TITRE : AÉRODYNE AVEC ANTENNE ET PROCÉDÉ D’AGENCEMENT

ASSOCIÉ Domaine Technique

La présente invention concerne un aérodyne comprenant une ou plusieurs antennes, ainsi qu’un assemblage structurel externe et un procédé d’agencement correspondants. Elle s’applique en particulier à des aérodynes à voilure fixe, tels qu’avions ou planeurs.

État de la technique

La présence d’antennes dans des aérodynes s’avère nécessaire ou utile pour de multiples fonctions de communications, incluant l’acquisition d’informations requises pour le bon déroulement du vol et la transmission de données relatives au parcours effectué. Parmi ces fonctions, la connectivité d’aéronefs peut également permettre de procurer une connexion Internet, en particulier par WiFi (pour « Wireless Fidelity »), aux passagers et à l’équipage.

Un aspect important relatif aux antennes consiste en leur positionnement. Il est notamment connu de disposer des systèmes de radômes en partie supérieure de l’aérodyne, sur le fuselage. De telles dispositions ont cependant pour inconvénient d’augmenter la traînée de l’aérodyne, donc la consommation de carburant. De plus, des mises au point mécaniques et aérodynamiques substantielles sont requises, au prix d’investissements en temps et en budget. Typiquement, plusieurs journées sont ainsi nécessaires pour installer une antenne selon ces solutions, en s’appuyant sur une main d’œuvre hautement qualifiée. Au surplus, une autorisation de vol n’est acquise que sous conditions d’analyses et de tests satisfaisants. La maintenance d’antennes correspondantes, fréquemment rendue nécessaire par des environnements de navigation difficiles (vibrations, température, contraintes mécaniques...), requiert par ailleurs une longue immobilisation des aérodynes, accroissant ainsi les coûts de revient dans la durée. Il est également connu de disposer un radar dans un cône de nez d’aérodyne, faisant office de radôme, afin de détecter des objets ou des conditions météorologiques. Un tel système fournit cependant des informations limitées à une vue avant, et n’est pas adapté par exemple à des communications avec des satellites ou des relais terrestres.

D’autres réalisations proposées reposent sur un couplage d’antennes avec des ailes d’aéronefs. Ainsi, la demande de brevet GB-2169866 A (inventeur : R. S. Fitzpatrick) divulgue une capsule de radôme fixée de manière rétractile sous une aile d’aéronef et abritant un radar en mode S. Une telle réalisation met cependant en oeuvre des mécanismes qui nécessitent des installations demandeuses en temps et en précision, et une maintenance relativement fréquente. De plus, en mode déployé, elle impacte l’aérodynamisme de l’aéronef. Qui plus est, son positionnement la rend surtout efficace pour des communications avec des antennes terrestres, mais peu adaptée pour des communications satellites.

La demande de brevet CN 103887605 (inventeurs Zhou Jinzhu et al.) décrit quant à elle une aile d’aéronef incorporant des antennes réseaux (également qualifiées de réseaux d’antennes, « antenna arrays » en terminologie anglo- saxonne). Plus précisément, l’aile comporte une structure centrale bornée par un revêtement supérieur et un revêtement inférieur définissant ses surfaces externes, chacun de ces revêtements incluant une couche centrale de circuit de radiofréquence encadrée par des couches thermiquement isolante en nids d’abeille et par des panneaux supérieur et inférieur. La couche centrale inclut une antenne réseau.

Cette réalisation d’aile avec antenne intégrée rend possibles à la fois une réduction de poids et une préservation des performances aérodynamiques de l’aéronef qui en est équipé. Elle a cependant pour inconvénients des exigences contraignantes sur le positionnement antenne, étroitement lié à la configuration de l’aile, et une forte exposition à des sollicitations externes.

Résumé Le présent descriptif a en particulier pour objet de surmonter les difficultés et inconvénients mentionnés plus haut avec les systèmes existants d’antennes pour aérodynes.

Ses champs d’applications potentiels s’étendent aux communications satellites, mais également aux réseaux terrestres, et sont susceptibles d’offrir diverses possibilités d’émission et/ou réception, notamment à des fins de connectivité orientée loisirs.

Dans des modes particuliers, l’invention rend possible une mise en place rapide et simplifiée, une réalisation économique, une maintenance réduite, une préservation des propriétés aérodynamiques de l’aérodyne et/ou une bonne fiabilité de communications par ondes radio.

A cet effet, le descriptif a pour objet un aérodyne comprenant un fuselage et au moins un élément structurel externe à surface portante (dit de type « airfoil » en anglais) monté au fuselage et configuré pour assurer à l’aérodyne des propriétés aérodynamiques. Cet élément structurel externe comprend au moins une coque externe et est pourvu d’au moins une antenne.

Selon le descriptif, la ou les antenne(s) sont disposée(s) à l’intérieur de l’élément structurel externe en étant structurellement dissociée(s) de la ou des coque(s) externe(s). De plus, au moins une partie de ces coques externes est substantiellement transparente à au moins une gamme de radiofréquences, de façon à ce que la ou les antenne(s) puisse(nt) effectuer une opération choisie parmi au moins une réception et une émission d’ondes radio à travers cette ou ces partie(s) de la ou des coque(s) externe(s).

Un tel élément structurel externe à surface portante peut consister en particulier en une aile ou en une pièce d’empennage - pour cette dernière, la surface portante se manifeste de manière substantielle en cas de perturbation d’équilibre au regard d’un vol de croisière stable, et a une incidence faible ou négligeable sinon. Il peut ainsi s’agir notamment d’une dérive dorsale également appelée stabilisateur vertical (stabilisation en lacet) ou d’un stabilisateur horizontal (stabilisation en tangage).

L’élément structurel externe correspond avantageusement à une partie fixe de l’aérodyne, ce qui permet de faciliter une stabilité d’orientation d’antenne. L’aérodyne est donc avantageusement à voilure fixe. L’élément structurel externe peut cependant aussi consister en une partie fixe d’un aérodyne à voilure tournante, telle que par exemple une queue ou éventuellement une aile fixe d’hélicoptère.

Par « élément structurel externe à surface portante », on entend un ensemble structurel formant une unité aérodynamique, quelles que soient la composition ou la multiplicité des éléments qui la constituent. Par exemple, un tel élément structurel peut éventuellement inclure une dérive verticale comprenant une structure principale, ainsi que des capots inférieur, longitudinal et supérieur de cette structure principale.

La coque externe (ou les coques externes) définit (définissent) au moins une partie des contours de l’élément structurel, c’est-à-dire son interface avec l’espace environnant l’aérodyne, notamment avec l’atmosphère ambiante. Par « coque externe », on entend ainsi la partie périphérique de cet élément structurel, délimitée d’une part par une surface externe interfaçant l’élément structurel externe avec l’espace environnant l’aérodyne, et d’autre part par une surface interne sensiblement parallèle à la surface externe et proche de cette surface externe. Par « proche », on entend qu’une distance entre les surfaces externe et interne (dite épaisseur de la coque) est petite par rapport aux dimensions surfaciques, et par exemple inférieure à 15 % des deux dimensions surfaciques de la surface externe, et dans des réalisations particulières inférieure à 10 %, à 5 % et à 2 % de ces dimensions surfaciques. La coque externe peut avoir des propriétés structurelles communes le long de son épaisseur, au sens où indépendamment notamment de gradients de contraintes, de déformations ou de températures au long de l’épaisseur (variations de propriétés mécaniques ou thermiques), des mouvements ou des inclinaisons de la surface externe correspondent sensiblement à des mouvements ou des inclinaisons correspondants de la surface interne et de l’ensemble de la partie intermédiaire.

