FR3144108A1 - Frost protection mat, particularly for an aircraft part - Google Patents
Frost protection mat, particularly for an aircraft part Download PDFInfo
- Publication number
- FR3144108A1 FR3144108A1 FR2214394A FR2214394A FR3144108A1 FR 3144108 A1 FR3144108 A1 FR 3144108A1 FR 2214394 A FR2214394 A FR 2214394A FR 2214394 A FR2214394 A FR 2214394A FR 3144108 A1 FR3144108 A1 FR 3144108A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- fibers
- protection mat
- heating
- frost protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 100
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 56
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 claims description 4
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 claims description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 4
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 249
- 102100040428 Chitobiosyldiphosphodolichol beta-mannosyltransferase Human genes 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 15
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 12
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 11
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 2
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 1
- 241001080024 Telles Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/12—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by electric heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
L’invention a pour objet un tapis de protection au givre (1) d’au moins une pièce (BA), notamment une pièce (BA) d’aéronef, comprenant au moins une couche chauffante (3), en particulier intégrant au moins une résistance chauffante, et au moins une couche de renfort (5) interposée entre la couche chauffante (3) et un environnement extérieur,caractérisé en ce que la couche de renfort (5) présente une conductivité thermique perpendiculairement à un plan général d’extension du renfort (5) supérieure à 0,6 W/m.K. à température ambiante. Figure pour l’abrégé : [FIG. 2]The subject of the invention is an ice protection mat (1) of at least one part (BA), in particular an aircraft part (BA), comprising at least one heating layer (3), in particular integrating at least a heating resistor, and at least one reinforcing layer (5) interposed between the heating layer (3) and an external environment, characterized in that the reinforcing layer (5) has a thermal conductivity perpendicular to a general plane of extension of reinforcement (5) greater than 0.6 W/m.K. at room temperature. Figure for abstract: [FIG. 2]
Description
La présente invention concerne la protection contre le givre de pièces d’aéronef. Plus particulièrement, elle propose un tapis de protection au givre utilisé pour protéger des pièces d’aéronef du givre.The present invention relates to the protection against icing of aircraft parts. More specifically, it offers an ice protection mat used to protect aircraft parts from ice.
Une accumulation de givre sur un aéronef, notamment en vol, peut modifier des propriétés aérodynamiques de l’aéronef et altérer des performances de ce dernier.An accumulation of ice on an aircraft, particularly in flight, can modify the aerodynamic properties of the aircraft and alter its performance.
En outre, si des morceaux de la glace formée ou accumulée sur un élément du fuselage de l’aéronef ou sur des entrées d’air de moteurs se détachent, de tels morceaux peuvent percuter des parties de l’aéronef et l’endommager.In addition, if pieces of ice formed or accumulated on an element of the aircraft fuselage or on engine air intakes become detached, such pieces may impact parts of the aircraft and damage it.
Une accumulation de givre peut générer une obstruction au moins partielle des entrées d’air, susceptible par ailleurs de provoquer des pertes de puissance, voire une extinction du moteur.An accumulation of frost can cause at least partial obstruction of the air inlets, which could also cause power losses or even engine shutdown.
C’est pourquoi les aéronefs sont classiquement équipés de dispositifs de protection contre le givre, également dénommés dégivreurs, installés, par exemple, sur des bords d’attaque des ailes, une dérive, un radome ou encore sur des entrées d’air des moteurs.This is why aircraft are conventionally equipped with ice protection devices, also called de-icers, installed, for example, on the leading edges of the wings, a fin, a radome or even on the air inlets of the engines. .
Également, sur des appareils à hélice, des bords d’attaque des pâles ou des cônes sont généralement équipés de dispositifs de protection contre le givre.Also, on propeller-driven devices, the leading edges of the blades or cones are generally equipped with ice protection devices.
De tels dispositifs de protection contre le givre ont pour fonction de retirer le givre ou de d’empêcher la formation de givre.Such frost protection devices have the function of removing frost or preventing the formation of frost.
Des dispositifs de protection contre le givre mixtes permettant de retirer le givre et d’empêcher la formation de givre sont également connus.Mixed frost protection devices for removing frost and preventing the formation of frost are also known.
Différentes technologies de dispositifs de protection contre le givre existent telles que des dispositifs pneumatiques à effet mécanique, des dégivreurs à circulation d’air chaud, etc…Different technologies for protection devices against frost exist such as pneumatic devices with mechanical effect, defrosters with hot air circulation, etc.
L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs de protection contre le givre à tapis de protection au givre, notamment à tapis thermoélectriques.The invention relates more particularly to frost protection devices with frost protection mats, in particular thermoelectric mats.
Un tel tapis de protection au givre est un tapis chauffant rapporté sur une surface d’une pièce dont on veut assurer une protection contre le givre. Il assure un dégivrage ou un antigivrage par effet Joule, par circulation d’un courant dans une couche intégrant au moins une résistance chauffante. Il peut être commandé soit de façon cyclique ou être commandé selon un mode de fonctionnement assurant un chauffage permanent.Such a frost protection mat is a heating mat placed on a surface of a room for which we want to provide protection against frost. It provides defrosting or anti-icing by Joule effect, by circulating a current in a layer integrating at least one heating resistor. It can be controlled either cyclically or controlled in an operating mode ensuring permanent heating.
Un tel tapis chauffant comprend une résistance chauffante encapsulée dans une matrice en un ou des matériaux élastomères.Such a heating mat comprises a heating resistance encapsulated in a matrix made of one or more elastomeric materials.
Au décollage, à l’atterrissage ou en vol, toutes les pièces équipées d’un tel tapis chauffant en contact avec l’environnement extérieur peuvent subir des chocs, notamment des chocs de grêlons, de cailloux …, susceptibles de provoquer des dommages sur de telles pièces et d’endommager fortement tapis chauffant.When taking off, landing or in flight, all parts equipped with such a heating mat in contact with the external environment may be subject to shocks, in particular hailstones, stones, etc., likely to cause damage to such parts and heavily damage heating mat.
On connait déjà des structures de tapis de protection contre le givre dans lesquels l’élastomère encapsulant la résistance chauffante est renforcé par un tissu en polyamide assurant une protection aux chocs. Toutefois, les polyamides sont de mauvais conducteurs thermiques.We already know structures for frost protection mats in which the elastomer encapsulating the heating resistance is reinforced by a polyamide fabric providing impact protection. However, polyamides are poor thermal conductors.
On connait par ailleurs des structures de tapis multicouches comprenant une résistance chauffante prise en sandwich entre deux films Kapton collés l’un sur l’autre. Or, le Kapton présente une mauvaise conductivité thermique.We also know multilayer mat structures comprising a heating resistance sandwiched between two Kapton films glued one on top of the other. However, Kapton has poor thermal conductivity.
Un but de l’invention est de proposer une solution permettant de protéger un tapis de protection au givre d’une pièce d’aéronef contre les chocs, sans pour autant dégrader la dissipation du flux thermique vers une surface à dégivrer.An aim of the invention is to propose a solution making it possible to protect an ice protection mat of an aircraft part against impacts, without degrading the dissipation of the heat flow towards a surface to be defrosted.
Un autre but de l’invention encore est de proposer une solution permettant de gagner en encombrement et de diminuer l’épaisseur d’un tel tapis de protection au givre utilisés pour protéger des pièces d’aéronef du givre.Yet another aim of the invention is to propose a solution making it possible to save space and reduce the thickness of such an ice protection mat used to protect aircraft parts from frost.
L’invention concerne une structure de tapis de protection au givre, notamment d’une pièce d’aéronef, présentant une bonne homogénéité de température.The invention relates to an ice protection mat structure, in particular for an aircraft part, having good temperature homogeneity.
À cet effet, il est proposé un tapis de protection au givre d’au moins une pièce, notamment une pièce d’aéronef, comprenant au moins une couche chauffante, en particulier intégrant au moins une résistance chauffante, et au moins une couche de renfort interposée entre la couche chauffante et un environnement extérieur, caractérisé en ce que la couche de renfort présente une conductivité thermique perpendiculairement à un plan général d’extension du renfort supérieure à 0,6 W/m.K. à température ambiante.For this purpose, a frost protection mat of at least one part is proposed, in particular an aircraft part, comprising at least one heating layer, in particular integrating at least one heating resistor, and at least one reinforcing layer. interposed between the heating layer and an external environment, characterized in that the reinforcing layer has a thermal conductivity perpendicular to a general plane of extension of the reinforcement greater than 0.6 W/m.K. at room temperature.
Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives, prises seules ou dans une quelconque combinaison :According to advantageous and non-limiting characteristics, taken alone or in any combination:
- la couche de renfort comporte un réseau de fibres ou de fils tissé(e)s, intissé(e)s et/ou grillagé(e)s présentant une conductivité thermique longitudinale supérieure à 0,6 W/m.K. à température ambiante ;- the reinforcing layer comprises a network of woven, non-woven and/or mesh fibers or threads having a longitudinal thermal conductivity greater than 0.6 W/m.K. at room temperature;
- les fibres ou fils de la couche de renfort présentent une conductivité thermique longitudinale supérieure à 50 W/m.K à température ambiante ;- the fibers or threads of the reinforcing layer have a longitudinal thermal conductivity greater than 50 W/m.K at room temperature;
- les fibres ou fils de la couche de renfort présentent une conductivité thermique longitudinale supérieure à 120 W/m.K à température ambiante ;- the fibers or threads of the reinforcing layer have a longitudinal thermal conductivity greater than 120 W/m.K at room temperature;
- la couche de renfort comprend des fils ou fibres de carbone ;- the reinforcing layer comprises carbon threads or fibers;
- des fils ou fibres de carbone sont des fils ou fibres de brai, en particulier de brai de charbon ou de pétrole ;- carbon threads or fibers are pitch threads or fibers, in particular coal or petroleum pitch;
- la couche de renfort comprend des fils ou fibres avec un précurseur de type polyacrylonitrile (PAN) ;- the reinforcing layer comprises threads or fibers with a polyacrylonitrile (PAN) type precursor;
- la couche de renfort comprend des fils ou fibres choisis parmi des fibres de verre, des fibres de basalte, des fibres de silice ou des fils métalliques.- the reinforcing layer comprises wires or fibers chosen from glass fibers, basalt fibers, silica fibers or metal wires.
Il est également proposé un ensemble comportant au moins une pièce, notamment une pièce d’aéronef, ayant une surface externe, caractérisé en ce que la surface externe est recouverte par un tapis de protection au givre présenté précédemment.An assembly is also proposed comprising at least one part, in particular an aircraft part, having an external surface, characterized in that the external surface is covered by an ice protection mat presented previously.
