FR3111175A1 - Dispositif de protection thermique amovible et procédé de fabrication - Google Patents

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Abstract

Dispositif de protection thermique amovible et procédé de fabrication L’invention concerne un dispositif (1) de protection thermique amovible comprenant une pluralité de secteurs angulaires (2) formés dans un matériau réfractaire et qui comprennent chacun un dispositif de fixation amovible (3) qui est configuré pour fixer un secteur angulaire (2) à au moins un secteur angulaire (2) adjacent. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de protection thermique amovible et procédé de fabrication
L'invention concerne un revêtement de protection thermique amovible, et notamment un revêtement de protection thermique amovible pour protéger des pièces d’un lanceur spatial.
Un lanceur spatial comprend généralement un corps principal dans lequel la charge utile est embarquée et une pluralité de propulseurs auxiliaires, également appelés boosters, qui sont destinés à fournir la poussée nécessaire au décollage et qui sont séparés du corps principal du lanceur au cours du lancement.
Ces propulseurs auxiliaires sont reliés au corps principal par des bielles. Afin de protéger ces bielles de la chaleur importante dégagée lors du décollage, ces bielles sont recouvertes d’un revêtement de protection thermique qui forme une coque protectrice.
Il est actuellement connu d’assurer la fixation du revêtement de protection thermique sur la bielle à protéger par collage. Toutefois, une telle fixation par collage nécessite une régulation de la température et de l’hygrométrie de l’atelier afin d’assurer une bonne polymérisation de la colle.
En outre, une telle fixation par collage rend complexe les opérations de vérification qui peuvent être apparaître comme nécessaire après fixation du revêtement de protection thermique sur la bielle car le revêtement de protection thermique ne peux pas être retiré sans être détruit.
La présente invention a donc pour but principal de proposer une solution de protection thermique qui permet de résoudre les problèmes indiqués précédemment.
La présente invention n’est pas limitée à un dispositif de protection thermique pour une bielle d’un lanceur spatial, mais à tout type de pièce nécessitant une couche de protection thermique qui est fixée sur ladite pièce.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de protection thermique amovible comprenant une pluralité de secteurs angulaires formés dans un matériau réfractaire et qui comprennent chacun un dispositif de fixation amovible qui est configuré pour fixer un secteur angulaire à au moins un secteur angulaire adjacent.
Un tel dispositif de protection thermique permet une fixation simple sur la pièce à protéger, et peut être retirée facilement lorsque cela est nécessaire.
Selon une caractéristique possible, les secteurs angulaires comprennent une pluralité de couches de matériau réfractaire, le dispositif de fixation amovible étant situé entre deux couches de matériau réfractaire.
Selon une caractéristique possible, le dispositif de fixation amovible est métallique.
Selon une caractéristique possible, le dispositif de fixation amovible est formé par au moins une sangle.
Selon une caractéristique possible, le dispositif de fixation amovible est formé par un collier de serrage.
Selon une caractéristique possible, le dispositif de protection thermique amovible est un cylindre de révolution.
Selon une caractéristique possible, chaque secteur angulaire est formé par un demi-cylindre.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif de protection thermique amovible selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
- fabrication de la pluralité de secteurs angulaires ;
- assemblage du dispositif de protection thermique en fixant les secteurs angulaires entre eux par coopération entre les dispositifs de fixation amovibles des secteurs angulaires adjacents.
Selon une caractéristique possible, la fabrication des secteurs angulaires comprend les étapes suivantes :
- dépôt d’une première couche en matériau réfractaire ;
- installation du dispositif de fixation amovible sur la première couche ;
- dépôt d’une deuxième couche en matériau réfractaire sur la première couche de manière à recouvrir le dispositif de fixation amovible.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif.
La figure 1 représente schématiquement un dispositif de protection thermique selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 représente schématiquement un dispositif de protection thermique selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 3 représente schématiquement une première étape de fabrication d’un secteur angulaire du dispositif de protection thermique de la figure 1.
La figure 4 représente schématiquement une deuxième étape de fabrication d’un secteur angulaire du dispositif de protection thermique de la figure 1.