Par antenne « structurellement dissociée » de la coque externe, on entend que l’antenne disposée à l’intérieur de l’élément structurel externe est associée à une structure distincte de la coque externe, sans être unie solidairement à la coque externe par exemple par incorporation ou accolement. L’antenne relève ainsi d’une structure à part et autonome au regard de cette coque externe. Elle peut avantageusement être en particulier mobile en éloignement et/ou inclinaison par rapport à cette dernière, au moins pour son installation et sa maintenance.

Par contraste, dans une aile d’avion telle que par exemple divulguée dans la demande de brevet CN 103887605, l’antenne réseau forme avec les couches en nids d’abeille et les panneaux inférieur et supérieur qui la bordent une structure unique de coque externe composite constituant le revêtement supérieur ou le revêtement inférieur, et sont indissociablement liés structurellement. En particulier, des modifications de courbure d’un des panneaux ou d’une des couches en nids d’abeille se répercutent sur la forme, le positionnement et l’orientation de l’antenne réseau disposée en sandwich entre les couches en nids d’abeille et les panneaux.

La configuration de la présente description peut être particulièrement avantageuse, puisqu’elle autorise un positionnement et une orientation de l’antenne déconnectés des contours de l’élément structurel externe. Ceci offre potentiellement une grande flexibilité de mise en oeuvre, qui peut s’avérer précieuse pour assurer une bonne connectivité radio avec notamment des satellites.

Cette configuration peut également offrir l’avantage de permettre une meilleure protection de l’antenne vis-à-vis de sollicitations extérieures, liées par exemple à des conditions atmosphériques difficiles, à d’importants écarts de températures, ou à des chocs ou micro-impacts.

Qui plus est, la dissociation structurelle de l’antenne et de la coque externe est susceptible de faciliter considérablement les opérations de mise en place et de maintenance.

La disposition d’antennes au sein-même d’un élément structurel externe à surface portante et avec dissociation structurelle par rapport à la coque externe peut s’avérer surprenante pour une personne du métier. Elle va en effet à l’encontre d’impératifs en apparence antagonistes de bonne tenue aérodynamique de la surface portante et de transmission efficace des ondes radio. De fait, les éléments structurels externes à surface portante comportent généralement des parties perturbatrices pour la circulation des ondes, notamment métalliques, de sorte que les seules solutions réalisables pour les associer à des antennes pourraient apparaître comme un positionnement externe ou une intégration en surface - au prix des inconvénients mentionnés plus haut.

Or une caractéristique remarquable de l’aérodyne du descriptif est qu’au moins une partie des coques externes est substantiellement transparente à au moins une gamme de radiofréquences, de façon à ce que les antennes puissent recevoir et/ou émettre des ondes radio à travers cette ou ces partie(s) des coques externes.

Il est ainsi possible, dans des réalisations particulières, de préserver les qualités aérodynamiques de l’aérodyne, qui font souvent l’objet de mises au point complexes et coûteuses, tout en bénéficiant d’une grande efficacité d’émission et de réception des antennes, y compris en termes directionnels. En préservant les qualités aérodynamiques, il est en particulier possible de limiter l’impact de la traînée et ainsi de réduire la consommation de carburant. En disposant les antennes à l’intérieur de l’élément structurel externe à surface portante, on peut par ailleurs éventuellement protéger les antennes de perturbations dues à des équipements électriques existants.

Les parties des coques externes concernées par la transparence substantielle peuvent être constituées de matériaux appropriés à cet effet, faisant corps avec d’autres pièces par exemple métalliques au sein de l’élément structurel externe. Il peut s’agir par exemple d’un capot ou d’un capuchon d’une aile ou d’une dérive.

La ou les gamme(s) de radiofréquences auxquelles les parties des coques externes sont substantiellement transparentes incluent dans certains modes au moins une des bandes Ku (typiquement entre 12 et 18 GHz) et Ka (typiquement entre 26,5 et 40 GHz).

Dans d’autres modes, qui peuvent être combinés avec les précédents pour les mêmes parties ou d’autres parties, la ou les gamme(s) de radiofréquences auxquelles les parties des coques externes sont substantiellement transparentes incluent au moins une bande de fréquences de réseau cellulaire, par exemple utilisées pour des communications en technologie 4G ou 5G.

Différents moyens d’accéder aux antennes disposées à l’intérieur de l’élément structurel externe, en particulier pour des opérations de maintenance ou d’actualisation, peuvent être prévus. Dans certaines réalisations, l’élément structurel externe est monté au fuselage de manière amovible. Dans d’autres réalisations, une ou plusieurs parties de l’élément structurel externe sont amovibles, et les antennes sont accessibles par enlèvement de cette ou ces parties. Dans des variantes, des trappes ou volets d’accès aux antennes sont prévues dans l’élément structurel externe.

Dans des réalisations avantageuses, l’élément structurel externe comprend au moins un espace libre entre la ou les antenne(s) et la ou les coque(s) externe(s).

Un tel espace libre peut notamment servir à ajuster de manière flexible le positionnement ou l’orientation des antennes, lors de la mise en place de ces dernières ou au cours d’opérations de maintenance.

Dans des configurations particulières : au moins une des antennes est séparée de la surface interne de la coque externe d’au moins 3 fois l’épaisseur de la coque externe, et dans des réalisations plus spécifiques, d’au moins 5 fois, au moins 10 fois ou au moins 20 fois cette épaisseur ; au moins une des antennes est séparée de la surface interne de la coque externe d’au moins 5 cm, et dans des réalisations plus spécifiques, d’au moins 10 cm, au moins 15 cm ou au moins 20 cm ; au moins une des antennes a une inclinaison qui diffère d’au moins 10° d’une inclinaison de la surface interne la plus proche de la coque externe, et dans des réalisations plus spécifiques, d’au moins 15°, au moins 20° ou au moins 30° ; l’inclinaison de la surface interne est définie par une perpendiculaire à cette surface, et l’inclinaison de l’antenne par la ligne de visée principale de l’antenne, ou si l’antenne est plate, par une perpendiculaire au plan de cette antenne. Selon des modes particuliers, l’aérodyne comprend au moins une structure de support portant la ou les antenne(s), cette ou ces structure(s) de support étant disposée(s) à l’intérieur de l’élément structurel externe en étant structurellement dissociée de la ou des coque(s) externe(s).

Une telle structure de support peut notamment être fixée au fuselage, par exemple par collage.

Selon des modes particuliers, l’aérodyne comprend au moins un modem coopérant avec la ou les antenne(s) et disposé à l’intérieur de l’élément structurel externe.