De préférence, une couche de contact du tapis de protection au givre, interposée entre la pièce et la couche chauffante, est collée ou co-vulcanisée sur la pièce.Preferably, a contact layer of the frost protection mat, interposed between the part and the heating layer, is glued or co-vulcanized to the part.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d’un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera donnée en référence aux figures annexées dont :
- La
- La
- La
- La
- La
- There
- There
- There
- There
- There
Dans la description qui va être faite de l’invention, les termes "transverse", " longitudinal " et "radial" qualifient une direction d’extension d’une couche, d’une fibre et/ou d’un fil.In the description which will be made of the invention, the terms "transverse", "longitudinal" and "radial" qualify a direction of extension of a layer, a fiber and/or a wire.
Ainsi, la direction transverse correspond à une direction perpendiculaire à une surface d’extension d’une couche. Elle correspond à une épaisseur de la couche. De plus, la direction transverse est assimilée à une direction radiale d’une fibre ou d’un fil d’un élément constitutif d’une couche. La direction transverse est représentée par l’axe T sur la
Par ailleurs, la direction longitudinale correspond à une direction d’extension d’une fibre et/ou d’un fils d’un élément constitutif d’une couche. Les fibres et/ou les fils s’étendant selon la surface de l’élément constitutif de la couche, la direction longitudinale peut être selon deux composantes représentées par l’axe X et l’axe Y sur la
La
Le tapis de protection au givre 1 est rapporté sur une surface externe 11 de la pièce BA auquel il se conforme, par exemple par collage à l’aide d’une couche adhésive non représentée.The frost protection mat 1 is attached to an external surface 11 of the part BA to which it conforms, for example by gluing using an adhesive layer not shown.
Le tapis de protection au givre 1 comprend une structure multicouche tel que représentée schématiquement sur la
La structure multicouche comporte notamment un empilement de couches, en particulier, selon l’exemple présenté sur la
- une couche de contact 2, destinée à être en contact avec la pièce BA à protéger, en particulier le bord d’attaque, et ayant pour fonction est de constituer une barrière électrique et une barrière thermique ;
- une couche chauffante 3, destinée à être une source de chaleur apte à assurer une fonction de dégivrage et/ou d’antigivrage, notamment par effet Joule, pour la pièce BA à protéger ;
- une couche intermédiaire 4, destinée à assurer une fonction d’isolant électrique et de conducteur thermique ;
- une couche de renfort 5, destinée à assurer une fonction de protection du tapis de protection au givre 1, notamment la couche chauffante 3, des chocs ;
- une couche extérieure 6, destinée à assurer une fonction de résistance à l’environnement extérieur, notamment aux intempéries et aux conditions de température susceptibles d’être rencontrées par l’aéronef.
- a contact layer 2, intended to be in contact with the part BA to be protected, in particular the leading edge, and whose function is to constitute an electrical barrier and a thermal barrier;
- a heating layer 3, intended to be a heat source capable of providing a defrosting and/or anti-icing function, in particular by the Joule effect, for the part BA to be protected;
- an intermediate layer 4, intended to provide an electrical insulating and thermal conductor function;
- a reinforcing layer 5, intended to provide a protective function for the frost protection mat 1, in particular the heating layer 3, from impacts;
- an outer layer 6, intended to provide a function of resistance to the external environment, in particular to bad weather and to the temperature conditions likely to be encountered by the aircraft.
L’empilement des différentes couches est d’une faible épaisseur, typiquement inférieure à 2 mm, notamment inférieur à 1,5 mm, avantageusement inférieure à 1mm.The stack of the different layers is of low thickness, typically less than 2 mm, in particular less than 1.5 mm, advantageously less than 1 mm.
Le cas échéant, la structure multicouche est susceptible d’être recouverte par une couche de peinture 7.If necessary, the multi-layer structure may be covered with a layer of paint 7.
En particulier, le tapis de protection au givre 1 comprenant la structure multicouche peut présenter une résistance d’isolement électrique d’au moins 10 MΩ, notamment d’au moins 100 MΩ.In particular, the frost protection mat 1 comprising the multilayer structure can have an electrical insulation resistance of at least 10 MΩ, in particular at least 100 MΩ.
Selon l’exemple de réalisation présenté en
La couche de contact 2 est conçue de sorte à être en contact avec la pièce BA à protéger, en particulier le bord d’attaque, et ayant pour fonction est de constituer une barrière électrique et une barrière thermique.The contact layer 2 is designed so as to be in contact with the BA part to be protected, in particular the leading edge, and having the function of constituting an electrical barrier and a thermal barrier.
En particulier, la couche de contact 2 peut être réalisée en un matériau présentant des propriétés d’isolation électrique et thermique.In particular, the contact layer 2 can be made of a material having electrical and thermal insulation properties.
La couche de contact 2 permet ainsi d’éviter une température de contact trop importante avec la pièce BA à protéger contre le givre.Contact layer 2 thus makes it possible to avoid too high a contact temperature with the BA part to be protected against frost.
Le matériau de la couche de contact 2 peut être un élastomère, un polymère, notamment un polymère thermoplastique ou un polymère thermodurcissable, notamment une résine époxy.The material of the contact layer 2 may be an elastomer, a polymer, in particular a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer, in particular an epoxy resin.
En variante, la couche de contact 2 peut être en une mousse isolante.Alternatively, the contact layer 2 can be made of an insulating foam.
Selon un mode particulier de réalisation, la couche de contact 2 peut également être en structure de nid d’abeilles isolante. En alternative ou en complément, la couche de contact 2 peut également être en un mélange d’élastomère ou de polymère chargé de billes de verre, notamment de billes de verre creuses.According to a particular embodiment, the contact layer 2 can also be in an insulating honeycomb structure. Alternatively or in addition, the contact layer 2 can also be made of a mixture of elastomer or polymer loaded with glass beads, in particular hollow glass beads.
Ainsi configuré, la couche de contact 2 protège la pièce BA sur laquelle le tapis de protection au givre 1 est monté d’une éventuelle surchauffe. En effet, du fait des propriétés d’isolation thermique de la couche de contact 2, la chaleur libérée par la couche chauffante 3 est dirigée vers une surface extérieure du tapis de protection au givre 1 sur laquelle du givre est susceptible de se former, agencée, selon la structure multicouche, à l’opposé de la couche de contact 2 et donc de la pièce BA à protéger contre le givre.Thus configured, the contact layer 2 protects the part BA on which the frost protection mat 1 is mounted from possible overheating. Indeed, due to the thermal insulation properties of the contact layer 2, the heat released by the heating layer 3 is directed towards an exterior surface of the frost protection mat 1 on which frost is likely to form, arranged , depending on the multilayer structure, opposite the contact layer 2 and therefore the part BA to be protected against frost.
En outre, il est souhaité d’éviter toute circulation d’un courant électrique entre la couche chauffante 3 et la pièce BA.In addition, it is desired to avoid any circulation of an electric current between the heating layer 3 and the part BA.
En particulier, la couche de contact 2 peut présenter une résistivité volumique d’au moins 1E9 Ω.m, de préférence supérieure à 1E10 Ω.m.In particular, the contact layer 2 may have a volume resistivity of at least 1E9 Ω.m, preferably greater than 1E10 Ω.m.
Une conductivité thermique de la couche de contact 2, considérée perpendiculairement à un plan général d’extension de la couche de contact 2, également dénommée conductivité thermique transverse, est inférieure 0,4 W/m.K à température ambiante. Par température ambiante, on entend, dans l’ensemble de la présente description, une température de l’ordre de 20°C.A thermal conductivity of the contact layer 2, considered perpendicular to a general plane of extension of the contact layer 2, also called transverse thermal conductivity, is less than 0.4 W/m.K at room temperature. By ambient temperature, we mean, throughout this description, a temperature of the order of 20°C.
La couche de contact 2 peut avoir une épaisseur une épaisseur inférieure à 1,5 mm, notamment inférieure à 1mm, avantageusement inférieure à 0,7 mm. Par ailleurs, la couche de contact 2 peut avoir une épaisseur supérieure à 0,2 mm, notamment supérieure à 0,3 mm, avantageusement supérieure à 0,6 mm.The contact layer 2 may have a thickness less than 1.5 mm, in particular less than 1 mm, advantageously less than 0.7 mm. Furthermore, the contact layer 2 can have a thickness greater than 0.2 mm, in particular greater than 0.3 mm, advantageously greater than 0.6 mm.
Selon l’exemple de réalisation présenté en
La couche chauffante 3 est conçue de sorte à fournir une source de chaleur apte à assurer une fonction de dégivrage et/ou d’antigivrage par effet Joule pour la pièce BA à protéger.The heating layer 3 is designed to provide a heat source capable of providing a defrosting and/or anti-icing function by Joule effect for the BA part to be protected.
En particulier, la couche chauffante 3 peut être une couche résistive pour un chauffage par effet Joule.In particular, the heating layer 3 can be a resistive layer for heating by Joule effect.
Toutefois, la couche chauffante 3 peut être réalisée à partir de tous moyens de chauffage susceptibles de générer un flux de chaleur, tels que notamment, mais sans être limitatifs, des pistes métalliques, des fils chauffants, des encres conductrices, des tissus ou des intissés utilisant des fibres …However, the heating layer 3 can be made from any heating means capable of generating a heat flow, such as in particular, but not limited to, metal tracks, heating wires, conductive inks, fabrics or non-wovens. using fibers…
A titre d’exemple, la couche chauffante 3 peut intégrer un maillage de pistes métalliques destinées à être parcourues par un courant pour générer le flux de chaleur par effet joule.For example, the heating layer 3 can integrate a mesh of metal tracks intended to carry a current to generate the heat flow by the Joule effect.
Les pistes métalliques peuvent être très proches les unes des autres pour couvrir la surface de façon la plus homogène possible. Comme on le comprendra néanmoins plus particulièrement à travers la description qui suit, la conduction thermique longitudinale assurée par des fibres et/ou des fils du renfort permet un espacement des pistes métalliques plus important que celui actuellement possibles selon l’état de la technique.The metal tracks can be very close to each other to cover the surface as evenly as possible. As will nevertheless be understood more particularly through the description which follows, the longitudinal thermal conduction provided by fibers and/or wires of the reinforcement allows a spacing of the metal tracks greater than that currently possible according to the state of the art.
En particulier, les pistes métalliques couvrent au moins 50% de la surface de la couche chauffante 3, notamment au moins 70% de la surface de la couche chauffante 3.In particular, the metal tracks cover at least 50% of the surface of the heating layer 3, in particular at least 70% of the surface of the heating layer 3.
