WO2017072459A1 - Porte d'acces au reservoir de carburant ou a une zone seche d'un aeronef - Google Patents

Porte d'acces au reservoir de carburant ou a une zone seche d'un aeronef Download PDF

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WO2017072459A1
WO2017072459A1 PCT/FR2016/052806 FR2016052806W WO2017072459A1 WO 2017072459 A1 WO2017072459 A1 WO 2017072459A1 FR 2016052806 W FR2016052806 W FR 2016052806W WO 2017072459 A1 WO2017072459 A1 WO 2017072459A1
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WO
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access door
aircraft
parts
composite material
inner panel
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/052806
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English (en)
Inventor
Cédric Dupas
Pierre ROUCH
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Aviacomp
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Publication date
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    • 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
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/02—Lightning protectors; Static dischargers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B64C1/1407—Doors; surrounding frames
    • B64C1/1446—Inspection hatches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/34—Tanks constructed integrally with wings, e.g. for fuel or water
    • 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
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/32—Safety measures not otherwise provided for, e.g. preventing explosive conditions

Definitions

  • the present invention relates to an access door to the fuel tank or to a dry zone of an aircraft.
  • the invention finds a particularly advantageous application when the fuel tank or the dry zone is disposed in the composite wing of an aircraft and the access allows an operator to enter the tank or the dry area to perform maintenance or control.
  • the aircraft have compartments dedicated to storing the fuel used during the flight. These compartments are reservoirs arranged in specific segments of the aircraft, for example in the wings. These tanks have an access door intended to close a passage opening made in the aircraft to allow maintenance crews to inspect the internal walls of the tanks. The access door provides access to the tank from outside the aircraft
  • This access door provides a dual function of sealing and resistance to all external stresses such as shock, heat, human weight, etc.).
  • the access door can undergo a standardized resistance test, consisting of using a burner positioned a few tens of centimeters from the access door on the outside of the aircraft whose tank contains fuel or gas. The burner applies a temperature of about 1100 ° C for 5 minutes.
  • a standardized resistance test consisting of using a burner positioned a few tens of centimeters from the access door on the outside of the aircraft whose tank contains fuel or gas. The burner applies a temperature of about 1100 ° C for 5 minutes.
  • an aircraft extends several centimeters in flight and the ends of the wings undergo a displacement of several meters from their ground conditions.
  • the constituent materials of the wings undergo strong tensile and shear strength constraints.
  • EP 2 746 150 it is known from EP 2 746 150 to use an access door for a tank of an aircraft comprising an inner panel and an outer panel. Both panels are pinched
  • the inner panel comprises at least one threaded part adapted to receive at least one screw penetrating through a bore of the outer panel so as to secure the outer panel with the inner panel, thereby tightening the periphery of the opening.
  • the embodiment of Figure 4 of EP 2 746 150 illustrates an outer panel having two aluminum parts within which a foam is disposed.
  • the use of the nip assembly of the two panels around the aircraft liner is particularly effective in responding to tensile strength and shear stresses.
  • the two aluminum parts of the outer panel meet the constraints of resistance to shock and heat while the inner panel meets the sealing constraints.
  • a technical problem of the invention is to obtain an access door to the fuel tank or to a dry zone of an aircraft formed of two panels eliminating the disadvantages of the prior art while meeting the constraints of mechanical resistance to shocks and heat dissipation.
  • the present invention proposes to address this technical problem by using the intrinsic properties of composite materials and titanium.
  • a titanium part provides mechanical resistance to shock and heat dissipation while a composite material part makes it possible to limit the volume and the weight of the outer panel while having a preferred contact zone with a composite coating of a wing of an aircraft.
  • the invention relates to an access door to the fuel tank or to a dry zone of an aircraft, the access door comprising:
  • an inner panel intended to be disposed inside the tank of the aircraft and resting on a second face, opposite the first face, of the coating of the aircraft,
  • the inner panel having at least one threaded part adapted to receive at least one screw penetrating through a bore of the outer panel so as to secure the outer panel with the inner panel.
  • the outer panel has two separate parts:
  • the two parts being bonded together by a polysulfur compound crosslinked in the presence of metal oxide or epoxy, this compound being able to fix the two parts together while having a sufficient deformation capacity to maintain the attachment between the parts during an elongation or during a narrowing of one of the parts in a flight situation of an aircraft.
  • the titanium lower part is able to meet the constraints of heat resistance and impact resistance.
  • the titanium bottom piece is particularly effective in resisting engine debris impacts when an aircraft engine explodes.
  • the invention greatly limits the risk of explosion of the fuel contained in the wing in case of explosion of the engine.
  • the titanium provides advantageous electrical conduction to evacuate the electrical charges in case of lightning impact and it facilitates the installation of a paint on the outer panel.
  • the use of a composite material on the upper part allows the transfer of heat for fire risks, but also limit the volume and weight of the outer panel while having a preferred contact area with a composite coating of a wing of an aircraft.
  • the upper piece has an embossment extending into the cavity formed between the two panels when the two panels are fixed with each other to form the tank access door.
  • This embodiment makes it possible to limit the volume of the cavity and to increase the mechanical strength of the door.
  • the inner panel is made of two distinct parts:
  • thermoplastic matrix composite material a lower part made from a thermoplastic matrix composite material
  • thermoplastic matrix composite material an upper part made from a thermoplastic matrix composite material.
  • This embodiment makes it possible to form a double sealed barrier between the cavity and the tank of the aircraft.
  • the use of composite materials can limit the volume and weight of the inner panel.
  • the lower piece has an embossment extending into a cavity formed between the two panels when the two panels are fixed with each other to form the tank access door. This embodiment makes it possible to limit the volume of the cavity and to increase the mechanical strength of the door.
  • the access door comprises at least one stiffener disposed in the volume of the embossing. This embodiment makes it possible to improve the mechanical strength of the panel.
  • the embossing has an opening in the cavity. This embodiment makes it possible to limit the pressure between the two parts at the level of the embossings.
  • the thermoplastic matrix composite material is made from a fibrous carbon preform. This embodiment makes it possible to take advantage of the conductive properties of the carbon, and thus to transmit the electric charges generated by the friction of the fuel on the inner panel.
  • the fibrous preform comprises a fold of glass associated with several folds of carbons. This embodiment makes it possible to create an electrical insulating screen inside the composite material.
  • the thermoplastic matrix composite material is made with a matrix based on a component included in the group comprising: phenylene polysulfide (PPS), polyether aryl ketones (PEAK), polyetherketoneketone (PEK), or their derivatives.
  • PPS phenylene polysulfide
  • PEAK polyether aryl ketones
  • PEK polyetherketoneketone
  • This embodiment is particularly effective in responding to mechanical and chemical stresses experienced by the composite material.