Le(s) modem(s) et la (les) antenne(s) peuvent alors être intégrés sur au moins une même carte. Dans une variante, le modem est disposé à part au regard de l’antenne avec laquelle il coopère, et peut être utilisé de manière centralisée pour plusieurs antennes positionnées à des endroits distincts et avec le cas échéant des orientations différentes.

Dans des modes de réalisation, l’aérodyne ayant un plan horizontal (pouvant être défini par exemple comme un plan perpendiculaire à un plan vertical de symétrie par rapport aux ailes), l’antenne considérée est orientée avec un angle d’inclinaison compris entre 45° et 70° par rapport à ce plan horizontal, et dans des mises en oeuvre particulières entre 67° et 68°, et plus spécifiquement encore entre 67,4° et 67,6°.

Par angle d’inclinaison de l’antenne, on entend l’angle entre une ligne de visée de référence de l’antenne et la verticale (un angle de 0° correspondant donc à un positionnement horizontal d’une antenne plate).

Dans des modes de réalisation, les antennes sont au moins au nombre de deux et l’aérodyne comprend un ou plusieurs multiplexeur(s) configuré(s) pour multiplexer des signaux respectivement obtenus en provenance de ces antennes.

Dans certains modes, la ou les antenne(s) inclut (incluent) au moins une antenne de transmission et au moins une antenne de réception, ces antennes de transmission et de réception étant disposées sur une même carte et étant espacées de façon à éviter des interférences croisées en mode duplex intégral. Dans des réalisations avantageuses, au moins une des antennes est une antenne réseau, celle-ci pouvant être notamment à commande de phase. Dans des réalisations particulières, qui peuvent être combinées avec les précédentes, au moins une des antennes est une antenne plate.

Dans des modes avantageux, la ou les antennes sont électroniquement orientables. L’absence de partie mécanique rotative pour les antennes rend possible une diminution des risques de pannes et des besoins de maintenance.

Dans un premier type de choix de positionnement des antennes, l’élément structurel externe est une dérive dorsale et la ou les antenne(s) sont disposées dans une partie inférieure de cette dérive dorsale.

Dans un deuxième type de choix de positionnement des antennes, l’élément structurel externe est une dérive dorsale et la ou les antenne(s) sont disposées dans une partie supérieure de cette dérive dorsale.

Dans un troisième type de choix de positionnement des antennes, l’élément structurel externe est une aile.

Ces réalisations portant sur le positionnement des antennes peuvent être combinées de toutes les façons possibles, certaines antennes pouvant par exemple être disposées dans la dérive dorsale, en partie haute et/ou basse, et/ou d’autres antennes pouvant l’être dans une ou deux ailes. Notamment, les antennes réparties à différents endroits de l’aérodyne et selon différentes orientations sont susceptibles de fournir des informations complémentaires, ou de sécuriser les communications par des redondances délibérées.

Dans des modes particuliers, le ou les élément(s) structurel(s) externe(s) est (sont) composé(s) au moins partiellement d’un matériau sélectionné parmi du polymère renforcé de fibres de carbones ou CFRP (pour Carbon Fiber Reinforced Polymer), du polymère renforcé de fibres de Kevlar ou KFRP (pour Kevlar Fiber Reinforced Polymer), et du polymère renforcé de fibres de verre ou GFRP (pour Glass Fiber Reinforced Polymer).

Le descriptif a aussi pour objet un assemblage structurel externe d’aérodyne comprenant un élément structurel externe à surface portante adapté à être monté à un fuselage d’un aérodyne et configuré pour assurer à l’aérodyne des propriétés aérodynamiques. Cet élément structurel externe comprend au moins au moins une coque externe et est pourvu d’au moins une antenne. Selon le descriptif, cette ou ces antenne(s) est (sont) disposée(s) à l’intérieur de l’élément structurel externe en étant structurellement dissociée(s) de cette ou ces coque(s) externe(s). De plus, au moins une partie de cette ou ces coque(s) externe(s) est substantiellement transparente à au moins une gamme de radiofréquences, de façon à ce que le ou les antenne(s) puisse(nt) effectuer une opération choisie parmi au moins une réception et une émission d’ondes radio à travers cette ou ces partie(s) de la ou des coque(s) externe(s). Un tel assemblage structurel externe peut ainsi être réalisé séparément en y intégrant les antennes souhaitées de manière appropriée, et être ensuite fixé à un aérodyne après par exemple conditionnement et transport. Avantageusement, il est adapté à un aérodyne conforme à l’un quelconque des modes de réalisation exposées plus haut.

Le descriptif concerne également un procédé d’agencement d’au moins une antenne dans un aérodyne comprenant un fuselage et au moins un élément structurel externe à surface portante monté au fuselage et configuré pour assurer à l’aérodyne des propriétés aérodynamiques. Cet élément structurel externe comprend au moins une coque externe.

Selon le descriptif, le procédé comprend l’agencement de la ou des antenne(s) à l’intérieur de l’élément structurel externe de manière structurellement dissociée de la ou des coque(s) externe(s). De plus, au moins une partie de cette ou ces coque(s) externe(s) est substantiellement transparente à au moins une gamme de radiofréquences, de façon à ce que cette ou ces antenne(s) puisse(nt) effectuer une opération choisie parmi au moins une réception et une émission d’ondes radio à travers cette ou ces partie(s) de la ou des coque(s) externe(s).

Ce procédé est avantageusement adapté à réaliser un aérodyne conforme à l’un quelconque des modes de réalisations ci-dessus.

Le descriptif concerne également un procédé d’agencement d’un ensemble d’antennes apte à émettre ou recevoir dans une gamme de radiofréquence dans un aérodyne existant mis en oeuvre soit au cours d’une opération initiale d’installation, soit dans une opération ultérieure de maintenance ou d’actualisation, le dit procédé comprenant les étapes de : démontage d’au moins un composant d’un élément structurel externe à la surface portante de l’aérodyne existant, le composant étant substantiellement transparent à la gamme de radiofréquence ; mise en place de l’ensemble d’antennes dans une zone dégagée par le démontage de l’étape; ajustement d’un harnais électronique et électrique connectant l’ensemble d’antennes à un système de communication radio et à une alimentation électrique à l’intérieur du fuselage ; reformation de l’élément structurel externe de manière à recouvrir l’ensemble d’antennes mis en place.

L’au moins un composant de démontage peut être un capot de l’aérodyne. L’étape de mise en place peut comprendre une étape de fixation d’une structure porteuse d’antennes sur le fuselage. L’étape de reformation peut comprendre une étape de remontage du ou des composants démontés.