Des connexions électriques d’alimentation permettent le raccordement à une source d’alimentation électrique permettant de mettre les pistes métalliques sous tension.Electrical power connections allow connection to an electrical power source allowing the metal tracks to be energized.
Typiquement, la couche chauffante 3 dégage une puissance de chauffage comprise entre 1 et 5 W/cm2, notamment entre 2 et 5 W/cm2, selon qu’elle fonctionne en mode cyclique ou en mode continu.Typically, the heating layer 3 releases a heating power of between 1 and 5 W/cm 2 , in particular between 2 and 5 W/cm 2 , depending on whether it operates in cyclic mode or in continuous mode.
La couche chauffante 3 peut avoir une épaisseur inférieure à 0,3 mm, notamment inférieure à 0,25 mm, avantageusement inférieure à 0,15 mm. Par ailleurs, la couche chauffante 3 peut avoir une épaisseur supérieure à 0,015 mm, notamment supérieure à 0,05 mm. Typiquement, la couche chauffante 3 peut avoir une épaisseur de l’ordre de 0,15 mm.The heating layer 3 may have a thickness less than 0.3 mm, in particular less than 0.25 mm, advantageously less than 0.15 mm. Furthermore, the heating layer 3 may have a thickness greater than 0.015 mm, in particular greater than 0.05 mm. Typically, the heating layer 3 can have a thickness of around 0.15 mm.
Selon l’exemple de réalisation présenté en
La couche intermédiaire 4 est conçue de sorte à assurer une fonction d’isolant électrique et de conducteur thermique.The intermediate layer 4 is designed to provide an electrical insulator and thermal conductor function.
En particulier, la couche intermédiaire 4 peut être réalisée en un matériau composite choisi pour avoir des propriétés de bon isolant électrique et de bonne conduction thermique.In particular, the intermediate layer 4 can be made of a composite material chosen to have good electrical insulating and good thermal conduction properties.
La couche intermédiaire 4 contribue à orienter le flux de chaleur généré par la couche chauffante 3 vers la surface externe du tapis de protection au givre 1, c’est-à-dire à l’opposé de la couche de contact 2 et donc de la pièce BA à protéger contre le givre.The intermediate layer 4 contributes to directing the heat flow generated by the heating layer 3 towards the external surface of the frost protection mat 1, that is to say opposite the contact layer 2 and therefore the BA part to be protected against frost.
En particulier, la couche intermédiaire 4 peut présenter une résistivité volumique d’au moins 1E9 Ω.m, de préférence supérieure à 1E10 Ω.m.In particular, the intermediate layer 4 may have a volume resistivity of at least 1E9 Ω.m, preferably greater than 1E10 Ω.m.
Une conductivité thermique de la couche intermédiaire 4, considérée perpendiculairement à un plan général d’extension de la couche intermédiaire 4, également dénommée conductivité thermique transverse, est supérieure à 0,4 W/m.K à température ambiante, notamment supérieure à 0,6 W/m.K à température ambiante, en particulier supérieure à 0,8 W/m.K à température ambiante, spécifiquement supérieure à 1,5 W/m.K à température ambiante, déterminées selon les méthodes décrites dans les normes ISO 8302 ou ASTM C177.A thermal conductivity of the intermediate layer 4, considered perpendicular to a general plane of extension of the intermediate layer 4, also called transverse thermal conductivity, is greater than 0.4 W/m.K at room temperature, in particular greater than 0.6 W /m.K at room temperature, in particular greater than 0.8 W/m.K at room temperature, specifically greater than 1.5 W/m.K at room temperature, determined according to the methods described in standards ISO 8302 or ASTM C177.
La couche intermédiaire 4 peut avoir une épaisseur inférieure à 1,5 mm, notamment inférieure à 1mm, avantageusement inférieure à 0,7 mm. Par ailleurs, la couche intermédiaire 4 peut avoir une épaisseur supérieure à 0,2 mm, notamment supérieure à 0,3 mm. Typiquement, la couche intermédiaire 4 peut avoir une épaisseur de l’ordre de 0,4 mm.The intermediate layer 4 may have a thickness of less than 1.5 mm, in particular less than 1 mm, advantageously less than 0.7 mm. Furthermore, the intermediate layer 4 may have a thickness greater than 0.2 mm, in particular greater than 0.3 mm. Typically, the intermediate layer 4 can have a thickness of around 0.4 mm.
Comme plus particulièrement illustré sur la
Selon l’exemple de réalisation présenté en
La couche de renfort 5 est conçue de sorte à assurer une fonction de protection du tapis de protection au givre 1, notamment la couche chauffante 3, des chocs, tels que des gravillons, de grêlons, des coups liés à la maintenance ….The reinforcing layer 5 is designed to provide a protective function for the frost protection mat 1, in particular the heating layer 3, from impacts, such as gravel, hailstones, blows linked to maintenance, etc.
En particulier, la couche de renfort 5 peut être réalisée en un matériau permettant une circulation du flux de chaleur généré par la couche chauffante 3, vers la surface externe du tapis de protection au givre 1, c’est-à-dire à l’opposé de la couche de contact 2 et donc de la pièce BA à protéger contre le givre.In particular, the reinforcing layer 5 can be made of a material allowing circulation of the heat flow generated by the heating layer 3, towards the external surface of the frost protection mat 1, that is to say at the opposite the contact layer 2 and therefore the part BA to be protected against frost.
Notamment, la couche de renfort 5 peut se présenter, par exemple, sous une forme d’un renfort tissé, intissé, tel que du feutre, ou grillagé s’étendant selon un plan général d’extension de la couche de renfort 5.In particular, the reinforcing layer 5 can be presented, for example, in the form of a woven, non-woven reinforcement, such as felt, or mesh extending along a general plane of extension of the reinforcing layer 5.
Une conductivité thermique de la couche de renfort 5, considérée perpendiculairement au plan général d’extension de la couche de renfort 5, également dénommée conductivité thermique transverse, supérieure à 0,4 W/m.K à température ambiante, notamment supérieure à 0,6 W/m.K à température ambiante, en particulier supérieure à 0,8 W/m.K à température ambiante, spécifiquement supérieure à 1,5 W/m.K à température ambiante, déterminées selon les méthodes décrites dans les normes ISO 8302 ou ASTM C177.A thermal conductivity of the reinforcing layer 5, considered perpendicular to the general plane of extension of the reinforcing layer 5, also called transverse thermal conductivity, greater than 0.4 W/m.K at room temperature, in particular greater than 0.6 W /m.K at room temperature, in particular greater than 0.8 W/m.K at room temperature, specifically greater than 1.5 W/m.K at room temperature, determined according to the methods described in standards ISO 8302 or ASTM C177.
Plus spécifiquement, la couche de renfort 5 peut comporter des fibres et/ou des fils. Dans une telle configuration, les fibres et/ou les fils de la couche de renfort peuvent présenter en outre une conductivité thermique longitudinale supérieure à 0,6 W/m.K à température ambiante.More specifically, the reinforcing layer 5 may comprise fibers and/or threads. In such a configuration, the fibers and/or wires of the reinforcing layer may also have a longitudinal thermal conductivity greater than 0.6 W/m.K at room temperature.
La conductivité thermique longitudinale est une conductivité thermique considérée dans une direction parallèle à une direction d’extension des fibres et/ou des fils. En conséquence, la conductivité thermique longitudinale des fibres et/ou des fils correspond à la conductivité thermique selon le plan général d’extension de la couche de renfort 5.Longitudinal thermal conductivity is thermal conductivity considered in a direction parallel to a direction of extension of the fibers and/or yarns. Consequently, the longitudinal thermal conductivity of the fibers and/or yarns corresponds to the thermal conductivity according to the general plane of extension of the reinforcing layer 5.
La conductivité thermique longitudinale à température ambiante supérieure à 10 W/m.K permet une homogénéisation longitudinale de la température de la couche de renfort 5, i.e. dans le plan général d’extension de la couche de renfort 5.The longitudinal thermal conductivity at ambient temperature greater than 10 W/m.K allows longitudinal homogenization of the temperature of the reinforcing layer 5, i.e. in the general plane of extension of the reinforcing layer 5.
Alternativement, pour assurer une homogénéité, la conductivité thermique longitudinale peut être supérieure à 50 W/m K, en particulier dans l’axe des fibres.Alternatively, to ensure homogeneity, the longitudinal thermal conductivity can be greater than 50 W/m K, in particular in the axis of the fibers.
Avantageusement, une conductivité radiale des fibres correspond à la conductivité la transverse du tapis de protection au givre 1. Elle doit donc logiquement être équivalente à celle de la couche intermédiaire 4 et d’une couche extérieure 6, décrite ci-après.Advantageously, a radial conductivity of the fibers corresponds to the transverse conductivity of the frost protection mat 1. It must therefore logically be equivalent to that of the intermediate layer 4 and an outer layer 6, described below.
Une telle conductivité thermique est particulièrement importante lorsque la couche chauffante 3 est constituée par un réseau de pistes métalliques ne présentant pas une surface chauffante homogène. En effet, dans un tel cas, le flux de chaleur émis par les pistes métalliques de la couche chauffante 3, est longitudinalement hétérogène.Such thermal conductivity is particularly important when the heating layer 3 is constituted by a network of metal tracks not presenting a homogeneous heating surface. Indeed, in such a case, the heat flow emitted by the metal tracks of the heating layer 3 is longitudinally heterogeneous.
L’homogénéisation du flux de chaleur dans le plan général d’extension de la couche renfort 5 permet une plus grande efficacité de dégivrage ou d’antigivrage, puisque la diffusion du flux de chaleur généré par la couche chauffante 3 afin d’assurer la fonction de dégivrage et/ou d’antigivrage se diffuse sur l’ensemble de la surface du tapis de protection au givre 1 sans hétérogénéité.The homogenization of the heat flow in the general plane of extension of the reinforcement layer 5 allows greater defrosting or anti-icing efficiency, since the diffusion of the heat flow generated by the heating layer 3 in order to ensure the function defrosting and/or anti-icing is diffused over the entire surface of the frost protection mat 1 without heterogeneity.
