FR2967645A1

FR2967645A1 - Dispositif d'etancheite entre un element traversant et un matelas d'isolation prevu au niveau du fuselage d'un aeronef, matelas et aeronef ainsi equipes

Info

Publication number: FR2967645A1
Application number: FR1059668A
Authority: FR
Inventors: Olivier Piuzzi; Francois Rouyre
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-05-25
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: US20120126059A1; FR2967645B1; US8882038B2

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif d'étanchéité prévu au niveau d'une ouverture (26) d'un matelas d'isolation (18) rapporté au niveau de la surface intérieure d'un fuselage d'aéronef, ladite ouverture (26) permettant le passage d'un élément traversant, caractérisé en ce qu'il comprend une âme (28) associée à un corps (30) qui s'étend sur un contour fermé délimitant l'ouverture (26), l'âme (28) ayant un effet ressort qui tend à plaquer le corps (30) contre l'élément traversant sur au moins une partie du pourtour de l'ouverture (26).

Description

DISPOSITIF D'ETANCHEITE ENTRE UN ELEMENT TRAVERSANT ET UN MATELAS D'ISOLATION PRÉVU AU NIVEAU DU FUSELAGE D'UN AERONEF, MATELAS ET AERONEF AINSI EQUIPES

La présente invention se rapporte à un dispositif d'étanchéité entre un élément traversant et un matelas d'isolation prévu au niveau du fuselage d'un aéronef ainsi qu'a un matelas équipé dudit dispositif. Sur les figures 1 et 2, on a représenté de manière schématique une section 5 transversale du fuselage 10 d'un aéronef. Le fuselage d'un aéronef comprend une peau 12 avec une surface extérieure 14 en contact avec l'environnement extérieur de l'aéronef et une surface intérieure 16 et une cabine 17 pour les passagers. En phase de vol, un système d'air conditionné permet de maintenir la 10 température à l'intérieur de la cabine 17 autour de 20°C avec une humidité relative constante pour le confort des passagers alors que la température à l'extérieur de l'aéronef se situe autour de -50°C. Pour limiter les déperditions et garantir un confort aux passagers, au moins un matelas d'isolation 18 est prévu au niveau de la surface intérieure 16 de la peau 15 du fuselage. Après la mise en place de ce matelas d'isolation 18, il subsiste un espace entre ledit matelas 18 et la peau 12 au niveau duquel circule de l'air chaud et humide provenant de la cabine 17. Lors du vol, la surface intérieure 16 de la peau est à une température inférieure 20 à 0 °C si bien que l'humidité provenant de la cabine tend à se condenser et à geler au niveau de ladite surface 16.

Lors de la phase de descente, la température de l'air à l'extérieur de l'aéronef est de plus en plus chaude si bien que la glace formée au niveau de la surface intérieure 16 tend à fondre et à ruisseler sur le matelas d'isolation 18 jusqu'en partie inférieure du fuselage où les condensats sont récupérés puis évacués.

Par conséquent, en plus de sa fonction d'isolant, le matelas d'isolation 18 sert à étancher l'intérieur de l'aéronef et à drainer les condensats pour éviter qu'ils ne ruissèlent sur les passagers ou sur des systèmes sensibles comme par exemple des circuits électriques. Pour assurer ces deux fonctions supplémentaires, le matelas d'isolation 18 10 comprend un film imperméable au niveau de sa surface en regard de la surface intérieure 16 de la peau du fuselage. Selon un mode de réalisation, un matelas d'isolation est constitué d'une couche d'un matériau isolant thermiquement comme par exemple de la laine de verre, ensachée dans un film en matière plastique étanche. 15 Généralement, ce matelas d'isolation 18 est réalisé en plusieurs parties juxtaposées de manière à recouvrir la surface intérieure 16 de la peau du fuselage. Comme illustré sur la figure 2, au niveau d'une zone de jonction, les parties sont chevauchantes et disposées à la manière des tuiles. Des bandes adhésives peuvent être également utilisées pour joindre les deux parties et 20 améliorer ainsi l'étanchéité. L'étanchéité du matelas d'isolation 18 peut s'avérer problématique au niveau du passage d'un élément traversant 20 relié à la peau 12, comme par exemple un support sous forme d'une chape assurant la fixation d'une bielle 22 ou biellette comme illustré sur la figure 3. 25 Pour la suite de la description, on appelle élément traversant, un élément relié à la peau, traversant le matelas d'isolation et qui offre par exemple un système d'attache pour maintenir des systèmes ou des composants de l'aéronef.