Présentation des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lumière de la description ci-après d’exemples de réalisation, donnée à titre non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] la figure 1 représente un avion de ligne selon plusieurs modes de réalisation permettant de le rendre conforme à un aérodyne selon le descriptif

[Fig. 2] la figure 2 est un schéma de principe illustrant fonctionnellement une exploitation avec communications satellite d’un aérodyne conforme à un mode de réalisation particulier (antennes en partie basse de dérive dorsale) ;

[Fig. 3] la figure 3 représente schématiquement et de manière simplifiée une distribution angulaire de rayonnement d’antennes en vol pour un aérodyne du type de la figure 2 ;

[Fig. 4] la figure 4 illustre plus précisément en coupe transversale et en vue partielle un exemple de disposition d’antennes plates en partie basse de dérive dorsale, correspondant au mode des figures 2 et 3 ; [Fig. 5] la figure 5 montre en coupe longitudinale et en vue partielle l’exemple de la figure 4 ;

[Fig. 6] la figure 6 représente en vue latérale des composantes d’un ensemble de dérive dorsale, dans lequel peuvent être installées des antennes conformément à l’exemple illustré sur les figures 4 et 5 ;

[Fig. 7] la figure 7 montre une pièce inférieure de recouvrement de dérive dorsale au niveau fuselage, appelée sabot, ce dernier faisant partie de l’ensemble de dérive dorsale de la figure 6 et étant prévu pour mettre en place des antennes conformément à l’exemple des figures 4 et 5 ;

[Fig. 8] la figure 8 montre en l’absence de sabot de la figure 7 une zone de fuselage correspondante ;

[Fig. 9] la figure 9 montre la zone de fuselage de la figure 8 après fixation de pieds de support par collage ;

[Fig. 10] la figure 10 représente en perspective une structure porteuse configurée pour le positionnement d’antennes et prévue pour être installée dans la zone de fuselage des figures 8 et 9 ;

[Fig. 11] la figure 11 montre la zone de fuselage des figures 8 et 9 après mise en place de la structure porteuse de la figure 10 fixée sur les pieds de support de la figure 9 ;

[Fig. 12] la figure 12 montre en perspective la zone de fuselage avec structure porteuse de la figure 11 après mise en place de panneaux destinés à la fixation d’antennes plates ;

[Fig. 13] la figure 13 représente en vue latérale la zone de fuselage avec structure porteuse équipée des panneaux de la figure 12 ;

[Fig. 14] la figure 14 montre un exemple de bloc d’antennes réseaux pouvant être utilisé pour un aérodyne selon le descriptif, et plus précisément en positionnement dans des panneaux de structure porteuse telle que ceux des figures 12 et 13 ;

[Fig. 15] la figure 15 est une vue éclatée du bloc d’antennes réseaux de la figure 14 ;

[Fig. 16] la figure 16 montre une architecture fonctionnelle de communications radio, pouvant être utilisée notamment en combinaison avec un ou plusieurs blocs d’antennes réseaux des figures 14 et 15 dans un aérodyne conforme au descriptif ;

[Fig. 17] la figure 17 est un schéma de principe illustrant des connexions entre quatre blocs d’antennes réseaux du type des figures 14 et 15 en position et des modems de traitement pouvant faire partie de l’architecture fonctionnelle de la figure 16 ;

[Fig. 18] la figure 18 schématise un harnais de câblage électrique et électronique au sein d’un aérodyne du type de la figure 2 ;

[Fig. 19] la figure 19 est une photo montrant une installation de test d’antennes réseaux telles que par exemple celles des figures 14 et 15 en position dans un sabot tel que celui de la figure 7 ;

[Fig. 20] la figure 20 montre partiellement une variante d’une structure porteuse avec blocs d’antennes réseaux ;

[Fig. 21] la figure 21 représente schématiquement en vue de haut la structure porteuse avec blocs d’antennes réseaux de la figure 20, en position dans un sabot tel que par exemple celui de la figure 7 ;

[Fig. 22] la figure 22 est une illustration de principe schématisant en coupe transversale différents modes d’installation de panneaux d’antennes à l’intérieur d’un sabot, en relation par exemple avec la figure 13 ou les figures 20 et 21 ;

[Fig. 23] la figure 23 montre schématiquement en coupe transversale un autre mode d’installation de panneaux d’antennes que ceux de la figure 22 ;

[Fig. 24] la figure 24 est un schéma de principe montrant fonctionnellement un aérodyne conforme au mode de réalisation de la figure 2, avec un autre type d’antennes réseaux que celles des précédentes figures ;

[Fig. 25] la figure 25 est un schéma de principe montrant fonctionnellement un aérodyne conforme à un mode de réalisation particulier distinct de celui de la figure 2 (antennes à l’intérieur d’une aile côté fuselage) ;

[Fig. 26] la figure 26 présente un organigramme de mise en oeuvre d’un procédé d’agencement d’antenne selon la présente description, dans le cadre d’une adaptation ou de la maintenance d’un aérodyne opérationnel ; [Fig. 27] la figure 27 présente un organigramme de mise en œuvre d’un procédé d’agencement d’antenne selon la présente description, dans le cadre d’une construction ou d’une transformation d’aérodyne.

Sur les figures, des éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes références. De plus, les suffixes « A » et « B » utilisés pour des références spécifient conventionnellement des éléments comme étant situées respectivement du côté droit ou gauche d’un aérodyne dans le sens de navigation.

Description détaillée de modes de réalisation

La présente description illustre les principes exposés de telle sorte qu’une personne du métier est en mesure de concevoir diverses modalités qui, bien que non explicitement décrites ou montrées, incorporent les principes du descriptif et sont incluses dans son esprit et sa portée.

Tous les exemples et le langage conditionnel exposés ici ont des fins explicatives pour aider le lecteur à comprendre les principes du descriptif et les concepts développés par les inventeurs pour étendre l’état de l’art, et doivent être interprétés comme n’étant pas restreints à de tels exemples et conditions spécifiquement décrits.

De plus, toutes les mentions récitant des principes, aspects et modes de réalisation du descriptif, aussi bien que des exemples spécifiques correspondants, ont vocation à en couvrir à la fois des équivalents structurels et fonctionnels. De tels équivalents ont également vocation à inclure à la fois des équivalents connus et des équivalents qui seront développés dans l’avenir, à savoir tous éléments développés qui remplissent la même fonction, indépendamment de leur structure.

Ainsi, par exemple, une personne du métier appréciera que les schémas blocs présentés ici fournissent des vues conceptuelles incorporant les principes du descriptif. Les termes « adapté pour » et « configuré pour » sont utilisés dans le présent descriptif comme couvrant de manière large une configuration initiale, une adaptation ultérieure, un complément, ou toute combinaison de ces derniers. Un avion 1 (figure 1), pouvant être par exemple un avion de ligne tel que celui commercialisé sous la marque A321 par la société Airbus, a une cellule incluant un fuselage 10 et des ailes 13 pourvues de capots 131 en leur emplanture de fixation au fuselage 10, ces capots 131 étant par exemple constitués en polymère renforcé de fibres de Kevlar (KFRP) et contribuant au carénage aérodynamique des ailes 13 en complément d’une partie principale 130, métallique. L’avion 1 comprend également un empennage incluant une dérive dorsale 11 et des stabilisateurs horizontaux 12, la dérive dorsale 11 étant pourvue de capots tels qu’un capot inférieur 111 au niveau de sa zone de fixation au fuselage 10, dit sabot (« shoe cover » en anglais) un capot 112 en extrémité supérieure de dérive 11 , dit capuchon (« hood cover » en anglais), et un capot allongé en partie supérieure de dérive 11 et reliant le sabot 111 et le capuchon 112, dit capot longitudinal (« roof cover » en anglais), ces capots 111 , 112 et 113 contribuant au carénage aérodynamique de la dérive 11 en complément d’une partie principale 110, métallique. Le sabot 111 et le capuchon 113 sont par exemple constitués en polymère renforcé de fibres de verre (GFRP).

