FR3067469B1 - Systeme de sonde de mesure de pression parietale - Google Patents
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Abstract
Système de sonde de mesure de pression pariétale comprenant : - une embase (1) destinée à être fixée sur la carlingue d'un aéronef ; - une chambre (2a) de collecte de pression ; - une prise (9) de pression pariétale ménagée à travers l'embase (1), raccordée à la chambre (2a) de collecte de pression, et emplie d'un matériau (10) poreux à l'air permettant de prélever la pression et empêchant toute obturation par un corps étranger ; - un dispositif de réchauffage (3) de l'air de la chambre (2a) de collecte de pression, de la partie poreuse (10) et de l'embase (1) ; - un capteur (5) de mesure de pression ; et - une sortie pneumatique (6) reliant la chambre (2a) de collecte de pression au capteur (5) de mesure de pression.
Description
Système de sonde de mesure de pression pariétale
La présente invention porte sur un système de sonde de mesure de pression pariétale.
Le domaine de l’invention concerne les mesures de pression totale, de pression statique ou d’incidence permettant de calculer la vitesse par rapport à l’air environnant, l’altitude, l’incidence ou le dérapage, d’un aéronef.
Les solutions classiquement utilisées pour la mesure des pressions sont les sondes Pitot, les sondes statiques ou les sondes Pitot statiques.
Toutes ces solutions comprennent des orifices d’au moins 2 mm à 4 mm pour prélever les pressions. La mesure d’incidence peut être réalisée soit à l’aide d’une girouette qui s’aligne dans le vent (on parle alors de sonde mobile) ou bien à l’aide d’orifice de pression (on parle alors de sonde fixe).
Une alternative pour remplacer toutes ces mesures consiste à monter, ce que l'on nomme couramment des "réseaux de pariétales" (ou réseaux de statiques). La pression ainsi mesurée à plusieurs endroits du fuselage d'un aéronef permet de déterminer la valeur de tous les paramètres anémométriques précédemment cités.
Un réseau de pariétales consiste en fin de compte à réaliser une multitude de trous de mesure de pression sur la peau de l’aéronef que l'on nomme pression pariétale dans la présente demande. Une des problématiques majeures pour l'exploitation de ces réseaux est le risque de bouchage de ces trous de mesure de pression.
En effet, ces trous peuvent se boucher au sol, pendant les phases de parking des aéronefs, du fait des mouches maçonnes qui construisent leur nid dans les sondes en quelques dizaines de minutes, ou du fait des /ents de sables et poussières. Ces trous peuvent également se boucher en ✓ol, du fait de l’eau et du givre.
En particulier, la prévention de l’obstruction des trous de mesure je pression au sol nécessite une intervention humaine coûteuse et complexe, qui peut être incompatible avec des profils de mission de drones aar exemple.
En outre, les systèmes de dégivrage en vol sont complexes et coûteux.
Sur la figure 1 est représenté un système de sonde de mesure de Dression statique selon l'état de l'art.
Le système de sonde de mesure de pression statique comprend : - une embase 1 destinée à être fixée sur la carlingue d'un aéronef ; - une chambre 2 de mélange de pression de l'air provenant d'au moins un trou 8 ; - un dispositif de réchauffage 3 de l'air de la chambre 2 de mélange de pression, représenté relié à sa carte de gestion 4 ; - un capteur 5 de mesure de pression statique ; - une sortie pneumatique 6 reliant la chambre 2 de mélange de pression au capteur 5 de mesure de pression statique relié à sa carte de gestion 7; et - au moins un trou 8 de prise de pression statique ménagé à travers l'embase 1 et raccordé à la chambre 2 de mélange de pression, permettant de prélever l’air pour les mesures de pression statique.
Un but de l'invention est de pallier les problèmes précédemment Dités. II est proposé, selon un aspect de l'invention, un système de sonde de mesure de pression pariétale comprenant : - une embase destinée à être fixée sur la carlingue d'un aéronef ; - une chambre de collecte de pression ; - une prise de pression pariétale ménagée à travers l'embase, raccordée à la chambre de collecte de pression, et emplie d'un matériau poreux à l’air permettant de prélever la pression et empêchant toute obturation par un corps étranger ; - un dispositif de réchauffage de l'air de la chambre de collecte de pression du matériau poreux et de l’embase ; - un capteur de mesure de pression ; et - une sortie pneumatique reliant la chambre de collecte de pression au capteur de mesure de pression.
Un tel système permet d’éviter l’obstruction de trous de mesure de pression pariétale au sol par des mouches maçonnes, du sable ou des poussières, et limite les risques de gel en vol, et cela à coût réduit.
En effet, un tel système est également plus robuste à la tenue au givre, car il empêche l’ingestion de cristaux de glace. De plus, selon le mode de fabrication retenu, le couplage du matériau poreux à l’air avec une surface hydrophobe peut être possible, afin de limiter la captation de givre et de poussières.
Un tel système est donc particulièrement adapté à un drone.
Selon un mode de réalisation, le matériau comprend de la poudre métallique frittée. L’utilisation de poudre métallique frittée permet de réaliser un volume poreux de forme quelconque. Ce volume poreux est ensuite rapporté sur l’embase de la sonde ou directement intégré dans celui-ci par une méthode de fabrication additive.