La figure 5 représente schématiquement une troisième étape de fabrication d’un secteur angulaire du dispositif de protection thermique de la figure 1.
La figure 6 représente schématiquement une variante de moule possible pour la fabrication d’un secteur angulaire des figures 3-5.
La figure 7 représente schématiquement les étapes d’un procédé d’un dispositif de protection thermique.
La figure 8 représente schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un secteur angulaire d’un dispositif de protection thermique.
Comme cela est illustré sur la figure 1, un dispositif 1 de protection thermique amovible est formé par une pluralité de secteurs angulaires 2 qui sont assemblés ensemble de manière amovible afin de permettre de démonter le dispositif 1 de protection thermique. Le dispositif 1 de protection thermique forme une coque qui est destinée à entourer une pièce qui doit être protégée d’un rayonnement thermique.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le dispositif 1 de protection thermique est un cylindre de révolution, cette forme étant adaptée pour former une protection thermique pour une bielle reliant des propulseurs auxiliaires (ou « booster » selon la terminologie anglo-saxonne bien connue) au corps principal d’un lanceur (par exemple comme cela est le cas pour le lanceur Ariane 5 ou le lanceur Ariane 6).
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 le diamètre du dispositif 1 de protection thermique est constant. Toutefois, comme cela est illustré sur la figure 2, le diamètre du dispositif 1 peut être variable sur la longueur dudit dispositif 1, permettant ainsi de s’adapter à la forme de la pièce à protéger.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2, le dispositif 1 est formé par l’assemblage de deux secteurs angulaires 2. Le nombre de secteurs angulaires 2 formant le dispositif 1 peut toutefois être plus important. Le nombre de secteur angulaires 2 peut notamment être adapté en fonction de la forme du dispositif 1.
Afin de permettre la fixation des secteurs angulaires 2 entre eux, chaque secteur angulaire 2 comprend un dispositif de fixation amovible 3, comme cela est visible sur la figure 4. Le dispositif de fixation amovible 3 permet de fixer chaque secteur angulaire 2 au secteur angulaire 2 adjacent par coopération entre les dispositifs de fixation amovible 3 des secteurs angulaires 2. Le dispositif de fixation amovible 3 des secteurs angulaires 2 permettent de détacher les secteurs angulaires 2 lorsque cela est souhaité.
De manière préférentielle, le dispositif de fixation amovible 3 est en métal, permettant ainsi d’améliorer la résistance du dispositif de fixation amovible 3 à la chaleur.
Le dispositif de fixation amovible 3 peut par exemple être formé par une ou plusieurs sangles dont chacune des extrémités est fixée à une extrémité des sangles fixées sur le secteur angulaire 2 adjacent. Les sangles peuvent notamment être formées par des colliers de serrage. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, chaque secteur angulaire 2 présente trois colliers de serrages qui sont répartis sur la longueur du secteur angulaire 2 de manière parallèle.
Le dispositif 1 de protection thermique est en un matériau réfractaire. Le matériau réfractaire peut par exemple être un matériau composite qui comprend une matrice renforcée par un renfort fibreux. Le matériau réfractaire peut par exemple être à base de silice. Selon un mode de réalisation possible, le matériau réfractaire peut par exemple un tissu de fibre de silice noyé dans une résine silicone, par exemple à base de Prosial® commercialisé par ArianeGroup. Le matériau réfractaire peut également comprendre une matrice en résine organique renforcée par des charges, par exemple une poudre le liège. Le matériau réfractaire peut par exemple être en Norcoat®, commercialisé par ArianeGroup.
De manière préférentielle, les secteurs angulaires 2 sont formés par une pluralité de couches de matériau réfractaire qui sont empilées les unes sur les autres. Le dispositif de fixation amovible 3 peut ainsi de manière avantageuse être disposé entre deux couches de matériau réfractaire, de sorte à être recouvert de matériau réfractaire et ainsi améliorer sa protection contre la chaleur. En outre, le dispositif de fixation amovible 3 étant noyé dans le secteur angulaire 2, son maintien en position est renforcé.
