FR3139120A3 - Ensemble propulsif d’un aeronef comprenant un systeme anti-incendie avec une ligne de distribution d’agent extincteur. - Google Patents

Ensemble propulsif d’un aeronef comprenant un systeme anti-incendie avec une ligne de distribution d’agent extincteur. Download PDF

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Abstract

ENSEMBLE PROPULSIF D’UN AERONEF COMPRENANT UN SYSTEME ANTI-INCENDIE AVEC UNE LIGNE DE DISTRIBUTION D’AGENT EXTINCTEUR L’invention concerne une valve de drainage (30) comprenant un corps creux (31) pourvu d’un fond (31b) avec un orifice de drainage (33) arrangé au centre du fond (31b), la valve de drainage (30) comprenant un dispositif d’obturation (34) de la circulation de fluide arrangé dans le corps creux (31), le dispositif d’obturation (34) étant formé par un ensemble constitué d’une part d’une rondelle déformable élastiquement (36) munie d’un orifice central (47) et d’autre part d’un bouchon (46) en élastomère fixé à la rondelle (36) et obturant l’orifice central (47) de la rondelle (36), la rondelle (36) comprenant une pluralité de perforations (49), la rondelle (36) étant pré-chargée de sorte à avoir, en position de repos, une forme conique où le fond (31b) se trouve du côté concave de la rondelle (36) et, en position de contrainte, une forme plate. Fig. 3

