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Enveloppe de support pour réservoirs à liquide flexibles pour avions.
Cette invention se rapporte aux réservoirs à liquide flexibles pour avions et particulièrement à leurs enveloppes de support.
Jusqu'à présent il était courant d'entourer les réser- voirs à combustible flexibles du genre ,auto-obturateur pour avions militaires et les réservoirs non auto-obturateurs plus légers pour avions commerciaux, de parois en tôle renforcées servant également de support pour empêcher leur déformation. On a parfois donné à ces réservoirs flexibles la forme de certaines parties de l'aile,du fuselage, d'un flotteur dont le recouvrement métal- lique extérieur servait alors de support partiel pour ces réser- voirs, tandis que dans d'autres cas, la structure intérieure de
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l'avion nécessitait un dessin particulier afin de loger convena- blement le réservoir à carburant et ses parois de support.
Cependant, l'expérience acquise en combat a montré que la tôle ne donnait pas entière satisfaction comme enveloppe ou support pour les réservoirs à combustible, du fait que lorsque de telles enveloppes étaient percées par un projectile, le trou résultant était généralement entouré de bords évasés déchiquetés pénétrant dans le réservoir et empêchant ainsi son obturation.
Un état de choses semblable ou pire était créé à l'endroit de sortie du projectile. Ici, une partie de la paroi métallique entourant le trou bombait vers l'extérieur et le trou dans le réservoir, au lieu de s'obturer, était ouvert davantage par la pression du liquide. On a constaté que le remplacement de l'en- veloppe métallique par des enveloppes en d'autres matériaux tels que le triplex, la fibre vulcanisée et d'autres matériaux, ne donnait pas satisfaction, parce que ces matériaux éclatent ou se brisent.
Pour surmonter la difficulté, on a placé une paroi de protection rigide additionnelle entre le réservoir à combusti- ble et son enveloppe de support, afin d'empêcher une trop forte déformation du métal autour d'un trou de projectile. Toutefois, ces parois ont l'inconvénient d'alourdir la construction, de la rendre plus compliquée et plus coûteuse, ce qui constitue un sé- rieux inconvénient pour les grands réservoirs à combustible ayant des capacités allant de 1800 litres (400 gallons) à plusieurs milliers de litres.
D'autres solutions consistent à éliminer complètement l'enveloppe de support métallique et à la remplacer par une en- veloppe formée de couches superposées de caoutchouc ou de ma- tières semblables au caoutchouc, qui, après vulcanisation, acquiè- rent la rigidité nécessaire. Faites avec des parois planes, ces enveloppes sont suffisamment rigides lorsqu'il s'agit de réser-
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voirs à carburant relativement petits, mais elles sont lourdes lorsqu'il s'agit de grands réservoirs qui,nécessitent de très fortes parois dont le poids devient prohibitif.
Le but général de l'invention est d'éviter et de surmonter ces difficultés et d'autres, ainsi que les objections faites aux pratiques antérieures, en créant une enveloppe de support pour réservoir à combustible non métallique, relativement mince et étroitement ajustée, comprenant une coquille constituée par plusieurs couches d'une matière fibreuse imprégnée de résine et ayant une structure semi-rigide, et qui est renforcée par des armatures pour que dans toutes les conditions de chargement elle conserve sa forme sauf un léger bombement entre les arma- tures.
Un autre but de l'invention est d'éviter complètement l'emploi de parois métalliques dans la construction de l'enveloppe de support en contact avec le réservoir flexible, pour éviter, en cas de perforation par un projectile, la formation de bords vifs et évasés autour du trou percé dans l'enveloppe de support et pour garder le trou aussi petit que possible.
Un autre but de l'invention est d'établir l'enveloppe de support non-métallique ainsi que le réservoir à combustible flexible amovible, sous forme d'un ensemble autonome à monter com- me tel à l'extérieur de l'avion et dont la forme est en substance indépendante de la structure de l'avion.
Un autre but de l'invention est de créer une coquille non-métallique pour une enveloppe de support légère pour réservoir à combustible.
Ces buts ainsi que d'autres qui apparaîtront au cours de la description, sont réalisés en créant pour un réservoir à combustible flexible auto-obturateur une enveloppe de support rigide sous la forme d'une structure séparée, dont les parois /sont constituées par plusieurs couches d'une matière fibreuse
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imprégnée d'une résine thermo-durcissante résistant aux hydro- carbures liquides, et qui se vulcanise à basse pression et à température élevée pour devenir rigide.
Quoique la rayonne, le coton,la soie et les tissus en fibres de verre, imprégnés de résine thermo-durcissante, conviennent à la fabrication de parois d'enveloppes, des essais de tir avec des projectiles du calibre 0,50 ont démontré que, par suite de sa plus grande élasticité, le nylon donne les trous les plus petits et sans bavures et résiste le mieux au craquement. Ces parois d'enveloppe qui sont plutôt minces et légères, sont renforcées par des armatures pour mainte- nir la forme de l'enveloppe, en charge et dans toutes les condi- tions de vol.