On notera en outre que la fonction d’homogénéisation que permet d’assurer la couche de renfort 5, notamment sous la forme d’un tissu, d’un intissé, d’un tricot, d’un grillage et/ou d’un renfort unidirectionnel, d’une combinaison et/ou d’un empilage de ceux-ci, permet de relâcher des contraintes sur l’espacement des pistes de la couche chauffante 3. Il est ainsi possible d’utiliser des pistes métalliques chauffantes plus espacées les unes des autres par rapport à ce qui est actuellement possible dans les solutions connues de l’état de la technique.It will also be noted that the homogenization function that makes it possible to ensure the reinforcing layer 5, in particular in the form of a fabric, a non-woven fabric, a knitted fabric, a mesh and/or a unidirectional reinforcement, a combination and/or stacking of these, makes it possible to release constraints on the spacing of the tracks of the heating layer 3. It is thus possible to use metal heating tracks spaced further apart on from each other compared to what is currently possible in the solutions known from the state of the art.
En conséquence, l’invention offre ainsi la possibilité d’utiliser des technologies de fabrication de la couche chauffante 3, en particulier les résistances chauffantes, en particulier par fabrication additive.Consequently, the invention thus offers the possibility of using technologies for manufacturing the heating layer 3, in particular the heating resistors, in particular by additive manufacturing.
De préférence, la couche de renfort 5 intègre un réseau de fibres et/ou de fils tissé(e)s, intissé(e)s, tricoté(e)s, grillagé(e)s, et/ou un renfort unidirectionnel, notamment des fibres de carbones fabriquées à partir d’un précurseur en fibre de brai, en particulier de brai de charbon ou de pétrole, et/ou des fils présentant une conductivité thermique longitudinale à température ambiante supérieure à 50 W/m.K.Preferably, the reinforcing layer 5 integrates a network of woven, non-woven, knitted, mesh fibers and/or threads, and/or unidirectional reinforcement, in particular carbon fibers made from a pitch fiber precursor, in particular coal or petroleum pitch, and/or wires having a longitudinal thermal conductivity at room temperature greater than 50 W/m.K.
De préférence encore, le renfort tissé ou grillagé de la couche de renfort 5 intègre des fibres présentant une conductivité thermique longitudinale à température ambiante supérieure à 120 W/m.K.More preferably, the woven or mesh reinforcement of the reinforcing layer 5 integrates fibers having a longitudinal thermal conductivity at room temperature greater than 120 W/m.K.
Les fibres et/ou les fils de la couche de renfort 5 peuvent être de différents types tels que, par exemple, en fibres de verre, en fibres de basalte, en fibres de silice, en fils métalliques, etc.The fibers and/or threads of the reinforcing layer 5 can be of different types such as, for example, glass fibers, basalt fibers, silica fibers, metal wires, etc.
De préférence, la couche de renfort 5, notamment sous la forme d’un renfort tissée, intissé ou grillagée, est en fibres de carbone, qui présentent un avantage de disposer de bonnes propriétés de conductivité thermique.Preferably, the reinforcing layer 5, in particular in the form of a woven, non-woven or mesh reinforcement, is made of carbon fibers, which have the advantage of having good thermal conductivity properties.
De préférence encore, les fibres de carbone de la couche de renfort 5 sont fabriquées à partir de brai de charbon ou de pétrole. Une telle réalisation des fibres de carbone permet une conductivité thermique radiale supérieure à 0,6 W/m.k, notamment supérieure à 10 W/m.K, et/ou une conductivité thermique longitudinale supérieure à 50 W/mK, notamment supérieure à 120 W/m.K.More preferably, the carbon fibers of the reinforcing layer 5 are made from coal or petroleum pitch. Such an embodiment of the carbon fibers allows a radial thermal conductivity greater than 0.6 W/m.k, in particular greater than 10 W/m.K, and/or a longitudinal thermal conductivity greater than 50 W/mK, in particular greater than 120 W/m.K.
Selon un autre mode de réalisation, les fibres de la couche de renfort 5 comprennent des fibres du carbone avec un précurseur de type polyacrylonitrile (PAN). Une telle réalisation présente une conductivité thermique radiale supérieure à 1 W/m.K et une conductivité thermique longitudinale supérieure à 10 W/m.K.According to another embodiment, the fibers of the reinforcing layer 5 comprise carbon fibers with a polyacrylonitrile (PAN) type precursor. Such an embodiment has a radial thermal conductivity greater than 1 W/m.K and a longitudinal thermal conductivity greater than 10 W/m.K.
On notera en outre que la couche de renfort 5 peut en outre participer à la fonction de protection participer à la fonction de protection contre les décharges électrostatiques, également dénommé par l’acronyme « ESD » pour « ElectroStatic discharge » en anglais.It will also be noted that the reinforcing layer 5 can also participate in the protection function and participate in the protection function against electrostatic discharges, also called by the acronym “ESD” for “ElectroStatic discharge” in English.
Par exemple, dans le cas où la couche de renfort 5 est en un tissu carbone et/ou contient du métal, la couche de renfort 5 peut être utilisée pour une mise à la masse destinée à assurer une évacuation des charges électrostatiques.For example, in the case where the reinforcing layer 5 is made of a carbon fabric and/or contains metal, the reinforcing layer 5 can be used for grounding intended to ensure evacuation of electrostatic charges.
Dans une telle hypothèse, la couche de renfort 5 peut contribuer, au moins en partie, à une protection contre la foudre.In such a hypothesis, the reinforcing layer 5 can contribute, at least in part, to protection against lightning.
La couche de renfort 5 peut avoir une épaisseur inférieure à 1,5 mm, notamment inférieure à 1mm, notamment inférieure à inférieure à 0,7 mm, avantageusement inférieure à 0,3 mm. Par ailleurs, la couche de renfort 5 peut avoir une épaisseur supérieure à 0,02 mm, notamment supérieure à 0,05 mm. Typiquement, la couche de renfort 5 peut avoir une épaisseur de l’ordre de 0,1 mm.The reinforcing layer 5 may have a thickness less than 1.5 mm, in particular less than 1 mm, in particular less than less than 0.7 mm, advantageously less than 0.3 mm. Furthermore, the reinforcing layer 5 may have a thickness greater than 0.02 mm, in particular greater than 0.05 mm. Typically, the reinforcing layer 5 can have a thickness of around 0.1 mm.
Selon l’exemple de réalisation présenté en
Alternativement, la couche extérieure 6 est agencée dans la structure multicouche de sorte à être disposée sur la couche de renfort 5 et en contact direct avec l’environnement extérieur.Alternatively, the outer layer 6 is arranged in the multilayer structure so as to be placed on the reinforcing layer 5 and in direct contact with the external environment.
La couche extérieure 6 est conçue de sorte à assurer une fonction de résistance à l’environnement extérieur, notamment aux intempéries, aux conditions de température, aux projections de fluides susceptibles d’être rencontrées par l’aéronef.The outer layer 6 is designed to provide a function of resistance to the external environment, in particular to bad weather, to temperature conditions, to splashes of fluids likely to be encountered by the aircraft.
En particulier, la couche extérieure 6 peut être réalisée en un élastomère ou polymère résistant à l’environnement extérieur, notamment aux intempéries et aux conditions de température susceptibles d’être rencontrées par l’aéronef.In particular, the outer layer 6 can be made of an elastomer or polymer resistant to the external environment, in particular to bad weather and to the temperature conditions likely to be encountered by the aircraft.
En particulier, la couche extérieure 6 résiste à l’érosion dans les conditions définies par la norme Sand & Dust RTCA-DO-160.In particular, the outer layer 6 resists erosion under the conditions defined by the Sand & Dust standard RTCA-DO-160.
Par ailleurs, la couche extérieure 6 participe à la protection aux chocs.Furthermore, the outer layer 6 contributes to impact protection.
De plus, la couche extérieure 6 peut également être d’une composition comportant des charges lui permettant de dissiper les charges électrostatiques.In addition, the outer layer 6 can also be of a composition comprising charges enabling it to dissipate electrostatic charges.
En complément, la couche extérieure 6 est conductrice thermique et n’a pas nécessairement des propriétés d’isolant électrique.In addition, the outer layer 6 is thermally conductive and does not necessarily have electrical insulating properties.
La couche extérieure 6 peut avoir une épaisseur inférieure à 1,5 mm, notamment inférieure à 1mm, avantageusement inférieure à 0,5 mm. Par ailleurs, la couche extérieure 6 peut avoir une épaisseur supérieure à 0,1 mm, notamment supérieure à 0,2 mm. Typiquement, la couche extérieure 6 peut avoir une épaisseur de l’ordre de 0,2 mm.The outer layer 6 may have a thickness of less than 1.5 mm, in particular less than 1 mm, advantageously less than 0.5 mm. Furthermore, the outer layer 6 may have a thickness greater than 0.1 mm, in particular greater than 0.2 mm. Typically, the outer layer 6 can have a thickness of around 0.2 mm.
Selon l’exemple de réalisation présenté en
En particulier, la couche de peinture 7 est conçue de sorte à présenter des propriétés de résistance à l’environnement extérieur et/ou de résistance à l’érosion, notamment dans les conditions de la norme Sand & Dust RTCA-DO-160.In particular, the paint layer 7 is designed so as to present properties of resistance to the external environment and/or resistance to erosion, in particular under the conditions of the Sand & Dust standard RTCA-DO-160.
De plus, la couche de peinture 7 peut également être d’une composition comportant des charges lui permettant de dissiper les charges électrostatiques.In addition, the paint layer 7 can also be of a composition comprising charges allowing it to dissipate electrostatic charges.
En complément, une application de la couche de peinture 7 sur la structure multicouche pourra requérir une application préalable d’un primaire d’adhérisation sur la structure multicouche, notamment sur la couche de renfort 5, ou d’un traitement d’adhérisation par voie sèche, par exemple par plasma.In addition, an application of the paint layer 7 on the multilayer structure may require a prior application of an adhesion primer on the multilayer structure, in particular on the reinforcing layer 5, or an adhesion treatment by dry, for example by plasma.
Ainsi agence et selon l’invention, le tapis de protection au givre 1 présente une épaisseur totale inférieure à 1,9 mm, notamment inférieure à 1,5 mm, en particulier inférieure à 1 mm.Thus arranged and according to the invention, the frost protection mat 1 has a total thickness less than 1.9 mm, in particular less than 1.5 mm, in particular less than 1 mm.
Tel que précisé précédemment, la couche intermédiaire 4 peut être réalisée dans un matériau composite 40 comprenant une matrice 42 et des inclusions 41.As previously specified, the intermediate layer 4 can be made of a composite material 40 comprising a matrix 42 and inclusions 41.
La matrice 42 est en un élastomère électriquement isolant. Un tel élastomère est choisi pour présenter une bonne tenue dans une gamme de températures typiques d’une utilisation du tapis de protection au givre 1.The matrix 42 is made of an electrically insulating elastomer. Such an elastomer is chosen to exhibit good resistance in a range of temperatures typical of use of the frost protection mat 1.