  • the composite material is self-extinguishing. This embodiment allows, during heat tests with a burner, to limit the propagation of heat when the burner is off.
  • the titanium bottom piece has the effect of maintaining the strength of the entire composite and avoids fuel leakage.
  • FIGS. 1 to 10 represent:
  • FIG. 1 a partial perspective view of an access door to the fuel tank of an aircraft according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 a partial perspective view from above of an outer panel according to a second embodiment
  • FIG. 3 a partial perspective view from above of an outer panel according to a third embodiment
  • FIG. 4 a partial perspective view from above of the inner panel of Figure 1;
  • Figure 5 is a partial perspective view from below of the inner panel of Figure 1;
  • FIG. 6 a partial perspective view from above of an inner panel according to a second embodiment
  • FIG. 7 a partial perspective view from above of an inner panel according to a third embodiment
  • FIG. 8 a partial perspective view from below of the inner panel of Figure 7;
  • FIG. 9 a sectional view schematically showing an access door to the fuel tank of an aircraft according to a second embodiment of the invention during an electric discharge phenomenon
  • Figure 1 illustrates an access door to the fuel tank of an aircraft.
  • the access door comprises an outer panel 10 connected to an inner panel 11 so as to grip a coating 12 of a wing of an aircraft.
  • the access door is disposed at the lower cover of the wing.
  • the tank may be disposed out of the wing of an aircraft without changing the invention.
  • the upper and lower parts refer to the position of the elements of the access door when it is mounted on a lower liner 12 of the wing of an aircraft and when the aircraft is placed on the ground.
  • the inner panel 11 is located above the outer panel 10.
  • the access door may be disposed at other locations of an aircraft, the upper or lower denomination of the parts then having no more effect.
  • the outer panel 10 is secured to the inner panel 11 by means of at least one screw 44 penetrating into a bore 40 of the outer panel 10 and screwed into a thread of an insert 20 fixed to the inner panel 11.
  • the outer panel 10 is connected with the inner panel 11 by means of a number of screws 44 and inserts 20 between 8 and 30.
  • the outer panel 10 has two distinct parts: a lower part 26 intended to come to the outside of the aircraft and an upper part 27 intended to extend in a cavity 50 formed between the two panels 10, 11.
  • the lower part 26 is made of titanium thus meeting the constraints of heat resistance and impact resistance.
  • the titanium lower part 26 is particularly effective in resisting engine debris impacts when an aircraft engine explodes. Thus, the explosion of an engine does not cause the explosion of the fuel contained in the wing.
  • the titanium provides electrical conduction for lightning and facilitates the installation of a paint on the outer panel 10.
  • the lower part 26 is flat to meet the constraints of aerodynamics.
  • the upper piece 27 is made from a thermoplastic matrix composite material. The use of a composite material for the upper part 27 of the outer panel 10 makes it possible to emboss 28 extending in the cavity 50 so as to reduce the volume of the cavity 50.
  • the embossing 28 has one or more grooves in U-shaped or ⁇ whose lower base allows to fix the two parts 26, 27 between them.
  • the use of a composite material limits the volume and weight of the outer panel 10 while having a preferred contact area with a composite coating 12 of a wing of an aircraft. Indeed, when a metal part is positioned in contact with a composite coating 12, the state of the surface of the metal part must undergo a specific treatment to prevent the asperities of the metal part degrade the composite coating 12.
  • a burner is positioned a few tens of centimeters from the access door to the outside of the aircraft whose tank contains fuel or gas. The burner applies a temperature of about 1100 ° C for 5 minutes. Because of its metallic character, and its thermal resistance, the bottom piece 26 made of titanium has the effect of maintaining the tightness of the inner part of the wing.
  • the composite material of the upper part 27 will be chosen from self-extinguishing materials so as to limit the propagation of heat when the burner is off.
  • the two parts 26, 27 are interconnected by a polysulfur compound crosslinked in the presence of metal oxide or epoxy.
  • a polysulfur compound crosslinked in the presence of metal oxide PR-780, PR-1422, PR-1425 or PR 1436 are two-component products based on polysulfide liquid rubber. After mixing with the metal oxide, the rubber polymerizes at room temperature, without shrinkage, giving a firm and flexible rubber having excellent adhesion to the titanium of the lower piece 26 and the composite material of the upper piece 27.
  • PR-1440 and PR-1750 are products made of polysulfide liquid rubber and a manganese accelerator.
  • PR-1826 is a mastic bicomponent based on polythioether liquid polymer. After mixing with the epoxy, the polythioether polymerizes at room temperature to give a flexible material having excellent adhesion to the titanium of the bottom piece 26 and to the composite material of the upper piece 27.
  • the compound is chosen so as to ensure the attachment between the two parts 26, 27 while having a deformation capacity sufficient to maintain the attachment between the parts 26, 27 during an elongation or during a shrinkage.
  • the shear strength of the compound must be greater than 1.5 MPa.
  • the volume deformation rate of the compound must be between 5% and 300%.
  • the embossing 28 of the upper part 27 corresponds to an annular flange forming a cap whose outer edges are intended to fix the two parts 26, 27 between them.
  • U-shaped or ⁇ -shaped stiffeners 41 are arranged between the internal volume of the cap and the lower piece 26 so as to increase the mechanical strength of the outer panel 10. This embodiment makes it possible to limit the volume of the cavity 50 formed between the two panels 10, 11 especially when the wing has a large thickness.
  • the embossing 28 of the upper part 27 has a complex structuring by means of facets 42 whose shape is determined to increase the strength of the outer panel 10 while limiting the volume of the cavity 50 formed between the two panels 10, 11.
  • the inner panel 11 has two distinct parts: an upper part 13 intended to come into contact with the fuel of the reservoir and a lower part 14 intended to extend into the cavity 50 formed between the two panels 10, 11.
  • the two parts 13, 14 are made from a thermoplastic matrix composite material.
  • Figures 1, 4 and 5 illustrate an upper part 13 of the inner panel 11 substantially flat. The flat face of the upper part 13 makes it possible not to retain fuel in the inner wall 11 when the tank is emptied and an operator opens the access door.
  • the use of composite materials for the upper part 13 of the inner panel 11 locally increases the thickness of the upper part 13 to create mechanical stiffeners.
  • the upper piece 13 has an end portion extending toward the bottom piece 14.
  • the piece bottom 14 has an intermediate bearing 31 and a groove 17 disposed at its end end.
  • the upper part of the groove 17 extends substantially at the lower part of the upper part 13.
  • the end portion of the upper part 13 is welded to the upper part of the upper part of the upper part. 17.
  • the end portion of the upper part 13 is welded to the intermediate bearing 31.
  • the lower part 14 does not has no intermediate bearing 31 and the position of the groove 17 is smaller than the position of the flat face of the upper part 13.
