FR3047564A1 - Sonde de mesure de vitesse anemometrique d'un aeronef - Google Patents
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Abstract
Sonde de mesure anémométrique pour aéronef, montée sur la peau externe d'un aéronef, et placée dans le courant d'air entourant ce dit aéronef, cette sonde comprenant un moyen de chauffage électrique consommant une puissance électrique globale W, la partie avant du mât profilé étant placée en amont du courant d'air et constituant un bord d'attaque de forme arrondie de rayon moyen R, les points situés sur ce dit bord d'attaque placés les plus en amont constituant une ligne appelée arête de bord d'attaque, le moyen de chauffage comprend deux systèmes de chauffage : un système principal et un système secondaire. Le système principal comprend au moins une canne chauffante R1 de diamètre externe supérieur à 3 mm consommant une puissance W1 supérieure à W/2 et le système secondaire comprend au moins un fil chauffant flexible de diamètre inférieur à 2 mm, de résistance R3 et consommant une puissance électrique W2 inférieure à W/2.
Description
SONDE DE MESURE DE VITESSE ANÉMOMÉTRIQUE D'UN AÉRONEF
La présente invention concerne une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef, économique en énergie, c'est-à-dire, consommant très peu de puissance électrique de l'aéronef quelle que soit la température ambiante de la sonde et/ou quelle que soit la nature de l'écoulement autour de la sonde.
Elle concerne principalement, mais pas exclusivement, une sonde de mesure de paramètres physiques pour aéronef, par exemple la pression.
Elle concerne plus particulièrement un système de chauffage économique d'une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef ne comprenant pas de circuit électronique même simple (facile à mettre en œuvre), consommant une faible puissance de chauffage électrique sans régulation de puissance en fonction de la température ambiante tout en protégeant la sonde de tout risque de givrage même dans des conditions atmosphériques très sévères.
La mesure de la vitesse d'un aéronef par rapport à la masse d'air ambiant est fondamentale pour son pilotage et sa sécurité. Cette vitesse est déterminée, via des moyens de calculs, à l'aide d'au moins une sonde de mesure de pression couplée à d'autres capteurs comme les capteurs de pression statique, et éventuellement de mesure d'angle d'incidence et de dérapage. Ladite sonde de mesure de pression comprend principalement un bord d'attaque qui fait face à l'écoulement et une prise de pression existant sur un endroit de la sonde.
Lors du pilotage de l'aéronef, les conditions atmosphériques peuvent être fortement givrantes. De ce fait, l'aéronef peut rencontrer des conditions très exceptionnelles combinant températures très froides, eau surfondue, microcristaux de glace, grêle, neige, ci-après « conditions atmosphériques sévères ». Dans de telles conditions, la sonde peut givrer et fournir de fausses mesures de vitesse. Pour faire fonctionner la sonde dans de telles conditions, elle doit être chauffée, dans son ensemble, le plus possible pour éviter le givrage ; ce qui augmente considérablement la consommation électrique en terme de puissance disponible pour l'aéronef. Cette consommation d’énergie représente un équivalent prix, masse de carburant, autonomie,..., non négligeable pour l'aéronef, laquelle dégrade les performances de l'aéronef surtout à pleine charge et/ou en cas de panne d'un moteur, d'une ou plusieurs générateurs électriques. Malgré ce chauffage de la sonde dans ces conditions atmosphériques sévères, le bord d'attaque de la sonde, du fait de sa géométrie, présente toujours des risques de givrages. En plus, les parties qui seraient trop chauffées gaspilleraient en pure perte une puissance précieuse. Dans certains cas, cette puissance pourrait être nécessaire pour assurer le bon fonctionnement d'autres fonctions vitales de l'aéronef.
Afin de réduire cette consommation excessive d'énergie et les risques de givrage du bord d'attaque, il est impératif de bien répartir la puissance de chauffage électrique de la sonde sur l'ensemble de celle-ci afin d'éviter de la surchauffer et de concilier la géométrie du bord d'attaque et les moyens de chauffage pour chauffer ce dernier, au plus près possible de l'écoulement, avec sensiblement ja même température que l'ensemble de la sonde.