La température maximale d’utilisation du tapis de protection au givre 1 est une température susceptible d’être atteinte par la couche chauffante 3 pendant une génération du flux de chaleur nécessaire à un cycle de dégivrage.The maximum temperature of use of the frost protection mat 1 is a temperature capable of being reached by the heating layer 3 during generation of the heat flow necessary for a defrost cycle.
Du fait que la couche intermédiaire 4 est en contact direct avec la couche chauffante 3, une face de la couche intermédiaire 4 en contact avec la couche chauffante 3 doit résister à la température maximale d’utilisation.Due to the fact that the intermediate layer 4 is in direct contact with the heating layer 3, one side of the intermediate layer 4 in contact with the heating layer 3 must withstand the maximum use temperature.
Du fait que la couche chauffante 3 est recouverte par la couche intermédiaire 4, il y a en outre un effet d’accumulation du flux de chaleur au niveau d’une interface entre la couche chauffante 3 et la couche intermédiaire 4. La température maximale peut être typiquement comprise entre 100°C et 110°C.Due to the fact that the heating layer 3 is covered by the intermediate layer 4, there is also an effect of accumulation of the heat flow at an interface between the heating layer 3 and the intermediate layer 4. The maximum temperature can typically be between 100°C and 110°C.
De préférence, la matrice 42 est réalisée en un polymère thermodurcissable, notamment en un matériau élastomère ou une résine epoxy.Preferably, the matrix 42 is made of a thermosetting polymer, in particular an elastomeric material or an epoxy resin.
Il est néanmoins possible que la matrice 42 soit réalisée en un autre type de polymère, tel que, par exemple, un polymère thermoplastique.It is nevertheless possible that the matrix 42 is made of another type of polymer, such as, for example, a thermoplastic polymer.
Pour obtenir une bonne tenue et garantir des propriétés mécaniques adaptées dans la gamme de températures d’utilisation comprise entre la température minimale et la température maximale, il est particulièrement avantageux que la matrice 42 soit réalisée en un polymère choisi parmi les polyuréthanes, les nitriles, les néoprènes, les silicones, les silicones fluorés et/ou les époxydes.To obtain good performance and guarantee suitable mechanical properties in the range of use temperatures between the minimum temperature and the maximum temperature, it is particularly advantageous for the matrix 42 to be made of a polymer chosen from polyurethanes, nitriles, neoprenes, silicones, fluorinated silicones and/or epoxies.
En particulier, la matrice 42 peut être réalisée en un polymère thermoplastique, tels qu’un polyétheréthercétone, également désigné par l’acronyme PEEK, un polyéthercétonecétone, également désigné par l’acronyme PEKK, un polyétherimide, également désigné par l’acronyme PEI, un polysulfone, également désigné par l’acronyme PSU, un polyéthersulfone, également désigné par l’acronyme PESU, un polyphénylsulfone, également désigné par l’acronyme PPSU, un polyamide-Imide, également désigné par l’acronyme PAI, ou un polyphtalamide, également désigné par l’acronyme PPA.In particular, the matrix 42 can be made of a thermoplastic polymer, such as a polyetheretherketone, also designated by the acronym PEEK, a polyetherketoneketone, also designated by the acronym PEKK, a polyetherimide, also designated by the acronym PEI, a polysulfone, also designated by the acronym PSU, a polyethersulfone, also designated by the acronym PESU, a polyphenylsulfone, also designated by the acronym PPSU, a polyamide-Imide, also designated by the acronym PAI, or a polyphthalamide, also referred to by the acronym PPA.
De tels matériaux présentent notamment l’avantage de supporter une température de contact avec la couche chauffante 3, susceptible de générer le flux de chaleur, de l’ordre de 100°C en continu, particulièrement favorable pour assurer la fonction de dégivrage et/ou d’antigivrage.Such materials have in particular the advantage of withstanding a contact temperature with the heating layer 3, capable of generating the heat flow, of the order of 100°C continuously, particularly favorable for ensuring the defrosting and/or anti-icing.
Avantageusement, le matériau de la matrice 42 est adapté pour être mis en forme par un procédé de vulcanisation après une incorporation des inclusions 41. Un tel procédé permet une fixation de la position des inclusions 41.Advantageously, the material of the matrix 42 is adapted to be shaped by a vulcanization process after incorporation of the inclusions 41. Such a process allows the position of the inclusions 41 to be fixed.
Un autre avantage d’une telle mise en forme par vulcanisation est la possibilité de réaliser une co-vulcanisation avec un autre matériau d’une couche adjacente, par exemple la couche chauffante 3 avec laquelle un contact étroit est nécessaire.Another advantage of such shaping by vulcanization is the possibility of carrying out co-vulcanization with another material of an adjacent layer, for example the heating layer 3 with which close contact is necessary.
Dans le mode réalisation dans lequel la couche chauffante 3 est réalisée à partir des pistes métalliques ou des fils chauffants, ces derniers sont avantageusement enduits d’un primaire susceptible d’assurer une liaison avec la matrice 42.In the embodiment in which the heating layer 3 is made from metal tracks or heating wires, the latter are advantageously coated with a primer capable of ensuring a connection with the matrix 42.
Par ailleurs, il est tout à fait envisageable d’avoir différents modes de liaisons entre les différentes couches de la structure multicouche du tapis de protection au givre 1, tels que, par exemple, le collage, la co-vulcansiation ou de façon plus générale la cocuisson.Furthermore, it is entirely possible to have different modes of connection between the different layers of the multilayer structure of the frost protection mat 1, such as, for example, bonding, co-vulcanization or more generally co-cooking.
La matrice 42 comporte des inclusions 41. En particulier, les inclusions 41 sont en un matériau présentant une résistivité volumique électrique élevée, notamment supérieure à 1E9 Ω.m, de préférence supérieure à 1E10 Ω.m.The matrix 42 comprises inclusions 41. In particular, the inclusions 41 are made of a material having a high electrical volume resistivity, in particular greater than 1E9 Ω.m, preferably greater than 1E10 Ω.m.
Une telle résistivité électrique des inclusions 41 permet d’obtenir un matériau dont la résistivité électrique globale correspond aux exigences d’isolation électrique de la couche intermédiaire 4 agencé en contact direct avec la couche chauffante 3.Such electrical resistivity of the inclusions 41 makes it possible to obtain a material whose overall electrical resistivity corresponds to the electrical insulation requirements of the intermediate layer 4 arranged in direct contact with the heating layer 3.
Par ailleurs, les inclusions 41 présentent une conductivité thermique supérieure à 1,5 W/m.K à température ambiante, en particulier supérieure à 20 W / m K.Furthermore, the inclusions 41 have a thermal conductivity greater than 1.5 W/m.K at room temperature, in particular greater than 20 W/m K.
Une telle conductivité thermique des inclusions 41 permet d’augmenter la conductivité thermique de la couche intermédiaire 4. Une telle configuration permet ainsi une meilleure transmission du flux de chaleur généré par la couche chauffante 3 vers la surface à dégivrer.Such thermal conductivity of the inclusions 41 makes it possible to increase the thermal conductivity of the intermediate layer 4. Such a configuration thus allows better transmission of the heat flow generated by the heating layer 3 towards the surface to be defrosted.
En augmentant la transmission du flux de chaleur, il est possible de réaliser des économies en énergie nécessaire pour assurer la fonction de dégivrage et/ou d’antigivrage pour la pièce BA à protéger.By increasing the transmission of the heat flow, it is possible to achieve savings in energy necessary to ensure the defrosting and/or anti-icing function for the BA part to be protected.
Par ailleurs, une bonne conductivité thermique de la couche intermédiaire 4 permet de réduire un effet d’accumulation du flux de chaleur au niveau de la couche chauffante 3. Il est ainsi possible de baisser la température à laquelle la couche intermédiaire 4 est exposée à proximité de la zone de contact avec la couche chauffante 3. Une telle baisse de la température dans une telle zone de contact évite, à un certain dégrée, la dégradation du matériau de la matrice 42.Furthermore, good thermal conductivity of the intermediate layer 4 makes it possible to reduce an accumulation effect of the heat flow at the level of the heating layer 3. It is thus possible to lower the temperature to which the intermediate layer 4 is exposed nearby. of the contact zone with the heating layer 3. Such a drop in temperature in such a contact zone avoids, to a certain degree, the degradation of the material of the matrix 42.
La conductivité thermique améliorée permet ainsi donc d’augmenter une durée de vie de la couche chauffante 3 et/ou d’utiliser d’autres matériaux pour la réalisation de la matrice 42 présentant une moins bonne tenue aux températures élevées pour autant que la température en surface de la pièce BA à protéger reste dans un domaine raisonnable.The improved thermal conductivity therefore makes it possible to increase the lifespan of the heating layer 3 and/or to use other materials for the production of the matrix 42 having less good resistance to high temperatures as long as the temperature in surface of the BA part to be protected remains within a reasonable range.
Avantageusement, le matériau des inclusions 41 est une céramique présentant une bonne conductivité thermique et des propriétés d’isolation électrique.Advantageously, the material of the inclusions 41 is a ceramic having good thermal conductivity and electrical insulation properties.
De préférence, les inclusions 41 sont en nitrure de bore, en nitrure d’aluminium, en alumine ou en un couplage de telles charges.Preferably, the inclusions 41 are made of boron nitride, aluminum nitride, alumina or a coupling of such charges.
D’autres céramiques présentant des paramètres de résistivité électrique et de conductivité thermique peuvent être utilisées.Other ceramics with electrical resistivity and thermal conductivity parameters can be used.
Selon un mode particulier de réalisation, les inclusions 41 présentent un taux volumique dans la matrice 42 typiquement compris entre 10% et 70% en volume, notamment compris entre 20 et 50% en volume, en particulier compris entre 30% et 50% en volume.According to a particular embodiment, the inclusions 41 have a volume content in the matrix 42 typically between 10% and 70% by volume, in particular between 20 and 50% by volume, in particular between 30% and 50% by volume. .
Un tel taux volumique permet de maintenir les propriétés mécaniques de la matrice 42 pour une mise en forme et une utilisation de la couche intermédiaire 4 tout en permettant d’utiliser des propriétés thermiques des inclusions 41 pour améliorer la conductivité thermique du matériau dans sa globalité.Such a volume ratio makes it possible to maintain the mechanical properties of the matrix 42 for shaping and use of the intermediate layer 4 while allowing the use of thermal properties of the inclusions 41 to improve the thermal conductivity of the material as a whole.
