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CA 02888851 2015-04-22
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Mât de drainage et procédé associé
La présente invention concerne un mât de drainage pour l'évacuation de fluides
d'un aéronef, ledit mât de drainage comprenant un carénage destiné à être fixé
sur une
surface extérieure de l'aéronef, ledit carénage comprenant :
- une base comprenant une section amont destinée à être fixée sur ladite
surface
extérieure de l'aéronef et une section aval, et
- une buse d'évacuation comprenant une extrémité d'évacuation débouchant à
l'extérieur dudit carénage,
ladite buse d'évacuation faisant saillie depuis ladite section aval dans une
première
direction par rapport à ladite base, ladite base et ladite buse d'évacuation
définissant une
cavité tubulaire traversante, ladite cavité tubulaire s'étendant depuis ladite
section amont
jusqu'à ladite extrémité d'évacuation.
Elle s'applique en particulier à l'évacuation d'eaux usées d'un aéronef en
vol.
Ces eaux usées résultent notamment de l'évacuation d'éviers de l'aéronef et de
la
fonte de glaçons contenus dans des tiroirs à glaçons dans lesquels sont
conservées des
boissons.
Pour réaliser l'évacuation de ces eaux usées, il est connu de relier
l'évacuation
des éviers et des tiroirs à glaçon à un circuit de vidange s'étendant à
l'intérieur de
l'aéronef jusqu'au fuselage de l'aéronef. Le circuit de vidange est prolongé
par un mât de
drainage, fixé sur la peau du fuselage à l'extérieur de l'aéronef et
permettant l'évacuation
des eaux usées à l'extérieur de l'aéronef.
L'aéronef est par exemple muni de deux mâts de drainage : un premier mât,
situé
à l'avant de l'aéronef, reçoit les eaux usées issues d'éviers et de tiroirs à
glaçons, et un
deuxième mât, situé à l'arrière de l'aéronef, reçoit uniquement les eaux usées
issues
d'éviers.
Typiquement, un mât de drainage comprend un carénage fixé sur la peau du
fuselage de l'aéronef et un conduit de drainage s'étendant à l'intérieur du
carénage entre
une extrémité amont raccordée au circuit de vidange de l'aéronef et une
extrémité aval
par laquelle l'eau est évacuée à l'extérieur de l'aéronef.
Les eaux issues de l'évacuation d'éviers sont évacuées sous la forme d'un
débit
d'une quantité d'eau plus ou moins importante, s'écoulant de façon sporadique
en
fonction de l'utilisation des éviers.
A l'inverse, les eaux issues de tiroirs à glaçons sont évacuées sous la forme
d'un
débit goutte-à-goutte permanent qui s'apparente à un suintement.
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Pour faciliter l'écoulement de ce suintement, un flux d'air, provenant par
exemple
d'une fuite permanente depuis la cabine pressurisée, est injecté dans la ligne
d'évacuation du goutte à goutte jusqu'au conduit de drainage.
Par ailleurs, les eaux usées tendent à geler lors de leur évacuation à travers
le
conduit de drainage, en raison de la température basse de l'atmosphère autour
de
l'aéronef en vol (de l'ordre de -55 C à l'altitude de croisière).
Pour tenter de résoudre ce problème, il est connu de munir le conduit de
drainage
d'éléments chauffants, comprenant par exemple un fil chauffant enroulé autour
du conduit
de drainage. La puissance électrique alimentant ces éléments chauffants doit
être limitée,
afin d'éviter tout risque de surchauffe lorsque l'aéronef est au sol, qui
pourrait entraîner
une fusion du carénage.
Suivant les conditions d'installation (alimentation du mat sous 28V par
exemple),
cette solution ne donne cependant pas entièrement satisfaction. En effet, bien
qu'elle
permette de limiter le gel des eaux usées issues de l'évacuation d'éviers,
cette solution ne
permet pas d'éviter l'accrétion de glace lors de l'évacuation d'eaux issues de
tiroirs à
glaçons, s'écoulant en goutte-à-goutte.
Le gel des eaux usées génère une accrétion de glace dans le conduit de
drainage
ou à la sortie de celui-ci. Cette accrétion peut conduire à une obturation du
conduit de
drainage et à une mauvaise évacuation des eaux usées. Par ailleurs, les
glaçons
accumulés à la sortie du conduit de drainage peuvent remonter le long du
carénage du
mât de drainage jusqu'au fuselage de l'aéronef. Les glaçons peuvent également
se
détacher en vol, venir heurter le fuselage de l'aéronef et endommager
l'aéronef.
Ce gel est d'autant plus marqué que le débit dans le conduit de drainage est
faible,
donc plus marqué pour les eaux issues des tiroirs à glaçons que celles issues
de
l'évacuation des éviers.