  • the end portion of the upper part 13 extends towards the lower part 14 to be welded on the groove 17.
  • the use of composite materials for the lower part 14 of the inner panel 11 makes it possible to carry out an embossing 15 extending in the cavity 50.
  • the embossing 15 has one or more U-shaped or ⁇ -shaped grooves whose upper end makes it possible to fix the two pieces 13, 14 together.
  • FIG. 5 illustrates that the embossments 15 have openings 39 intended to limit the pressure between the two parts 13, 14 at the level of the embossings 15.
  • the two parts 13, 14 are preferably bonded together by an induction weld or by a weld thermal, or by gluing.
  • the use of a composite material makes it possible to limit the volume and the weight of the inner panel 11.
  • the outer panel 10 is mounted directly in contact with the coating 12 which causes airtightness defects in flight so as to evacuate the pressure of the cavity 50 between the two panels 10, 11.
  • the presence of air or gas in the cavity 50 between the two panels 10, 11 provides a thermal barrier limiting the heat exchange between the tank and the outside of the aircraft.
  • the inner panel 11 is mounted on the coating 12 by means of a seal 16 mounted in compression in the groove 17.
  • the seal is also provided by a second impermeable barrier formed by a bi-material screen composed of glass and elastomer fibers.
  • the elastomer seals this second sealed barrier formed by the screen 25. Due to its electrical insulating nature, the glass fiber prevents the electrostatic discharge between the inner panel 11 and the coating 12. This phenomenon is described with reference with Figure 9.
  • the screen 25 mounted at the intermediate bearing 31 on a shim 32 made of elastomer or closed cell foam.
  • the screen 25 is thus compressed between the coating 12 of the wing of the aircraft and the lower piece 14.
  • FIG. 5 illustrates a screen 25 having at least one lug extending between two embossings 15 of the lower piece 14 so to establish an attachment point 38 between the screen 25 and the lower part 14.
  • the screen 25 is composed of glass fibers and elastomer.
  • the seal 16 comprises two parallel lips intended to cooperate with the upper face of the coating 12 of the wing of the aircraft so as to ensure a seal between the cavity 50 and the reservoir. If a lip was to fail, the second lip then seals.
  • the seal 16 is made of fluorinated silicone for these chemical and thermal resistance properties.
  • the second piece 14 also carries the inserts 20 having an internal cylindrical face provided with a thread intended to cooperate with the fixing screws 44 of the outer panel 10.
  • the fixing screws 44 are preferably made of titanium or stainless steel.
  • the inserts 20 are preferably made of titanium.
  • Each insert 20 has a cylindrical body 24 surmounted by a disk 22.
  • An overmolding 21 is performed around the disc 22 of the insert 20 so as to secure the insert 20 with the lower part 14.
  • the disc 22 comprises at least one notch 23 which cooperates with the overmolding 21 to block the insert 20. rotation in overmolding 21.
  • the lower part 14 also has at least one notch so as to block overmolding 21 in rotation in the lower part 14.
  • the disc 22 is arranged on the insert 20 depending on the thickness of the wing and extends radially relative to the insert 20.
  • the overmolding 21 is performed around the entirety of the cylindrical body 24.
  • a nut 35 is positioned around the lower portion of the cylindrical body 24 of the insert 20 so as to limit the volume of the overmolding 21.
  • the nut 35 is preferentially made by a material co thermoplastic or metal matrix mposite.
  • the nut 35 makes it possible to fix the insert 20 on the lower part 14.
  • FIG. 8 illustrates that the nut 35 also makes it possible to fix the screen 25 between the overmoulding 21 and the nut 35.
  • This embodiment thus eliminates the attachment points 38 of the screen 25 of the embodiment of Figure 1.
  • a wear ring 30 is disposed between the overmoulding 21 and the upper part 27 of the outer panel 10. The wear seal 30 is mounted by gluing or nipping.
  • the wear seal 30 is preferably made of a thermoplastic matrix composite material.
  • the wear seal 30 transmits the electrostatic discharge between the upper part 27 of the outer panel 10 and the coating 12. This phenomenon is described with reference to FIG. 9.
  • the wear seal 30 can be used to compensating for variations in thickness due to the curvature of the upper part 27 of the outer panel 10.
  • the wear seal 30 is also an easily interchangeable wear part and intended to wear in place of the upper part 27 of the outer panel 10.
  • the screw 44 cooperates directly with the internal bore of the insert 20 to fix the outer panel 10 with the inner panel 11.
  • a helical thread 43 is disposed in the internal bore of the insert 20 so as to cooperate with the screw 44.
  • the screw 44 is no longer in direct contact with the bore of the insert 20 limiting the wear of the internal bore of the insert 20.
  • the composite materials forming the parts 13, 14 of the inner panel, the upper part 27 of the outer panel 10, the overmoulding 21, the nut 35 and / or the wear seal 30 are semi-crystalline materials in order to to respond to mechanical constraints.
  • these composite materials can be made from a carbon fiber preform and with a matrix of phenylene polysulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyether aryl ketones (PEAK) or polyetherketoneketone (PEK).
  • PPS phenylene polysulfide
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEAK polyether aryl ketones
  • PEK polyetherketoneketone
  • the fibrous preform of the parts 13, 14 of the inner panel and / or of the upper part 27 of the outer panel 10 comprises at least four plies made of long carbon fibers.
  • the fibrous preform of the overmolding 21, the nut 35 and / or the wear seal 30 comprises short carbon fibers, that is to say less than 1 cm in length.
  • the carbon represents 30% of the overmolding material 21, the nut 35 and the wear seal 30.
  • the fibrous preform of the upper part 27 and the lower part 14 comprises an associated glass fold with several folds of carbons.
  • the materials of the two panels 10, 11 make it possible to withstand pressure variations and temperature variations between -54 ° C. and + 70 ° C. In addition, these two panels 10, 11 meet the constraints of service life, electrical discharge and lightning resistance of an aircraft.
  • FIG. 9 illustrates the conduction path used to transfer the electrical charges generated by the friction of the fuel on the upper part 13 of the inner panel 11.
  • an accumulation of these charges risks create an electric shock in the form of an electric arc that could explode the tank.
  • the electrical charges penetrate into the conductive carbon fibers of the upper part 13 of the inner panel 11.
  • the charges are conducted to the conductive carbon fibers of the lower part 14 of the inner panel 11.
  • the glass crease 45 of the lower part 14 makes it possible to limit the propagation of the charges towards the coating 12.
  • These charges are thus discharged towards the conductive carbon fibers of the overmoulding 21, then in the titanium insert 20.
  • the charges are then conducted to the screw 44 via the helical spring 43 metal.
  • the charges are transmitted to the conductive carbon fibers of the upper part 27.