Selon un mode de pose du matelas d'isolation 18, au niveau d'un élément traversant 20, le matelas 18 est découpé pour le laisser passer. Ce mode de pose n'est pas satisfaisant car le matelas 18 n'ayant aucune tenue mécanique, le bord de la découpe n'est pas maintenu plaqué contre l'élément traversant 20 si bien qu'il subsiste toujours un jeu entre cet élément 20 et le matelas 18 qui ne permet plus de garantir une étanchéité optimale. Pour renforcer la tenue mécanique du matelas 18, on peut rajouter un bloc de mousse à cellules fermées, collé au matelas 18 et comportant une fente pour laisser passer l'élément traversant.

Ce bloc de mousse est léger et facile à solidariser au matelas 18 et permet dans un premier temps d'assurer une barrière d'étanchéité satisfaisante. Cependant, le bloc en mousse n'a pas de propriété élastique ou la perd progressivement si bien qu'un jeu apparait entre le bloc en mousse et l'élément traversant qui ne permet plus de garantir une étanchéité optimale.

Pour pallier les inconvénients de l'art antérieur, l'invention propose un dispositif d'étanchéité entre un matelas d'isolation et un élément traversant garantissant une étanchéité optimale. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'étanchéité prévu au niveau d'une ouverture d'un matelas d'isolation rapporté au niveau de la surface intérieure d'un fuselage d'aéronef, ladite ouverture permettant le passage d'un élément traversant, caractérisé en ce qu'il comprend une âme associée à un corps qui s'étend sur un contour fermé délimitant l'ouverture, l'âme ayant un effet ressort qui tend à plaquer le corps contre l'élément traversant sur au moins une partie du pourtour de l'ouverture.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une coupe transversale du fuselage d'un aéronef, - la figure 2 est une coupe transversale illustrant une partie d'un matelas d'isolation appliqué au niveau de la surface intérieure du fuselage d'un aéronef, - la figure 3 est une vue en perspective illustrant un exemple d'un élément traversant prévu au niveau de la surface intérieure d'un fuselage d'un aéronef, - la figure 4 est une vue en perspective d'une partie appelée âme du dispositif d'étanchéité selon une première variante de l'invention, - la figure 5 est une coupe d'un dispositif d'étanchéité selon un mode de réalisation de l'invention relié à un matelas, - la figure 6 est une vue en perspective d'une partie d'un matelas d'isolation équipé d'un dispositif d'étanchéité, - la figure 7 est une vue en perspective d'un support formant un élément traversant selon un mode de réalisation privilégié, - les figures 8A à 8C sont des vues illustrant la mise en place d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention sur un support tel qu'illustré sur la figure 7, et - la figure 9 est une vue en perspective d'une âme d'un dispositif d'étanchéité selon une autre variante de l'invention.

Les éléments communs à l'art antérieur et à l'invention sont illustrés sur les figures 1 à 3 et portent les mêmes références. Sur la figure 5 et 6, on a illustré en détails un matelas d'isolation 18 comportant un dispositif d'étanchéité 24 délimitant une ouverture 26 permettant le passage d'un élément traversant 20.

Selon l'invention, le dispositif d'étanchéité 24 comprend une âme 28 associée à un corps 30 qui s'étend sur un contour fermé délimitant l'ouverture 26, l'âme 28 ayant un effet ressort qui tend à plaquer le corps 30 contre l'élément traversant 20 sur au moins une partie du pourtour de l'ouverture 26.

