou bien par l'intermédiaire d'un réservoir-tampon.

Suivant une modalité préférée, cependant, le dispositif de pressurisation maintient toute la carlingue de l'aéronef, et même éventuellement l'intérieur des ailes, à ladite pression supérieure à la pression atmosphérique. La raison en est la suivante : dans un avion gros porteur, par exemple du type "Hercules" dont on a parlé plus haut, le volume intérieur de la carlingue est de l'ordre de 160 i. Si on déverse rapidement une charge d'eau de l'ordre de 15 tonnes, cela ne représente que le dixième du volume total de la carlingue, si bien que l'évacuation de l'eau ne se traduira que par une baisse momentanée de pression de l'ordre de 10, soit 0,15 bar si la surpression est de 0,5 bar, la pression absolue étant alors de 1,5 bar. Une telle dépressurisation peut être supportée par l'équipage sans inconvénient, ou moyennant des précautions simples. Cette manière de faire évite d'avoir à prévoir des conduits supplémentaires pour relier le dispositif de pressurisation au récipient. Il nécessite toutefois que, lorsque le récipient se vide, la carlingue ne soit pas mise brusquement en communication avec l'atmosphère. On peut pour cela prévoir soit une commande automatique de la vanne, soit un clapet convenable placé à la partie supérieure du récipient.

Pour maintenir sous pression l'ensemble de l'intérieur de la carlingue, il est nécessaire que l'étanchéité de celle-ci soit préservée. Ce n'est pas le cas avec le dispositif qu'on a décrit plus haut, avec lequel la porte de chargement arrière de l'avion est maintenue ouverte pendant le vol pour laisser passer le ou les conduits d'évacuation du produit contenu dans le récipient.

On pourrait, évidemment, prévoir de percer la carlingue en des trous judicieusement disposés, pour l'évacuation du liquide. Selon une modalité préférée, le conduit reliant le récipient à l'extérieur traverse de façon étanche un panneau capable d'obturer, également de façon étanche, une ouverture de chargement de l'aéronef, ou une partie de cette ouverture, ce panneau remplaçant une porte destinée à fermer cette ouverture ou partie d'ouverture. Il suffit alors de démonter la porte correspondante de l'avion, en principe la porte de chargement arrière, ou plus précisément le battant inférieur de cette porte, et de le remplacer par le panneau.

L'opération se fait sans modification de la carlingue, et par conséquent, à peu de frais.

Suivant une autre modalité intéressante de l'invention, le récipient comporte un fond incliné par rapport au fuselage de l'aéronef, le point le plus bas du fond étant au voisinage du point de sortie du produit hors de l'aéronef.

Si on considère que, dans un avion gros porteur, la hauteur de la soute de chargement est d'environ 2,5 mètres, on voit qu'avec de l'eau, une pression hydrostatique d'environ 0,25 bar s'ajoute à la surpression de l'air au début du déversement du liquide, cette pression, bien entendu, s'annulant à la fin de l'opération.

Suivant une modalité encore préférée, le récipient et le conduit reliant le récipient'à l'extérieur de l'aéronef sont constitués d'un tube de diamètre sensiblement constant jusqu'à l'extérieur de l'aéronef, ce tube étant incliné vers le bas en direction de l'extérieur de l'aéronef, relié à sa partie supérieure au dispositif de pressurisation, et pourvu vers sa sortie d'une vanne limitant faiblement le passage du produit quand elle est ouverte. Cette vanne, suivant une réalisation préférée, est une vanne-papillon. On obtient ainsi des récipients d'un coût extrêmement faible; il s'agit d'un simple tube métallique de gros diamètre, par exemple 60 à 80 cm.

Plusieurs tubes peuvent être disposés parallèlement les uns aux autres, leur partie supérieure vers l'avant de l'appareil et leur partie inférieure, qui porte la vanne commandant la sortie, s'ouvrant vers l'arrière de l'aéronef. Cette structure tubulaire et régulière procure la perte de charge minimale, et permet d'obtenir, par conséquent, malgré la surpression relativement faible, des débits très rapides, qu'on n'obtiendrait pas avec des conduits même de gros diamètre, comportant un certain nombre de coudes et d'irrégularités.