Description

ENSEMBLE PROPULSIF D’UN AERONEF COMPRENANT UN SYSTEME ANTI-INCENDIE AVEC UNE LIGNE DE DISTRIBUTION D’AGENT EXTINCTEUR.
La présente invention concerne un ensemble propulsif d’aéronef comprenant un système anti-incendie avec une ligne de distribution pour la distribution d’un agent extincteur sous pression.
De manière connue, un ensemble propulsif fixé sous l’aile d’un aéronef comprend une turbomachine, un mât de fixation de la turbomachine à l'aéronef ainsi qu’un système anti-incendie pour détecter et éteindre un incendie survenant sur l’ensemble propulsif.
Le système anti-incendie contient deux réservoirs d’agent extincteur à ouverture commandée qui sont arrangés dans le mât, une ligne de distribution, sous forme de tuyauterie, reliant les réservoirs à des zones feu de la turbomachine, et un ensemble de détection et d’activation pour détecter un incendie et commander l’ouverture des réservoirs afin de déclencher l’émission d’agent extincteur à partir des réservoirs vers les zones feu au travers de la ligne de distribution.
L’espace disponible dans le mât pour le passage de la ligne de distribution du système anti-incendie est limité et contraint par la présence d’une pluralité de systèmes. Sur certains avions, il n’est pas possible de router la ligne de distribution de l’agent extincteur sans générer localement au moins un point bas.
La ligne de distribution étant une ligne en attente, celle-ci est remplie d’air ambiant qui pénètre depuis les zones feu. Cet air contient de l’humidité qui condense et s’accumule au niveau des points bas de la ligne de distribution, et gèle lorsque l’aéronef vole à haute altitude, empêchant de ce fait le bon fonctionnement du système anti-incendie. Une valve de drainage est arrangée au niveau de chaque point bas pour évacuer, par gravité, l’eau qui pourrait s’y accumuler.
La demande de brevet EP3933183 décrit une valve de drainage qui comprend un corps creux arrangé sous la ligne de distribution et en communication avec l’intérieur de ligne de distribution au travers d’un trou pratiqué sur la ligne de distribution. Un dispositif d’obturation, de type lame ressort métallique rivetée à l’intérieur du corps creux ou encore du type soupape à tige couplée à des moyens de rappels élastiques agencés dans le corps creux, est mobile sous l’effet de la pression régnant dans la ligne de distribution, entre une position de repos dans laquelle le dispositif d’obturation permet le passage de fluide hors du corps creux vers l’extérieur et une position de contrainte dans laquelle le dispositif d’obturation ferme le passage de fluide. Le dispositif d’obturation prend sa position de contrainte lorsque la pression dans la ligne de distribution devient supérieure ou égale à une pression prédéterminée, conséquence de l’ouverture de l’un des réservoirs d’agent extincteur.
Une telle valve de drainage est avantageuse en ce sens qu’elle permet de drainer l’eau qui pourrait s’accumuler au niveau du point bas de la ligne de distribution et limite la perte d’agent extincteur hors du système anti-incendie tant que l’agent extincteur s’écoule, avec une pression suffisante, dans la ligne de distribution vers une zone feu.
Un objectif de l’invention est de trouver une valve de drainage ayant des avantages similaires à celle décrite plus haut, mais de conception différente.
L’invention vise à répondre en tout ou partie à ce besoin et concerne un ensemble propulsif comprenant une turbomachine accrochée à un mât, et un système anti-incendie, la turbomachine comprenant une pluralité de zones feu, le système anti-incendie comprenant deux réservoirs d’agent extincteur sous pression situés dans le mât et une ligne de distribution reliant chacun des réservoirs à au moins une buse située dans chacun des zones feu, la ligne de distribution présentant au moins un point bas entre les réservoirs et les buses, et pour chaque point bas, une valve de drainage comprenant un corps creux de forme cylindrique connecté à l’une de ses extrémités à la ligne de distribution et pourvu d’un fond à son extrémité libre, le corps creux comprenant un orifice de drainage arrangé au centre du fond, la valve de drainage comprenant un dispositif d’obturation de la circulation de fluide arrangé dans le corps creux, le dispositif d’obturation étant formé par un ensemble constitué d’une part d’une rondelle déformable élastiquement munie d’un orifice central se situant au droit de l’orifice de drainage et comprenant un bord circonférentiel extérieur fixé au corps creux et en liaison étanche avec ledit corps, et d’autre part d’un bouchon en élastomère fixé à la rondelle et obturant l’orifice central de la rondelle, la rondelle comprenant une pluralité de perforations, la rondelle étant pré-chargée de sorte à avoir, en position de repos, une forme conique où le fond du corps se trouve du côté concave de la rondelle et, en position de contrainte, une forme plate, le bouchon libérant l’orifice de drainage en position de repos de la rondelle et obturant l’orifice de drainage en position de contrainte de la rondelle.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la , est une représentation schématique d'un ensemble propulsif d’un aéronef qui comprend une ligne de distribution d’agent extincteur sous pression selon l’invention;
la est une vue en perspective d’une moitié de la valve de drainage de la ligne de distribution de la , avec son dispositif d’obturation dans une position de repos, selon l’invention;
la est une vue en coupe de la valve de drainage de la , avec son dispositif d’obturation dans une position de repos ;
la est une vue similaire à la de la valve de drainage, avec son dispositif d’obturation dans une position de contrainte.
En référence avec les figures 1 à 4, un ensemble propulsif 1 est accroché sous l’aile d’un aéronef (non représenté) et comporte une turbomachine 2 comprenant une nacelle 3 entourant un moteur 4, un mât 5 fixé à l’aile et sous lequel est accrochée la turbomachine 2, ainsi qu’un système anti-incendie 6.
La turbomachine 2 comprend une pluralité de zones feu Z1,Z2, séparées entre elles par des parois et joints feu (non représentés) pour contenir un incendie dans les limites d’une zone feu et empêcher sa propagation vers une autre zone feu.
Le système anti-incendie 6 est prévu pour détecter et éteindre par l’envoi d’un agent extincteur, tout incendie qui pourrait survenir dans une des zones feu. De manière classique, le système anti-incendie 6 contient deux réservoirs R1, R2 à ouverture commandée et contenant chacun un volume d’agent extincteur sous pression, une ligne de distribution 10 d’agent extincteur reliant chacun des réservoirs R1, R2 à au moins une buse d’éjection d’agent extincteur (non représentés) située dans chacune des zones feu Z1, Z2, et une unité de détection et d’activation 11 pour détecter un incendie et commander l’ouverture des réservoirs.
Chaque réservoir R1, R2 est situé dans le mât 5 et est équipé d’un système d’ouverture pour libérer l’agent extincteur hors du réservoir. Le système d’ouverture (non représenté) est par exemple de type vanne papillon, ou percutable de type pyrotechnique.