Le volume poreux est dimensionné en terme de surface en contact avec le flux d’air, et en épaisseur, pour que la pression mesurée ne soit pas dégradée.
La forme de la surface du volume poreux en contact avec le flux d’air sera également étudiée pour moyenner, corriger ou adapter la pression mesurée.
En effet, on tire avantage de posséder une surface poreuse suffisamment étendue et en contact avec le flux d’air pour moyenner les pressions captées et ainsi améliorer la précision. En effet, traditionnellement une sonde de pression statique ou pariétale est équipée de plusieurs trous de mesure pour moyenner les pressions captées et s’affranchir des variations de pression liées aux défauts du fuselage ou aux champs de pression avion. Ainsi une sonde traditionnelle peut avoir jusqu’à huit trous.
La densité du matériau est étudiée pour trouver le bon compromis entre la nécessité de limiter la perte de charge et le retard dans la mesure de pression et la nécessité de filtrer l’eau, les cristaux, le sable et la poussière. Dans le dimensionnement, la priorité est donnée à la précision de mesure et à la nécessité d’éviter tout bouchage complet lors d’un stationnement au sol, par exemple par les mouches maçonnes.
Dans un mode de réalisation, la poudre métallique frittée comprend du nickel. L’utilisation de poudre métallique frittée à base de nickel permet d’avoir une bonne protection à la corrosion et une conduction thermique correcte
En variante, la poudre métallique frittée peut comprendre du cuivre. L’utilisation de poudre métallique frittée à base de cuivre permet d’avoir une meilleure conduction thermique.
En variante, la poudre métallique frittée peut comprendre de l’aluminium. L’utilisation de poudre métallique frittée à base d’aluminium permet d’avoir une meilleure conduction thermique. L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un système de sonde de mesure de pression statique selon l'état de l'art ; et - la figure 2 illustre schématiquement un système de sonde de mesure de pression pariétale selon un aspect de l'invention.
Sur l'ensemble des figures, les éléments ayant des références identiques sont similaires.
La figure 2 représente schématiquement un système de sonde de mesure de pression pariétale selon un aspect de l’invention.
Le système de sonde de mesure de pression pariétale comprend : - une embase 1 destinée à être fixée sur la carlingue d'un aéronef ; - une chambre 2a de collecte de pression ; - une prise 9 de pression pariétale ménagée à travers l'embase 1, raccordée à la chambre 2a de collecte de pression, et emplie d'un matériau 10 poreux à l’air permettant de prélever la pression et empêchant toute obturation par un corps étrange ; - un dispositif de réchauffage 3 de l'air de la chambre 2a de collecte de pression du matériau poreux 10 et de l’embase 1, représenté relié à sa carte de gestion 4 ; - un capteur 5 de mesure de pression ; et - une sortie pneumatique 6 reliant la chambre 2a de collecte de pression au capteur 5 de mesure de pression relié à sa carte de gestion 7.
La pression obtenue dans la chambre de collecte 2a est une moyenne pondérée des surfaces et des pressions locales de chaque orifice de collecte au niveau de l'interface entre le matériau poreux 10.
Le moyen d’obtention classique de la partie poreuse (ou filtrante) peut être le frittage de poudre par compression. II reste ensuite à intégrer ce filtre dans le corps de sonde.
Le moyen de fabrication préféré est une pièce complète obtenue en fabrication additive (Aussi appelé "Direct Manufacturing" ou "3D Printing" en langue anglaise). Par exemple les méthodes de fabrication additive peuvent être : - le frittage sélectif par laser ou procédé SLS pour acronyme de "Sélective Laser Sintering" en langue anglaise ; - la fusion sélective par laser ou procédé SLM pour acronyme de "Sélective Laser Melting" en langue anglaise ; - La fusion par faisceau d’électron ou procédé EBM pour acronyme "Electron Beam Melting" en langue anglaise.
Des procédés plus évolués, comme la construction additive directe, peuvent également être avantageusement utilisés afin de combiner divers matériaux dans la construction de la sonde pariétale, afin d’en tirer des avantages sur le plan thermique.
Claims (5)
- REVENDICATIONS1. Système de sonde de mesure de pression pariétale comprenant : - une embase (1 ) destinée à être fixée sur la carlingue d'un aéronef; - une chambre (2a) de collecte de pression ; - une prise (9) de pression pariétale ménagée à travers l'embase (1), raccordée à la chambre (2a) de collecte de pression, et emplie d'un matériau (10) poreux à l’air permettant de prélever la pression et empêchant toute obturation par un corps étranger ; - un dispositif de réchauffage (3) de l'air de la chambre (2a) de collecte de pression, de la partie poreuse (10) et de l’embase (1) ; - un capteur (5) de mesure de pression ; et - une sortie pneumatique (6) reliant la chambre (2a) de collecte de pression au capteur (5) de mesure de pression.
- 2. Système selon la revendication 1, dans lequel ledit matériau (10) comprend de la poudre métallique frittée.
- 3. Système selon la revendication 2, dans lequel la poudre métallique frittée comprend du nickel.
- 4. Système selon la revendication 2, dans lequel la poudre métallique frittée comprend du cuivre.
- 5. Système selon la revendication 2, dans lequel la poudre métallique frittée comprend de l'aluminium.
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