On va maintenant décrire un exemple de fabrication d’un matériau composite susceptible de constituer la couche intermédiaire 4.We will now describe an example of manufacturing a composite material capable of constituting the intermediate layer 4.
Une première étape consiste en une mise à disposition d’un matériau de base pour une formulation du polymère de la matrice 42. Un tel matériau de base est typiquement fourni sous forme de plaques, de pétales ou de granules et ne comporte aucun solvant. Par exemple, le matériau de départ peut être du caoutchouc.A first step consists of providing a base material for a formulation of the polymer of the matrix 42. Such a base material is typically supplied in the form of plates, petals or granules and does not contain any solvent. For example, the starting material may be rubber.
Lors d’une deuxième étape, il est procédé à un mélange du matériau de base, par exemple dans un mélangeur fermé comprenant plusieurs hélices ou un mélangeur à cylindre, également dénommé mélangeur ouvert.In a second step, the base material is mixed, for example in a closed mixer comprising several propellers or a cylinder mixer, also called an open mixer.
Les éléments du matériau de base sont chauffés par un effet de cisaillement se produisant lors du mélange.Elements of the base material are heated by a shear effect occurring during mixing.
Pendant la deuxième étape, le matériau de base se transforme en un matériau visqueux homogène.During the second stage, the base material transforms into a homogeneous viscous material.
Lors d’une troisième étape, des particules destinées à former des inclusions 41 sont ajoutées. De telles particules sont fournies sous forme de poudres et peuvent être agglomérées lors de leur production ou stockage.During a third step, particles intended to form inclusions 41 are added. Such particles are supplied in the form of powders and may be agglomerated during their production or storage.
Les particules sont ajoutées pendant la troisième étape consistant en une étape de mélange. La troisième étape permet de séparer d’éventuels agglomérats et de repartir les particules de manière homogène dans le matériau visqueux destiné à former la matrice 42 notamment en polymère.The particles are added during the third step consisting of a mixing step. The third step makes it possible to separate any agglomerates and distribute the particles homogeneously in the viscous material intended to form the matrix 42, particularly made of polymer.
Quand les inclusions 41 sont reparties dans la matrice 42, au cours d’une quatrième étape, il est procédé à une formation de la couche intermédiaire 4, dont l’épaisseur peut être comprise entre 0,2 mm et 0,7 mm, typiquement une épaisseur de l’ordre de 0,4 mm.When the inclusions 41 are distributed again in the matrix 42, during a fourth step, the intermediate layer 4 is formed, the thickness of which can be between 0.2 mm and 0.7 mm, typically a thickness of around 0.4 mm.
La formation de la couche intermédiaire 4 peut être réalisée par calandrage, par extrusion, en particulier par extrusion de film en filière plate …The formation of the intermediate layer 4 can be carried out by calendering, by extrusion, in particular by flat die extrusion of film, etc.
Par suite, lors d’une cinquième étape, la matrice 42 est conformée à l’aide d’un outillage dédié puis une vulcanisation est réalisée afin de maintenir les inclusions 41 en place et de fixer une géométrie de la couche intermédiaire 4.Subsequently, during a fifth step, the matrix 42 is shaped using dedicated tooling then vulcanization is carried out in order to hold the inclusions 41 in place and to fix a geometry of the intermediate layer 4.
Dans certains modes de réalisation, il est possible de former la couche intermédiaire 4 directement en contact avec la couche chauffante 3. Dans de tels cas, une co-vulcanisation est réalisée entre la matrice polymère 42 et de la couche chauffante 3. Une telle co-vulcanisation permet d’assurer un bon contact mécanique et thermique entre la couche intermédiaire 4 et la couche chauffante 3.In certain embodiments, it is possible to form the intermediate layer 4 directly in contact with the heating layer 3. In such cases, co-vulcanization is carried out between the polymer matrix 42 and the heating layer 3. Such co-vulcanization is -vulcanization ensures good mechanical and thermal contact between the intermediate layer 4 and the heating layer 3.
Pour tester la couche intermédiaire 4 et plus généralement la structure du tapis de protection au givre 1, un dispositif de test 400 tel qu’illustré à la
Avantageusement, le tapis de protection au givre 1, comprenant la couche de contact 2, la couche chauffante 3, la couche intermédiaire 4, la couche de renfort 5, et la couche extérieure 6, est testé.Advantageously, the frost protection mat 1, comprising the contact layer 2, the heating layer 3, the intermediate layer 4, the reinforcing layer 5, and the outer layer 6, is tested.
Le dispositif de test 400 comprend un réservoir 401 électriquement conducteur, typiquement un réservoir métallique, rempli d’une quantité d’eau 402.The test device 400 comprises an electrically conductive tank 401, typically a metal tank, filled with a quantity of water 402.
Un empilement comprenant au moins la couche de contact 2, la couche intermédiaire 4, notamment électriquement isolante en matériau composite 40, et la couche chauffante 3 est immergée dans la quantité d’eau 402.A stack comprising at least the contact layer 2, the intermediate layer 4, in particular electrically insulating in composite material 40, and the heating layer 3 is immersed in the quantity of water 402.
Alternativement, le tapis de protection au givre 1, comprenant la couche de contact 2, la couche chauffante 3, la couche intermédiaire 4, la couche de renfort 5, et la couche extérieure 6, est immergée dans la quantité d’eau 402.Alternatively, the frost protection mat 1, comprising the contact layer 2, the heating layer 3, the intermediate layer 4, the reinforcing layer 5, and the outer layer 6, is immersed in the quantity of water 402.
Par suite, deux électrodes 411, 412 sont connectées à la couche chauffante 3 par le biais des fils d’alimentation électrique et établit une connexion électrique 413 avec un dispositif de mesure de résistance 410, tel qu’un Ohmmètre. Le dispositif de mesure de résistance 410 est électriquement relié au réservoir 401.Subsequently, two electrodes 411, 412 are connected to the heating layer 3 via the electrical supply wires and establishes an electrical connection 413 with a resistance measuring device 410, such as an Ohmmeter. The resistance measuring device 410 is electrically connected to the tank 401.
Il est alors appliqué une tension électrique, notamment une tension électrique de 500 V en continu, entre le réservoir 401 et les électrodes 411, 412 reliées à la couche chauffante 3.An electrical voltage is then applied, in particular an electrical voltage of 500 V continuously, between the reservoir 401 and the electrodes 411, 412 connected to the heating layer 3.
Préférentiellement, la tension appliquée lors du test est deux fois plus élevée qu’une tension en fonctionnement du dispositif de dégivrage et/ou d’antigivrage pour la pièce BA à protéger du givre, qui peut être de 220 V à 230 V.Preferably, the voltage applied during the test is twice as high as an operating voltage of the defrosting and/or anti-icing device for the BA part to be protected from frost, which can be from 220 V to 230 V.
Alternativement, la tension en fonctionnement du dispositif de dégivrage et/ou d’antigivrage pour la pièce BA à protéger du givre peut être alimentée en 110 V.Alternatively, the operating voltage of the defrosting and/or anti-icing device for the BA part to be protected from frost can be supplied with 110 V.
Par suite, une première étape de test consiste en une mesure d’une résistance d’isolation mesurée par le dispositif de mesure de résistance 410.Subsequently, a first test step consists of measuring an insulation resistance measured by the resistance measuring device 410.
Un résultat de la première étape de test est considéré comme validé si les conditions suivantes sont remplies :
- L’empilement comportant la couche chauffante 3 est intact, à savoir qu’aucun dommage dû à un arc électrique n’est visible entre la couche chauffante 3 et la surface de la couche de contact 2 et/ou entre la couche chauffante 3 et la surface de la couche extérieure 6 ; et
- Une résistance d’isolation mesurée par le dispositif de mesure de résistance 410 est supérieure à 10 MΩ, notamment supérieure à 100 MΩ.
- The stack comprising the heating layer 3 is intact, namely that no damage due to an electric arc is visible between the heating layer 3 and the surface of the contact layer 2 and/or between the heating layer 3 and the surface of the outer layer 6; And
- An insulation resistance measured by the resistance measuring device 410 is greater than 10 MΩ, in particular greater than 100 MΩ.
La valeur de la résistance d’isolation mesurée peut être ajustée en fonction du cahier de charges de l’application envisagée.The value of the measured insulation resistance can be adjusted according to the specifications of the intended application.
De façon complémentaire, afin de confirmer la fiabilité du matériau, plusieurs répétitions du test peuvent être successivement réalisées.Additionally, in order to confirm the reliability of the material, several repetitions of the test can be successively carried out.
Par la suite, une deuxième étape de test consiste en une vérification d’une résistivité diélectrique et des courants de fuite.Subsequently, a second test step consists of checking dielectric resistivity and leakage currents.
Le dispositif de test 400 pour la deuxième étape de test est illustré par la
Le dispositif de test 400 comporte un dispositif de mesure de courant de fuite 420, par exemple sous forme d’un Ampèremètre, en liaison électrique avec les électrodes 411 et 412 reliées à la couche intermédiaire 4.The test device 400 comprises a leakage current measuring device 420, for example in the form of an ammeter, in electrical connection with the electrodes 411 and 412 connected to the intermediate layer 4.
De plus, le dispositif de test 400 comporte une source de tension 430 en liaison électrique avec le dispositif de mesure de courant de fuite 420 et le réservoir 401. A titre d’exemple, la source de tension 430 fournit une tension électrique d’au moins 1500 V en alternatif avec une fréquence comprise entre 50 Hz et 60 Hz.In addition, the test device 400 comprises a voltage source 430 in electrical connection with the leakage current measuring device 420 and the reservoir 401. For example, the voltage source 430 provides an electrical voltage of at least minus 1500 V alternating with a frequency between 50 Hz and 60 Hz.
Lors de la deuxième étape de test, la tension électrique est appliquée. A cet effet, la tension électrique est progressivement augmentée entre 0 V et deux fois la tension en fonctionnement du dispositif de dégivrage et/ou d’antigivrage augmentée de 1000 V pendant 20 secondes. Par suite, la tension électrique obtenue est maintenue pendant une minute.In the second test step, electrical voltage is applied. For this purpose, the electrical voltage is gradually increased between 0 V and twice the operating voltage of the defrosting and/or anti-icing device increased by 1000 V for 20 seconds. As a result, the electrical voltage obtained is maintained for one minute.