L’avion 1 est particularisé par la présence d’une ou plusieurs antennes à l’intérieur de la dérive 11 et/ou d’au moins une des ailes 13, et plus précisément à l’intérieur d’au moins une de leurs parties consistant en le sabot 111 et le capuchon 112 de dérive et les capots d’ailes 131 , comme détaillé ci- après.

Il est entendu que cette liste de parties d’éléments structurels externes à surface portante n’est pas exhaustive, et que dans des variantes de réalisation, des antennes peuvent être placées par exemple à l’intérieur du capot longitudinal 112 constitué en GFRP.

Dans certains modes, des antennes sont présentes à divers emplacements de l’avion 1 et sont exploitées conjointement, par exemple par traitement combiné de signaux obtenus en provenance de ces antennes et/ou de signaux transmis par ces antennes. Il est ainsi possible d’enrichir les capacités de transmission et de réception, notamment en termes de portée, de couverture directionnelle et/ou de gain.

L’exploitation d’une antenne 2 à l’intérieur du sabot 111 de la dérive 11 dans l’avion 1 est par exemple effectuée tel qu’exposé ci-après en relation avec la figure 2 (de multiples antennes du type de l’antenne 2 pouvant être actives conjointement dans le sabot 111 ). À l’intérieur de l’avion 1 , l’antenne 2 est intégrée dans un système de communication embarqué 5 comprenant également un modem 6, un réseau électronique et électrique 511 de l’avion 1 , et un réseau sans fil local (dit LAN pour « Local Area Network ») 512.

En fonctionnement de l’antenne 2 active, l’avion 1 communique avec un satellite 31 en réception (lien descendant 311 , par exemple à 10 Gbit/s) et en transmission (lien montant 312, par exemple à 1 Gbit/s), le satellite 31 étant en liaison radio avec une antenne parabolique passerelle 321 au sol, qui est connectée à un centre de traitement 322 et via ce dernier à des ressources informatiques 323 (par exemple du type en nuage ou cloud) et interfaces associées. La bande passante possible dépend surtout des capacités du ou des satellites en liaison avec l’avion.

Les communications entre l’avion 1 et le satellite 31 , dont un schéma de principe est visible sur la figure 3, reposent sur les capacités de transmissions via l’antenne 2 à travers le sabot 111 de la dérive 11 . L’emplacement de l’antenne 2 peut offrir des lignes de visée droite 313A ou gauche 313B (droite et gauche étant définies par rapport au sens de navigation) sensiblement perpendiculaires à l’axe du fuselage 10, et de relativement larges ouvertures angulaires de rayonnement 314A ou 314B respectivement à droite et à gauche (les représentations du rayonnement étant purement de principe et ne rendant pas compte de diagrammes de rayonnement effectifs).

La combinaison d’au moins deux antennes du type de l’antenne 2 dans le sabot 111 , judicieusement positionnées et orientées, rend possible des communications radio efficaces tant à droite qu’à gauche de l’avion 1 , conformes au schéma type de la figure 3. Une sélection d’antennes actives peut ainsi être effectuée en particulier en fonction d’un positionnement spatial et directionnel de l’avion 1 par rapport à des satellites de communication (notamment en tenant compte des positions azimutales de ces satellites par rapport à l’avion 1 ).

Une telle disposition, illustrée sur les figures 4 et 5, exploite par exemple huit blocs d’antennes incluant à gauche quatre blocs d’antennes réseaux plates 211 B, 212B, 213B et 214B, et symétriquement à droite quatre blocs d’antennes réseaux plates non représentées. Ces antennes sont proches en leur partie supérieure d’un plan vertical de symétrie du sabot 111 , et sont inclinées d’environ 72° par rapport à un plan horizontal (figure 4), de sorte qu’elles ont des lignes de visée élevées d’environ 18° par rapport à l’horizontale de l’avion 1 perpendiculairement à l’axe du fuselage 10.

Les blocs d’antennes 211 B, 212B, 213B et 214B de gauche et celles correspondantes de droite sont portées deux par deux par des panneaux 411 B et 412B à gauche, et symétriquement à droite 411 A et 412A, qui donnent aux antennes les inclinaisons souhaitées (figure 5), et sont articulés au moyen de charnières 42 à une ou plusieurs structures non représentées. À titre purement illustratif, les panneaux 411 A, 412A, 411 B et 412B ont des dimensions en hauteur et en largeur de l’ordre de 50 cm, et les blocs d’antennes des panneaux de droite 411 A et 412A sont espacés horizontalement d’une distance comprise entre 45 et 50 cm (par exemple 47 cm, de même pour les blocs d’antennes des panneaux de gauche 411 B et 412B).

Une partition peut être faite entre antennes pour la réception et la transmission, les blocs d’antennes 211 B et 212B étant par exemple utilisée pour la transmission et les blocs d’antennes 213B et 214B pour la réception. La distance entre les blocs d’antennes peut alors rendre possible un fonctionnement en mode duplex intégral (appelé « full duplex » en terminologie anglo-saxonne), en évitant des interférences entre la réception et l’émission.

Le nombre et/ou la taille des blocs d’antennes peuvent être adaptés en fonction des besoins et de l’espace disponible, les exemples exposés dans la présente demande n’étant pas limitatifs. Un procédé de mise en place de telles antennes 2 à l’intérieur du sabot 111 d’un avion existant peut être mené par exemple de la manière suivante, en référence aux figures 6 à 13. En l’absence d’installation des antennes 2, le sabot 111 est fixé de manière amovible sur le fuselage 10 et borde la partie principale 110, métallique, de la dérive dorsale 11 , le capot longitudinal 113 étant positionné sur la partie principale 110 dans le prolongement du sabot 111 (figure 6). Le sabot a par exemple une longueur d’environ 1 ,20 m (selon l’axe du fuselage), et est constitué principalement de GFRP, de film adhésif et de structure alvéolée. Pour l’installation, on dépose le capot longitudinal 113 (figure 7), puis on démonte le sabot 111 (figure 8), avant de fixer sur le fuselage 10 (figure 9) des pieds de support 421 (« brackets » en anglais, au nombre de trois en triangle dans l’exemple représenté), qui vont servir à fixer une structure porteuse 40 (figure 10). Un simple collage des pieds 421 , comme représenté, peut s’avérer satisfaisant à cet effet. La structure porteuse 40 est configurée pour être fixée au fuselage 10 d’une part par des parties fraisées 422 et d’autre part aux pieds 421 respectivement par des éléments de fixation 423, et pour recevoir des panneaux qui maintiennent des antennes plates, tels que par exemple les panneaux 411 A, 412A, 411 B et 412B ci-dessus. La structure porteuse 40 est ainsi fixée au fuselage 10 à un emplacement prévu pour le sabot 111 (figure 11 ). On met ensuite les panneaux 411 A, 412A, 411 B et 412B en position sur la structure porteuse 40 (figures 12 et 13), et après installation des blocs d’antennes réseaux plates correspondantes, par exemple 211 B, 212B, 213B et 214B du côté gauche, dans des espacements dédiés 413 des panneaux, et câblage approprié (électrique et électronique), on peut remettre en place le sabot 111.