Le dispositif 1protection thermique est fabriqué, comme cela illustré sur la figure 7, avec les étapes suivantes :
- E1 : les secteurs angulaires 2 sont fabriqués de manière séparée, chaque secteur angulaire 2 comprenant un dispositif de fixation amovible 3 ;
- E2 : les secteurs angulaires 2 sont assemblés en étant fixés entre eux par les dispositifs de fixation amovibles 3 desdits secteurs angulaires 2. Cette étape d’assemblage est effectuée autour de la pièce à protéger, de sorte qu’une fois assemblée, le dispositif 1 de protection thermique entour la pièce à protéger.
Comme cela est illustré sur les figures 3, 4, 5 et 8, la fabrication des secteurs angulaires 2 peut être réalisée avec les étapes suivantes :
- E10 : une première couche 21 de matériau réfractaire est déposée, cette première couche 21 possédant la forme du secteur angulaire 2 à fabriquer. La première couche 21 de matériau réfractaire peut notamment être déposée par drapage ou bien par projection.
- E11 : le dispositif de fixation amovible 3 est installé sur la première couche 21 de matériau réfractaire. Dans l’exemple de la figure 4, les trois colliers de serrage sont répartis sur la longueur de la première couche 21.
- E12 : une deuxième couche 22 de matériau réfractaire est déposée sur la première 21 ainsi que sur le dispositif de fixation amovible 3, recouvrant ainsi le dispositif de fixation amovible 3. Comme cela est visible sur la figure 5, seules les extrémités du dispositif de fixation amovible 3 ne sont pas recouvertes afin de permettre la fixation avec le dispositif de fixation amovible d’un autre secteur angulaire. De manière similaire à la première couche 21, la deuxième couche 22 peut être déposée par drapage ou bien par projection.
Un nombre plus important de couches en matériau réfractaire peut être utilisé, notamment afin d’adapter l’épaisseur et la résistance du dispositif de protection thermique 1. Ainsi, le dispositif de fixation amovible 3 peut être déposé sur plus qu’une couche, et/ou le dispositif de fixation amovible 3 peut être recouvert par plus d’une couche.
Afin de fabriquer les secteurs angulaires 2, et notamment afin de leur donner la forme désirée, un moule 4 est utilisé. La ou les couches de matériau réfractaire formant le secteur angulaire 2 sont déposées sur le moule 4, le moule 4 ayant une forme complémentaire à la forme souhaité pour le secteur angulaire 2. Le moule 4 peut être fermé par un contre-moule complémentaire si cela est nécessaire, notamment afin comprimer la couche déposée.

Claims (9)

  1. Dispositif (1) de protection thermique amovible comprenant une pluralité de secteurs angulaires (2) formés dans un matériau réfractaire et qui comprennent chacun un dispositif de fixation amovible (3) qui est configuré pour fixer un secteur angulaire (2) à au moins un secteur angulaire (2) adjacent.
  2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel les secteurs angulaires (2) comprennent une pluralité de couches (21, 22) de matériau réfractaire, le dispositif de fixation amovible (3) étant situé entre deux couches (21, 22) de matériau réfractaire.
  3. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le dispositif de fixation amovible (3) est métallique.
  4. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de fixation amovible (3) est formé par au moins une sangle.
  5. Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de fixation amovible (3) est formé par un collier de serrage.
  6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif (1) de protection thermique amovible est un cylindre de révolution.
  7. Dispositif (1) selon la revendication 6, dans lequel chaque secteur angulaire (2) est formé par un demi-cylindre.
  8. Procédé de fabrication d’un dispositif (1) de protection thermique amovible selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes :
    - fabrication de la pluralité de secteurs angulaires (2) ;
    - assemblage du dispositif (1) de protection thermique en fixant les secteurs angulaires (2) entre eux par coopération entre les dispositifs de fixation amovibles (3) des secteurs angulaires (2) adjacents.
  9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la fabrication des secteurs angulaires (2) comprend les étapes suivantes :
    - dépôt d’une première couche (21) en matériau réfractaire ;
    - installation du dispositif de fixation amovible (3) sur la première couche (21) ;
    - dépôt d’une deuxième couche (22) en matériau réfractaire sur la première couche (21) de manière à recouvrir le dispositif de fixation amovible (3).
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