Un résultat de la deuxième étape de test est considéré comme validé si les conditions suivantes sont remplies :
- L’empilement comportant la couche chauffante 3 et la couche intermédiaire 4 est intact, à savoir qu’aucun dommage dû à un arc électrique entre les composants du dispositif de test 400 et/ou entre la couche chauffante 3 et la couche intermédiaire 4 n’est visible ;
- L’empilement comportant la couche chauffante 3 est intact, à savoir qu’aucun dommage dû à un arc électrique n’est visible entre la couche chauffante 3 et la surface de la couche de contact 2 et/ou entre la couche chauffante 3 et la surface de la couche extérieure 6 ; et
- Un courant de fuite mesuré par le dispositif de mesure de courant de fuite 420 est inférieur à 200 mA, en particulier inférieur à 50 mA, notamment inférieur à 30 mA.
- The stack comprising the heating layer 3 and the intermediate layer 4 is intact, i.e. no damage due to an electric arc between the components of the test device 400 and/or between the heating layer 3 and the intermediate layer 4. is visible ;
- The stack comprising the heating layer 3 is intact, namely that no damage due to an electric arc is visible between the heating layer 3 and the surface of the contact layer 2 and/or between the heating layer 3 and the surface of the outer layer 6; And
- A leakage current measured by the leakage current measuring device 420 is less than 200 mA, in particular less than 50 mA, in particular less than 30 mA.
La valeur courant de fuite mesurée par le dispositif de mesure de courant de fuite 420 peut être ajustée en fonction du cahier de charges de l’application envisagée.The leakage current value measured by the leakage current measuring device 420 can be adjusted according to the specifications of the envisaged application.
La couche intermédiaire 4 peut être intégrée dans tout empilement de couches fonctionnelles, nécessitant à la fois une isolation électrique et une conduction thermique.The intermediate layer 4 can be integrated into any stack of functional layers, requiring both electrical insulation and thermal conduction.
Dans le cas du tapis de protection au givre 1 thermoélectrique de la
La réduction de la température de la couche chauffante 3 présente un avantage pour l’intégration du tapis de protection au givre 1 sur des pièces sensibles à la température, et notamment des pièces composites.Reducing the temperature of the heating layer 3 presents an advantage for the integration of the frost protection mat 1 on temperature-sensitive parts, and in particular composite parts.
Par ailleurs, la matrice 41 est avantageusement en un élastomère permettant ainsi d’adapter la couche intermédiaire 4 et le tapis de protection au givre 1 à des formes de pièces complexes, en particulier à des pièces tridimensionnelles, notamment des pièces tridimensionnelles non développables.Furthermore, the matrix 41 is advantageously made of an elastomer thus making it possible to adapt the intermediate layer 4 and the frost protection mat 1 to complex part shapes, in particular to three-dimensional parts, in particular non-developable three-dimensional parts.
La mise en forme se fait avec l’élastomère non vulcanisé, la couche intermédiaire 4 étant ensuite figée par vulcanisation. Après vulcanisation, il est toutefois possible de conserver une élasticité pour la couche intermédiaire 4.The shaping is done with the unvulcanized elastomer, the intermediate layer 4 then being fixed by vulcanization. After vulcanization, it is however possible to maintain elasticity for the intermediate layer 4.
D’autres applications que celles des tapis de protection au givre 1 thermoélectriques sont bien entendu possibles pour le matériau qui vient d’être décrit, tels que, par exemple, des dissipateurs thermiques).Other applications than those of thermoelectric frost protection mats 1 are of course possible for the material which has just been described, such as, for example, heat sinks).
Différentes techniques sont envisageables pour assembler les différentes couches du tapis de protection au givre 1, selon l’invention.Different techniques are possible for assembling the different layers of the frost protection mat 1, according to the invention.
Dans un mode de mise en œuvre possible, la couche de contact 2, qui constitue une barrière thermique et électrique, peut être directement formée sur la couche chauffante 3, notamment par projection.In one possible mode of implementation, the contact layer 2, which constitutes a thermal and electrical barrier, can be directly formed on the heating layer 3, in particular by projection.
Alternativement ou en complément, la couche de contact 2 comportent des feuilles élastomères qui sont superposées manuellement ou avec un drapage automatique. Le matériau de la couche de contact 2 peut être un élastomère, un polymère, notamment un polymère thermoplastique ou un polymère thermodurcissable, notamment une résine époxy.Alternatively or in addition, the contact layer 2 comprises elastomeric sheets which are superimposed manually or with automatic draping. The material of the contact layer 2 may be an elastomer, a polymer, in particular a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer, in particular an epoxy resin.
Similairement, la couche intermédiaire 4, qui assure une fonction d’isolant électrique et de conducteur thermique et présente une conductivité thermique plus importante que la couche de contact 2 pour orienter la dissipation du flux de chaleur vers l’environnement extérieur.Similarly, the intermediate layer 4, which provides a function of electrical insulator and thermal conductor and has a greater thermal conductivity than the contact layer 2 to direct the dissipation of the heat flow towards the external environment.
La couche de renfort 5 peut être ensuite assemblée à la couche intermédiaire 4 et la couche extérieure 6, par exemple par collage.The reinforcing layer 5 can then be assembled with the intermediate layer 4 and the outer layer 6, for example by gluing.
La couche extérieure 6 peut être directement formée sur la couche de renfort 5, notamment par projection.The outer layer 6 can be directly formed on the reinforcing layer 5, in particular by projection.
Dans un autre mode de mise en œuvre possible, les diverses couches de la structure multicouche sont superposées entre elles, manuellement ou par un drapage automatique, puis assemblées ensemble par divers procédés d’assemblage.In another possible mode of implementation, the various layers of the multilayer structure are superimposed on each other, manually or by automatic draping, then assembled together by various assembly processes.
Pour les différentes opérations de collage, les surfaces à coller peuvent être préparées par tous traitements d’adhérisation, en particulier par voie sèche ou par plasma.For the various bonding operations, the surfaces to be bonded can be prepared by any adhesion treatment, in particular dry or plasma.
Un procédé de fabrication du tapis de protection au givre 1 peut comporter au moins les étapes suivantes prises séparément ou en combinaison :
- La couche de contact 2, la couche intermédiaire 4 et/ou la couche extérieure 6 sont calandrés à partir de mélanges élastomères, avantageusement utilisés sous une forme crue durant toutes les étapes du procédé de fabrication ;
- La couche chauffante 3 est préférentiellement une résistance chauffante obtenue par découpe chimique d’un feuillard métallique, une valeur de la résistance chauffante du tapis de protection au givre 1 étant contrôlée lors de cette étape ;
- La couche chauffante 3 est recouverte d’au moins un primaire pour permettre une liaison avec les élastomères lors de l’étape de vulcanisation, la couche chauffante 3 pouvant être constituée de plusieurs morceaux ;
- un outillage de confection, dont une géométrie correspond à la forme a pièce BA à protéger contre le givre, est utilisée, l’outillage de confection pouvant être éventuellement recouvert d’un anti-adhérent ;
- La couche de renfort 5 est un renfort textile adhérisé par un apport de produits chimiques, de types primaires en solution aqueuse ou comprenant un solvant, par voie sèche, par un dépôt de poudre, par plasma etc. ;
- La couche extérieure 6 est déposée sur l’outillage de confection, notamment manuellement ou de façon automatisée ;
- La couche de renfort 5, en particulier éventuellement préalablement festonné pour pouvoir épouser l’outillage de confection, est déposée sur la couche extérieure 6 ;
- La couche intermédiaire 4 est déposée sur la couche de renfort 5 ;
- La couche chauffante 3 est déposée sur la couche intermédiaire 4 ;
- Les connexions électriques d’alimentation sont réalisées, par exemple par soudure ;
- La couche de contact 2 est déposée sur la couche chauffante 3 ;
- Une poche à vide est ensuite réalisée sur la structure multicouche ainsi constituée ;
- L’ensemble est ensuite vulcanisé sous vide dans un four autoclave ;
- A l’issue de la vulcanisation, une étape de démoulage est opérée et différentes opérations de finition, telles que notamment une opération de détourage, sont réalisées ;
- Une couche de peinture 7 peut être ajoutée sur la couche extérieure 6 ;
- Le tapis de protection au givre 1 ainsi constitué pourra être par la suite assemblé à l la pièce BA à protéger, par exemple par un procédé de collage à froid.
- The contact layer 2, the intermediate layer 4 and/or the outer layer 6 are calendered from elastomeric mixtures, advantageously used in a raw form during all stages of the manufacturing process;
- The heating layer 3 is preferably a heating resistance obtained by chemical cutting of a metal strip, a value of the heating resistance of the frost protection mat 1 being controlled during this step;
- The heating layer 3 is covered with at least one primer to allow a bond with the elastomers during the vulcanization step, the heating layer 3 possibly being made up of several pieces;
- a manufacturing tool, the geometry of which corresponds to the shape of the BA part to be protected against frost, is used, the manufacturing tool possibly being covered with a non-stick agent;
- The reinforcing layer 5 is a textile reinforcement adhered by an addition of chemicals, of primary types in aqueous solution or comprising a solvent, by dry process, by powder deposition, by plasma etc. ;
- The outer layer 6 is deposited on the manufacturing tool, in particular manually or automatically;
- The reinforcing layer 5, in particular possibly previously scalloped to be able to fit the manufacturing tools, is deposited on the outer layer 6;
- The intermediate layer 4 is deposited on the reinforcing layer 5;
- The heating layer 3 is deposited on the intermediate layer 4;
- The electrical supply connections are made, for example by soldering;
- The contact layer 2 is deposited on the heating layer 3;
- A vacuum bag is then produced on the multilayer structure thus formed;
- The whole is then vulcanized under vacuum in an autoclave oven;
- At the end of the vulcanization, a demolding step is carried out and various finishing operations, such as in particular a trimming operation, are carried out;
- A layer of paint 7 can be added to the exterior layer 6;
- The frost protection mat 1 thus formed can subsequently be assembled to the part BA to be protected, for example by a cold bonding process.
Le tapis de protection au givre 1 ainsi réalisé peut être rapporté par collage de la couche de contact 2 sur la surface externe 11 de la pièce BA à protéger.The frost protection mat 1 thus produced can be attached by bonding the contact layer 2 to the external surface 11 of the part BA to be protected.
D’autres techniques d’assemblage autre que le collage sont également possibles telles que, par exemple, la co-cuisson ou la co-vulcanisation, notamment lorsque la pièce BA à protéger est en un matériau composite.Other assembly techniques other than bonding are also possible such as, for example, co-firing or co-vulcanization, particularly when the BA part to be protected is made of a composite material.