Afin de permettre l'introduction du réservoir à com- bustible dans l'enveloppe de support, celle-ci est pourvue d'un trou d'homme donnant libre accès dans l'enveloppe pour effectuer son montage et les réparations nécessaires. Des organes longi- tudinaux fixés à des armatures verticales des parois latérales de l'enveloppe, répartissent les tensions créées par les diverses conditions de charge en vol, en substance uniformément sur les parois de l'enveloppe, et sont destinés à être reliés à des en- droits appropriés de la structure de l'avion, soit de façon per- manente soit de façon détachable dans le cas ou le réservoir à combustible est du type larguable.
Afin de bien faire comprendre l'invention on se référera aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue de côté de l'enveloppe de support d'un réservoir à combustible, la moitié droite étant une coupe suivant la ligne 1-1 sur la fig.2.
Fig. 2 est la moitié de la fig.l vue d'en haut, une moitié étant une coupe suivant la ligne II-II sur la fig.l.
Fig. 3 est une vue en bout de la fig.l, une moitié étant une coupe suivant la ligne III-III sur la fig.l.
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Fig. 4 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne IV-IV sur la fig. 3 d'une armature du dessus.
Fig. 5 est une coupe verticale à plus grande échelle, suivant la ligne V-V sur la fig.l, d'une armature latérale.
Fig. 6 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne VI-VI sur la fig. 2, d'une armature d'extrémité extrême.
Fig. 7 est une coupe à plus grande échelle d'un assemblage d'angle entre une paroi latérale et la paroi supé- rieure ou le fond.
Fig. 8 est une vue de côté de la fig.7.
Fig. 9 est une coupe suivant la ligne IX-IX de la fig. 2.
Dans la forme d'exécution de l'invention représentée sur les dessins, 1 désigne l'ensemble d'une enveloppe de support pour un réservoir à combustible à l'épreuve des balles 2, du genre auto-obturateur. Les parois latérales 3, les parois ex- trêmes 4, la paroi supérieure 5 et la paroi de fond 6 de l'enveloppe ayant chacune une épaisseur totale comprise entre 1 et 3 mm. suivant le facteur performance de l'avion, sont res- pectivement constituées par plusieurs couches d'une matière fibreuse appropriée, de préférence du tissu de nylon imprégné d'une résine thermo-durcissante, susceptible d'être vulcanisé à basse pression et à température élevée en une structure semi- rigide, et qui résiste aux hydrocarbures liquides.
Chacune des parois est formée séparément sur un moule et renforcée par des armatures rigides fixées à ces parois par cimentage, rivetage, boulonnage ou tout autre mode de fixation approprié.
Les parois latérales 3 sont recourbées vers l'intérieur au haut et au bas suivant des lignes longitudinales et sont @
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renforcées par des tubes rectangulaires 7 faits en alliages mé- talliques légers, de préférence en duraluminium. Ces tubes sont espacés les uns des autres et s'étendent sur toute la hauteur de l'enveloppe, et chacun d'eux est muni, sur toute sa longueur, à l'exception de ses extrémités, d'un recouvrement 8 constitué par des couches de tissu en nylon imprégné de résine, et sur les deux côtés duquel sont fixées des cornières 9 tandis que sur sa face d'appui est fixée une bande 10, le tout fabriqué dans la même matière que le recouvrement 8. Là où c'est nécessaire, des bandes 11 en tissu en fibre de verre (fig.7) entourent les bords des parois pour renforcer les joints rivés.
Cet assemblage complet d'une paroi est ensuite vulcanisé de façon connue,pour lui donner sa forme finale.
Les parois arquées 4, dont les bords verticaux sont rabattus pour être rattachés aux parois latérales 3, sont pourvues, du côté intérieur de ces rebords, de bandes de renforcement en tissu de fibre de verre imprégné de résine 12 et leurs bords inférieur et supérieur qui seront rattachés à la paroi supérieure
5 et à la paroi de fond 6, sont pourvus du côté extérieur de bandes 11 en la même matière. Des bandes supplémentaires 10 sont fixées du côté intérieur des parois 4 en regard des armatures 13 qu'on fixera ultérieurement aux parois. Toutes ces bandes de ren- forcement sont cimentées aux parois 4 de la façon habituelle par vulcanisation de la paroi assemblée en une forme semi-rigide.
Après vulcanisation, les armatures 13 qui s'adaptent le long du contour arqué de la paroi et ont une section en U à bords rabat- tus, sont rivées par leurs bords sur la paroi, les têtes de rivets se trouvant à l'intérieur et s'appliquant sur les bandes de renfor- cement 10, tandis que les têtes rivées s'appliquent sur les re- bords de l'armature 13.