Les aéronefs à ce jour cherchent donc à minimiser la puissance de chauffage électrique des sondes de mesure de vitesse anémométrique, à concilier la géométrie du bord d'attaque et les moyens de chauffage, et à optimiser la répartition du chauffage sur la sonde pour éviter tout risque de givrage de celle-ci lorsque l'aéronef rencontre des conditions très exceptionnelles combinant températures très froides, eau surfondue, microcristaux de glace, grêle, neige, etc. Cette minimisation de la puissance de chauffage et optimisation de la répartition de chauffage doit être réalisée par l'intégration d'un système de chauffage simple dans la sonde (facile à mettre en œuvre) consommant très peu d'énergie, à coût minimal et n'utilisant aucun moyen électronique de régulation pour maximiser la fiabilité, ledit système de chauffage étant adapté avec la géométrie du bord d'attaque de sorte à éviter le givrage dudit bord d'attaque.
Plusieurs dispositifs de chauffage, comprenant un système de régulation électronique de puissance de chauffage, pour une sonde de mesure de vitesse d'un aéronef ont été proposés dans l'état de la technique. Ces dispositifs utilisent des systèmes complexes de régulation électronique de température autour de la sonde, qui ont malheureusement une fiabilité associée faible, un coût de fabrication et de maintenance élevé et consomme une quantité considérable d'énergie.
De l'état de la technique sont connus les documents US5043558, US5653538, US20020131474 qui proposent des solutions de chauffages électriques utilisables pour des sondes de mesure de température d'un aéronef. Malheureusement, ces systèmes de chauffage ne sont pas adaptés à une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef.
De l'état de la technique sont également connus les documents US2404978, US2399370, US2381327, US2306684, 2300654, US2283045, US2254155, US2221547, US1971534, FR2149090, US5337602, GB530722, US4275603, US3514999, US3535930, et US32679992 qui proposent des solutions de chauffages électriques utilisables pour une sonde Pitot d'un aéronef. Malheureusement, ces solutions de chauffages électriques consomment beaucoup d'énergie et ne sont pas optimisées pour éviter tout givrage de la sonde y compris du bord d'attaque de la sonde. En effet, dans les conditions atmosphériques sévères, la sonde décrite dans les documents cités, notamment son bord d'attaque, peut givrer.
De la publication FR3002801 est connu une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef comprenant deux fils chauffants distincts alimentés séparément permettant chacun de réchauffer une partie de la sonde et des moyens électroniques de répartition d'une puissance maximale donnée P vers chacun des deux fils chauffants en fonction de la température de chacune des parties de la sonde. Malheureusement, ce système de chauffage n'est pas simple et n'est pas fiable, car il utilise beaucoup d'éléments électroniques, y compris des algorithmes spécifiques. De plus, le bord d'attaque a une géométrie qui n'est pas adaptée avec les moyens de chauffages, ce qui peut conduire au givrage de ce bord d'attaque.
Aucun document de l'état de la technique ne décrit ni même ne suggère une solution de chauffage d'une sonde de vitesse anémométrique d'un aéronef associant une géométrie du bord d'attaque, un faible coût, une simplicité d'intégration, une faible consommation d'énergie, une répartition optimale de la puissance de chauffage sur l'ensemble de la sonde, ainsi qu'une bonne fiabilité de la mesure de la vitesse anémométrique de l'aéronef, et ceci, quelles que soient les conditions atmosphériques sévères.
Le but de l'invention est de fournir une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef associant la géométrie du bord d'attaque, le faible coût, la simplicité d'intégration, la faible consommation d'énergie, la répartition optimale de la puissance de chauffage sur l'ensemble de la sonde, et une fiabilité de la mesure de la vitesse anémométrique de l'aéronef, et ceci, quelles que soient les conditions atmosphériques sévères, et sans régulation électronique de la puissance.
Dans la description ci-après les termes mentionnés auront la définition suivante: - Avant de la sonde: zone ou partie de la sonde qui reçoit en premier les molécules de l'écoulement du fluide WIND et où le rayon de courbure du profil est minimal (aussi appelé bord d'attaque BA).
