FR2675767A1

FR2675767A1 - Radome with lightning protection for aircraft

Info

Publication number: FR2675767A1
Application number: FR9104997A
Authority: FR
Inventors: Birault Jean
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1992-10-30
Anticipated expiration: 2011-04-23
Also published as: FR2675767B1

Abstract

The invention relates to a radome with lightning protection for aircraft, equipped with metal strips arranged longitudinally on the side faces of the radome. According to the invention, at least one continuous metal strip (3) passes through the axis (y', y) of the radome which carries, on its inner face, metal strips in correspondence with the external strips, the various strips being earthed to the aircraft by the belt (8) for joining the radome to the fuselage. The invention applies to radomes carried by aircraft.

Description

L'invention a pour objet un radôme parafoudre pour avion. The subject of the invention is a lightning arrester for aircraft.

La foudre est susceptible d'occasionner des dégâts importants aux aéronefs en vol. Lightning is likely to cause serious damage to aircraft in flight.

Ceci est particulièrement vrai pour les antennes et installations radioélectriques, et notamment pour les radômes chargés de protéger les radars embarqués. This is particularly true for antennas and radio installations, and in particular for radomes responsible for protecting on-board radars.

Ces radômes sont en matière plastique transparente aux ondes électromagnétiques et sont généralement situés à l'avant de l'appareil, dans le nez du fuselage dont ils prolongent la forme aérodynamique. These radomes are made of plastic transparent to electromagnetic waves and are generally located at the front of the aircraft, in the nose of the fuselage, whose aerodynamic shape they extend.

Ils sont donc particulièrement vulnérables aux effets de la foudre. They are therefore particularly vulnerable to the effects of lightning.

Le procédé utilisé actuellement pour les protéger et minimiser les dégâts occasionnés par les décharges électriques consiste à disposer des bandes métalliques longitudinales sur la surface extérieure du radôme ; ces bandes ne recouvrent que les parties latérales du radôme en laissant libre sa face avant et de façon plus précise une grande partie du cône de travail du radar afin de ne pas perturber la transmission des ondes radioélectriques autour de l'axe du faisceau du radar. The method currently used to protect them and minimize the damage caused by electric shocks consists of placing longitudinal metal strips on the exterior surface of the radome; these bands cover only the lateral parts of the radome, leaving free its front face and more precisely a large part of the working cone of the radar so as not to disturb the transmission of radio waves around the axis of the radar beam.

En effet, en prolongeant les bandes métalliques sur la face avant, on perturberait la propagation des ondes avec pour résultat un fort coefficient de réflexion et une déformation inacceptable des diagrammes de rayonnement. Indeed, by extending the metal strips on the front face, the propagation of the waves would be disturbed, resulting in a high reflection coefficient and an unacceptable deformation of the radiation patterns.

L'inconvénient principal du procédé ainsi utilisé selon l'art antérieur vient de ce que la face avant, qui est en fait la plus susceptible d'être frappée par la foudre, n'en n'est pas protégée ; elle est donc susceptible d'être détruite en entraînant éventuellement la destruction de l'antenne radar située à l'intérieur du radôme. The main drawback of the method thus used according to the prior art comes from the fact that the front face, which is in fact most likely to be struck by lightning, is not protected from it; it is therefore liable to be destroyed, possibly resulting in the destruction of the radar antenna located inside the radome.

L'invention a pour objet de résoudre ce problème en perfectionnant le dispositif de protection parafoudre ci-dessus décrit. The invention aims to solve this problem by improving the lightning protection device described above.

Le radôme parafoudre pour avion perfectionné selon l'invention, se caractérise en ce que de façon à assurer une protection contre la foudre, également dans l'axe du faisceau du radar protégé par le radôme, au moins une bande métallique continue passe par l'axe et ledit radôme porte sur sa face interne des bandes métalliques en correspondance des bandes métalliques externes, et les bandes métalliques tant internes qu'externes sont reliées à la masse de l'avion. The improved aircraft lightning radome according to the invention is characterized in that, in order to provide lightning protection, also in the axis of the radar beam protected by the radome, at least one continuous metal strip passes through the axis and said radome carries on its internal face metallic bands in correspondence of the external metallic bands, and the metallic bands both internal and external are connected to the earth of the airplane.

Lorsque l'on opère de cette façon, il apparaît immédiatement que le radôme sera parfaitement protégé de la foudre puisqu'il est équipé sur toute sa surface pouvant être soumise à la foudre, et notamment dans son axe, de bandes métalliques externes conductrices qui sont reliées à la masse de l'avion. Ainsi, la foudre pourra être canalisée et s'écouler à travers la structure totale de l'avion. Et d'un autre côté, le faisceau électromagnétique des ondes radar ne sera pas perturbé, du fait de la compensation électromagnétique assurée par les bandes métalliques prévues sur la paroi interne du radôme permettant d'assurer la transparence de cet ensemble auxdites ondes électromagnétiques. When operating in this way, it immediately appears that the radome will be perfectly protected from lightning since it is equipped over its entire surface that can be subjected to lightning, and in particular in its axis, with conductive external metal bands which are connected to the ground of the aircraft. Thus, lightning can be channeled and flow through the total structure of the aircraft. And on the other hand, the electromagnetic beam of the radar waves will not be disturbed, due to the electromagnetic compensation provided by the metal bands provided on the internal wall of the radome making it possible to ensure the transparency of this assembly to said electromagnetic waves.

