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Patent Searching and Data


Title:
ANGLE-OF-ATTACK SENSOR, IN PARTICULAR FOR AN AIRCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/281013
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an angle-of-attack sensor, in particular for an aircraft, of the type comprising a sensor body (11) on which a vane (12) is mounted such that it can be rotated by an airflow, said angle-of-attack sensor being characterised in that the vane (12) comprises at least one deflector (13, 14) extending from the leading edge of the vane over at least part of the lower surface and/or upper surface thereof.

Inventors:
BE JOCELYN (FR)
PINEAU JEAN-PHILIPPE (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/068984
Publication Date:
January 12, 2023
Filing Date:
July 07, 2022
Export Citation:
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Assignee:
THALES SA (FR)
International Classes:
G01P5/06; G01P13/02
Foreign References:
CN104034301A2014-09-10
CN203259541U2013-10-30
US20160033356A12016-02-04
US20150041451A12015-02-12
Other References:
LIGHT SPORT AND ULTRALIGHT FLYER: "Angle of attack gauge, fuel sensor and fuel gauge, Belite Aircraft Instruments.", 2 February 2015 (2015-02-02), XP055961810, Retrieved from the Internet [retrieved on 20220916]
Attorney, Agent or Firm:
DOMENEGO, Bertrand et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Sonde d’incidence notamment pour un aéronef, du type comportant un corps de sonde (11 ) sur lequel est montée déplaçable en rotation par un flux une girouette (12), caractérisée en ce que la girouette (12) comporte au moins un déflecteur (13, 14) s’étendant à partir du bord d’attaque de cette girouette sur au moins une partie de l’intrados et/ou de l’extrados de celle-ci.

2. Sonde d’incidence selon la revendication 1, caractérisée en ce que la girouette (12) comporte au moins un déflecteur (13, 14) sur son intrados et son extrados.

3. Sonde d’incidence selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit au moins un déflecteur (13, 14) s’étend sur toute ou partie de la corde de la girouette (12).

4. Sonde d’incidence selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit au moins un déflecteur (13, 14) est perpendiculaire au plan de symétrie de la girouette (12).

5. Sonde d’incidence selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de sonde (11) comporte une embase (12a) sur laquelle est montée la girouette (12), ledit au moins un déflecteur (13, 14) étant espacé de l’embase (12a).

6. Sonde d’incidence selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit ou chaque déflecteur est espacé de l’embase (12a) d’une distance comprise entre 1% et 100% de la hauteur de la girouette, de préférence entre 10% et 90% de la hauteur de la girouette (12) selon un axe perpendiculaire à la direction du flux (X-X).

7. Sonde d’incidence selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’épaisseur, selon un axe perpendiculaire à la direction du flux (X-X), dudit au moins un déflecteur (13, 14), est inférieure à 30 % et de préférence à 1 % de sa longueur, selon la direction du flux (Y-Y).

8. Sonde d’incidence selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la hauteur, selon la direction orthogonale à la girouette (12), dudit au moins un déflecteur (13, 14), est comprise entre 2 % et 150 % de sa longueur, selon la direction du flux (Y-Y).

9. Sonde d’incidence selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens de réchauffage d’au moins un de ce ou de ces déflecteurs (13, 14).

10. Sonde d’incidence selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de réchauffage du ou de chaque déflecteur (13, 14) sont associés aux moyens de réchauffage de la sonde (10).

11. Sonde d’incidence selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de réchauffage du ou de chaque déflecteur (13, 14) sont associés aux moyens de chauffage de la sonde (10) par conduction thermique.

Description:
TITRE : Sonde d’incidence notamment pour un aéronef

La présente invention concerne une sonde d’incidence notamment pour un aéronef.

Plus particulièrement, l’invention se rapporte à une telle sonde d’incidence, du type comportant un corps de sonde sur lequel est montée déplaçable en rotation par un flux une girouette.

Un problème rencontré dans ce type d’applications et en particulier sur un profil aérodynamique (et plus encore sur un profil laminaire) placé dans un écoulement transsonique est le phénomène de survitesse locale qui peut se traduire par un décrochage brutal de la voilure.

Ce décrochage est lié à la composante aérodynamique parallèle à l’envergure de la voilure qui vient augmenter la résultante du vecteur vitesse local.

L’écoulement devient alors localement plus proche de la vitesse du son et des phénomènes de décrochage surviennent brutalement.