La partie avant : zone ou partie de la sonde qui fait face à l'écoulement du fluide WIND et qui permet de définir la surface frontale. - Arrière de la sonde: zone ou partie de la sonde qui ne reçoit pas directement les premières molécules de l'écoulement du fluide et qui se situe le plus en arrière de la sonde, (aussi appelé bord de fuite ou culot).
La partie arrière : zone ou partie de la sonde qui ne fait pas directement face à l'écoulement du fluide et qui se situe le plus en arrière de la sonde.
Les profils NACA : ce sont des profils aérodynamiques pour les ailes d'avions développés par le Comité Consultatif National pour l'Aéronautique (NACA). Il s'agit de série de profils la plus connue et utilisée dans la construction aéronautique. L'invention a pour objet une sonde de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef, destinée à équiper un aéronef, ladite sonde comprenant: une partie inférieure en forme de socle, une partie moyenne en forme de mât profilé, comprenant au moins une partie avant placée en amont du courant d'air et constituant un bord d'attaque de forme arrondie de rayon moyen de courbure inférieur à 5 mm, les points situés sur ledit bord d’attaque, placés le plus en amont, constituent une ligne appelée arête dudit bord d'attaque, une partie supérieure comprenant au moins un orifice de prise de pression permettant de mesurer une pression, - au moins un moyen de chauffage électrique consommant une puissance électrique totale, permettant de chauffer ladite sonde, - au moins un moyen de calcul de la vitesse anémométrique de l'aéronef à partir d'au moins une mesure de la pression, caractérisée en ce que le moyen de chauffage électrique comprend principalement : - au moins un système de chauffage électrique principal comprenant au moins une canne chauffante sensiblement cylindrique et rigide de diamètre externe supérieur à 3 mm, consommant une puissance électrique supérieure à la moitié de la puissance électrique totale, et un système de chauffage électrique secondaire comprenant au moins un fil chauffant relativement flexible de diamètre inférieur à 2 mm, consommant une puissance électrique inférieure à la moitié de la puissance électrique totale, et en ce que, ledit fil chauffant suit l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne au moins dans une partie de la partie moyenne.
Avantageusement, la canne cylindrique et le fil chauffant sont montés en série et sont constitués d'un matériau comprenant au moins un alliage Ferro-Nickel.
Avantageusement, le fil chauffant est situé à une distance inférieure à 8 mm de l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le bord d'attaque a un profil en coin relativement mince, arrondi, de rayon de courbure inférieur à 5 mm de préférence inférieur 3 mm.
Avantageusement, la sonde de mesure de vitesse comprend au moins un moyen de fixation de la sonde sur la surface externe de l’aéronef, un moyen de connexion et de déconnexion rapide de prise de pression et un moyen de connexion et de déconnexion rapide électrique,
Selon différentes caractéristiques de l'invention, le fil chauffant continue de cheminer en outre dans une partie de la partie inférieure et de préférence dans une partie avant de la partie inférieure.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le système de chauffage électrique principal comprend au moins deux cannes chauffantes, lesdites cannes chauffantes et le fil chauffant étant montés en série. Avantageusement, les résistances des cannes chauffantes et la résistance du fil chauffant sont sensiblement égales.
Avantageusement, les cannes chauffantes et le fil chauffant sont choisis de sorte que la puissance totale consommée par les cannes chauffantes et le fil chauffant soit inférieure à 220 W.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le fil chauffant est constitué de deux fils résistifs fins en alliage de fer et de Nickel contenus dans une gaine métallique relativement flexible, de faible diamètre, remplie de matériau isolant.
Avantageusement, la sonde est constituée, au moins en partie, par un matériau en alliage léger à base d’aluminium. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, prises seules et/ou en combinaison, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
La figure la représente une coupe longitudinale d'une sonde de mesure de vitesse selon l'invention ;
La figure lb représente une coupe transversale AA d'une sonde de mesure de vitesse selon l'invention ;
La figure 2a représente une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de la sonde de mesure de vitesse selon l'invention ;
La figure 2b représente une coupe transversale AA d'un mode de réalisation de la sonde de mesure de vitesse selon l'invention.