Dans des configurations appropriées, l’ensemble de ces opérations peut s’avérer particulièrement simple et économique à mettre en oeuvre sur des avions existants. Qui plus est, une fois l’installation faite, la maintenance peut ne requérir que des efforts limités, tant pour par exemple l’entretien des antennes et des câblages que pour celui de la structure porteuse 40.

Plus précisément, dans des exemples avec conditions favorables, il a été constaté que l’ensemble des opérations peut être effectué en moins de 5 heures, l’accès à la zone de positionnement des antennes et le câblage étant aisés.

Plus de précisions sont données ci-après sur la configuration des antennes 2 et de leurs composants associés, dans des exemples particuliers de réalisation. À cet effet, on notera que l’intégration locale de fonctionnalités associées aux antennes sous le sabot 111 peut être effectuée à différents degrés de complexité, tandis que des fonctionnalités non intégrées localement peuvent être reportées à l’intérieur du fuselage 10 en utilisant une connectique appropriée.

Un bloc d’antennes 20, tel que représenté sur les figures 14 et 15, comprend par exemple deux sous-réseaux 221 et 222 de 256 éléments (« patches » en anglais), et est identique en réception ou en transmission. Ce bloc d’antennes 20 peut prendre la forme d’une carte de circuit imprimé ou PCB (pour « Printed Circuit Board »). Dans le présent exemple, dans lequel les cartes d’antennes 201 sont incorporées avec d’autres éléments dans un boîtier 202 en aluminium avec scellement 204 en silicone et recouvert d’un couvercle 203 en plastique, la fonctionnalité modem est réduite à des cartes contrôleurs 206 (pour commande d’antenne et traçabilité), un ou plusieurs modems étant prévus à l’intérieur du fuselage 10 pour effectuer les traitements effectifs associés. Le bloc d’antennes 20 comprend également des connecteurs 205, un assemblage de ventilation 207 (permettant de refroidir une plaque métallique passive) et une brique 208 d’alimentation électrique en courant continu.

Le bloc d’antennes 20, et ses deux sous-réseaux 221 et 222, sont multifaisceaux, et sont par exemple adaptés à des communications satellite à la fois avec des satellites à orbite terrestre géostationnaire ou GEO (pour « Geostationary Earth Orbit ») et à orbite terrestre basse ou LEO (pour « Low Earth Orbit »). Le bloc d’antennes 20 a par exemple une longueur (dans le sens parcourant les deux sous-réseaux 221 et 222) comprise entre 46 et 47 cm, une largeur comprise entre 42 et 43 cm, et une profondeur de l’ordre de 5,5 cm. L’ensemble formé par la structure porteuse 40 munie des panneaux 411 A, 412A, 411 B et 412B et des blocs d’antennes 20 peut avoir un poids relativement limité, par exemple de l’ordre de 50 kg.

Un système de communication radio 50, coopérant avec les blocs d’antennes tels que le bloc d’antenne 20 ci-dessus et installé à l’intérieur du fuselage 10, comprend par exemple principalement les éléments suivants, en référence à l’architecture de principe représentée sur la figure 16. En plus d’une partie modem 60, le système de communication radio 50 inclut : une unité de traitement 71 comprenant un sous-système de processeur de signal numérique ou DSP (pour « Digital Signal Processor »), un sous-système processeur ou CPU (pour « Central Processing Unit »), un contrôleur d’accès direct à la mémoire ou DMA (pour « Direct Memory Access ») et un contrôleur de mémoire externe, des connectiques 72 de liaison à des périphériques, des couches physiques et de liaison de données (couche MAC pour « Medium Access Control ») 73 pour communications avec des clients, incluant des interfaces utilisateurs, et des bus 74 interconnectant l’ensemble des éléments du système de communication radio 50.

La partie modem 60 comporte plus spécifiquement une sous-partie démodulation 601 (avec unités parallèles de démodulation) et une sous-partie modulation 602, la démodulation étant associée en réception en amont à des convertisseurs analogique-numérique 603 et en aval à des modules 605 d’extraction de données à partir de trains de transport par notamment décapsulation, et la modulation étant associée en transmission en amont à des modules 606 de préparation de trains de transport par notamment encapsulation et en aval à des convertisseurs numérique-analogique 604.

Les signaux transmis et reçus par le système de communication radio 50 via la partie modem 60 sont par exemple des signaux satellite conformes à la norme DVB-S2 (pour « Digital Video Broadcasting » - deuxième génération pour diffusion satellites). De plus, les blocs d’antennes 20 et la partie modem 60 peuvent être notamment configurés pour des transmissions dans des bandes Ku et/ou Ka. Par exemple, les blocs d’antennes 20 sont configurés pour recevoir et transmettre dans la bande Ku, entre 10,7 et 12,7 GHz en réception et entre 14 et 14,5 GHz en transmission, avec une efficacité de transmission de l’ordre de 80 %. Par exemple également, ces blocs d’antennes 20 ont en transmission une puissance effective rayonnée équivalente ou EIRP (pour « Effective Isotropie Radiated Power ») de 32 dBW et ont en réception un facteur de performance G/T (gain sur température de bruit) de 3 db/K.

Également, les blocs d’antennes 20 et la partie modem 60 peuvent être configurés pour effectuer de la formation de faisceau (également appelée beamforming) avec ajustement de phase et de gain pour chaque chemin, fournissant ainsi des capacités multifaisceaux. Par exemple, jusqu’à 32 faisceaux distincts peuvent être générés et jusqu’à 32 faisceaux distincts peuvent être traités (32 entrées et 32 sorties de signaux), avec une largeur de bande de signal simultanément traitée de 880 MHz (répartie entre les canaux). Dans d’autres exemples, jusqu’à 16 faisceaux, ou jusqu’à 8 faisceaux peuvent être traités.

À titre d’exemple, les blocs d’antennes 20 peuvent utiliser des composants développés par la société SatixFy tels qu’un circuit intégré spécialisé ou ASIC (pour « Application Spécifie Integrated Circuit ») pour antenne réseau plate active, commercialisé sous la marque « PRIME », et un composant intégré pour radiofréquences ou RFIC (pour « Radio Frequency Integrated Circuit »), interfacé entre une antenne réseau à commande de phase et un ASIC « PRIME » et agissant comme un module frontal, commercialisé sous la marque « BEAT ».

De manière très schématique, comme représenté sur la figure 17, les blocs d’antennes 20 prévus pour être disposés à l’intérieur du sabot 111 sont connectés en série à deux modems 621 et 622 prévus pour être disposés à l’intérieur du fuselage 10.