Un primaire d’adhésion peut être ajouté avant le dépôt de la colle sur la pièce BA à protéger du givre et/ou sur la couche de contact 2, au moins l’une des surfaces de la pièce BA ou de la couche de contact 2 destinées à être rapportées l’une sur l’autre pouvant faire l’objet d’un traitement de préparation de surface, tel qu’un qu’une abrasion, un dépôt de primaire ou tout autre traitement d’adhérisation par voie sèche ou par plasma.An adhesion primer can be added before depositing the glue on the BA part to be protected from frost and/or on the contact layer 2, at least one of the surfaces of the BA part or the contact layer 2 intended to be attached one on the other which can be subject to a surface preparation treatment, such as abrasion, deposition of primer or any other adhesion treatment by dry process or by plasma.
Dans la description qui précède, la pièce BA à protéger était, pour les besoins de l’exemple, un bord d’attaque d’une aile d’aéronef.In the preceding description, the BA part to be protected was, for the purposes of the example, a leading edge of an aircraft wing.
Le tapis de protection au givre 1 selon l’invention peut être rapporté sur toute autre pièce d’aéronef nécessitant une protection contre le givre, telle que des entrées d’air de moteurs, des redresseurs de turbomachines, des pâles d’hélice d’avion ou d’hélicoptères, des cônes de moteurs à hélices, des radomes de protection, etc.The frost protection mat 1 according to the invention can be attached to any other aircraft part requiring protection against ice, such as engine air inlets, turbomachine rectifiers, propeller blades of aircraft or helicopters, propeller engine cones, protective radomes, etc.
On notera que la structure multicouche proposée pour le tapis de protection au givre 1 est particulièrement souple et conformable. Elle est apte à s’adapter aux différentes formes tridimensionnelles qui peuvent être envisagées pour des pièces BA.It should be noted that the multilayer structure proposed for the frost protection mat 1 is particularly flexible and conformable. It is able to adapt to the different three-dimensional shapes that can be considered for RC parts.
Dans le cas d’un mode de fonctionnement de type dégivrage, la couche chauffante 3 est avantageusement alimentée par cycles de sorte à permettre un détachement de givre qui se serait formé sur la surface extérieure du tapis de protection au givre 1.In the case of a defrost type operating mode, the heating layer 3 is advantageously supplied in cycles so as to allow detachment of frost which would have formed on the exterior surface of the frost protection mat 1.
A titre d’exemple, dans le cas d’un mode de fonctionnement de type dégivrage, la couche chauffante 3 est alimentée en électricité pendant une durée déterminée à période régulière.For example, in the case of a defrosting type operating mode, the heating layer 3 is supplied with electricity for a fixed period of time at regular intervals.
Typiquement, dans le cas d’un mode de fonctionnement de type dégivrage, une puissance électrique appliquée à la couche chauffante 3 est comprise entre 1 W/cm2et 3 W/cm2, notamment comprise entre 2 et 3 W/cm2.Typically, in the case of a defrost type operating mode, an electrical power applied to the heating layer 3 is between 1 W/cm 2 and 3 W/cm 2 , in particular between 2 and 3 W/cm 2 .
Dans le cas d’un mode de fonctionnement de type antigivrage, la couche chauffante 3 est alimentée de manière continue, de sorte à éviter en permanence toute formation de givre sur la pièce BA à protéger du givre.In the case of an anti-icing type operating mode, the heating layer 3 is supplied continuously, so as to permanently avoid any formation of frost on the part BA to be protected from frost.
Typiquement, dans le cas d’un mode de fonctionnement de type antigivrage, une puissance électrique appliquée à la couche chauffante 3 peut atteindre jusque 5 W/cm2.Typically, in the case of an anti-icing type operating mode, an electrical power applied to the heating layer 3 can reach up to 5 W/cm 2 .
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être considérés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la description qui vient d’être exposée, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.In the detailed presentation of the invention which is made previously, the terms used should not be considered as limiting the invention to the embodiments set out in the description which has just been set out, but must be interpreted to include all the equivalents whose prediction is within the reach of those skilled in the art by applying their general knowledge to the implementation of the teaching which has just been disclosed to them.
Claims (10)
caractérisé en ce que la couche de renfort (5) présente une conductivité thermique perpendiculairement à un plan général d’extension du renfort (5) supérieure à 0,6 W/m.K. à température ambiante.Frost protection mat (1) of at least one part (BA), in particular an aircraft part (BA), comprising at least one heating layer (3), in particular integrating at least one heating resistor, and at least a reinforcing layer (5) interposed between the heating layer (3) and an external environment,
characterized in that the reinforcing layer (5) has a thermal conductivity perpendicular to a general plane of extension of the reinforcement (5) greater than 0.6 W/mK at room temperature.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2214394A FR3144108A1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Frost protection mat, particularly for an aircraft part |
PCT/FR2023/052113 WO2024134123A1 (en) | 2022-12-23 | 2023-12-22 | Ice protection mat, in particular for an aircraft part |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2214394 | 2022-12-23 | ||
FR2214394A FR3144108A1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Frost protection mat, particularly for an aircraft part |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3144108A1 true FR3144108A1 (en) | 2024-06-28 |
Family
ID=85792254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2214394A Pending FR3144108A1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Frost protection mat, particularly for an aircraft part |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3144108A1 (en) |
WO (1) | WO2024134123A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021008A (en) * | 1974-05-22 | 1977-05-03 | Fritz Eichenauer | Device for preventing ice formation on parts of aircraft |
FR2719182A1 (en) * | 1990-11-21 | 1995-10-27 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Electrical de-icing system, e.g. for helicopter rotor blades |
EP1017580B1 (en) * | 1997-09-22 | 2004-08-04 | Northcoast Technologies | De-ice and anti-ice system and method for aircraft surfaces |
US20150210400A1 (en) * | 2012-10-09 | 2015-07-30 | Aircelle | Component of a nacelle having improved frost protection |
US20180084613A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-22 | Goodrich Corporation | Thermally conductive, electrically insulating protection layer for de-icing heaters |
US20190389589A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | General Electric Company | Anti-icing system for an aircraft |
US20200047215A1 (en) * | 2016-09-28 | 2020-02-13 | Muehlhan Ag | Rotor blade coating |
-
2022
- 2022-12-23 FR FR2214394A patent/FR3144108A1/en active Pending
-
2023
- 2023-12-22 WO PCT/FR2023/052113 patent/WO2024134123A1/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021008A (en) * | 1974-05-22 | 1977-05-03 | Fritz Eichenauer | Device for preventing ice formation on parts of aircraft |
FR2719182A1 (en) * | 1990-11-21 | 1995-10-27 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Electrical de-icing system, e.g. for helicopter rotor blades |
EP1017580B1 (en) * | 1997-09-22 | 2004-08-04 | Northcoast Technologies | De-ice and anti-ice system and method for aircraft surfaces |
US20150210400A1 (en) * | 2012-10-09 | 2015-07-30 | Aircelle | Component of a nacelle having improved frost protection |
US20180084613A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-22 | Goodrich Corporation | Thermally conductive, electrically insulating protection layer for de-icing heaters |
US20200047215A1 (en) * | 2016-09-28 | 2020-02-13 | Muehlhan Ag | Rotor blade coating |
US20190389589A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | General Electric Company | Anti-icing system for an aircraft |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LI TING ET AL: "A comparison between the mechanical and thermal properties of single-walled carbon nanotubes and boron nitride nanotubes", PHYSICA E: LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS AND NANOSTRUCTURES, ELSEVIER SCIENCE BV, NL, vol. 85, 12 August 2016 (2016-08-12), pages 137 - 142, XP029833301, ISSN: 1386-9477, DOI: 10.1016/J.PHYSE.2016.08.012 * |
NINO G F ET AL: "Design and Manufacturing of a Multifunctional Thermoplastic Composite Leading Edge", 50TH AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC STRUCTURES, STRUCTURAL DYNAMICS, AND MATERIALS CONFERENCE 17TH 4 - 7 MAY 2009, PALM SPRINGS, CALIFORNIA, AIAA, US, 4 May 2009 (2009-05-04), pages 1 - 12, XP007908490 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024134123A1 (en) | 2024-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1564142B1 (en) | Heating mat made of electrically conductive fibers | |
CA2727749C (en) | System for dissipating a lightning current generated by a thunderstorm discharge on an aircraft | |
FR2996525A1 (en) | CONSTITUENT ELEMENT OF A NACELLE WITH PROTECTION AGAINST ENHANCED FROST | |
EP2321178B1 (en) | Method for making a nacelle de-icing element | |
CA2670451A1 (en) | Process for the assembly of a de-icing mat and metallic shield on a structure | |
US9771866B2 (en) | High temperature composite inlet | |
EP2196393A1 (en) | Anti-icing/de-icing system, its fabrication method and aircraft structure incorporating it | |
CA2897162C (en) | Lightning protection device and method of producing same | |
FR3007734A1 (en) | AIRCRAFT STRUCTURE HAVING CAPACITY OF SOLAR ENERGY CAPTURE | |
CA2896211A1 (en) | Electric de-icing device for turbojet engine nacelle | |
WO2024134123A1 (en) | Ice protection mat, in particular for an aircraft part | |
WO2024134125A1 (en) | Ice protection mat, in particular for an aircraft part and method for installing same | |
WO2024134124A1 (en) | Electrically insulating material, in particular for a frost protection mat | |
EP0100715A1 (en) | De-icing device for an aerodynamic angle detector | |
FR2719182A1 (en) | Electrical de-icing system, e.g. for helicopter rotor blades | |
US7064302B2 (en) | Electrical connection for a resistor element made of electrically-conductive fibers | |
CA2984530A1 (en) | Pneumatic de-icing device to break and remove accumulated ice deposits on the outer surface of an aircraft | |
FR3038342A1 (en) | TURBOMACHINE PROFILE ELEMENT HAVING AN ANTI-FRICTION AND / OR DEFROSTING SYSTEM, AND METHODS OF MANUFACTURE | |
FR3061144A1 (en) | PNEUMATIC TYPE DEFROSTING DEVICE FOR BREAKING AND REMOVING ACCUMULATED ICE DEPOSITION ON THE OUTER SURFACE OF AN AIRCRAFT | |
FR3040580B1 (en) | HEATING SYSTEM FOR ELECTROTHERMAL TEMPERATURE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREFOR | |
WO2023094748A1 (en) | Part for a turbine engine, comprising a heat barrier coating made of geopolymer | |
FR3135727A1 (en) | Substrate bonding device, methods of manufacturing and using this device | |
BE524357A (en) |