En référence à la figure la et lb, la sonde S de mesure de vitesse anémométrique comprend une partie inférieure INF en forme de socle destinée à fixer ladite sonde via des moyens de fixation comme des vis, sur la surface (la peau) extérieure de l'aéronef. La sonde S comprend également une partie moyenne MOY en forme de mât profilé, comprenant au moins une partie avant placée en amont du courant d'air WIND, ladite partie constitue le bord d'attaque BA de la sonde. Ce bord d'attaque BA a une forme arrondie avec un rayon moyen de courbure R inférieure à 5 mm pour éviter une propension à l'accrétion de givres trop importante. En effet, une traînée trop importante peut être à l'origine du givrage du bord d'attaque BA. Les points situés sur le bord d'attaque placés les plus en amont constituent une ligne appelée arête dudit bord d'attaque BA.
La sonde S comprend en outre une partie supérieure SUP comprenant au moins un orifice de prise de pression PP, lequel débouche dans une chambre de tranquillisation. De préférence, les prises de pression sont situées dans la partie arrière de la sonde pour éviter qu'elles reçoivent de plein fouet les particules d'eau liquide et solide de l'écoulement. Cette prise de pression permet de mesurer une pression P.
La sonde comprend en outre un moyen de calcul de la vitesse anémométrique de l'aéronef à partir de la valeur de pression P mesurée. Ce moyen de calcul intègre toutes les équations physiques et les méthodes mathématiques permettant de calculer la vitesse anémométrique de l'aéronef en kilomètre par heure et/ou en Mach.
La sonde S comprend également un moyen de chauffage électrique dit MCE, lequel consomme une puissance électrique totale W, permettant de chauffer ladite sonde S. Ce moyen de chauffage électrique MCE fait en sorte que la sonde S, y compris les prises de pression PP, ne soit obturée par de l'eau ou par la glace de l'écoulement lors de vols dans les conditions atmosphériques sévères. Ce moyen de chauffage électrique MCE permet également d'évacuer toute trace d'humidité lors de son fonctionnement.
Le moyen de chauffage électrique MCE est principalement constitué d'au moins deux systèmes de chauffages électriques montés en série, un système de chauffage électrique dit principal SP et un système de chauffage électrique dit secondaire SS.
Le système de chauffage électrique principal SP permet de chauffer une grande partie de la sonde, c'est-à-dire, plus de la moitié du volume/surface de la sonde, de préférence, les trois quarts ou les trois cinquièmes ou encore les quatre cinquièmes de la sonde.
Avantageusement, le système de chauffage électrique principal SP permet de chauffer tout le volume et/ou surface de la sonde, à l'exception du bord d'attaque.
Le système de chauffage électrique principal SP comprend une canne chauffante RI sensiblement cylindrique et rigide de diamètre externe supérieur à 3 mm, consommant une puissance électrique WP supérieure à la moitié de la puissance électrique totale W, telle que WP > W/2. La valeur du diamètre est fixée supérieure à 3 mm pour obtenir une efficacité de chauffage sur une grande partie de la surface de la sonde, de préférence par conduction. En effet, si le diamètre est inférieur à 3 mm, le flux de chauffage est faible et la probabilité de givrage est grande pour la sonde.
Avantageusement, le système de chauffage électrique principal SP comprend au moins deux cannes chauffantes RI et R2 montées en série.
Le système de chauffage électrique secondaire SS comprend un fil chauffant R3 relativement flexible de diamètre inférieur à 2 mm, consommant une puissance électrique WS inférieure à la moitié de la puissance électrique totale W telle que WS < W/2. Ce système de chauffage SS est placé au plus près du bord d'attaque à une distance D inférieure à 10 mm de l'arête du bord d'attaque BA. Il permet de chauffer le bord d'attaque BA pour éviter tout risque de givrage de la sonde S. La valeur du diamètre est fixée inférieure à 2 mm pour concilier la géométrie du bord d'attaque BA et le fil chauffant R3 et obtenir un chauffage efficace sur cette partie de la sonde.