À titre illustratif, un harnais de câblage électronique et électrique entre les antennes 2 disposées à l’intérieur du sabot 111 et les fonctionnalités présentes à l’intérieur du fuselage 10 peut par exemple, comme sur la figure 18, comprendre un cheminement électronique 51 de routage vers un ou plusieurs modems 62 (par exemple les modems 621 et 622 ci-dessus) et un cheminement électrique 52 vers une alimentation électrique 53 à l’avant de l’appareil. Une traversée de faible diamètre à proximité des antennes 2 au niveau du fuselage 10, par exemple à une distance comprise entre 1 m et 1 ,5 m, suffit à faire passer le câblage approprié vers une zone pressurisé sans poser de difficulté particulière, comme connu d’une personne du métier. À l’intérieur du fuselage 10, le trajet de câblage peut par exemple passer par des plafonds.

L’alimentation électrique peut être répartie en plusieurs câbles (par exemple quatre) afin d’éviter un ampérage trop élevé. Des valeurs maximales de l’ordre de 12,5 A pour l’ampérage et 28 V en courant continu pour la tension sont par exemple respectées.

La préexistence éventuelle de trous dans le fuselage à proximité du sabot 111 , exploités dans certains modèles d’avion 1 pour des tests préliminaires ou périodiques de performance, facilite d’autant plus la mise en place du harnais. Sinon, on peut percer la structure du fuselage 10 en minimisant l’intervention et d’une manière sécurisée connue d’une personne du métier.

On peut noter que des tests menés dans une chambre anéchoïque en réception et en transmission sur des exemples du type de ceux exposés plus haut, ainsi que représenté sur la photo de la figure 19, ont permis d’établir la bonne tenue en rayonnement d’antennes 2 lorsqu’elles sont positionnées à l’intérieur d’un sabot 111 , et d’obtenir des plages pertinentes d’utilisation en fréquences. Les cas particuliers examinés ont fait l’objet de mesures d’ElRP en transmission et d’indicateur d’intensité de signal reçu et de RSSI (pour « Received Signal Strength Indicator ») en réception, pour des ondes à polarisation verticale ou horizontale, différents angles d’incidence, et diverses fréquences. Les résultats obtenus ont conduit à observer un schéma de rayonnement préservé en présence du sabot 111 par comparaison avec des mesures en son absence, avec atténuation à différents angles pour différentes fréquences, et une transparence satisfaisante du sabot 111 pour des fréquences de l’ordre de 11 GHz en réception et de l’ordre de 14 GHz en émission, un bon compromis étant obtenu en émission-réception avec une fréquence commune de 11 ,5 GHz (bande Ku).

Des essais ont été également faits au sol sur des véhicules en déplacement avec la parte inférieure de la dérive dorsale (sabot 111 ) monté sur le toit et des liaisons satellites disponibles, et ont ainsi confirmé en conditions représentatives le bon fonctionnement du dispositif.

Dans d’autres modes de réalisation des blocs d’antennes, ceux-ci incorporent directement des fonctionnalités substantielles ou complètes de modems. Il n’est alors plus nécessaire de prévoir à l’intérieur du fuselage 10 des équipements modems tels que ceux décrits précédemment, et le harnais peut être simplifié en conséquence.

Une autre réalisation d’une structure porteuse que celle exposée précédemment, représentée schématiquement sur les figures 20 et 21 et référencée 43, comprend deux panneaux droit 431 A et gauche 431 B inclinés, joints en leur partie supérieure et disposés symétriquement par rapport à un plan vertical dans l’axe du fuselage 10. La structure porteuse 43 est prévue pour recevoir quatre blocs d’antennes du type 20 décrit ci-dessus, dont deux blocs d’antennes 215A et 216A sur le panneau droit 431 A, et deux blocs d’antennes 215B et 216B sur le panneau gauche 431 B.

Différentes configurations d’une structure porteuse de ce type sont réalisables selon le présent descriptif, en fonction des angles d’inclinaison de tels panneaux 431 A et 431 B par rapport à l’horizontale. Ainsi, des illustrations de principe montrent sur la figure 22, en position à l’intérieur du sabot 111 , une structure porteuse 441 avec angles d’inclinaison de 45°, une structure porteuse 442 avec angles d’inclinaison de 60°, et suggèrent diverses inclinaisons intermédiaires de respectivement 48°, 50°, 52°, 54°, 56° et 58°. Dans un mode particulier, une structure porteuse comprend un mécanisme, par exemple à base d’encoches ou de crochets, qui permet d’ajuster l’inclinaison des panneaux selon différents angles. Cette réalisation peut être particulièrement intéressante pour une utilisation en série d’un même modèle de structure porteuse, car elle permet une adaptation flexible de la configuration de cette structure à plusieurs types d’aérodynes, d’éléments structurels externes choisis pour le positionnement des antennes, de catégories d’antennes, ou d’applications de communications radio.

Dans une autre réalisation, représentée schématiquement sur la figure 23, une structure porteuse 45 a pour son panneau droit 451 A et son panneau gauche 451 B des angles d’inclinaison de 70°.

D’autres types d’antennes que celles décrites précédemment sont possibles. Par exemple, comme représenté sur la figure 24, avec l’avion 1 pouvant être par exemple un avion de ligne tel que celui commercialisé sous la marque A330 par la société Airbus, un bloc d’antennes 23 comprend à droite une antenne réseau plate 231 étendue vers la droite, et à gauche une antenne réseau plate 232 sensiblement carrée et de plus petite taille que l’antenne réseau 231 et espacée de cette dernière. Les antennes réseaux 231 et 232 sont prévues respectivement pour la réception et la transmission d’ondes radio, la réception étant plus demandeuse en performance que la transmission. L’espace entre les antennes 231 et 232 permet d’éviter des interférences entre émission et réception en fonctionnement en duplex intégral.

Dans une autre réalisation de l’avion 1 (pouvant être par exemple également celui commercialisé sous la marque A330 par la société Airbus) représentée sur la figure 25, qui peut être combinée avec les précédentes, des antennes 2 sont disposées à l’intérieur d’au moins un des capots 131 des ailes 13 au voisinage du fuselage 10. Les antennes 2 sont connectées à un ou plusieurs modems 6 dédiés aux traitements combinés des signaux correspondants.

Les antennes exploitées dans cette configuration sont avantageusement de petite taille, comparées à celles qui peuvent être installées à l’intérieur d’une dérive ainsi qu’exposé précédemment.

Les systèmes de communication radio 50 coopérant avec les blocs d’antennes 2 peuvent prendre toute forme appropriée connue d’une personne du métier pour réaliser les fonctions mentionnées et produire les effets ou résultats mentionnés. Ils peuvent en particulier inclure des appareils, des composants, ou des parties physiques d’appareil(s) ou de composant(s), que ces parties soient regroupées dans une même machine ou dans des machines distinctes, pouvant être éloignées au sein de l’aérodyne considéré. Par ailleurs, les fonctionnalités de traitement des signaux peuvent être exécutées sous forme matérielle, logicielle, de micrologiciel (également appelé firmware), ou de toute forme mixte de ces dernières.