Un but de l'invention est donc de fournir un mât de drainage pour l'évacuation
d'eaux usées d'un aéronef qui permette d'évacuer efficacement les eaux usées,
en
évitant le gel de ces eaux et l'accrétion de glace sur le mât.
A cet effet, l'invention a pour objet un mât de drainage du type précité,
caractérisé
en ce que ledit carénage comprend en outre une section profilée de guidage
d'air faisant
saillie depuis ladite section aval, dans une direction opposée à ladite
première direction,
ladite section profilée étant configurée pour orienter une masse d'air
incidente sur ladite
section profilée vers ladite extrémité d'évacuation.
Le mât de drainage peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques
suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement
possible :
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- ladite section profilée et ladite buse d'évacuation forment un obus
faisant saillie
depuis ladite section aval de part et d'autre de ladite section amont ;
- le mât de drainage comprend en outre au moins un conduit de drainage d'un
fluide, ledit conduit de drainage s'étendant à l'intérieur de ladite cavité
tubulaire ;
- ledit conduit de drainage comprend une extrémité amont destinée à être
raccordée à un circuit fluidique de l'aéronef lorsque ledit mât de drainage
est fixé sur
ladite surface extérieure de l'aéronef et une extrémité aval destinée à
évacuer un fluide
depuis ledit circuit fluidique à l'extérieur dudit carénage, à travers ladite
extrémité
d'évacuation ;
- ladite extrémité aval et ladite extrémité d'évacuation sont en affleurement
;
- ladite extrémité aval est configurée pour évacuer ledit fluide à
l'extérieur dudit
carénage selon une deuxième direction, ladite première direction et ladite
deuxième
direction formant entre elles un angle supérieur ou égal à 0 ;
- le mât de drainage comprend des moyens de chauffage dudit conduit de
drainage ;
- lesdits moyens de chauffage recouvrent ladite extrémité aval ;
- lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un fil chauffant enroulé
autour dudit conduit de drainage ;
- ledit au moins un fil chauffant est brasé sur ledit conduit de drainage ;
- le mât de drainage comprend des moyens d'alimentation électrique propres à
alimenter électriquement lesdits moyens de chauffage avec une première
puissance
lorsque l'aéronef est au sol et avec une deuxième puissance, strictement
supérieure à
ladite première puissance, lorsque l'aéronef est en vol;
- lesdits moyens de chauffage comprennent un premier et un deuxième fils
chauffants enroulés autour dudit conduit de drainage, et lesdits moyens
d'alimentation
sont propres à alimenter électriquement le premier fil chauffant à l'exclusion
du deuxième
fil chauffant lorsque l'aéronef est au sol et à alimenter le premier et le
deuxième fils
chauffants lorsque l'aéronef est en vol;
- chacun desdits premier et deuxième fils chauffants est enroulé autour dudit
conduit de drainage selon des spires, et en les spires dudit premier fil et
les spires dudit
deuxième fil sont alternées autour dudit conduit de drainage ;
- le mât de drainage comprend un canal d'air périphérique s'étendant à
l'intérieur
de ladite cavité tubulaire autour dudit conduit de drainage.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de chauffage sont thermorégulés.
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L'invention a également pour objet un procédé de drainage d'un fluide
s'écoulant
dans un circuit de vidange de l'aéronef jusqu'à une ouverture ménagée dans un
fuselage
de l'aéronef, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- la fourniture d'un mât de drainage selon l'invention, ledit mât de drainage
étant
fixé audit fuselage dans le prolongement dudit circuit de vidange,
- l'évacuation dudit fluide à l'extérieur de l'aéronef à travers ladite
cavité tubulaire
par ladite extrémité d'évacuation.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un mât de drainage pour
l'évacuation de fluides d'un aéronef, ledit mât de drainage comprenant :
- un carénage destiné à être fixé sur une surface extérieure de l'aéronef,
ledit
carénage comprenant une cavité tubulaire traversante,
- au moins un conduit de drainage d'un fluide, ledit conduit de drainage
s'étendant
à l'intérieur de ladite cavité tubulaire,
- des moyens de chauffage dudit conduit de drainage,
le mât de drainage étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens
d'alimentation
électrique propres à alimenter électriquement lesdits moyens de chauffage avec
une
première puissance lorsque l'aéronef est au sol et avec une deuxième
puissance,
strictement supérieure à ladite première puissance, lorsque l'aéronef est en
vol.
Selon ce deuxième aspect, le carénage ne comprend pas nécessairement une
section profilée de guidage d'air configurée pour orienter une masse d'air
incidente sur la
section profilée vers une extrémité d'évacuation.