  • the glass fold 45 of the upper part 27 makes it possible to limit the propagation of the charges in the direction of the bottom piece 26.
  • the charges are transmitted to the coating 12 directly or through the carbon structure of the wear ring 30. The charges are thus evacuated over time limiting the risk of electric shock at the of the tank.
  • the second electrical hazard concerns lightning that can hit the aircraft at the wing or a screw 44 of the access door.
  • the composite materials used for the access door comprise a carbon structure for conducting electric charges, but they have a conduction too weak to transmit the lightning.
  • FIG. 10 when lightning strikes a screw 44, the electric power of the lightning is transmitted from the screw 44 to the coating 12 via the titanium lower part 26 of the outer panel 10.
  • the electrical energy of the lightning propagates through the access door via the lower piece.
  • the upper part 27 of the outer panel 10 and the overmoulding 21 of composite materials block the propagation of the lightning to the tank.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

L'invention concerne une porte d'accès d'un aéronef comportant: -un panneau externe (10) destiné à être disposé à l'extérieur de l'aéronef et en appui sur une première face d'un revêtement (12) de l'aéronef,et -un panneau interne (11), -le panneau externe (10) étant réalisé par deux pièces distinctes: -une pièce inférieure (26) réalisée en titane, et -une pièce supérieure (27) réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique, -les deux pièces (26, 27) étant liées entre elles par un composé polysoufré réticulé en présence d'oxyde métallique ou d'époxy, le composé étant apte à fixer les deux pièces (26, 27)entre elles tout en présentant une capacité de déformation suffisante pour maintenir la fixation entre les pièces (26, 27) lors d'une élongation ou lors d'un rétrécissement d'une des pièces (26, 27) dans une situation de vol d'un aéronef.

Description

PORTE D'ACCES AU RESERVOIR DE CARBURANT OU A UNE ZONE
SECHE D'UN AERONEF
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne une porte d'accès au réservoir de carburant ou à une zone sèche d'un aéronef. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse lorsque le réservoir de carburant ou la zone sèche est disposé dans la voilure composite d'un aéronef et que l'accès permet à un opérateur de pénétrer dans le réservoir ou la zone sèche pour effectuer une maintenance ou un contrôle.
A IE E-PLAN DE L'INVENTION
Les aéronefs présentent des compartiments dédiés au stockage du carburant utilisé au cours du vol. Ces compartiments sont des réservoirs disposés dans des segments spécifiques de l'aéronef, par exemple dans les ailes. Ces réservoirs comportent une porte d'accès destinée à obturer une ouverture de passage réalisée dans l'aéronef pour permettre aux équipes de maintenance d'inspecter les parois internes des réservoirs. La porte d'accès permet d'accéder au réservoir depuis l'extérieur de l'aéronef
Cette porte d'accès assure une double fonction d'étanchéité et de résistance à toutes les contraintes extérieures tel que les chocs, la chaleur, le poids de l'homme, etc .). Pour vérifier la résistance à la chaleur, la porte d'accès peut subir un test de résistance normalisé, consistant à employer un brûleur positionné à quelques dizaines de centimètres de la porte d'accès à l'extérieur de l'aéronef dont le réservoir contient du carburant ou du gaz. Le brûleur applique une température de l'ordre de 1100°C pendant 5 minutes. S'agissant des performances mécaniques, un aéronef s'étend de plusieurs centimètres en vol et les extrémités des ailes subissent un déplacement de plusieurs mètres par rapport à leurs états au sol. Ainsi, les matériaux constitutifs des ailes subissent des fortes contraintes de résistance en traction et en cisaillement. Pour répondre à ces contraintes, il est connu du document EP 2 746 150 d'utiliser une porte d'accès pour un réservoir d'un aéronef comportant un panneau interne et un panneau externe. Les deux panneaux sont montés en pincement autour du revêtement de l'aéronef
A cet effet, le panneau interne comporte au moins une pièce taraudée apte à recevoir au moins une vis pénétrant à travers un alésage du panneau externe de sorte à solidariser le panneau externe avec le panneau interne, en serrant ainsi le pourtour de l'ouverture. En outre, le mode de réalisation de la Figure 4 du document EP 2 746 150 illustre un panneau externe présentant deux pièces en aluminium à l'intérieur desquels une mousse est disposée.
L'utilisation du montage en pincement des deux panneaux autour du revêtement de l'aéronef est particulièrement efficace pour répondre aux contraintes de résistance en traction et en cisaillement. En outre, les deux pièces en aluminium du panneau externe répondent aux contraintes de résistance aux chocs et à la chaleur alors que le panneau interne répond aux contraintes d'étanchéité.
Cependant, l'utilisation d'une pièce métallique au contact du revêtement composite de la voilure de l'aéronef nécessite de traiter spécifiquement l'état de la surface de la pièce métallique afin que les frottements répétés de la pièce métallique sur le revêtement ne détériorent pas le revêtement. En outre, l'utilisation de deux pièces métalliques impacte négativement le poids de l'aéronef Un problème technique de l'invention est d'obtenir une porte d'accès au réservoir de carburant ou à une zone sèche d'un aéronef formée de deux panneaux supprimant les inconvénients de l'art antérieur tout en répondant aux contraintes de résistance mécanique aux chocs et de dissipation de la chaleur. EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention propose de répondre à ce problème technique en utilisant les propriétés intrinsèques des matériaux composites et du titane. Une pièce en titane assure la résistance mécanique aux chocs et la dissipation de la chaleur tandis qu'une pièce en matériau composite permet de limiter le volume et le poids du panneau externe tout en présentant une zone de contact privilégiée avec un revêtement composite d'une voilure d'un aéronef. A cet effet, l'invention concerne une porte d'accès au réservoir de carburant ou à une zone sèche d'un aéronef, la porte d'accès comportant :
- un panneau externe destiné à être disposé à l'extérieur de l'aéronef et en appui sur une première face d'un revêtement de l'aéronef, et
- un panneau interne destiné à être disposé à l'intérieur du réservoir de l'aéronef et en appui sur une seconde face, opposée à la première face, du revêtement de l'aéronef,
- le panneau interne comportant au moins une pièce taraudée apte à recevoir au moins une vis pénétrant à travers un alésage du panneau externe de sorte à solidariser le panneau externe avec le panneau interne.