Suivant une autre manière de présenter l'invention, on peut dire que celle-ci fournit un procédé pour déverser un produit liquide ou analogue à partir d'un aéronef, ce procédé comportant les étapes suivantes :
a) fournir un aéronef pourvu d'un système de pressurisation capable de fournir une pression d'air au moins égale à 1,5 bar environ quand l'air environnant est sous une pression de 1bar;
b) monter sur cet aéronef au moins un réservoir pourvu d'une ouverture inférieure débouchant à l'extérieur de l'aéronef, d'une ouverture supérieure communiquant avec ledit système de pressurisation, et d'une vanne;
c) remplir ledit réservoir, la vanne étant fermée;
d) amener l'aéronef au point où le déversement est désiré, le système de pressurisation fournissant une pression supérieure à la pression atmosphérique environnant l'appareil;;
e) ouvrir la vanne pour déverser le produit.

De préférence, selon ce procédé, à l'étape b), on place le ou les réservoirs à l'intérieur de la carlingue, leur ouverture supérieure débouchant dans la carlingue, et à l'étape d), on pressurise l'ensemble de la carlingue.

L'invention va maintenant être exposée de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, non limitatif, illustré ?' la figure unique, qui est une coupe longitudinale d'un avion équipé d'un dispositif conforme à l'invention pour le déversement de produits liquides ou analogues.

Sur la figure, on a représenté en coupe longitudinale axiale un avion gros porteur 1, avec son poste de pilotage 2 et sa soute 3.

La soute est équipée à l'arrière d'une porte de chargement en deux battants : un battant supérieur 4, articulé en partie haute, c'est-à-dire au niveau du plafond de la soute. Ce battant 4 est d'origine.

La battant inférieur qui, d'origine, ferme de façon étanche la porte arrière de la soute en coopérant avec le battant supérieur 4, a été remplacé par un battant modifié 5, articulé au même endroit, et qui s'y substitue.

A l'intérieur de la soute sont disposés une série de tubes parallèles 6, supportés par des éléments de charpente 7, 8, 9, qui reposent sur le plancher de la soute.

Les tubes 6 sont disposés de façon à être inclinés, leur partie la plus haute étant proche de l'extrémité avant de la soute, et leur partie la plus basse proche de la porte arrière. Dans l'exemple représenté, quatre tubes de section circulaire, d'un diamètre moyen d'environ 75 cm, sont disposés les uns à côté des autres et occupent donc toute la largeur de la soute, laquelle est légèrement supérieure à 3,00 m. La longueur des tubes est de l'ordre de 15 m, cette longueur est mesurée sur l'axe, si bien que leur volume utile total est supérieur à 15 i. Il est prévu, dans une version plus élaborée, de faire reposer sur les tubes 6 d'autres tubes 10, de même diamètre, ce qui augmente la capacité de l'ensemble de plus de 50 o.

A sa partie inférieure, chaque tube 6, ou 10, est raccordé par un joint souple 11 à un conduit 12, sensiblement de même section, qui traverse de façon étanche le battant modifié 5 et avance vers l'extérieur de l'avion en étant incliné vers le bas. Chaque conduit 12 est pourvu d'une vanne-papillon 13, représentée en trait plein en position de fermeture, et en tirets en position d'ouverture. Le battant modifié 5 forme avec les conduits 12 un ensemble qui peut être transporté et mis en place d'une seule pièce.

On a représenté en 14 le dispositif de pressurisation de l'avion, relié par un conduit 15 à l'intérieur de la soute. Ce dispositif de pressurisation a été représenté comme étant placé sous le poste de pilotage; il est bien évident que sa position réelle est sans rapport avec l'invention.

La mise en place de cet équipement à bord d'un avion porteur se fait de façon simple et rapide : elle comprend les opérations suivantes
Mise en place, en une seule pièce, de l'ensemble constitué par les tubes 6, et éventuellement 10, et les structures de charpente 7, B, dans la carlingue, cet ensemble ayant été préparé au sol. Ensuite, on enlève le battant inférieur de la porte de chargement et on le remplace par le "faux-battant" 5 pourvu des conduits 12, ensuite on raccorde les conduits 12 aux tuyaux 6 et éventuellement 10, à l'aide des joints 11.

Pour une opération de largage, on commence par mettre en action le système de pressurisation, ce qui peut se faire dès le décollage, de façon à obtenir dans la carlingue une pression de l'ordre de 1,5 bar absolu, soit une pression de l'ordre de 0,5 bar, en supposant que l'appareil évolue au voisinage du niveau de la mer.