Avantageusement, l'âme 28 s'étend également sur tout le pourtour de l'ouverture 26. L'âme est réalisée en un matériau procurant un effet ressort. Ainsi, ce matériau doit avoir une résistance élastique relativement élevée et un module de Young relativement faible. Selon un mode de réalisation, l'âme 28 est un fil métallique avec un diamètre de 0,8 mm réalisé dans un matériau de type corde à piano. En variante, l'âme 28 pourrait être réalisée en un matériau à mémoire de forme. L'âme 28 forme une boucle dont le profil est sensiblement identique à celui de la 10 section de l'élément traversant 20. La forme de la boucle formée par l'âme 28 au repos doit être telle que ladite âme 28 tend à plaquer le corps 30 contre l'élément traversant 20 de préférence sur tout le pourtour de l'ouverture 26 lorsque le dispositif est mis en place. La boucle formée par l'âme 28 est obtenue à partir d'un fil plié conformément à 15 la géométrie de la section de l'élément traversant 20, les extrémités du fil étant reliées par tous moyens appropriés. Par exemple, la jonction entre les deux extrémités peut se faire par une ligature du même fil d'une extrémité sur l'autre ou a l'aide d'une pièce distincte. Généralement, l'élément traversant a une section rectangulaire au droit du 20 dispositif d'étanchéité 24 lorsque ce dernier est mis en place. La boucle formée par l'âme 28 comprend deux portions rectilignes 32, 32' disposées en vis-à-vis des petits côtés de la section rectangulaire de l'élément traversant, au moins l'une des deux portions rectilignes 32, 32', et de préférence les deux, ayant une longueur telle que le corps 30 du dispositif d'étanchéité 25 interfère avec la section de l'élément traversant 20. Le corps 30 est en un matériau apte à se déformer de manière à épouser les formes de l'élément traversant 20. De préférence, le corps 30 enrobe l'âme 28.

Selon un mode de réalisation, le corps est réalisé à partir d'un matériau à base de silicone. Pour des raisons de sécurité, ce matériau doit être résistant au feu et ne doit pas dégager de matière toxique. Le matériau du corps 30 doit permettre d'absorber les micro-jeux présents entre l'élément traversant et l'âme 28, tels que par exemple les micro-jeux générés par les défauts de surface au niveau de la surface de l'élément traversant. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 5, le corps 30 comprend une partie 34 avec une section rectangulaire dans laquelle est insérée l'âme 28 qui s'étend sur tout le pourtour de l'ouverture 26 et une nappe 36 qui s'étend en périphérie et à l'extérieur de la partie 34. Selon les variantes, les sections de la partie 34 et/ou de l'âme 28 peuvent avoir différentes formes (circulaire, rectangulaire, carrée,...). De plus, les sections de la partie 34 et/ou de l'âme 28 peuvent varier le long du 15 pourtour de l'ouverture 26. Pour assurer une meilleure étanchéité, la section de la partie 34 peut présenter une portion rectiligne 38 susceptible d'être appliquée contre l'élément traversant 20 afin d'augmenter la longueur du chemin de fuite. Le dispositif d'étanchéité 24 est relié au matelas d'isolation 18 par tous moyens 20 appropriés. Selon un mode de réalisation, le matelas d'isolation 18 comprend une découpe au niveau de laquelle est disposé le dispositif d'étanchéité. Les bords 40 du matelas d'isolation 18 au niveau de cette découpe et la nappe 36 du dispositif d'étanchéité sont chevauchants et sont solidarisés par une ligne de jonction périphérique 42 comme une couture ou une ligne de collage. 25 Sur la figure 7, on a représenté un élément traversant 20 susceptible d'être associée au dispositif d'étanchéité de l'invention, Cet élément traversant 20 comprend au moins une platine 46 plaquée contre la surface intérieure 16 de l'aéronef et une chape 48 s'étendant de préférence dans un plan perpendiculaire à la platine 46. Selon l'invention, la chape 48 comprend des moyens pour retenir le dispositif d'étanchéité. A cet effet, la chape 48 comprend sur au moins l'une de ses faces une surépaisseur 50 offrant un chant 52 orienté vers l'extérieur de l'aéronef contre lequel peut prendre appui le dispositif d'étanchéité 24. Avantageusement, ce chant 52 est disposé à l'opposé d'un autre chant 54 de la chape 48 contre lequel peut prendre appui initialement le dispositif d'étanchéité lors de sa mise en place, le chant 52 ayant un profil de forme convexe par rapport au chant 54. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 7, l'élément traversant 20 comprend deux platines 46, 46' reliées par la chape 48 qui comprend un orifice traversant 56 formant un point d'ancrage et deux surépaisseurs 50 offrant chacune un chant 52 avec une portion cylindrique centrée par rapport à l'orifice 56. Les surépaisseurs 50 s'étendent jusqu'à la seconde platine 46' qui n'est pas plaquée contre la surface intérieure 16 du fuselage. La chape 48 a un chant 58 qui sur une portion éloignée de la platine 46 fixée contre la surface intérieure 16 est disposé dans le prolongement du chant 54. En complément, l'âme 48 a une forme particulière avec deux portions rectilignes 32 32' parallèles dont une première portion rectiligne 32 a une longueur sensiblement égale ou légèrement inférieure à la somme des épaisseurs de la chape 48 et des surépaisseurs 50 et dont la seconde portion 32' a une longueur sensiblement égale ou légèrement inférieure à l'épaisseur de la chape 48.