Le panneau externe comporte deux pièces distinctes :
- une pièce inférieure réalisée en titane, et destinée à venir à l'extérieur de la porte d'accès, et
- une pièce supérieure réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique, et venant en regard du panneau interne,
- les deux pièces étant liées entre elles par un composé polysoufré réticulé en présence d'oxyde métallique ou d'époxy, ce composé étant apte à fixer les deux pièces entre elles tout en présentant une capacité de déformation suffisante pour maintenir la fixation entre les pièces lors d'une élongation ou lors d'un rétrécissement d'une des pièces dans une situation de vol d'un aéronef. La pièce inférieure en titane permet de répondre aux contraintes de résistance à la chaleur et de résistance aux impacts. Par exemple, la pièce inférieure en titane est particulièrement efficace pour résister aux chocs de débris du moteur lorsqu'un moteur de l'aéronef explose. Ainsi, l'invention limite fortement les risques d'explosion du carburant contenu dans la voilure en cas d'explosion du moteur. En outre, le titane assure une conduction électrique avantageuse pour évacuer les charges électriques en cas d'impact de foudre et il facilite la pose d'une peinture sur le panneau externe.
En complément, l'utilisation d'un matériau composite sur la pièce supérieure permet de le transfert de chaleur pour les risques de feu, mais aussi limiter le volume et le poids du panneau externe tout en présentant une zone de contact privilégiée avec un revêtement composite d'une voilure d'un aéronef.
Selon un mode de réalisation, la pièce supérieure présente un gaufrage s 'étendant dans la cavité formée entre les deux panneaux lorsque les deux panneaux sont fixés l'un avec l'autre pour former la porte d'accès au réservoir. Ce mode de réalisation permet de limiter le volume de la cavité et d'augmenter la résistance mécanique de la porte. Selon un mode de réalisation, le panneau interne est réalisé par deux pièces distinctes :
- une pièce inférieure réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique, et
- une pièce supérieure réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique.
Ce mode de réalisation permet de former une double barrière étanche entre la cavité et le réservoir de l'aéronef. En outre, l'utilisation de matériaux composites permet de limiter le volume et le poids du panneau interne. Selon un mode de réalisation, la pièce inférieure présente un gaufrage s'étendant dans une cavité formée entre les deux panneaux lorsque les deux panneaux sont fixés l'un avec l'autre pour former la porte d'accès au réservoir. Ce mode de réalisation permet de limiter le volume de la cavité et d'augmenter la résistance mécanique de la porte.
Selon un mode de réalisation, la porte d'accès comporte au moins un raidisseur disposé dans le volume du gaufrage. Ce mode de réalisation permet d'améliorer la résistance mécanique du panneau.
Selon un mode de réalisation, le gaufrage présente une ouverture dans la cavité. Ce mode de réalisation permet de limiter la pression entre les deux pièces au niveau des gaufrages. Selon un mode de réalisation, le matériau composite à matrice thermoplastique est réalisé à partir d'une préforme fibreuse en carbone. Ce mode de réalisation permet de profiter des propriétés conductrices du carbone, et ainsi de transmettre les charges électriques générées par le frottement du carburant sur le panneau interne. Selon un mode de réalisation, la préforme fibreuse comporte un pli de verre associé à plusieurs plis de carbones. Ce mode de réalisation permet de créer un écran isolant électrique à l'intérieur du matériau composite.
Selon un mode de réalisation, le matériau composite à matrice thermoplastique est réalisé avec une matrice à base d'un composant compris dans le groupe comprenant : le polysulfure de phénylène (PPS), le polyétherarylcétones (PEAK), le polyéthercétonecétone (PEK ), ou leurs dérivés. Ce mode de réalisation est particulièrement efficace pour répondre à contraintes mécaniques et chimiques subies par le matériau composite. Selon un mode de réalisation, le matériau composite est auto-extinguible. Ce mode de réalisation permet, lors des tests de chaleur avec un brûleur, de limiter la propagation de la chaleur lorsque le brûleur est éteint. En outre, du fait de son caractère métallique, la pièce inférieure en titane a pour effet de maintenir la résistance de l'ensemble du composite et évite les fuites de carburant.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES
La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles les figures 1 à 10 représentent :
- Figure 1 : une vue en perspective partielle d'une porte d'accès au réservoir de carburant d'un aéronef selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- Figure 2 : une vue en perspective partielle de dessus d'un panneau externe selon un second mode de réalisation ;
- Figure 3 : une vue en perspective partielle de dessus d'un panneau externe selon un troisième mode de réalisation ;
- Figure 4 : une vue en perspective partielle de dessus du panneau interne de la Figure 1 ;
- Figure 5 : une vue en perspective partielle de dessous du panneau interne de la Figure 1 ;
- Figure 6 : une vue en perspective partielle de dessus d'un panneau interne selon un second mode de réalisation ;
- Figure 7 : une vue en perspective partielle de dessus d'un panneau interne selon un troisième mode de réalisation ;
- Figure 8 : une vue en perspective partielle de dessous du panneau interne de la Figure 7 ; et
- Figure 9 : une vue en coupe représentant schématiquement une porte d'accès au réservoir de carburant d'un aéronef selon un second mode de réalisation de l'invention lors d'un phénomène de décharge électrique; et
- Figure 10 : une vue en coupe représentant schématiquement la porte de la Figure 9 lors d'un phénomène de transmission de la foudre. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
La Figure 1 illustre une porte d'accès au réservoir de carburant d'un aéronef. La porte d'accès comporte un panneau externe 10 relié à un panneau interne 11 de sorte à enserrer un revêtement 12 d'une voilure d'un aéronef. De préférence, la porte d'accès est disposée au niveau du revêtement inférieur de la voilure. En variante, le réservoir peut être disposé hors de la voilure d'un aéronef sans changer l'invention.
Dans la suite de la description, les pièces supérieures et inférieures font référence à la position des éléments de la porte d'accès lorsque celle-ci est montée sur un revêtement 12 inférieur de la voilure d'un aéronef et lorsque l'aéronef est posé au sol. Dans cette configuration, le panneau interne 11 se trouve au-dessus du panneau externe 10. La porte d'accès peut être disposée à d'autres endroits d'un aéronef, la dénomination supérieure ou inférieure des pièces n'ayant alors plus d'effet.
Le panneau externe 10 est solidarisé avec le panneau interne 11 au moyen d'au moins une vis 44 pénétrant dans un alésage 40 du panneau externe 10 et vissée dans un filetage d'un insert 20 fixé sur le panneau interne 11. De préférence, le panneau externe 10 est relié avec le panneau interne 11 au moyen d'un nombre de vis 44 et d'inserts 20 compris entre 8 et 30.
Le panneau externe 10 comporte deux pièces distinctes : une pièce inférieure 26 destinée à venir à l'extérieur de l'aéronef et une pièce supérieure 27 destinée à s'étendre dans une cavité 50 formée entre les deux panneaux 10, 11.