La paroi supérieure 5 et la paroi du fond 6 sont construi- ses de la même façon et elles sont munies d'un rebord sur tout leur
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pourtour et de coins de renforcement 14 faits en tissu de fibre de verre imprégné de résine. Les armatures arquées, en U à bords rabattus 15 sont cependant un peu plus lourdes que les armatures
13 des parois extrêmes afin de résister à la charge plus grande à laquelle elles sont soumises. Pour donner accès à l'intérieur de l'enveloppe, afin de l'assembler et d'y introduire le réservoir à combustible 2, un trou d'homme 16 fermé par un couvercle 17 est découpé dans la paroi du fond 6, et le couvercle
17 est fabriqué en la même matière que les parois et maintenu dans un encadrement de renforcement métallique 18 qu'on fixe par des boulons 19 à des armatures adjacentes 15.
La paroi supérieure
5 et celle du fond 6 sont d'autre part pourvues des ouvertures nécessaires à l'admission (20) et à la sortie (21) du combustible.
On assemble ensuite les parois ainsi préparées en une enveloppe de support pour réservoir à carburant en reliant les bords des parois correspondantes et cela de préférence par des rivets. Afin de donner à la structure le maximum de rigidité, les armatures 7 des parois latérales et les armatures 15 de la paroi supérieure et du fond qui sont placées dans un même plan, sont rivées ensemble à leurs extrémités emboîtées. Pour aug- menter ericore la solidité et la rigidité de l'enveloppe de support, des paires de membrures longitudinales 23 et 24 fixées par des boulons 25 à des consoles 26 attachées par des boulons 27 aux armatures verticales 7 de la paroi latérale, relient les armatures entre elles pour empêcher toute déformation longitu- dinale ou gondolage des minces parois de l'enveloppe.
Les pou- trelles supérieures 23 sont destinées à transmettre, par des crcdsil lonnages appropriés, la charge du combustible à la structure de l'avion, et les poutrelles inférieures 24 sont destinées à être reliées à la structure de l'avion par des croisillonnages, pour empêcher les. mouvements transversaux et longitudinaux de l'en- veloppe de support sous n'importe quelle charge, de même que dans , toutes les conditions de vol de l'avion.
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Quoique les principes de l'invention, de la façon dont ils sont exposés sur les dessins et décrits, conviennent parti- culièrement pour des réservoirs à combustible lourds et à l'épreuve des balles ou pour des réservoirs contenant d'autres liquides, l'invention n'est pas limitée à ces cas mais est également applicable aux réservoirs à carburant ou à autres liquides, légers, non à l'épreuve des balles, comme ceux employés sur les avions commerciaux et cela en raison de ses avantages pratiques et structurels, y compris une économie de poids, par rapport aux constructions antérieures.
Cependant, lorsque l'inven- tion est appliquée à des fins commerciales, la coquille en matière fibreuse imprégnée de résine peut être remplacée par une mince coquille métallique, de solidité appropriée, ce qui sim- plifie quelque peu la structure et sa fabrication.
La description qui précède montre que les buts de l'invention, lorsque celle-ci est appliquée aux réservoirs à combustible à l'épreuve des balles, sont atteints par l'élimina- tion des parois de support métalliques, ainsi que des parois de protection lourdes et rigides interposées entre le réservoir à combustible et son enveloppe de support et en les remplaçant par une paroi non métallique unique ayant une épaisseur minimum ? constituée par des couches d'une matière fibreuse imprégnée de résine thermo-durcissante offrant une grande solidité, une cer- taine rigidité tout en étant suffisamment flexible pour éviter que les trous de projectiles ne s'agrandissent et qui ne craque ni ne se déchiquette.
Les entretoises rigides et leur aménagement sur les parois donnent aux enveloppes de toutes les capacités, la solidité requise sans provoquer des déformations excessives aux charges relativement faibles, et la forme de l'enveloppe est indépendante de la construction par- ticulière de l'avion, pourvu qu'on dispose d'assez de place.
De plus, des enveloppes de ce genre en toutes dimensions et en
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toutes les formes, peuvent être construites séparément, quelle que soit la construction du réservoir à combustible, et l'économie de poids réalisée augmente le rendement d'un avion et diminue ses frais de fonctionnement.
L'avantage d'une enveloppe séparée s'adaptant à la forme du réservoir à combustible est également évident du point de vue commercial puisque dans ce cas on peut employer un réservoir léger du genre vessie, la coquille étant réalisée en métal, de préférence en duraluminium, lorsqu'il n'y a pas de danger d'attaques ennemies.
Quoique des formes de réalisation et détails représenta- tifs bien déterminés ont été représentés pour illustrer l'inven- tion, il est évident qu'on peut y apporter divers changements et modifications sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Enveloppe de support séparée, s'ajustant étroitement à un réservoir à liquide flexible pour avion ou l'équivalent, comprc nant une coquille en matière en feuille et des renforcements rigi- des construits autour et fixés à cette coquille pour lui permettre de résister aux déformations.