Dans le cas d’une girouette d’AOA, le décrochage de l’écoulement sur l’ensemble du profil a directement des conséquences sur l’erreur de mesure d’angle.

Cette erreur conduit alors, suivant les calculateurs embarqués, à rejeter la mesure et réduit par là-même la sécurité de l’aéronef qui se retrouve alors dans une situation dégradée.

Afin de pallier à ce phénomène physique, les girouettes des sondes d’incidence utilisent communément des voilures en flèche qui retardent le risque de décrochage brutal sans toutefois l’annuler.

Dans le cas d’une sonde d’incidence, cette flèche permet également le recul du foyer aérodynamique qui augmente le bras de levier aérodynamique par rapport à l’axe de rotation de la girouette.

Le but de l’invention est d’améliorer encore la résolution de ce problème.

A cet effet l’invention a pour objet une sonde d’incidence notamment pour un aéronef, du type comportant un corps de sonde sur lequel est montée déplaçable en rotation par un flux une girouette, caractérisée en ce que la girouette comporte au moins un déflecteur s’étendant à partir du bord d’attaque de cette girouette sur au moins une partie de l’intrados et/ou de l’extrados de celle-ci.

Suivant d’autres caractéristiques de la sonde selon l’invention prises seules ou en combinaison :

- la girouette comporte au moins un déflecteur sur son intrados et son extrados ;

- ledit au moins un déflecteur s’étend sur toute ou partie de la corde de la girouette ; - elle comporte des moyens de réchauffage d’au moins un de ce ou de ces déflecteurs ;

- les moyens de réchauffage du ou de chaque déflecteur sont associés aux moyens de réchauffage de la sonde ;

- les moyens de réchauffage du ou de chaque déflecteur sont associés aux moyens de chauffage de la sonde par conduction thermique.

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 annexés, sur lesquels :

[Fig. 1] et [Fig. 2] les figures 1 et 2 représentent respectivement des vues de côté et de face d’une sonde d’incidence de l’état de la technique ;

[Fig. 3] et [Fig. 4] les figures 3 et 4 représentent respectivement des vues de côté et de face d’une sonde d’incidence selon l’invention ;

[Fig. 5] la figure 5 représente une vue de côté d’une sonde d’incidence selon un autre mode de réalisation ; et

[Fig. 6] la figure 6 représente une vue en coupe selon l’axe (Y-Y) d’une sonde d’incidence selon l’invention.

On a en effet illustré sur les figures 1 et 2, une sonde d’incidence notamment pour un aéronef, qui est désignée par la référence générale 1 .

Celle-ci comporte alors un corps de sonde désigné par la référence générale 2, sur lequel est montée déplaçable en rotation par un flux une girouette désignée par la référence générale 3.

Cette girouette 3 comporte une embase 4 associée au corps de sonde, reçue dans un logement correspondant et associée à une protection 5.

On voit notamment sur la figure 1 l’écoulement en transsonique autour de cette girouette.

L’augmentation des critères de sévérités environnementales auxquels doivent répondre les sondes d’incidence, ont conduit à protéger les embases des girouettes des cristaux d’eau surfondus et de givre.

Destinées à remplacer les sondes existantes sur la flotte opérationnelle des avions moyens et longs courriers actuels, les sondes utilisent les mêmes interfaces avec les avions.

Ainsi pour des raisons d’encombrement et d’interface mécanique existante, la protection 5 de l’embase de la girouette peut se traduire par une excroissance locale sur la ligne du fuselage.

Cette excroissance se traduit par une accélération locale de l’écoulement qui peut conduire au décrochage de la girouette. Pour résoudre ces problèmes, on utilise dans la sonde d’incidence selon l’invention un ou des déflecteurs.

On a en effet illustré sur les figures 3 et 4, une sonde d’incidence selon l’invention.

Celle-ci est désignée par la référence générale 10 sur ces figures et comporte un corps de sonde 11 et une girouette 12 avec son embase 12a.

Comme cela est illustré cette girouette comporte au moins un déflecteur s’étendant à partir du bord d’attaque de cette girouette sur au moins une partie de l’intrados et/ou de l’extrados de celle-ci. Le bord d’attaque est la partie de la girouette faisant face au sens du flux. Il est opposé au bord de fuite.

Le ou chaque déflecteur peut s’étendre dans les deux sens selon l’axe Y-Y depuis le bord d’attaque vers le bord de fuite et/ou dans le sens opposé.

Sur ces figures 3 et 4, ces déflecteurs sont désignés par les références générales 13 et 14.