Le mât de drainage peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques
suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement
possible :
- lesdits moyens de chauffage comprennent un premier et un deuxième fils
chauffants enroulés autour dudit conduit de drainage,
- lesdits moyens d'alimentation électrique sont propres à alimenter
électriquement
le premier fil chauffant à l'exclusion du deuxième fil chauffant lorsque
l'aéronef est au sol
et à alimenter le premier et le deuxième fils chauffants lorsque l'aéronef est
en vol,
- lesdits moyens d'alimentation électrique comprennent une source
d'alimentation
électrique, lesdits premier et deuxième fils chauffants étant reliés en
parallèle à ladite
source d'alimentation électrique,
- lesdits moyens d'alimentation électrique comprennent un commutateur
commutable entre une position ouverte, dans laquelle ledit deuxième fil
chauffant n'est
pas électriquement connecté à la source d'alimentation électrique, et une
position fermée,
dans laquelle lesdits premier et deuxième fils chauffants sont électriquement
connectés à
la source d'alimentation électrique,
5
- les moyens d'alimentation électrique comprennent des moyens de commande
propres à déterminer si l'aéronef est en vol ou au sol et à commuter le
commutateur dans
sa position ouverte lorsque l'aéronef est au sol et dans sa position fermée
lorsque
l'aéronef est en vol.
Les aspects suivants sont également décrits :
1.- Mât de drainage pour l'évacuation de fluides d'un aéronef, ledit mât de
drainage comprenant un carénage destiné à être fixé sur une surface extérieure
de
l'aéronef, ledit carénage comprenant :
- une base comprenant une section amont destinée à être fixée sur ladite
surface
extérieure de l'aéronef et une section aval, et
- une buse d'évacuation comprenant une extrémité d'évacuation débouchant à
l'extérieur dudit carénage,
ladite buse d'évacuation faisant saillie depuis ladite section aval dans une
première direction par rapport à ladite base,
ladite base et ladite buse d'évacuation définissant une cavité tubulaire
traversante,
ladite cavité tubulaire s'étendant depuis ladite section amont jusqu'à ladite
extrémité
d'évacuation,
où ledit carénage comprend en outre une section profilée de guidage d'air
faisant
saillie depuis ladite section aval, dans une direction opposée à ladite
première direction,
ladite section profilée étant configurée pour orienter une masse d'air
incidente sur ladite
section profilée vers ladite extrémité d'évacuation.
2.- Mât de drainage selon l'aspect 1, dans lequel ladite section profilée et
ladite
buse d'évacuation forment un obus faisant saillie depuis ladite section aval
de part et
d'autre de ladite section amont.
3.- Mât de drainage selon l'aspect 1 ou 2, où le mât comprend en outre au
moins
un conduit de drainage d'un fluide, ledit conduit de drainage s'étendant à
l'intérieur de
ladite cavité tubulaire.
4.- Mât de drainage selon l'aspect 3, dans lequel ledit conduit de drainage
comprend une extrémité amont destinée à être raccordée à un circuit fluidique
de
l'aéronef lorsque ledit mât de drainage est fixé sur ladite surface extérieure
de l'aéronef et
une extrémité aval destinée à évacuer un fluide depuis ledit circuit fluidique
à l'extérieur
dudit carénage, à travers ladite extrémité d'évacuation.
5.- Mât de drainage selon l'aspect 4, dans lequel ladite extrémité aval et
ladite
extrémité d'évacuation sont en affleurement.
6.- Mât de drainage selon l'aspect 4 ou 5, dans lequel ladite extrémité aval
est
configurée pour évacuer ledit fluide à l'extérieur dudit carénage selon une
deuxième
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5a
direction, ladite première direction et ladite deuxième direction formant
entre elles un
angle supérieur à 00
.
7.- Mât de drainage selon l'un quelconque des aspects 3 à 6, où le mât
comprend
des moyens de chauffage dudit conduit de drainage.
8.- Mât de drainage selon l'un quelconque des aspects 4 à 6, où le mât
comprend
des moyens de chauffage dudit conduit de drainage, et dans lequel lesdits
moyens de
chauffage recouvrent ladite extrémité aval.
9.- Mât de drainage selon l'aspect 7 ou 8, dans lequel lesdits moyens de
chauffage comprennent au moins un fil chauffant enroulé autour dudit conduit
de
drainage.
10.- Mât de drainage selon l'aspect 9, dans lequel ledit au moins un fil
chauffant
est brasé sur ledit conduit de drainage.
11.- Mât de drainage selon l'un quelconque des aspects 7 à 10, où le mat
comprend des moyens d'alimentation électrique propres à alimenter
électriquement
lesdits moyens de chauffage avec une première puissance lorsque l'aéronef est
au sol et
avec une deuxième puissance, strictement supérieure à ladite première
puissance,
lorsque l'aéronef est en vol.
