WO2026033065A1 - Sonde de mesure aérodynamique - Google Patents

Sonde de mesure aérodynamique

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WO2026033065A1
WO2026033065A1 PCT/EP2025/072737 EP2025072737W WO2026033065A1 WO 2026033065 A1 WO2026033065 A1 WO 2026033065A1 EP 2025072737 W EP2025072737 W EP 2025072737W WO 2026033065 A1 WO2026033065 A1 WO 2026033065A1
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WO
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probe
mast
airflow
acquisition tube
guiding means
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/EP2025/072737
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English (en)
Inventor
Arnaud DOUBLIER
Jérémy SOUILLE
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
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Pending legal-status Critical Current
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
    • G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
    • G01P5/165—Arrangements or constructions of Pitot tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D43/00—Arrangements or adaptations of instruments
    • B64D43/02—Arrangements or adaptations of instruments for indicating aircraft speed or stalling conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/46—Pitot tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/025—Indicating direction only, e.g. by weather vane indicating air data, i.e. flight variables of an aircraft, e.g. angle of attack, side slip, shear, yaw

Definitions

  • the present invention relates to an aerodynamic measuring probe.
  • the probe according to the invention makes it possible to measure at least one of the following quantities: total pressure, static pressure, angle of incidence, temperature, speed, etc.
  • Probes of this type are known as anemobaroclinometric probes.
  • Such an aerodynamic measuring probe can therefore be used in any device exposed to an airflow such as an aircraft or a wind turbine.
  • the technical problem addressed by the present invention is the accumulation of water in the pressure circuit of aerodynamic measuring probes that are subjected to exposure to water.
  • some probes include devices called water traps which consist, for example, of partitions or labyrinths made in the acquisition tube of the probe.
  • the Applicant's document FR 3067 115 B1 proposes another solution in which the acquisition tube is free of any partition or labyrinth but includes a drainage hole made in a rear partition of this tube in the axis of symmetry of the latter.
  • the present invention aims to solve this problem of the prior art and to propose an aerodynamic measuring probe that allows for the efficient removal of water contained in the airflow while avoiding the probe becoming clogged by water crystals.
  • the invention relates to an aerodynamic measuring probe intended to be exposed to an airflow and comprising a body, the body comprising a mast and an acquisition tube mounted on the mast and defining an inlet of the airflow, the mast and the acquisition tube together delimiting an internal part of the body.
  • the aerodynamic measuring probe further includes guidance means disposed in the internal part of the body and configured to guide water droplets contained in the airflow towards a drainage hole provided in the body.
  • the probe has one or more of the following characteristics, taken individually or in all technically possible combinations:
  • the guiding means have an aerodynamic shape according to the direction of airflow inside the acquisition tube;
  • the guiding means include a first part forming at least a ramp configured to increase the kinetic energy of the airflow;
  • the guidance means further include a second part delimiting an opening of a measurement channel extending through the mast;
  • the guidance means are arranged in a junction zone of the mast and the acquisition tube;
  • the drainage hole is provided in a rear wall of the acquisition tube, advantageously in the axis of symmetry of the latter;
  • the measurement channel opens in a rear area of the acquisition tube, the rear area being formed between the junction area and the rear wall;
  • the measurement channel opens in the junction zone
  • the guidance systems are arranged in the mast;
  • the drainage hole is made in a wall delimiting the mast.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an aerodynamic measuring probe according to the invention, the probe comprising guidance means;
  • Figure 2 is a detailed view of part II of Figure 1;
  • FIG. 3 [Fig. 4] [Fig. 5] [Fig. 6] [Fig. 7] [Fig. 8]
  • Figures 3 to 8 are schematic views of guidance means according to other embodiments of the invention.
  • Figure 1 illustrates an aerodynamic measuring probe 10 according to the invention.
  • This probe can be used in any environment exposed to aerodynamic flows, in particular air flows.
  • the probe 10 according to the invention allows to measure at least one physical value relating to the medium, such as total pressure, static pressure, incidence, temperature, speed, etc.