Ces deux portions rectilignes 32, 32' sont reliées par des longs cotés 60, 60' symétriques par rapport à un axe médian. Chaque long côté 60 ou 60' comprend trois portions, deux portions courbes 62, 64 reliées par une portion intermédiaire rectiligne 66 parallèle aux portions rectilignes 32, 32' et dont la longueur est sensiblement égale à l'épaisseur de la surépaisseur 50. Les portions courbes 62 et 64 sont disposées dans des plans perpendiculaires aux portions rectilignes 32, 32', 66 et ont des rayons de courbure sensiblement identiques à la portion cylindrique du chant 52 des surépaisseurs 50. Ainsi, les portions 62 des deux longs côtés 60, 60' sont disposées dans des plans parallèles séparés d'une distance légèrement inférieure ou égale à la somme des épaisseurs de la chape 48 et des surépaisseurs 50 alors que les portions 64 des deux longs côtés 60, 60' sont disposées dans des plans parallèles séparés d'une distance légèrement inférieure ou égale à l'épaisseur de la chape 48. En parallèle, le corps 30 a des formes sensiblement similaires à l'âme 28 de manière à ce que cette dernière soit sensiblement centrée à l'intérieur dudit corps 30. La mise en place du matelas d'isolation 18 au niveau d'un élément traversant 20 est illustrée sur les figures 8A à 8C. Pour mieux la visualiser, seule l'âme 28 est visible. Dans un premier temps, l'opérateur positionne l'ouverture 26 au droit de l'élément traversant 20, le dispositif d'étanchéité a une forme bombée (en raison de la forme de l'âme 28) orientée vers la paroi du fuselage.

Comme illustré sur la figure 7A, il applique le dispositif d'étanchéité 24 contre l'élément traversant 20 au niveau de sa portion 32 rectiligne. En suivant, il repousse le dispositif d'étanchéité et le matelas vers la peau du fuselage. Lors de cette manoeuvre, le dispositif d'étanchéité tend à pivoter autour de sa portion rectiligne 32. Lors de ce mouvement, les portions 66 de l'âme 28 se déplacent le long des chants 52. Ces chants 52 ont des formes telles que la distance les séparant du point de contact de la portion rectiligne 32 tend à augmenter jusqu'à une valeur maximale correspondant au point A.

Lorsque les portions 66 arrivent au point A, comme illustré sur la figure 7B, la déformation de l'âme 28 est maximale. Ce point passé, l'âme 28 se rétracte jusqu'à ce que la portion 32' vienne en contact avec le chant de la chape 48, comme illustré sur la figure 7C.