L’unité de détection et d’activation 11, de type unité centrale, est relié à une pluralité de capteurs incendie situés dans les zones feu Z1, Z2 et configurés pour détecter un incendie dans ces dernières, aux systèmes d’ouverture des réservoirs pour en contrôler l’ouverture, ainsi qu’à des commandes de l’aéronef. A la détection d’un incendie, l’unité de détection et d’activation 11 envoie un signal d’alarme incendie à destination des pilotes qui peuvent agir sur les commandes pour envoyer un signal d’ouverture des réservoirs. Lorsqu’un réservoir est ouvert, l’agent extincteur libéré se déplace sous pression dans la ligne de distribution 10 et est expulsé dans les zones feu Z1, Z2 au travers des buses d’éjection.
La ligne de distribution 10 comprend une tuyauterie constituée de tuyaux 20 et outres éléments de connexions hydraulique (raccords…) connectés les uns aux autres pour assurer la circulation de l’agent extincteur à l’intérieur de la ligne de distribution 10. La ligne de distribution 10 comprend un ou plusieurs points bas 21 (un seul représenté). Un point bas 21 est un point de la ligne de distribution 10 où des fluides ont tendance à s’accumuler, sous l’effet de la gravité, du fait de la hauteur moindre de ce point par rapport aux points de la ligne de distribution 10 directement situés en amont et en aval du point bas 21. Les termes amont et aval étant choisis en fonction de la direction d’écoulement de l’agent extincteur dans la ligne de distribution 10, c’est-à-dire des réservoirs R1, R2 vers les buses.
De manière connue, la ligne de distribution 10 comprend une valve de drainage 30 arrangée au niveau de chaque point bas 21. La valve de drainage 30 comprend, particulièrement visibles sur les figures 2 à 4 :
- un corps creux 31, de forme cylindrique et dont l’axe longitudinal X est orienté orthogonalement au sol. Le corps creux 31 est connecté à l’une de ses extrémités 31a à la ligne de distribution 10 et présente un fond 31b à l’extrémité opposée, soit l’extrémité libre. Un orifice de drainage 33, traversant, est arrangé au centre du fond 31b du corps, là où des fluides (par exemple de l’eau) ont tendance à s’accumuler sous l’effet de la gravité afin de permettre aux fluides de s’écouler vers l’extérieur du corps creux 31. Un passage de fluide P est ainsi défini entre la ligne de distribution 10 et l’extérieur du corps creux 31, ce passage de fluide P cheminant par la ligne de distribution 10, le corps creux 31 et l’orifice de drainage 33 du corps creux;
- un dispositif d’obturation 34 du passage de fluide P, arrangé à l’intérieur du corps creux 31 et mobile par rapport au corps creux 31 entre une position de repos dans laquelle un fluide circule de la ligne de distribution 10 vers l’extérieur du corps creux 31 au travers de l’orifice de drainage 33 et une position de contrainte, dans laquelle la circulation du fluide vers l’extérieur du corps creux 31 au travers de l’orifice de drainage 33 est empêchée, la position de contrainte étant atteinte lorsque la pression dans la ligne de distribution 10 est supérieure ou égale à une pression prédéterminée.
Ici, la ligne de distribution comprend un raccord pour la fixation du corps creux 31, qui est ici vissé sur le raccord. Dans le détail, la paroi latérale 31c du corps creux est vissée, sur une partie de sa hauteur seulement, à la ligne de distribution. Un espace est ainsi défini entre le fond 31b du corps creuxet la ligne de distribution 10.
Selon l’invention, le dispositif d’obturation 34 est formé par un ensemble constitué d’un élément déformable élastiquement 36, sous la forme d’une rondelle élastique (de type rondelle Belleville) munie d’un orifice central 47, et d’un bouchon 46 en élastomère fixé à la rondelle et obturant l’orifice central 47 de la rondelle 36
Le bord circonférentiel extérieur 48 de la rondelle 36 est fixé, par exemple soudée, au corps creux31, ici à la jonction entre le fond 31b et la paroi latérale 31c du corps. L’orifice de drainage 33 se situe du côté concave de la rondelle 36. L’orifice central 47 de la rondelle se situe au droit de l’orifice de drainage 33 du fond 31b du corps.
Le bouchon 46 s’étend dans l’espace entre la rondelle 36 et la fond 31b du corps. Le bouchon 46 a une forme tronconique et une section de diamètre s’accroissant entre son extrémité libre et son extrémité solidaire de la rondelle 36. Le diamètre de la section du bouchon 46 à son extrémité libre est inférieur à celui de l’orifice de drainage 33 tandis que le diamètre de la section du bouchon située à son autre extrémité est supérieur à celui de l’orifice de drainage 33.
La liaison entre la rondelle 36 et le corps creux 31 est étanche et la liaison entre la rondelle 36 et le bouchon 46 est également étanche. La rondelle 36 comprend en outre une pluralité de perforations 49 permettant le passage d’eau. Les perforations sont arrangées entre le bord circonférentiel extérieur 48 et l’orifice central 47 de la rondelle.
La rondelle 36 est pré-chargée de sorte à avoir, en position de repos, une forme conique, et en position de contrainte, une forme plate. Les dimensions de la rondelle 36 sont choisies de telle sorte qu’en position de repos, le bouchon 46 n’obture pas l’orifice de drainage 33.
L’élément d’obturation 34, formé par l’ensemble rondelle-bouchon forme un obstacle pour le passage de l’air de la ligne de distribution 10 vers l’extérieur du corps creux 31 au travers de l’orifice de drainage 33. La pression de l’air dans la ligne de distribution 10 exerce une force sur cet ensemble qui tend à le déformer en comprimant la rondelle 36 vers le fond 31b. Lors de la déformation de la rondelle 36, le bouchon 46 se rapproche du fond 31b et s’insère dans l’orifice de drainage 33.
De préférence, l’orifice de drainage 33 comprend un fraisage situé du côté intérieur du corps creux 31 pour faciliter l’insertion du bouchon 46.
En position de contrainte, le bouchon 46 obture l’orifice de drainge 33 du fond 31b du corps.
En cas nominal, lorsque la ligne de distribution 10 est remplie d’air ambiant (configuration normale où il n’y a pas de percussion d’un des réservoirs R1,R2), la valeur de la force exercée par la pression sur l’ensemble rondelle-bouchon est négligeable. Dans ce cas, la rondelle 36 est en position de repos, dans laquelle elle n’est pas déformée. Le passage de fluide P est ouvert.
Lorsqu’un réservoir R1, R1 est ouvert, la pression dans la ligne de distribution 10 est de l’ordre de 1000 psi. Dans ce cas, la force exercée par l’onde de pression qui se déplace dans la ligne de distribution 10, provenant de la détente brutale des gaz libérés hors du réservoir R1, R2 ouvert, exerce une force sur l’ensemble rondelle-bouchon et la rondelle 36 prend sa position contrainte. Le passage de fluide P est alors fermé.
Lorsque la pression dans la ligne de distribution 10 décroit (c’est-à-dire lorsque la totalité de l’agent extincteur d’un réservoir ouvert a été libéré dans les zones feu), la force exercée sur l’ensemble rondelle-bouchon diminue et la rondelle 36 revient vers sa position de repos. Le passage de fluide P est à nouveau ouvert pour l’évacuation des fluides autres que l’agent extincteur.
Le matériau élastomère utilisé pour le bouchon est par exemple le fluorosilicone qui est résistant aux solvants, huiles et autres contaminants.