Parvenu à l'endroit de largage, le responsable n' a qu'à ouvrir les vannes 13, partiellement ou totalement, d'un des tuyaux 6 ou 10, ou de tous les tuyaux en même temps. Le volume intérieur pressurisé de l'avion est de l'ordre de 160 i, le départ rapide de 10 ou 15 a' d'eau environ fait chuter la pression absolue à environ 1,35 bar, dépressurisation qui ne présente aucun danger pour l'équipage.

En fin de largage, des capteurs non représentés commandent la fermeture des vannes 13 dès le vidage complet du tube 6 ou 10.

Sur la figure, l'inclinaison des tubes 6, 10 par rapport au plancher de la soute est de l'ordre de 150. Une telle inclinaison peut être avantageusement supérieure à la valeur qu'on voit sur la figure, elle dépend de la configuration de l'avion porteur. Des tubes plus inclinés sur l'horizontale, par exemple 200 ou encore au-delà, augmentent/l'effet de gravité et donc la force d'éjection.

On concevra que le dispositif décrit peut être utilisé à la projection d'objets solides avec très peu de modifications, à condition que la section de ces objets et celle des tubes soient adaptées l'une à l'autre.

Les vannes-papillons 13 seront alors remplacées par des vannes à opercule, procurant un passage total.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Appareillage pour projeter un produit liquide ou analogue, ou un objet solide, à partir d'un aéronef (1), comportant un récipient (6) placé à bord de l'aéronef, et destiné à contenir ledit produit ou objet, un conduit (12) reliant le récipient à l'extérieur de l'aéronef et pourvu d'une vanne d'obturation (13), et des moyens pour exercer une pression sur le produit en vue d'accélérer son évacuation, caractérisé en ce que les moyens pour exercer la pression sur le produit ou objet sont constitués par le dispositif de pressurisation (16) de l'aéronef, ce dispositif fonctionnant pour fournir, au moins au moment de la projection, une pression sur le produit supérieure à la pression atmosphérique environnant l'aéronef.

2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de pressurisation maintient dans toute la carlingue de l'aéronef une pression supérieure à la pression atmosphérique.

3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit (12) reliant le récipient à l'extérieur traverse de façon étanche un panneau (5) capable d'obturer de façon étanche une ouverture de chargement de l'aéronef ou une partie de cette ouverture, ce panneau remplaçant une porte destinée à fermer cette ouverture ou partie d'ouverture.

4. Appareillage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le récipient comporte un fond incliné par rapport au fuselage de l'avion, le point le plus bas du fond étant au voisinage du point de sortie du produit ou objet hors del'aéronef.

5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient et le conduit reliant le récipient à l'extérieur de l'aéronef sont constitués d'un tube (6, 10) de diamètre sensiblement constant jusqu'à l'extérieur de l'aéronef, ce tube étant incliné vers lestas en direction de l'extérieur de l'aéronef, relié à sa partie supérieure au dispositif de pressurisation, et en ce que le conduit (12) est de section sensiblement égale à celle du tube (6, 10) et est pourvu d'une vanne (13) ne limitant pas ou limitant faiblement le passage du produit quand elle est ouverte.

6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour projeter un produit liquide ou analogue, la vanne (13) est une vanne-papillon.

7. Procédé pour déverser un produit liquide ou analogue à partir d'un aéronef, ce procédé comportant les étapes suivantes :

a) fournir un aéronef pourvu d'un système de pressurisation capable de fournir une pression d'air au moins égale à 1,5 bar environ quand l'air environnant est sous une pression de 1 bar;

b) monter sur cet aéronef au moins un réservoir pourvu d'une ouverture inférieure débouchant à l'exté- rieur de l'aéronef, d'une ouverture supérieure communiquant avec ledit système de pressurisation, et d'une vanne placée à proximité de l'ouverture inférieure;

c) placer le produit ou objet dans ledit réservoir, la vanne étant fermée;

d) amener l'aéronef au point où la projection est désiré, le système de pressurisation fournissant une pression supérieure à la pression atmosphérique environnant l'appareil; ;

e) ouvrir la vannne pour projeter le produit ou objet.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, à l'étape b), on place le ou les réservoirs à l'intérieur de la carlingue, leur ouverture supérieure débouchant dans la carlingue, et en ce qu'on pressurise l'ensemble de la carlingue.