  • probe 10 is for example an anemobaroclinometric probe which can for example measure several of the aforementioned quantities at the same time.
  • the environment in which the probe is exposed is notably a freezing environment, that is to say an environment in which frost accretions are likely to form outside or inside the probe.
  • the probe 10 is advantageously mounted on an aircraft fuselage or on an external part of a wind turbine.
  • An aircraft is defined as any pilotable machine capable of moving through the air.
  • an aircraft can be an airplane, a helicopter, or a drone.
  • the probe 10 comprises a body 12 exposed to an airflow, for example fixed to the fuselage of the aircraft.
  • the body 12 includes a mast 14 fixed for example to the fuselage of the aircraft and an acquisition tube 16 mounted on the mast 14.
  • the probe 10 may also include other elements, in particular an internal part which is for example disposed inside the fuselage as an extension of the mast 14.
  • This internal part may include various elements, in particular electronic measuring elements which are known in themselves and will not be explained in detail thereafter.
  • the acquisition tube 16 also called the Pitot tube, is advantageously oriented according to the airflow F, for example, along the direction of flight of the aircraft.
  • the acquisition tube 16 is advantageously parallel to the aircraft fuselage, while the mast 14 extends transversely to the fuselage and the acquisition tube 16.
  • the mast 14 notably serves to keep the acquisition tube 16 away from the aircraft fuselage.
  • the acquisition tube 16 extends along a principal axis X presenting its axis of symmetry, between an open end 21 and a closed end 22.
  • the open end 21 then forms an inlet 24 of the airflow F and the closed end 22 forms a rear wall 26 of the acquisition tube 16.
  • the internal part of the acquisition tube 16 successively forms along the main axis X a front zone 31, a junction zone 32 and a rear zone 33.
  • the front zone 31 extends for example over more than half the total length of the acquisition tube 16 and ensures the intake of the airflow from the inlet 24. In particular, in this area before 31, the airflow received via the inlet 24 flows substantially parallel to the main axis X.
  • the junction zone 32 ensures the connection between the acquisition tube 16 and the mast 14. Its precise shape can be varied according to different embodiments of the invention and will be explained in more detail later.
  • the rear zone 33 extends between the junction zone 32 and the rear wall 26 of the acquisition tube 16. In some embodiments, this rear zone 33 allows in particular the redirection of the airflow flowing in the front zone and the junction zone inside the mast 14 as will be explained in more detail later.
  • the rear wall 26 has a rounded shape that allows the airflow to be redirected inside the mast 14.
  • the mast 14 delimits a measurement channel 38 extending in the embodiment of figure 1 along substantially the entire length of the mast 14.
  • the measurement channel 38 extends along a transverse axis Y.
  • the measurement channel 38 extends from the junction zone 32 of the acquisition tube 16 to substantially the fuselage of the aircraft.
  • This measurement channel 38 allows the airflow to be directed to a sensitive part allowing the pressure of this flow or any other value to be measured, for example, as explained above.
  • these guiding means 40 are arranged in the junction zone 32.
  • the guiding means 40 comprise a first part 41 and a second part 42.
  • the first part 41 is positioned facing the airflow circulating in the front zone 31 of the acquisition tube 16 and forms a ramp configured to increase the kinetic energy of this airflow.
  • the first part 41 has a spoiler extending transversely in the acquisition tube 16 so as to restrict the area of the cross-section of the acquisition tube 16.
  • the first part 41 advantageously has a rounded shape allowing the incoming airflow to be directed aerodynamically towards the rear area 33 of the acquisition tube.
  • the first part 41 may have a substantially spherical shape, thus forming at least one rounded shape along the principal X axis and one rounded shape along an axis perpendicular to the X and Y axes (i.e., an axis perpendicular to the plane of figures 1 and 2).
  • the second part 42 allows for the delimitation of an opening 45 of the measurement channel 38.
  • this opening and its exact position are determined, for example, by the nature of the value measured by the measuring channel 38.