De préférence, le fil chauffant R3 est placé à une distance D inférieure à 8 mm, de préférence 5 mm de l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne MOY pour chauffer la sonde S au plus près du bord d'attaque et répartir uniformément la chaleur dans tout le volume du bord d'attaque et notamment, dans tout le volume de la partie avant de la sonde, ceci, pour éviter tout risque de givrage de la sonde.
Le fil chauffant R3 à une résistance r3. Ce fil chauffant R3 suit l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne MOY au moins dans une partie de la partie moyenne MOY pour minimiser au maximum les risques de givrage et maximiser le chauffage dans tout le volume du bord d'attaque.
Le fil chauffent R3 continue de cheminer en outre dans une partie de la partie inférieure INF et de préférence dans la zone avant de la partie inférieure INF pour diffuser un maximum de chaleur sur toute la surface constituant le bord d'attaque BA et sur les surfaces adjacentes afin d'obtenir une répartition uniforme de la chaleur sur tout le volume de la sonde.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la sonde comprend au moins deux fils chauffants R3 montés en série.
Avantageusement, les cannes chauffantes et le fils chauffent R3 sont montés en série.
En référence à la figure 2a, le système de chauffage électrique principal SP comprend au moins deux cannes chauffantes RI et R2 de résistance rl et r2. Les cannes chauffantes RI et R2 et le fil chauffant R3 sont électriquement connectés en série. Les résistances rl et r2 des cannes chauffantes et la résistance r3 du fil chauffant sont sensiblement égales, ceci, pour maintenir la tension d'alimentation à une valeur inférieure à 120 Volts, de préférence a une valeur comprise entre 115 Volts et 120 Volts. Avantageusement, les résistances rl et r2 des cannes chauffantes Rl et R2 et la résistance r3 du fil chauffant R3, alimentées électriquement avec une tension comprise entre 115 Volts et 120 Volts, sont choisies de sorte que la puissance totale W consommée par lesdites résistances soit inférieure à 220 W de sorte à économiser le maximum d'énergie. En effet, la partie de la sonde la plus probable susceptible de givrer est le bord d'attaque. Le fait de chauffer le bord d'attaque avec un moyen de chauffage correspondant à la géométrie de ce bord d'attaque permet d'éviter tout apport supplémentaire d'énergie ou d'augmenter le chauffage primaire. Ainsi, pour une puissance de chauffage total W inférieure à 220 W et pour une répartition de chauffage donnée sur la sonde par exemple, le système de chauffage primaire représente les deux tiers de la puissance de chauffage totale et le système de chauffage secondaire le un tiers de la puissance de chauffage totale, la nécessité de réguler la puissance en fonction de la température n'est plus préoccupante. Contrairement aux autres systèmes de chauffages connus de l'état de la technique, dans lesquels il n'est pas prévu un système de chauffage spécifique pour le bord d'attaque à faible coût et avec une simplicité d'intégration, le système de chauffage selon l'invention permet de résoudre simultanément le problème de répartition de puissance de chauffage de manière optimale, de givrage, de fiabilité d'une telle sonde.
Avantageusement, les cannes chauffantes et les fils chauffants sont constitués d'un matériau comprenant au moins un alliage Ferronickel, ceci pour éviter toute sorte de régulation électronique de la puissance, via des circuits électroniques ou des programmes électroniques complexes. En effet, cet alliage possède des propriétés physico-chimiques lui permettant, sans apport extérieur, d'adapter la valeur de sa résistance en fonction de la température du milieu.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la sonde est constituée, au moins en partie, par un matériau en un alliage léger à base d'aluminium pour minimiser son poids et la conductibilité thermique. Pour minimiser au maximum la traînée, le bord d'attaque BA a un profil en coin relativement mince, arrondi, de rayon de courbure R inférieure à 5 mm, de préférence 3 mm, de sorte à concilier la géométrie du bord d'attaque BA avec le système de chauffage, notamment le système de chauffage électrique secondaire SS et d'éviter au maximum le risque de givrage de la sonde S, y compris du bord d'attaque BA dans des conditions atmosphériques sévères.