I1 est en effet connu selon le brevet français BONY
FR-A-2 560 444 que l'on peut construire un radôme transparent aux ondes électromagnétiques hyperfréquence en noyant dans la matière plastique qui constitue le radôme, une ou deux grilles métalliques convenablement adaptées constituant un écran selfique qui ne perturbe pas la propagation des ondes.I1 is indeed known according to the French patent BONY
FR-A-2 560 444 that it is possible to construct a radome transparent to microwave electromagnetic waves by embedding in the plastic material which constitutes the radome, one or two suitably adapted metal grids constituting a selfic screen which does not disturb the propagation of the waves .

Cependant, une telle grille métallique noyée dans la masse du radôme ne serait d'aucun effet contre la foudre, dans la mesure où la grille métallique n'est pas disposée sur la surface externe du radôme.However, such a metal grid embedded in the mass of the radome would have no effect against lightning, insofar as the metal grid is not disposed on the external surface of the radome.

Mais il est également connu du brevet US 3 961 333 de la société TEXAS INSTRUMENT qu'il est possible d'équiper un radôme pour adapter sa transparence, au lieu d'une grille noyée, de deux grilles respectivement placées à l'extérieur et à l'intérieur du radôme. Cependant, selon le brevet US 3 961 333 les grilles en question n'ont aucune continuité électrique, et ne pourraient servir en conséquence à canaliser la foudre. However, it is also known from US Pat. No. 3,961,333 from the company TEXAS INSTRUMENT that it is possible to equip a radome to adapt its transparency, instead of a flooded grid, of two grids respectively placed outside and at inside the radome. However, according to US Pat. No. 3,961,333, the grids in question have no electrical continuity, and could not therefore be used to channel lightning.

L'idée de l'invention est donc d'utiliser des grilles continues permettant la canalisation de ltélectricité, d'en équiper le radôme sur sa face interne et sur sa face externe en les réalisant de telle sorte qu'elles apparaissent transparentes aux ondes électromagnétiques du radar emporté, et enfin de réunir ces grilles de façon convenable à la masse électrique de l'avion. The idea of the invention is therefore to use continuous grids allowing the channeling of electricity, to equip the radome on its internal face and on its external face by making them so that they appear transparent to electromagnetic waves. of the carried radar, and finally to assemble these grids in a way suitable for the electric ground of the plane.

L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés illustrant à titre d'exemple un mode de réalisation. The invention and its implementation will appear more clearly with the aid of the description which follows, given with reference to the appended drawings illustrating by way of example an embodiment.

Dans ces dessins
La figure 1 montre une vue de côté schématique d'un radôme équipé conformément à l'invention de bandes métalliques formant dispositif parafoudre.In these drawings
Figure 1 shows a schematic side view of a radome equipped according to the invention with metal strips forming a lightning arrester device.

La figure 2 montre une vue de face du radôme de la figure 1, cette vue étant faite selon la flèche II de cette figure. Figure 2 shows a front view of the radome of Figure 1, this view being made according to arrow II of this figure.

La figure 3 montre à plus grande échelle de façon schématique comment sont reliées les bandes métalliques disposées en vis-à-vis de part et d'autre de la paroi du radôme. Figure 3 shows on a larger scale schematically how are connected the metal strips arranged opposite on either side of the wall of the radome.

En se référant à la figure 1, on a repéré de façon générale 1 le radôme construit en matière plastique transparente aux ondes électromagnétiques, ce radôme étant par exemple disposé en avant du nez du fuselage de l'avion dont l'amorce a été figuré en trait fantôme en 2. Referring to FIG. 1, the radome constructed in plastic material transparent to electromagnetic waves has generally been identified 1, this radome being for example placed in front of the nose of the fuselage of the aircraft whose primer has been depicted in ghost line in 2.

Conformément à l'invention, le radôme est équipé en particulier sur sa face externe de bandes métalliques dont la disposition apparaît clairement aux figures 1 et 2. De façon précise, et dans l'exemple illustré schématiquement, une bande métallique 3 est située dans le plan vertical méridien passant par l'axe y', y du radôme, tandis que d'autres bandes métalliques référencées 4, 5, 6, 7 sont situées dans des plans méridiens inclinés passant par l'axe du radôme mais s'arrêtant quelque peu avant le centre O ou la pointe du radôme. In accordance with the invention, the radome is equipped in particular on its external face with metal strips, the arrangement of which is clearly shown in FIGS. 1 and 2. Specifically, and in the example illustrated schematically, a metal strip 3 is located in the vertical meridian plane passing through the y ', y axis of the radome, while other metal bands referenced 4, 5, 6, 7 are located in inclined meridian planes passing through the axis of the radome but stopping somewhat before the center O or the tip of the radome.