La pièce inférieure 26 est réalisée en titane permettant ainsi de répondre aux contraintes de résistance à la chaleur et de résistance aux impacts. Par exemple, la pièce inférieure 26 en titane est particulièrement efficace pour résister aux chocs de débris du moteur lorsqu'un moteur de l'aéronef explose. Ainsi, l'explosion d'un moteur n'entraine pas l'explosion du carburant contenu dans la voilure. En outre, le titane assure une conduction électrique pour la foudre et facilite la pose d'une peinture sur le panneau externe 10. De préférence, la pièce inférieure 26 est plane pour répondre aux contraintes d' aérodynamisme. La pièce supérieure 27 est réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique. L'utilisation d'un matériau composite pour la pièce supérieure 27 du panneau externe 10 permet de réaliser un gaufrage 28 s 'étendant dans la cavité 50 de sorte à réduire le volume de la cavité 50. Le gaufrage 28 présente une ou plusieurs gorges en forme de U ou Ω dont la base inférieure permet de fixer les deux pièces 26, 27 entre elles.
En outre, l'utilisation d'un matériau composite permet de limiter le volume et le poids du panneau externe 10 tout en présentant une zone de contact privilégiée avec un revêtement 12 composite d'une voilure d'un aéronef. En effet, lorsqu'une pièce métallique est positionnée au contact d'un revêtement 12 composite, l'état de la surface de la pièce métallique doit subir un traitement spécifique pour éviter que les aspérités de la pièce métallique ne dégradent le revêtement 12 composite. Lorsque la porte d'accès subit un test de résistance à la chaleur, un brûleur est positionné à quelques dizaines de centimètres de la porte d'accès à l'extérieure de l'aéronef dont le réservoir contient du carburant ou du gaz. Le brûleur applique une température de l'ordre de 1100°C pendant 5 minutes. Du fait de son caractère métallique, et de sa résistance thermique, la pièce inférieure 26 en titane a pour effet de maintenir l'étanchéité de la pièce intérieur de la voilure. De préférence, le matériau composite de la pièce supérieure 27 sera choisi parmi les matériaux auto-extinguibles de sorte à limiter la propagation de la chaleur lorsque le brûleur est éteint.
Les deux pièces 26, 27 sont liées entre elles par un composé polysoufré réticulé en présence d'oxyde métallique ou d'époxy. Parmi les composés polysoufrés réticulés en présence d'oxyde métallique, le PR- 780, le PR-1422, le PR-1425 ou le PR 1436 sont des produits en deux composants à base de caoutchouc liquide polysulfure. Après mélange avec l'oxyde métallique, le caoutchouc polymérise à température ambiante, sans retrait, en donnant un caoutchouc ferme et flexible ayant une excellente adhérence sur le titane de la pièce inférieure 26 et sur le matériau composite de la pièce supérieure 27. De même, le PR-1440 et le PR-1750 sont des produits composés de caoutchouc liquide polysulfure et d'un accélérateur à base de manganèse. Parmi les composés polysoufrés réticulés en présence d'époxy, le PR-1826 est un mastic bicomposant à base de polymère liquide polythioéther. Après mélange avec l'époxy, le polythioéther polymérise à température ambiante en donnant un matériau flexible ayant une excellente adhérence sur le titane de la pièce inférieure 26 et sur le matériau composite de la pièce supérieure 27.
En outre, le composé est choisi de sorte à garantir la fixation entre les deux pièces 26, 27 tout en présentant une capacité de déformation suffisante pour maintenir la fixation entre les pièces 26, 27 lors d'une élongation ou lors d'un rétrécissement d'une des pièces 26, 27 dans une situation de vol d'un aéronef. Pour répondre aux contraintes de fixation entre les pièces 26, 27, la résistance à la rupture en cisaillement du composé doit être supérieure à 1,5 MPa. Pour répondre aux contraintes de déformation des pièces 26, 27, le taux de déformation volumique du composé doit être compris entre 5% et 300%. En variante, tel qu'illustré sur la Figure 2, le gaufrage 28 de la pièce supérieure 27 correspond à un rebord annulaire formant un chapeau dont les bords externes sont destinés à fixer les deux pièces 26, 27 entre elles. Des raidisseurs 41 en forme de U ou Ω sont disposés entre le volume interne du chapeau et la pièce inférieure 26 de sorte à augmenter la résistance mécanique du panneau externe 10. Ce mode de réalisation permet de limiter le volume de la cavité 50 formée entre les deux panneaux 10, 11 notamment lorsque la voilure présente une épaisseur importante.
En variante, tel qu'illustré sur la Figure 3, le gaufrage 28 de la pièce supérieure 27 présente une structuration complexe au moyen de facettes 42 dont la forme est déterminée pour augmenter la résistance mécanique du panneau externe 10 tout en limitant le volume de la cavité 50 formée entre les deux panneaux 10, 11.
Le panneau interne 11 comporte deux pièces distinctes : une pièce supérieure 13 destinée à venir au contact du carburant du réservoir et une pièce inférieure 14 destinée à s'étendre dans la cavité 50 formée entre les deux panneaux 10, 11. De préférence, les deux pièces 13, 14 sont réalisées à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique. Les Figures 1, 4 et 5 illustrent une pièce supérieure 13 du panneau interne 11 sensiblement plane. La face plane de la pièce supérieure 13 permet de ne pas retenir de carburant dans la paroi interne 11 lorsque le réservoir est vidé et qu'un opérateur ouvre la porte d'accès. En outre, l'utilisation de matériaux composites pour la pièce supérieure 13 du panneau interne 11 permet d'augmenter localement l'épaisseur de la pièce supérieure 13 afin de créer des raidisseurs mécaniques.
En variante, tel qu'illustré sur les modes de réalisation des Figures 6 à 10, la pièce supérieure 13 présente une partie terminale s'étendant en direction de la pièce inférieure 14. Dans les modes de réalisation des Figures 1 à 8, la pièce inférieure 14 présente un palier intermédiaire 31 et une gorge 17 disposées à son extrémité terminale. La partie supérieure de la gorge 17 s'étend sensiblement au niveau de la partie inférieure de la pièce supérieure 13. Ainsi, dans le mode de réalisation de la Figure 1, la partie terminale de la pièce supérieure 13 est soudée sur la partie supérieure de la gorge 17. En variante, dans les modes de réalisation des Figures 6 à 8, la partie terminale de la pièce supérieure 13 est soudée sur le palier intermédiaire 31. Dans le mode de réalisation des Figures 9 et 10, la pièce inférieure 14 ne comporte pas de palier intermédiaire 31 et la position de la gorge 17 est inférieure à la position de la face plane de la pièce supérieure 13. Ainsi, la partie terminale de la pièce supérieure 13 s'étend en direction de la pièce inférieure 14 pour être soudée sur la gorge 17. L'utilisation de matériaux composites pour les pièces 13, 14 permet ainsi de moduler la forme des pièces en fonction de contraintes.