La sonde comprend en outre au moins un moyen Ml de fixation de la sonde sur la surface externe de l’aéronef, un moyen M2 de connexion et de déconnexion rapide de prise de pression PP et un moyen M3 de connexion et de déconnexion rapide électrique. Les moyens de fixation Ml sont par exemple des vis ou des écrous ou d'autres moyens de fixation capables de fixer de manière stable, quelle que soit la nature de l'écoulement, une telle structure sur la surface externe de l'aéronef. Les moyens M2 et M3 sont des fils électriques connectés à une électronique simple de pilotage de la sonde, ladite électronique étant directement reliée au moyen de calcul de la vitesse.
La figure 2a et 2b représente schématiquement un mode préféré de réalisation suivant l’invention. Une sonde de mesure anémométrique est présentée par une coupe longitudinale suivant le plan de symétrie de la sonde. Deux cannes chauffantes RI et R2 sont représentées. Elles sont ici connectées en série. Un fil chauffant R3 est également représenté. Il est également connecté en série avec les deux cannes chauffantes RI et R2. Il chemine le long du bord d'attaque et dans la partie avant du socle. Ce fil chauffant est également, ici, connecté avec les deux autres cannes chauffantes RI et R2 en série. Une prise de pression PP, ici située à l’arrière de la sonde, mais qui pourrait être située à l'avant ou sur un autre point de la sonde permet de prélever la valeur de la pression à l'endroit voulu.
La figure 2b est une coupe transversale de la figure 2a au droit de la zone moyenne d'un mode préféré de réalisation suivant l'invention. On peut voir que le fil chauffent R3 chemine près de l'arête AB du bord d'attaque BA de la partie moyenne en forme de mât profilé à une distance D inférieure à 8 mm de cette dite arête.
Une sonde de mesure de pression, ici en alliage léger à base d'aluminium, comprend deux vis permettant de rendre solidaire la sonde de la peau externe d'un aéronef. La partie inférieure INF en forme de socle permet de placer la sonde sur la peau externe de l'aéronef. Une partie moyenne MOY en forme de mât profilé permet de relier le socle INF avec la partie supérieure SUP de la sonde. Cette partie MOY a une forme adaptée pour l'application. Le profil du mât peut être en forme de profil de type «NACA» offrant peu de traînées. La résistance chauffante R3 est constituée de deux fils résistifs fins en alliage de fer et de Nickel contenus dans une gaine métallique remplie de matériau isolant. Cette gaine métallique a un diamètre faible ici égal à 1 mm environ. Cette gaine est relativement flexible ce qui permet de lui faire suivre le cheminement désiré. Ici les deux fils fins sont reliés à leur extrémité afin de permettre leur connexion avec les autres résistances RI et R2. Deux cannes chauffantes RI et R2 sensiblement cylindriques et rigides de diamètre supérieur à 3 mm sont placées chacune dans un trou placé à cet effet. Les diamètres relatifs des cannes chauffantes et de leur logement cylindrique sont adaptés pour que le jeu entre la canne et le trou soit sensiblement nul, afin que le flux thermique puisse se dissiper facilement dans l'ensemble de la sonde. Les deux cannes chauffantes RI et R2 sont placées pour chauffer plus particulièrement le corps de la sonde, alors que la résistance chauffante R3 est placée à l'avant du bord d'attaque BA et de la semelle avant afin de chauffer plus efficacement cette partie avant de la sonde.
Les éléments nécessaires à la conception d'un tel système de chauffage se trouvent sur l'étagère et sont commercialisés à des coûts relativement faibles. Leur intégration est très aisée, ce qui confère à la sonde la possibilité de la fabriquer à coût faible. Le système de chauffage de cette sonde est très simple à mettre en œuvre, ce qui permet de le réaliser à coût minimal tout en maximisant sa fiabilité et sa durée de vie.
On voit donc dans cet exemple non limitatif de réalisation qu'il est possible de réaliser une sonde anémométrique pour un aéronef, simple et économique, permettant de mesurer une grandeur physique anémométrique telle qu'une pression, sans risque de givrage, et ceci pour une puissance de chauffage minimale.
Des essais en soufflerie givrante ont permis de vérifier les avantages obtenus par une sonde ayant une architecture de chauffage suivant la présente invention.