12.- Mât de drainage selon l'aspect 9 ou 10, où le mat comprend des moyens
d'alimentation électrique propres à alimenter électriquement lesdits moyens de
chauffage
avec une première puissance lorsque l'aéronef est au sol et avec une deuxième
puissance, strictement supérieure à ladite première puissance, lorsque
l'aéronef est en
vol, et dans lequel lesdits moyens de chauffage comprennent un premier et un
deuxième
fils chauffants enroulés autour dudit conduit de drainage, et en ce que
lesdits moyens
d'alimentation sont propres à alimenter électriquement le premier fil
chauffant à l'exclusion
du deuxième fil chauffant lorsque l'aéronef est au sol et à alimenter le
premier et le
deuxième fils chauffants lorsque l'aéronef est en vol.
13.- Mât de drainage selon l'aspect 12, dans lequel chacun desdits premier et
deuxième fils chauffants est enroulé autour dudit conduit de drainage selon
des spires, et
en ce que les spires dudit premier fil et les spires dudit deuxième fil sont
alternées autour
dudit conduit de drainage.
14.- Mât de drainage selon l'un quelconque des aspects 3 à 13, où le mat
comprend un canal d'air périphérique s'étendant à l'intérieur de ladite cavité
tubulaire
autour dudit conduit de drainage.
15.- Procédé de drainage d'un fluide s'écoulant dans un circuit de vidange
d'un
aéronef jusqu'à une ouverture ménagée dans un fuselage de l'aéronef, ledit
procédé
comprenant les étapes suivantes :
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5b
- fournir un mât de drainage selon l'un quelconque des aspects 1 à 14,
ledit mât de
drainage étant fixé audit fuselage dans le prolongement dudit circuit de
vidange, puis
- évacuer ledit fluide à l'extérieur de l'aéronef à travers ladite cavité
tubulaire par
ladite extrémité d'évacuation.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre,
donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur
lesquels :
- la Figure 1 est un schéma illustrant un ensemble de drainage d'eaux usées
d'un
aéronef comprenant un mât de drainage selon un mode de réalisation de
l'invention ;
- la Figure 2 est une vue selon un coupe longitudinale du mât de drainage
de la
Figure 1;
- la Figure 3 est une vue de côté, en perspective, d'une section du mât de
drainage de la Figure 2;
- la Figure 4 est une vue en perspective d'un mât de drainage selon un mode
de
réalisation de l'invention ; et
- la Figure 5 est un schéma d'un circuit d'alimentation électrique de moyens
de
chauffage du mât de drainage de la Figure 2.
On a représenté sur la Figure 1 un ensemble 1 de drainage d'eaux usées d'un
aéronef 3. L'ensemble 1 de drainage est destiné à l'évacuation de l'eau
s'écoulant d'un
évier 5 de l'aéronef 3 et d'eau résultant de la fonte de glaçons contenus dans
des tiroirs à
glaçons 7 de l'aéronef 3, dans lesquels sont conservées des boissons.
L'ensemble 1 de drainage comprend un circuit 11 de vidange et un mât 13 de
drainage.
Le circuit 11 de vidange est relié fluidiquement à une évacuation de l'évier 5
et aux
tiroirs à glaçons 7, et s'étend à l'intérieur de l'aéronef jusqu'à une
ouverture 15 ménagée
dans le fuselage 17 de l'aéronef 3.
Le mât 13 de drainage est fixé sur la peau du fuselage 17, au niveau de
l'ouverture 15.
Le mât 13 de drainage prolonge le circuit 11 de vidange à l'extérieur du
fuselage
15 de l'aéronef et permet ainsi l'évacuation des eaux usées s'écoulant depuis
l'évier 5 et
les tiroirs à glaçons 7, via le circuit 11 de vidange, à l'extérieur de
l'aéronef 3.
Comme visible sur les Figures 2 à 4, le mât 13 de drainage comprend un
carénage
21 destiné à être fixé sur la peau du fuselage 17, au niveau de l'ouverture
15, et une
platine 22 de fixation du carénage 21 sur la peau du fuselage 17.
Le mât 13 de drainage comprend par ailleurs un conduit 23 de drainage d'eau
reçu
dans une cavité tubulaire ménagée dans le carénage 21 et un canal d'air 25.
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Le mât 13 de drainage comprend en outre des moyens 27 de chauffage du conduit
23 de drainage et des moyens 29 d'alimentation électrique des moyens 27 de
chauffage.
Le carénage 21 comprend une base 33, une buse d'évacuation 35 et une section
profilée 37 de guidage d'air.
La base 33 est destinée à être fixée sur le fuselage de l'aéronef en faisant
saillie
depuis ce fuselage à l'extérieur de l'aéronef.
Lorsque le mât 13 de drainage est fixé sur le fuselage de l'aéronef, la base
33
s'étend selon une direction d'allongement avec un angle a compris entre 55 et
65 , par
exemple égal à 600, par rapport à la surface du fuselage.