Claims (1)

  1. Ensemble propulsif (1) comprenant une turbomachine (2) accrochée à un mât (5), et un système anti-incendie (6), la turbomachine (2) comprenant une pluralité de zones feu (Z1, Z2), le système anti-incendie (6) comprenant deux réservoirs (R1, R2) d’agent extincteur sous pression situés dans le mât (5) et une ligne de distribution (10) reliant chacun des réservoirs (R1, R2) à au moins une buse située dans chacun des zones feu (Z1, Z2), la ligne de distribution (10) présentant au moins un point bas (21) entre les réservoirs (R1, R2) et les buses, et pour chaque point bas (21), une valve de drainage (30) comprenant un corps creux (31) de forme cylindrique connecté à l’une de ses extrémités (31a) à la ligne de distribution (10) et pourvu d’un fond (31b) à son extrémité libre, le corps creux (31) comprenant un orifice de drainage (33) arrangé au centre du fond (31b), la valve de drainage (30) comprenant un dispositif d’obturation (34) de la circulation de fluide arrangé dans le corps creux (31), caractérisé en ce que le dispositif d’obturation (34) est formé par un ensemble constitué d’une part d’une rondelle déformable élastiquement (36) munie d’un orifice central (47) se situant au droit de l’orifice de drainage (33) et comprenant un bord circonférentiel extérieur (48) fixé au corps creux (31) et en liaison étanche avec ledit corps, et d’autre part d’un bouchon (46) en élastomère fixé à la rondelle (36) et obturant l’orifice central (47) de la rondelle (36), la rondelle (36) comprenant une pluralité de perforations (49), la rondelle (36) étant pré-chargée de sorte à avoir, en position de repos, une forme conique où le fond (31b) se trouve du côté concave de la rondelle (36) et, en position de contrainte, une forme plate, le bouchon (46) libérant l’orifice de drainage (33) en position de repos de la rondelle (36) et obturant l’orifice de drainage (33) en position de contrainte de la rondelle (36).
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