On voit donc qu'il est possible, contrairement à ce qui était antérieurement imaginé, de réduire la puissance nécessaire de chauffage d'une sonde anémométrique tout en conciliant la géométrie du bord d'attaque et le système de chauffage d'une part, et d'autre part en assurant un non-givrage de la sonde, en suivant l'architecture des organes de chauffages décrits dans la présente invention.
On voit également que l'utilisation de composants classiques ayant des niveaux de précision et de fiabilité démontrés indépendamment permet d'arriver à une diminution de la puissance requise, en diminuant le coût de fabrication et en améliorant la fiabilité.
Le dispositif décrit ici est donc industrialisable à coût faible.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
Claims (10)
- REVENDICATIONS 1) Sonde S de mesure de vitesse anémométrique d'un aéronef, destinée à équiper un aéronef, ladite sonde comprenant : une partie inférieure INF en forme de socle, une partie moyenne MOY en forme de mât profilé, comprenant au moins une partie avant placée en amont du courant d'air et constituant un bord d'attaque BA de forme arrondie de rayon moyen de courbure R inférieur à 5 mm, les points situés sur ledit bord d'attaque, placés le plus en amont, constituent une ligne appelée arête dudit bord d'attaque BA, une partie supérieure SUP comprenant au moins un orifice de prise de pression PP permettant de mesurer une pression P, au moins un moyen de chauffage électrique MCE consommant une puissance électrique totale W, permettant de chauffer ladite sonde S, au moins un moyen de calcul de la vitesse anémométrique de l'aéronef à partir d'au moins une mesure de la pression P, caractérisée en ce que le moyen de chauffage électrique comprend principalement : - au moins un système de chauffage électrique principal SP comprenant au moins une canne chauffante RI sensiblement cylindrique et rigide, de diamètre externe supérieur à 3 mm, de résistance rl, consommant une puissance électrique WP supérieure à la moitié de la puissance électrique totale W, telle que WP > W/2, et un système de chauffage électrique secondaire SS comprenant au moins un fil chauffant R3 relativement flexible de diamètre inférieur à 2 mm, de résistance r3, consommant une puissance électrique WS inférieure à la moitié de la puissance électrique totale W telle que WS < W/2, et en ce que, ledit fil chauffant R3 suit l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne MOY au moins dans une partie de la partie moyenne MOY.
- 2) Sonde de mesure de vitesse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la canne cylindrique Rl et le fil chauffant R3 sont montés en série et sont constitués d'un matériau comprenant au moins un alliage Ferro-Nickel.
- 3) Sonde de mesure de vitesse selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le fil chauffant R3 est situé à une distance D inférieure à 8 mm de l'arête du bord d'attaque de la partie moyenne MOY.
- 4) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le bord d'attaque BA a un profil en coin relativement mince, arrondi, de rayon de courbure R inférieur à 3 mm.
- 5) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un moyen Ml de fixation de la sonde sur la surface externe de l'aéronef, un moyen M2 de connexion et de déconnexion rapide de prise de pression PP et un moyen M3 de connexion et de déconnexion rapide électrique,
- 6) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le fil chauffant R3 continue de cheminer en outre dans une partie de la partie inférieure INF et de préférence dans une partie avant de la partie inférieure INF.
- 7) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la résistance de la canne chauffante RI et celle du fil chauffant R3 sont sensiblement égales.
- 8) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la résistance rl de la canne chauffante RI et la résistance r3 du fil chauffant R3 sont choisies de sorte que la puissance totale W consommée par lesdites résistances soit inférieure à 220 W.
- 9) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que, le fil chauffant R3 est constitué de deux fils résistifs fins en alliage de fer et de Nickel contenus dans une gaine métallique relativement flexible, de faibles diamètres, remplie de matériau isolant.
- 10) Sonde de mesure de vitesse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est constituée, au moins en partie, par un matériau en alliage léger à base d'aluminium.
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| CN114487472A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-13 | 杨清源 | 一种列车风测量装置及其测量方法 |
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2016
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| CN114487472B (zh) * | 2021-12-23 | 2024-02-06 | 杨清源 | 一种列车风测量装置及其测量方法 |
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