Le ou les déflecteurs sont perpendiculaires au plan de symétrie de la girouette 12, dans le but d’orienter l’écoulement du fluide vers le bord de fuite.

En effet et comme cela est illustré, la girouette 12 peut alors comporter au moins un déflecteur sur son intrados et son extrados. La girouette 12 peut aussi comporter plusieurs déflecteurs parallèles entre eux et à l’axe principal du flux Y-Y sur son intrados et/ou plusieurs sur son extrados.

Ce ou ces déflecteurs s’étendent alors sur tout ou partie de la corde de cette girouette.

Le ou les déflecteurs 13, 14 sont espacés de l’embase 12a pour que le flux passe en partie entre l’embase 12a et le ou lesdits déflecteurs.

La hauteur de la girouette (correspondant à l’envergure) est définie selon la direction d’élévation de la girouette, un axe perpendiculaire à la direction du flux.

Le ou chaque déflecteur est espacé de l’embase 12a d’une distance comprise entre 1% et 100%, de préférence entre 10% et 90% et avantageusement entre 20% et 80%, de la hauteur de la girouette 12 selon un axe perpendiculaire à la direction du flux X-X. Ledit au moins un déflecteur est ainsi dans une position adaptée pour redresser le flux. Ces valeurs permettent au flux de passer entre le ou chaque déflecteur, rendant alors le fonctionnement du déflecteur efficace. De plus, ces valeurs assurent des contraintes optimales appliquées sur la girouette.

L’épaisseur d’un déflecteur est définie selon l’axe X-X, la hauteur d’un déflecteur est définie selon la direction orthogonale à la girouette 12 et sa longueur est définie selon la direction principale du flux Y-Y. L’épaisseur, dudit au moins un déflecteur, est notamment inférieure à 30%, avantageusement inférieure à 20%, encore plus avantageusement inférieure à 10% et de préférence à 1% de sa longueur.

La hauteur, dudit au moins un déflecteur, est notamment comprise entre 2% et 150% de sa longueur, de préférence entre 5% et 130% et avantageusement entre 10% et 100%.

Le ou les déflecteurs ont un profil courbé et donc une épaisseur mince par rapport au profil dans un but d’aérodynamisme.

Comme cela est illustré également sur la figure 3 ces déflecteurs jouent alors le rôle de redresseurs de flux et empêchent le décrochage brutal de l’ensemble de la voilure de la sonde.

Dans le cas d’une voilure présentant une double flèche, des déflecteurs doivent être placés de façon à protéger chaque tronçon de flèche différent.

Dans un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 5, la girouette 12 comporte plusieurs déflecteurs 13, 14 sur une partie de l’intrados de la girouette 12 et plusieurs déflecteurs 13, 14 sur une partie de l’extrados de la girouette 12.

Les déflecteurs s’étendent dans les deux sens depuis le bord d’attaque, vers le bord de fuite et dans le sens opposé. Les déflecteurs dépassent du bord d’attaque notamment de 25% à 50% de la longueur du déflecteur selon l’axe Y-Y. Le mode de réalisation est sinon similaire au mode de réalisation présenté précédemment et représenté sur la figure 3.

Un exemple de déflecteur est représenté sur la figure 6. La girouette 12 représentée présente un profilé plus aérodynamique que celui représenté sur les figures 3 et 4. Le bord d’attaque est alors l’extrémité avec le rayon de courbure le plus élevé. Les déflecteurs 13 et 14 font le tour du bord d’attaque.

La girouette 12 étant symétrique selon l’axe X-X, la construction de déflecteurs 13 et 14, assimilable à un seul même déflecteur, se rejoignant sur le bord d’attaque est avantageuse pour équilibrer la girouette 12. Cela évite également l’accumulation de contraintes dues au déséquilibre.

Par ailleurs cette sonde peut également être associée à des moyens de réchauffage d’au moins un de ce ou de ces déflecteurs.

En fait ces moyens de réchauffage de déflecteur sont associés aux moyens de réchauffage de la sonde de façon générale, ces moyens de réchauffage de sonde et de déflecteur étant alors associés par exemple par conduction thermique.

Ceci permet d’éviter toute accrétion lors de la traversée de conditions givrantes par exemple. Ainsi l’utilisation d’un ou de déflecteurs réchauffés permet de retarder le décrochage sur un profil de girouette n’ayant pas assez de flèche en redressant localement l’écoulement.

Bien entendu d’autres modes de réalisation encore de cette sonde peuvent être envisagés.