La base 33 comprend une section amont 33a et une section aval 33b.
La section amont 33a est destinée à être fixée sur la peau du fuselage 17, au
moyen de la platine 22 de fixation.
La section aval 33b fait saillie depuis la section amont 33a, à distance du
fuselage
17 lorsque le mât 13 de drainage est fixé sur le fuselage 17.
La buse d'évacuation 35 fait saillie depuis la section aval 33b dans une
première
direction par rapport à la base 33, jusqu'à une extrémité d'évacuation 39.
La base 33 et la buse d'évacuation 35 définissent une cavité tubulaire
traversante
43 alimentée par de l'air cabine. La cavité 43 a une forme coudée. La cavité
43 s'étend à
travers la base 33 et la buse d'évacuation 35 depuis la section amont 33a et
se termine
par une section convergente pour rejoindre l'extrémité d'évacuation 39.
Par la cavité 43 est généré un canal d'air tubulaire soufflé à la sortie de la
portion
23b du conduit de drainage, qui isole les éventuels suintements d'eau de la
structure
froide de la buse d'évacuation 35.
Le conduit 23 permet notamment une évacuation des eaux usées s'écoulant
depuis l'évier 5 et les tiroirs à glaçons 7, via le circuit 11 de vidange, à
travers l'ouverture
15 et l'extrémité d'évacuation 39, à l'extérieur de l'aéronef 3.
Lorsque le mât 13 de drainage est fixé à l'aéronef 3, la première direction
est
orientée vers l'arrière de l'aéronef 3. Ainsi, lorsque des eaux usées sont
évacuées à
travers l'extrémité d'évacuation 39, cette évacuation s'effectue dans une
direction
opposée à la direction de vol de l'aéronef, ce qui facilite l'évacuation de
ces eaux usées à
l'extérieur du mât 13 de drainage.
La section profilée 37 fait saillie depuis la section aval 33b dans une
direction
opposée à la première direction. Lorsque le mât 13 de drainage est fixé à
l'aéronef 3, la
section profilée 37 prolonge ainsi la buse d'évacuation vers l'avant de
l'aéronef 3.
La section profilée 37 présente une forme s'effilant vers son extrémité libre.
La
surface extérieure de la section profilée 37 est configurée pour orienter une
masse d'air A
7
incidente sur la section de guidage vers l'extrémité d'évacuation 39 lorsque
l'aéronef 3 est
en vol.
En effet, en l'absence d'une telle section profilée, l'écoulement de l'air au
voisinage de l'extrémité d'évacuation 39, lorsque l'aéronef 3 est en vol, est
un écoulement
turbulent, qui perturbe le canal d'air soufflé issu de la cavité 43 et tend à
entraîner les
gouttelettes d'eau sortant du mât 13 de drainage via l'extrémité d'évacuation
39 vers le
carénage 21 ou vers le fuselage 17 et ainsi à entraîner un recollement et un
gel de ces
gouttelettes sur le carénage 21 ou sur le fuselage 17.
La section profilée 37 est ainsi configurée pour stabiliser l'écoulement de
l'air
incident sur le mât 13 de drainage et rendre cet écoulement le moins turbulent
possible au
droit de l'extrémité d'évacuation 39.
La base 33 du mât 13 de drainage est par exemple un profil NACA0012. Par
exemple, le profil a une corde de 86mm et une épaisseur de 22mm.
Par ailleurs, la buse d'évacuation 35 et la section profilée 37 forment un
obus 44
qui fait saillie depuis la section aval 33h de part et d'autre de la base 33.
L'obus 44 est par exemple un profil NACA0012. Par exemple, le profil formant
l'obus a une corde comprise entre 200mm et 250mm, notamment de 230mm et une
épaisseur comprise entre 30mm et 40mm, notamment de 34mm.
Le carénage 21, c'est-à-dire la base 33 et l'obus 44, est formé de deux pièces
assemblées selon un plan longitudinal.
Les deux pièces sont par exemple réalisées en Ultemmc CRS 5301/5311. Elles
sont par exemple assemblées par collage.
La longueur de la section profilée 37 faisant saillie au-delà de la base 33
prise
suivant l'axe de la section profilée 37 est comprise entre 50 % et 60 % de la
largeur de la
base.
La platine 22 de fixation est une plaque comprenant une face interne 22a
destinée
à être fixée sur la section amont 33a de la base 33 et une face externe 22b
destinée à
être fixée sur le fuselage 17.
La platine 22 de fixation comprend deux ouvertures traversantes 45 et 46
destinées au passage de conduits. La platine 22 de fixation comprend en outre
un plot de
connexion 48 faisant saillie depuis la face externe 22b de la platine 22 de
fixation à
l'extérieur du mât 13 de drainage. Le plot de connexion 48 est destiné à
recevoir des
conducteurs électriques 49 pour l'alimentation électrique des moyens 27 de
chauffage.