L'utilisation de matériaux composites pour la pièce inférieure 14 du panneau interne 11 permet de réaliser un gaufrage 15 s'étendant dans la cavité 50. Le gaufrage 15 présente une ou plusieurs gorges en forme de U ou Ω dont l'extrémité supérieure permet de fixer les deux pièces 13, 14 entre elles. La Figure 5 illustre que les gaufrages 15 présentent des ouvertures 39 destinées à limiter la pression entre les deux pièces 13, 14 au niveau des gaufrages 15. Les deux pièces 13, 14 sont préférentiellement liées entre elles par une soudure par induction ou par une soudure thermique, ou par collage. En outre, l'utilisation d'un matériau composite permet de limiter le volume et le poids du panneau interne 11. Le panneau externe 10 est monté directement au contact du revêtement 12 ce qui engendre des défauts d'étanchéité en vol de manière à évacuer la pression de la cavité 50 entre les deux panneaux 10, 11. En outre, la présence d'air ou de gaz dans la cavité 50 entre les deux panneaux 10, 11, permet d'obtenir une barrière thermique limitant les échanges thermiques entre le réservoir et l'extérieur de l'aéronef. En revanche, le panneau interne 11 est monté sur le revêtement 12 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 16 monté en compression dans la gorge 17.
En outre, l'étanchéité est également assurée par une seconde barrière étanche formée par un écran 25 bi-matière composé de fibres de verre et d'élastomère. L'élastomère assure l'étanchéité de cette seconde barrière étanche formée par l'écran 25. De par son caractère isolant électrique, la fibre de verre évite la décharge électrostatique entre le panneau interne 11 et le revêtement 12. Ce phénomène est décrit en référence avec la Figure 9.
De préférence, l'écran 25 monté au niveau du palier intermédiaire 31 sur une cale 32 réalisée en élastomère ou mousse à cellules fermées. L'écran 25 est ainsi compressé entre le revêtement 12 de la voilure de l'aéronef et la pièce inférieure 14. La Figure 5 illustre un écran 25 présentant au moins un ergot s 'étendant entre deux gaufrages 15 de la pièce inférieure 14 de sorte à établir un point de fixation 38 entre l'écran 25 et la pièce inférieure 14. De préférence, l'écran 25 est composé de fibres de verre et d'élastomère.
De préférence, le joint d'étanchéité 16 comporte deux lèvres parallèles destinées à coopérer avec la face supérieure du revêtement 12 de la voilure de l'aéronef de sorte à assurer une étanchéité entre la cavité 50 et le réservoir. Si une lèvre venait à être défaillante, la seconde lèvre assure alors l'étanchéité. De préférence, le joint d'étanchéité 16 est réalisé en silicone fluoré pour ces propriétés de résistance chimique et thermique. La seconde pièce 14 porte également les inserts 20 présentant une face cylindrique interne munie d'un filetage destiné à coopérer avec les vis de fixation 44 du panneau externe 10. Les vis de fixation 44 sont préférentiellement réalisées en titane ou en acier inoxydable. Les inserts 20 sont préférentiellement réalisés en titane. Chaque insert 20 présente un corps cylindrique 24 surmonté par un disque 22.
Un surmoulage 21 est effectué autour du disque 22 de l'insert 20 de sorte à solidariser l'insert 20 avec la pièce inférieure 14. Le disque 22 comporte au moins un cran 23 qui coopère avec le surmoulage 21 pour bloquer l'insert 20 en rotation dans le surmoulage 21. La pièce inférieure 14 comporte également au moins un cran de sorte à bloquer le surmoulage 21 en rotation dans la pièce inférieure 14. En variante, tel qu'illustré sur les Figures 9 et 10, le disque 22 est disposé sur l'insert 20 en fonction de l'épaisseur de la voilure et s'étend radialement par rapport à l'insert 20. Dans le mode de réalisation des Figures 1, 6 et 9, le surmoulage 21 est effectué autour de l'intégralité du corps cylindrique 24. Dans le mode de réalisation des Figures 7 et 8, un écrou 35 est positionné autour de la partie inférieure du corps cylindrique 24 de l'insert 20 de sorte à limiter le volume du surmoulage 21. L'écrou 35 est préférentiellement réalisé par un matériau composite à matrice thermoplastique ou métallique. L'écrou 35 permet de fixer l'insert 20 sur pièce inférieure 14. En outre, la Figure 8 illustre que l'écrou 35 permet également de fixer l'écran 25 entre le surmoulage 21 et l'écrou 35. Ce mode de réalisation permet donc d'éliminer les points de fixation 38 de l'écran 25 du mode de réalisation de la Figure 1. De préférence, un joint d'usure 30 est disposé entre le surmoulage 21 et la pièce supérieure 27 du panneau externe 10. Le joint d'usure 30 est monté par collage ou pincement. Le joint d'usure 30 est préférentiellement réalisé par un matériau composite à matrice thermoplastique. Le joint d'usure 30 permet de transmettre la décharge électrostatique entre la pièce supérieure 27 du panneau externe 10 et le revêtement 12. Ce phénomène est décrit en référence avec la Figure 9. En outre, le joint d'usure 30 peut être utilisé pour compenser les variations d'épaisseur dues à la courbure de la pièce supérieure 27 du panneau externe 10. Le joint d'usure 30 constitue également une pièce d'usure facilement interchangeable et destinée à s'user à la place de la pièce supérieure 27 du panneau externe 10.
De manière générale, la vis 44 coopère directement avec l'alésage interne de Γ insert 20 pour fixer le panneau externe 10 avec le panneau interne 11. Cependant, lorsque l'alésage est usé, il est nécessaire d'usiner l'insert 20 et d'utiliser une vis 44 de plus grand diamètre pour fixer le panneau externe 10 avec le panneau interne 11. En variante, tel qu'illustré sur les Figures 9 et 10, un filet rapporté hélicoïdal 43 est disposé dans l'alésage interne de l'insert 20 de sorte à coopérer avec la vis 44. Ainsi, la vis 44 n'est plus en contact directement avec l'alésage de l'insert 20 limitant l'usure de l'alésage interne de l'insert 20. Lorsque le filet rapporté 43 est usé, il suffit d'extraire et de remplacer le filet rapporté 43.
De préférence, les matériaux composites formant les pièces 13, 14 du panneau interne, la pièce supérieure 27 du panneau externe 10, le surmoulage 21, l'écrou 35 et/ou le joint d'usure 30 sont des matériaux semi-cristallins afin de répondre aux contraintes mécaniques. Par exemple, ces matériaux composites peuvent être réalisés à partir d'une préforme fibreuse en carbone et avec une matrice en polysulfure de phénylène (PPS), en polyétheréthercétone (PEEK), en polyétherarylcétones (PEAK) ou en polyéthercétonecétone (PEK ).