De préférence, les bandes métalliques telles que 4, 5, 6, 7 qui ne vont pas jusqu'au centre O du radôme mais s'arrêtent à faible distance de cet axe, par exemple à quelques centimètres, seulement. Preferably, the metal bands such as 4, 5, 6, 7 which do not go to the center O of the radome but stop at a short distance from this axis, for example a few centimeters, only.

De façon à assurer la jonction électrique de ces bandes avec la masse de l'avion, elles sont réunies à leur base à une ceinture métallique 8 qui est en fait la ceinture métallique de jonction permettant le montage du radôme sur le nez du fuselage 2. In order to ensure the electrical junction of these bands with the mass of the aircraft, they are joined at their base to a metal belt 8 which is in fact the metal junction belt allowing the mounting of the radome on the nose of the fuselage 2.

Ainsi est réalisée la mise à la masse 9 des bandes en question. Thus, the grounding 9 of the bands in question is carried out.

Cependant, un tel dispositif de protection parafoudre ne pourrait être en pratique utilisé car les bandes métalliques ainsi disposées 3 à 7 empêcheraient comme il a été indiqué, une propagation correcte des ondes radar. However, such a lightning protection device could not in practice be used because the metal strips thus arranged 3 to 7 would prevent, as has been indicated, a correct propagation of the radar waves.

Conformément à l'invention, en correspondance des bandes métalliques 3 à 7 précédemment décrites, on dispose en vis-à-vis de l'autre côté de la paroi 10 du radôme, c'est-àdire sur sa face interne, des bandes métalliques en correspondance, telle que 4' en regard de la bande 4. Et les bandes internes sont elles aussi reliées à la masse au niveau de la ceinture 8 de jonction. In accordance with the invention, in correspondence with the metal strips 3 to 7 described above, there are opposite the other side of the wall 10 of the radome, that is to say on its internal face, metal strips in correspondence, such as 4 'opposite the strip 4. And the internal strips are also connected to ground at the level of the junction belt 8.

Par cet artifice, on obtient la transparence aux ondes électromagnétiques du dispositif de protection parafoudre qui devient alors opérationnel. Le calcul ou l'expérimentation permettent de déterminer la disposition des bandes qui sera la plus efficace. By this device, we obtain transparency to the electromagnetic waves of the lightning protection device which then becomes operational. Calculation or experimentation makes it possible to determine the arrangement of the bands which will be most effective.

Le dispositif de l'invention permet d'obtenir une amélioration sensible des performances radioélectriques du radôme sur toute sa surface par rapport aux radômes de nez d'avion traditionnels réalisés en matériau composite de type sandwich et équipés de bandes parafoudre latérales et il permet également d'obtenir une protection efficace contre la foudre aussi dans l'axe du faisceau radar, c'est-à-dire en fait, dans la direction où le radôme est le plus vulnérable à ces effets de la foudre. The device of the invention makes it possible to obtain a significant improvement in the radioelectric performance of the radome over its entire surface compared to traditional airplane nose radomes made of composite material of the sandwich type and equipped with lateral arrester strips and it also allows '' obtaining effective protection against lightning also in the axis of the radar beam, that is to say, in the direction where the radome is most vulnerable to these effects of lightning.

Claims

1 - Lightning arrester for aircraft arranged in front of the carried radar, said radome being made of plastic material transparent to electromagnetic waves and carrying on its external lateral faces, outside the axis of the radar beam, metal bands connected to the mass of the plane for the lightning flow, said radome being characterized in that, so as to provide protection against lightning, also in the axis (y ′, y) of the beam, at least one continuous metal strip passes by the axis and said radome (1) carries on its internal face metallic bands in correspondence of the external metallic bands (3-7), and the metallic bands both internal and external are connected to the mass (8, 9) of the plane.

2 - Radome according to claim 1 characterized in that the mass bonding of said metal strips (3-7) takes place along a metal belt (8) formed at the base of the radome at its junction with the corresponding part of the 'plane.

3 - Radome according to claim 1 or claim 2 characterized in that said metal strips are arranged substantially in meridian planes passing through the axis of the beam.

4 - Radome according to one of the preceding claims, characterized in that the said corresponding bands (4, 4 ') on the internal and external faces of the radome are arranged opposite on either side of the wall ( 10) of the radome.

5 - Radome according to one of the preceding claims characterized in that the radome being disposed in the nose of the fuselage (2) of the aircraft, at least one aforementioned metal strip (3) passes through the axis of the nose of the fuselage on the outer wall of the radome.

6 - Radome according to one of the preceding claims characterized in that the metal strips (4-7) which do not pass through the axis of the radome are extended towards the axis of the radome to a short distance from this axis.