Les antennes 2 peuvent quant à elles être disposées dans toute zone pertinente de l’aéronef ou dans plusieurs d’entre elles, et les signaux correspondants peuvent être traités séparément ou conjointement au moyen des systèmes de communication radio 50 de toutes manières techniquement réalisables pour réaliser les fonctions mentionnées et pour produire les effets ou résultats mentionnés.

Un procédé d’agencement 81 d’un ensemble d’antennes dans un aérodyne existant peut être mis en oeuvre soit au cours d’une opération initiale d’installation, soit dans une opération ultérieure de maintenance ou d’actualisation. Un tel procédé 81 comprend par exemple les étapes suivantes, illustrées sur la figure 26 : tout d’abord (étape 811 ), démontage d’au moins un composant (tel qu’un capot) d’un élément structurel externe à surface portante ; ensuite (étape 812), mise en place de l’ensemble d’antennes dans une zone dégagée par le démontage de l’étape 811 , par exemple via fixation d’une structure porteuse d’antennes sur le fuselage ; ajustement (étape 813) d’un harnais électronique et électrique connectant l’ensemble d’antennes à un système de communication radio et à une alimentation électrique à l’intérieur du fuselage ; reformation (étape 814) de l’élément structurel externe, par exemple par remontage du ou des composants démontés, de manière à recouvrir l’ensemble d’antennes mis en place.

Une telle installation d’antennes dans des aérodynes existants est particulièrement intéressantes, puisqu’elle permet à moindres coûts et avec des efforts réduits de transformer des aérodynes en cours d’exploitation afin de les rendre conformes au présent descriptif. Un procédé d’agencement 82 d’un ensemble d’antennes dans un aérodyne en construction peut être mis en oeuvre séparément dans un élément structurel externe à surface portante avant raccordement au fuselage. Un tel procédé 82 comprend par exemple les étapes suivantes, illustrées sur la figure 27 : tout d’abord (étape 821 ), dégagement d’une zone de mise en place à l’intérieur de l’élément structurel externe, configurée pour recevoir au moins un composant (tel qu’un capot) de cet élément ; ensuite (étape 822), mise en place de l’ensemble d’antennes dans cette zone dégagée, par exemple via fixation d’une structure porteuse d’antennes, et recouvrement de l’ensemble d’antennes par mise en place du ou des composants ; transport (étape 823) de l’élément structurel externe jusqu’à un chantier de construction d’un aérodyne ; fixation (étape 824) de l’élément structurel externe sur un fuselage, au cours des opérations de construction de l’aérodyne ; ajustement (étape 825) d’un harnais électronique et électrique connectant l’ensemble d’antennes à un système de communication radio et à une alimentation électrique à l’intérieur du fuselage, éventuellement après démontage du ou des composants de l’élément structurel externe puis remontage après ajustements.

Une telle installation d’antennes en amont dans des éléments destinés à la construction d’aérodynes est particulièrement intéressante, car elle permet de mettre en oeuvre des productions en série, par exemple d’ailes ou de dérives, qui peuvent ensuite faire l’objet de distributions ou d’exportation vers des endroits éloignés. On peut ainsi rationaliser la fabrication et réduire les coûts fixes, tout en centralisant une expertise correspondante.

De multiples autres exemples d’antennes, de systèmes de communication radio et de configurations de mise en place dans des éléments structurels externes à surface portante d’aérodynes peuvent également être développés en préservant les fonctionnalités exposées. La sélection de ces entités est avantageusement effectuée de manière conjointe, en tenant compte de leurs interactions et des finalités recherchées. Par exemple, le positionnement et l’orientation des antennes peut être déterminée par le biais de structures porteuses en fonction du nombre, des capacités et types de fonctionnement, et du traitement éventuellement combiné (en émission et/ou en réception) de ces antennes.

En particulier, bien que les antennes et systèmes de communication radio décrits dans l’exposé soient dédiés à des transmissions satellites, ils peuvent également consister en des antennes de systèmes de communication radio configurés pour des transmission terrestres, par exemple prévues pour des réceptions et émissions en 4G et/ou 5G, particulièrement utiles notamment lorsque l’aérodyne est sur un tarmac. La présence conjointe d’antennes prévues pour des transmissions satellites et terrestres dans un aérodyne peut être particulièrement intéressante. D’autres types d’antennes que des antennes plates et/ou réseaux peuvent aussi être utilisées.

D’autre part, en plus de l’installation d’antennes à l’intérieur d’un sabot ou d’un capuchon de dérive, ou d’un capot d’ailes au niveau de leur emplanture de fixation au fuselage, celles-ci peuvent être également installés par exemple (exclusivement ou en combinaison avec certaines des dispositions ci-dessus) à l’intérieur d’autres parties d’éléments structurels externes ayant la transparence souhaitée aux ondes radio à recevoir ou à transmettre (capot longitudinal de dérive, capot de stabilisateur horizontal d’empennage, etc.). Il peut alors convenir de prévoir un harnais approprié pour les connexions électroniques et électriques, ou d’autres moyens remplissant des fonctions similaires.

Dans certains modes de réalisation, les blocs d’antennes sont pourvus d’un ensemble de capacités de traitement, notamment en termes de modems, qui réduisent sensiblement ou rendent inutiles des traitements complémentaires réalisés à distance à l’intérieur du fuselage.

Des exemples de structures porteuses d’antennes ont été détaillés dans le descriptif. Cependant, toutes sortes d’autres structures porteuses peuvent être utilisées, y compris des structures mobiles pouvant conférer aux antennes des orientations et/ou positionnements variables dans le temps, notamment par télécommande ou programmation préalable. Les structures porteuses offrent avantageusement la possibilité d’appliquer aux antennes des positions et/ou des orientations à l’intérieur de l’élément structurel externe à surface portante, sans que ces positions et/ou orientations soient dictées par la coque externe de l’élément structurel externe. Une telle configuration peut être mise en oeuvre lors de l’installation initiale et/ou lors d’opérations de maintenance. Dans des réalisations particulières, les structures porteuses sont fixées au fuselage et n’ont aucun lien structurel direct avec l’élément structurel externe qui les entoure. Dans d’autres réalisations, les structures porteuses ont au moins une connexion avec cet élément structurel externe, pouvant former notamment une ou plusieurs liaisons complètes et/ou liaisons pivots. Les structures porteuses peuvent être fixes et disposer de volets ou panneaux orientables, de bras et/ou de crans de fixation, permettant de décider de manière souple la position et l’orientation des antennes portées, par exemple en fonction des capacités et du nombre de ces dernières et des missions à effectuer.

Sur la base du présent descriptif et des modes de réalisation détaillés, d’autres mises en oeuvre sont possibles et à la portée d’une personne du métier tout en restant dans le cadre de la présente invention. Des éléments spécifiés peuvent notamment être intervertis ou associés de toutes manières restant dans le cadre de la présente divulgation. Également, des éléments de différentes mises en oeuvre peuvent être combinés, complétés, modifiés ou supprimés de façon à produire d’autres mises en oeuvre. L’ensemble de ces possibilités sont visées par la présente divulgation.