La platine 22 de fixation est par exemple fixée par collage sur le carénage
21.
Le conduit 23 de drainage d'eau est reçu dans la cavité tubulaire 43. Il
s'étend
partiellement à l'intérieur de la cavité tubulaire 43, entre une portion amont
23a destinée à
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être raccordée fluidiquement au circuit 11 de vidange de l'aéronef, lorsque le
mât 13 est
fixé sur l'aéronef 3, et une extrémité aval 23b destinée à une évacuation
d'eau circulant
dans le conduit 23 vers l'extérieur du conduit 23.
Le conduit 23 a une forme coudée.
Le conduit 23 a par exemple une section transversale comprise entre 45 et 55
mm2, soit par exemple un tube de diamètre extérieur de 9,52 mm, et d'épaisseur
0,71
mm, d'où une section de passage de 50 mm2 environ.
Avantageusement, l'extrémité aval 23b du conduit 23 et l'extrémité
d'évacuation
39 de la buse 35 sont en affleurement.
L'extrémité aval 23b est configurée pour évacuer l'eau fluide à l'extérieur du
carénage 21 selon une deuxième direction par rapport au mât 13 de drainage. La
première direction et la deuxième direction forment entre elles un angle
supérieur ou égal
à 0 , de préférence strictement supérieur à 00, par exemple égal à 7 .
La portion amont 23a fait saillie depuis la section amont 33a de la base 33, à
travers l'ouverture 45 de la platine 22 de fixation, dans le prolongement de
la base 33.
Cette portion amont 23a comprend une extrémité de connexion 51 propre à être
connectée à une extrémité correspondante du circuit 11 de vidange. La portion
amont 23a
est par exemple fixée à la platine 22 de fixation par brasure.
Le canal d'air 25 s'étend à l'intérieur de la tubulaire 43 autour du conduit
23. Le
canal d'air 25 est destiné à permettre un flux d'un volume air sous pression
issu de
l'intérieur de l'aéronef, à travers l'ouverture 15, au travers de la cavité 43
et de son
convergent d'extrémité jusqu'à l'extrémité d'évacuation 39, où le flux d'air
est évacué à
l'extérieur du carénage 21. L'évacuation du flux d'air permet de confiner les
gouttelettes
d'eau et d'éviter leur recollement sur les parties froides du carénage.
Le canal d'air 25 est formé par une chambre 53 délimité par la paroi
intérieure de
la cavité 43 et la paroi extérieure du conduit 23, et par un tube d'injection
d'air 55 destiné
à l'injection d'air sous pression dans la chambre 53.
Le tube d'injection d'air 55 fait saillie depuis la section amont 33a de la
base 33, à
travers l'ouverture 46 de la platine 22 de fixation, à l'extérieur du carénage
21. Le tube
d'injection d'air 55 est par exemple fixé à la platine 22 de fixation par
brasure.
Le tube d'injection d'air 55 comprend une extrémité de connexion 57 propre à
être
connectée à une extrémité correspondante d'un circuit d'air de l'aéronef. Le
circuit d'air
comprend par exemple un conduit relié à la cabine pressurisée de l'aéronef 7.
Le tube d'injection d'air 55 a par exemple une section transversale circulaire
comprise entre 20 et 30 mm2, soit par exemple un tube de diamètre extérieur de
6,35 mm,
d'épaisseur de paroi 0,46 mm et une section de passage d'environ 23 mm2.
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Les moyens 27 de chauffage sont destinés à chauffer le conduit 23 de drainage,
pour ainsi empêcher un gel de l'eau circulant dans ce conduit 23 sur les
parois internes
du conduit 23 et à la sortie du conduit 23.
Les moyens 27 de chauffage recouvrent au moins partiellement la surface
extérieure du conduit 23. De préférence, la portion de surface extérieure du
conduit 23
recouverte par les moyens 27 de chauffage inclut la surface extérieure de
l'extrémité
d'évacuation 39. Ainsi, cette extrémité d'évacuation 39 est chauffée
directement par les
moyens 27 de chauffage.
Les moyens 27 de chauffage sont électriquement reliés aux moyens 29
d'alimentation électrique, visibles sur la Figure 5. Les moyens 29
d'alimentation électrique
comprennent un générateur de tension 61 situé dans l'aéronef 3 et des
conducteurs
électriques 63 reliant électriquement le générateur de tension aux moyens 27
de
chauffage.
Les moyens 29 d'alimentation électrique sont propres à alimenter
électriquement
les moyens 27 de chauffage avec une première puissance lorsque l'aéronef 3 est
au sol
et avec une deuxième puissance, strictement supérieure à ladite première
puissance,
lorsque l'aéronef est en vol.