Dans cette position les portions courbes 64 de l'âme sont disposées contre les chants 52 des surépaisseurs 50 et assurent le maintien du dispositif de fixation et du matelas. Selon une autre variante illustrée sur la figure 9, les portions 62 peuvent avoir un profil sinusoïdal pour augmenter la rigidité de l'âme 28 et accroitre la pression de contact entre le dispositif d'étanchéité et l'élément traversant 20. Le dispositif d'étanchéité présente les avantages suivants : Dans la mesure où l'âme 28 peut se déformer de manière élastique à la manière d'un ressort et que le corps 30 peut se déformer à la manière d'une mousse, le dispositif d'étanchéité permet d'absorber les tolérances de fabrication de l'élément traversant. Le dispositif d'étanchéité peut être rapporté sur le matelas en usine si bien que le temps de dépose du matelas équipé du dispositif d'étanchéité est aussi rapide que pour un matelas fendu sans dispositif d'étanchéité. Le dispositif d'étanchéité peut s'adapter à tous les éléments traversant dans la 20 mesure où il suffit de former à façon l'âme 28 conformément à la géométrie de l'élément traversant sur lequel elle doit être rapportée. Le dispositif d'étanchéité a une masse qui est équivalente aux solutions de l'art antérieur tout en procurant une meilleure étanchéité. La présence d'une surépaisseur au niveau de l'élément traversant permet de 25 maintenir en place le dispositif d'étanchéité malgré les vibrations de l'avion.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchéité prévu au niveau d'une ouverture (26) d'un matelas d'isolation (18) rapporté au niveau de la surface intérieure (16) d'un fuselage d'aéronef, ladite ouverture (26) permettant le passage d'un élément traversant (20), caractérisé en ce qu'il comprend une âme (28) associée à un corps (30) qui s'étend sur un contour fermé délimitant l'ouverture (26), l'âme (28) ayant un effet ressort qui tend à plaquer le corps (30) contre l'élément traversant (20) sur au moins une partie du pourtour de l'ouverture (26).
2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme (28) s'étend sur tout le pourtour de l'ouverture (26).
3. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'âme (28) forme une boucle dont le profil est sensiblement identique à celui de la section de l'élément traversant (20).
4. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'âme (28) est un fil métallique réalisé dans un matériau de type corde à piano.
5. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil a un profil sinusoïdal sur au moins une portion pour accroitre la pression de contact sur l'élément traversant (20).
6. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 3, caractérisé en ce que l'âme (28) est réalisée en un matériau à mémoire de forme.
7. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (30) est réalisé à partir d'un matériau à base de silicone qui enrobe l'âme (28). 25
8. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (30) comprend une partie (34) dans laquelle est insérée l'âme (28)qui s'étend sur tout le pourtour de l'ouverture (26) et une nappe (36) qui s'étend en périphérie et à l'extérieur de la partie (34).
9. Matelas d'isolation comprenant au moins une ouverture au niveau de laquelle est rapporté un dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes.
10. Matelas d'isolation selon la revendication 9, caractérisé en qu'il comprend des bords (40) délimitant une découpe qui sont chevauchants avec la nappe (36) du dispositif d'étanchéité, lesdits bords (40) et ladite nappe (36) étant solidarisés par une ligne de jonction périphérique (42). 10
11. Aéronef comportant un matelas d'isolation selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'élément traversant (20) comprend des moyens pour maintenir un dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
12. Aéronef selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément 15 traversant (20) comprend sur au moins l'une de ses faces une surépaisseur (50) offrant un chant (52) orienté vers l'extérieur de l'aéronef.
13. Aéronef selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément traversant (20) comprend deux platines (46, 46') reliées par une chape (48) qui comprend un orifice traversant (56) formant un point d'ancrage et deux 20 surépaisseurs (50) offrant chacune un chant (52) avec une portion cylindrique centrée par rapport à l'orifice (56).
14. Aéronef selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'âme (28) comprend deux portions rectilignes (32 32') parallèles dont une première portion rectiligne (32) a une longueur sensiblement égale ou légèrement inférieure à la 25 somme des épaisseurs de la chape (48) et des surépaisseurs (50) et dont la seconde portion (32') a une longueur sensiblement égale ou légèrement inférieure à l'épaisseur de la chape (48), et deux longs côtés (60, 60') reliant lesdites deuxportions rectilignes (32, 32'), symétriques par rapport à un axe médian, comportant chacun deux portions courbes (62, 64).
15. Aéronef selon la revendication 14, caractérisé en ce que les portions courbes (62, 64) sont disposées dans des plans perpendiculaires aux portions rectilignes (32, 32') et ont des rayons de courbure sensiblement identiques à la portion cylindrique du chant (52) des surépaisseurs (50), les portions (62) des deux longs côtés (60, 60') étant disposées dans des plans parallèles séparés d'une distance légèrement inférieure ou égale à la somme des épaisseurs de la chape (48) et des surépaisseurs (50) et les portions (64) des deux longs côtés (60, 60') étant disposées dans des plans parallèles séparés d'une distance légèrement inférieure ou égale à l'épaisseur de la chape (48).