De préférence, la préforme fibreuse des pièces 13, 14 du panneau interne et/ou de la pièce supérieure 27 du panneau externe 10 comporte au minimum quatre plis en fibres longues de carbone. De préférence, la préforme fibreuse du surmoulage 21, de l'écrou 35 et/ou du joint d'usure 30 comporte des fibres courtes de carbone, c'est-à- dire inférieure à 1 cm de longueur. De préférence, le carbone représente 30% du matériau du surmoulage 21, de l'écrou 35 et du joint d'usure 30. De préférence, la préforme fibreuse de la pièce supérieure 27 et de la pièce inférieure 14 comporte un pli de verre associé à plusieurs plis de carbones. Les matériaux des deux panneaux 10, 11 permettent de résister aux variations de pression et aux variations de température entre -54°C et +70°C. En outre, ces deux panneaux 10, 11 répondent aux contraintes de durée de vie, de décharge électrique et de résistance à la foudre d'un aéronef.
En ce qui concerne la décharge électrique, la Figure 9 illustre le chemin de conduction mis en œuvre pour transférer les charges électriques générée par le frottement du carburant sur la pièce supérieure 13 du panneau interne 11. En effet, une accumulation de ces charges risquent de créer une décharge électrique sous la forme d'un arc électrique qui pourrait faire exploser le réservoir. Pour évacuer ces charges au cours du temps, les charges électriques pénètrent dans les fibres de carbone conductrices de la pièce supérieure 13 du panneau interne 11. Les charges sont conduites jusqu'aux fibres de carbone conductrices de la pièce inférieure 14 du panneau interne 11. Le pli de verre 45 de la pièce inférieure 14 permet de limiter la propagation des charges en direction du revêtement 12. Ces charges s'évacuent donc vers les fibres de carbone conductrices du surmoulage 21, puis dans Γ insert 20 en titane. Les charges sont ensuite conduites à la vis 44 par l'intermédiaire du ressort hélicoïdal 43 métallique. La vis 44 étant au contact de la pièce supérieure 27 du panneau externe 10, les charges sont transmises aux fibres de carbone conductrices de la pièce supérieure 27. Le pli de verre 45 de la pièce supérieure 27 permet de limiter la propagation des charges en direction de la pièce inférieure 26. Pour finir, les charges sont transmises au revêtement 12 directement ou par l'intermédiaire de la structure carbonée du joint d'usure 30. Les charges sont ainsi évacuées au cours du temps limitant le risque de décharge électrique au niveau du réservoir.
Le second risque électrique concerne la foudre qui peut frapper l'aéronef au niveau de la voilure ou sur une vis 44 de la porte d'accès. Pour éviter la formation d'un arc électrique risquant de faire exploser le réservoir, il est nécessaire d'aménager un chemin de conduction électrique sur l'ensemble de la voilure. Les matériaux composites mis en œuvre pour la porte d'accès comportent une structure carbonée permettant de conduire des charges électriques, mais ils présentent une conduction trop faible pour transmettre la foudre. Ainsi, tel qu'illustré sur la Figure 10, lorsque la foudre frappe une vis 44, l'énergie électrique de la foudre est transmise depuis la vis 44 au revêtement 12 par l'intermédiaire de la pièce inférieure 26 en titane du panneau externe 10. De même, lorsque la foudre frappe le revêtement 12 ou est transmise au revêtement 12 par un autre élément de l'aéronef, l'énergie électrique de la foudre se propage à travers la porte d'accès par l'intermédiaire de la pièce inférieure 26 en titane du panneau externe 10. Dans les deux cas, la pièce supérieure 27 du panneau externe 10 et le surmoulage 21 en matériaux composites bloquent la propagation de la foudre vers le réservoir.

Claims

REVENDICATIONS
1. Porte d'accès au réservoir de carburant ou à une zone sèche d'un aéronef, la porte d'accès comportant :
- un panneau externe (10) destiné à être disposé à l'extérieur de l'aéronef et en appui sur une première face d'un revêtement (12) de l'aéronef, et
- un panneau interne (11) destiné à être disposé à l'intérieur du réservoir de l'aéronef et en appui sur une seconde face, opposée à la première face, du revêtement (12) de l'aéronef,
- le panneau interne (11) comportant au moins une pièce taraudée (20) apte à recevoir au moins une vis (44) pénétrant à travers un alésage (40) du panneau externe (10) de sorte à solidariser le panneau externe (10) avec le panneau interne (11), caractérisée en ce que le panneau externe (10) comporte deux pièces distinctes :
- une pièce inférieure (26) réalisée en titane, et destinée à venir à l'extérieur de la porte d'accès, et
- une pièce supérieure (27) réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique, et venant en regard du panneau interne,
- les deux pièces (26, 27) étant liées entre elles par un composé polysoufré réticulé en présence d'oxyde métallique ou d'époxy, ce composé étant apte à fixer les deux pièces (26, 27) entre elles tout en présentant une capacité de déformation suffisante pour maintenir la fixation entre les pièces (26, 27) lors d'une élongation ou lors d'un rétrécissement d'une des pièces (26, 27) dans une situation de vol d'un aéronef.
2. Porte d'accès selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce supérieure (27) présente un gaufrage (28) s 'étendant dans une cavité (50) formée entre les deux panneaux (10, 11) lorsque les deux panneaux (10, 11) sont fixés l'un avec l'autre pour former la porte d'accès au réservoir.
3. Porte d'accès selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le panneau interne (11) est réalisé par deux pièces distinctes :
- une pièce inférieure (14) réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique, et - une pièce supérieure (13) réalisée à partir d'un matériau composite à matrice thermoplastique.
4. Porte d'accès selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pièce inférieure (14) présente un gaufrage (15) s'étendant dans une cavité (50) formée entre les deux panneaux (10, 11) lorsque les deux panneaux (10, 11) sont fixés l'un avec l'autre pour former la porte d'accès au réservoir.
5. Porte d'accès selon la revendication 2 ou 4, caractérisée en ce que la porte d'accès comporte au moins un raidisseur (41) disposé dans le volume du gaufrage (15,
28).
6. Porte d'accès selon l'une des revendications 2, 4 ou 5, caractérisée en ce que le gaufrage (15, 28) présente une ouverture (39) dans la cavité (50).
7. Porte d'accès selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau composite à matrice thermoplastique est réalisé à partir d'une préforme fibreuse en carbone.
8. Porte d'accès selon la revendication 7, caractérisée en ce que la préforme fibreuse comporte un pli de verre associé à plusieurs plis de carbones.
9. Porte d'accès selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le matériau composite à matrice thermoplastique est réalisé avec une matrice à base d'un composant compris dans le groupe comprenant : le polysulfure de phénylène (PPS), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyétherarylcétones (PEAK), le polyéthercétonecétone (PEK ), ou leurs dérivés.
10. Porte d'accès selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le matériau composite est auto-extinguible.
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