En effet, lorsque l'aéronef est en vol, le mât 13 de drainage est soumis à une
température extérieure de l'ordre de -55 C, généralement bien inférieure à la
température
à laquelle le mât 13 de drainage est soumis lorsque l'aéronef est au sol.
Ainsi, une
puissance nécessaire en vol pour éviter un gel d'eau sur les parois internes
du conduit 23
et à la sortie du conduit 23 pourrait générer des dégâts sur le mât 13 de
drainage si elle
était appliquée au sol.
Les moyens 29 d'alimentation électrique permettent de chauffer le conduit 23
de
manière à atteindre au niveau de l'extrémité d'évacuation 39 une première
température
lorsque l'aéronef est en vol, et une deuxième température, inférieure à la
première
température, lorsque l'aéronef est au sol.
Comme illustré sur les Figures 3 et 5, les moyens 27 de chauffage comprennent
avantageusement deux fils chauffants 65, 66 enroulés autour du conduit 23, sur
la surface
extérieure du conduit 23.
Les fils chauffants 65, 66 sont des fils électriquement conducteurs, de
résistances
respectives R01 et R,01. Ces résistances Rs01 et Rv., dépendent de la
température
ambiante. La variation de ces résistances Rs01 et R,01 avec la température
dépend du
matériau des fils chauffants 65, 66.
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De préférence, les fils chauffants 65, 66 sont brasés sur la surface
extérieure du
conduit 23, de façon à assurer un meilleur échange de chaleur entre les fils
chauffants 65,
66 et le conduit 23.
Chacun des fils chauffants est enroulé autour du conduit 23 en formant des
spires.
5 Les spires
du premier du deuxième fil sont alternées autour du conduit 23. Ainsi, le
premier et le deuxième fils chauffants couvrent sensiblement la même portion
de la
surface extérieure du conduit 23, et chauffent sensiblement la même portion de
la surface
extérieure du conduit 23.
De préférence, l'enroulement des spires est plus dense dans une zone de la
10 surface du
conduit 23 avoisinant l'extrémité d'évacuation 39 que sur le reste de la
surface
du conduit 23. Ainsi, la puissance linéique de chauffe est plus importante
dans cette zone
que sur le reste de la surface du conduit, ce qui permet d'obtenir, au
voisinage de
l'extrémité d'évacuation 39, une température plus élevée que celle qui serait
obtenue si
les spires étaient enroulées de manière régulière autour du conduit 23.
Les moyens 29 d'alimentation électrique sont configurés pour alimenter
électriquement le premier fil chauffant 65 uniquement lorsque l'aéronef est au
sol et à
alimenter les deux fils chauffants 65 et 66 lorsque l'aéronef est en vol.
A cette fin, comme représenté de manière schématique sur la Figure 5, les
premier et deuxième fils chauffants 65, 66 sont alimentés en parallèle par le
générateur
de tension 61.
Les moyens 29 d'alimentation électrique comprennent par ailleurs un
commutateur
69 commutable entre une position ouverte, dans laquelle le deuxième fil
chauffant 66
n'est pas alimenté électriquement et une position fermée, dans laquelle le
deuxième fil
chauffant 66 est alimenté électriquement par le générateur de tension 61. Dans
les
positions ouverte et fermée, le fil chauffant 65 est alimenté par le
générateur de tension
61. Les moyens 29 d'alimentation électrique comprennent en outre des moyens de
commande 70 propres à déterminer si l'aéronef 3 est en vol ou au sol et
commuter le
commutateur 69 dans sa position ouverte lorsque l'aéronef 3 est au sol et dans
sa
position fermée lorsque l'aéronef 3est en vol.
Ainsi, lorsque l'aéronef 3 est au sol, seul le premier fil chauffant 65 est
alimenté et
chauffe le conduit 23, tandis que lorsque l'aéronef 3 est en vol, les premiers
et deuxième
fils chauffants 65, 66 sont tous deux alimentés et chauffent tous deux le
conduit 23.
Pour se prémunir contre les dégradations lorsque la température ambiante est
élevée, un thermostat de peau 71 a été prévu dans le mat pour permettre une
coupure
d'alimentation du chauffant 65 lorsque la température ambiante est supérieure
à 15 C.
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La tension V générée par le générateur de tension, les résistances R801 et Rõ,
des
fils chauffants 65, 66 et les matériaux des fils chauffants 65 et 66 sont
choisis de telle
sorte que lorsque l'aéronef 3 est au sol, le fil chauffant 65 est propre à
chauffer le conduit
23 à une température telle que tout givrage est évité, mais sans risquer
d'endommager le
mât 13. La tension V générée par le générateur de tension, les résistances
R801 et R801 des
fils chauffants 65, 66 et les matériaux des fils chauffants 65 et 66 sont en
outre choisis de
telle sorte que lorsque l'aéronef 3 est en vol, les fils chauffants 65 et 66
sont propres à
chauffer l'extrémité du conduit 23 à une température telle que toute accrétion
de glace est
évitée, même dans des conditions sévères de vol.
Au sol, une température au niveau de l'extrémité d'évacuation 39 d'environ 220
C
est suffisante pour éviter tout givrage.
On a par ailleurs estimé, au moyens d'essais, qu'une température au niveau de
l'extrémité 39 du conduit d'évacuation 23 d'au moins 210 C, vue en conditions
de
laboratoire permet, lorsque l'aéronef est en vol dans des conditions ISA,
d'éviter toute
accrétion de glace. Néanmoins, afin d'éviter toute accrétion de glace dans des
conditions
extrêmes, il est souhaitable de prévoir une puissance de chauffe telle que la
température
de l'extrémité d'évacuation 39 présente une marge de 50% par rapport à la
température
suffisante pour assurer un bon fonctionnement en conditions ISA, soit 315 C,
voire 80%,
soit 380 C.
Ainsi, de préférence, la tension V générée par le générateur de tension, les
résistances R801 et R801 des fils chauffants 65, 66 et les matériaux des fils
chauffants 65 et
66 sont choisis de telle sorte que:
- lorsque l'aéronef est au sol, avec une température ambiante comprise entre
+10 C et -55 C, le fil chauffant 65 chauffe le conduit 23 avec une puissance
comprise
entre 20 et 30W, et la température de l'extrémité d'évacuation 39 atteint une
température
Tsol comprise entre 200 et 250 C, notamment sensiblement égale à 220 C, et
- en conditions de laboratoire simulant un vol de l'aéronef, avec une
température
ambiante de -55 C, les fils chauffants 65 et 66 chauffent le conduit 23 avec
une puissance
comprise entre 110 et 120W, par exemple égale à 112W, et la température de
l'extrémité
d'évacuation 39 atteint une température comprise entre 315 et 390 C, notamment
sensiblement égale à 380 C.
Par exemple, la tension V est choisie égale à 27V, le premier fil chauffant 65
est
réalisé en Balco et a une résistance Rsol=14,58 Q +/-5% à une température
ambiante de
0 C, et le deuxième fil chauffant 66 est réalisé en Nickel et a une résistance
Rvol=3,35
.. +1-5% à une température ambiante de 0 C.
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Ces valeurs permettent d'obtenir, au sol, une puissance comprise entre 26W et
29W, en fonction de la température ambiante comprise entre +10 C et -55 C, et
une
température Tsol au niveau de l'extrémité d'évacuation 23 d'environ 220 C, et
en vol, une
puissance d'environ 112W (en conditions de laboratoire) à une température de -
55 C, et
une température Tvol au niveau de l'extrémité d'évacuation 39 d'environ 380 C.
Le mât 13 de drainage selon l'invention permet ainsi, lorsqu'il est fixé sur
le
fuselage 17 de l'aéronef, d'évacuer les eaux usées s'écoulant dans le circuit
11 depuis
l'évier 5 et les tiroirs à glaçons 7 sans qu'il se produise une accrétion de
glace dans le
conduit 13 ou à la sortie du conduit 23 lorsque l'aéronef 3 est au sol ou en
vol, même
dans des conditions extrêmes de vol.
En particulier, aucune accrétion de glace ne se produit lors d'un drainage
soudain
de 5L d'eau, d'un filet d'eau permanent à un débit de 3L/mn, ou d'un goutte-à-
goutte de
100 gouttes/mn.
Notamment, la section profilée 37 permet de stabiliser l'écoulement de l'air
incident sur le mât 13 de drainage et de rendre cet écoulement le moins
turbulent possible
au droit de l'extrémité d'évacuation 39. Ainsi, les gouttelettes d'eau issues
du mât 13 de
drainage via l'extrémité du conduit de drainage 23 au niveau de l'évacuation
39 sont
évacuées par cet écoulement et ne viennent pas se recoller sur le mât 13 de
drainage ni
sur le fuselage 17.
Par ailleurs, les moyens 27 de chauffage permettent, en chauffant le conduit
23, et
plus spécifiquement l'extrémité d'évacuation 39, d'éviter un gel de l'eau
évacuée dans le
conduit 23 ou à la sortie du conduit 23.
En outre, le canal d'air 25 permet d'isoler les gouttelettes d'eau en sortie
du mât
13 de drainage et ainsi facilite leur évacuation dans l'écoulement d'air en
sortie du mât 13
de drainage.
D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés. Notamment, selon une
variante, les moyens 29 d'alimentation électrique ne comprennent pas de
thermostat.