  • the second part 42 extends transversely from a junction point between the acquisition tube 16 and the mast 14. This second part 42 forms an angle of approximately 45° with each of the X and Y axes.
  • the second part 42 extends for example transversely between two opposite walls of the main tube 16 or of the mast 14.
  • the opening 45 of the measuring channel 38 is thus formed in the example of this figure between the first part 41 and the second part 42 of the guiding means 40.
  • the measurement channel 38 opens in the rear area 33 of the acquisition tube 16.
  • the opening 45 is oriented towards the rear area 33 of this acquisition tube 16.
  • a drainage hole 50 is provided in the rear wall 26 of the acquisition tube 16 in the axis of symmetry of this tube 16, the axis of symmetry then being parallel to or coinciding with the main axis X.
  • this drainage hole 50 is positioned opposite the first part 41 of the guiding means 40.
  • the incoming airflow is first directed by the front area 31 of the acquisition tube 16 in a manner substantially parallel to the main axis X.
  • the water droplets are separated from the rest of the airflow and are efficiently drained through the drainage hole 50.
  • FIG. 3 illustrates another embodiment of the guidance means 40.
  • the guiding means 40 also include a first part 41 similar to that described with reference to figures 1 and 2.
  • the guiding means 40 also include a second part 42 which, just as in the previous embodiment, extends from a junction point between the acquisition tube 16 and the mast 14, delimiting the opening 45.
  • the second part 42 of the guiding means 40 constitutes an extension of the first part 41.
  • the second part 42 extends substantially along the Y axis of the measuring channel 38 and the opening 45 is formed in the spherical shape formed by these two parts 41 and 42.
  • the second part 42 is curved to form an extension of the shape of the first part 41.
  • this second part 42 is, on the contrary, for example, substantially flat in shape.
  • Figure 4 illustrates another embodiment of the guidance means 40.
  • the first part 41 of these guiding means comprises a leading edge 61 arranged to meet the airflow before any other element of the guiding means 40 and two ramps 62 extending from this leading edge 61.
  • the leading edge 61 extends substantially along the transverse axis Y and each of the ramps 62 forms an angle (for example substantially equal to 45°) with the principal axis X.
  • the first part 41 of the guidance means 40 allows the incoming airflow to be guided on either side of these ramps 62 to the rear area 33 of the acquisition tube 16.
  • the opening 45 of the measuring channel 38 extends substantially perpendicularly to the main axis X and is thus positioned opposite the drainage hole 50, as can be seen in particular on section CC of figure 4.
  • the second part 42 of the guiding means simply forms an extension of a wall of the measuring channel 38 to delimit the opening 45.
  • the ramps 62 extend only partially through the acquisition tube 16 along the transverse axis Y.
  • a gap 65 is formed between a wall of the acquisition tube 16 and the first part 41 of the guiding means 40.
  • the guiding means illustrated in Figure 5 are substantially similar to those in Figure 4 and form in particular a leading edge 61 and two ramps 62 in the first part 41 of these means 40.
  • the ramps 62 of this embodiment extend substantially entirely through the acquisition tube 16, along the transverse axis Y.
  • no gap is formed between the corresponding wall of the acquisition tube and these ramps. Consequently, the entire airflow flows on both sides of the ramps 62, as illustrated in the lower part of Figure 5 showing section D-D.
  • the guiding means 40 also include a first part 41 and a second part 42.
  • the first part 41 is separated from the second part 42 along the main axis X.
  • the first part 41 forms a leading edge 61 and two ramps 62 extending from this leading edge 61, as can be seen in section D-D of Figure 6.
  • the first part 41 is arranged entirely upstream of the second part 42 along the principal axis X.
  • the second part 42 completely delimits the opening 45 of the measurement channel 38.
  • this opening 45 is arranged between the first part 41 and the second part 42 so that the measurement channel 38 opens in a region formed between the first part 41 and the second part 42 of the guiding means 40.
  • the measurement channel 38 opens in the junction zone 32 of the acquisition tube 16.
  • the second part 42 forms a play with each of the lateral walls of the acquisition tube 16 in order to conduct the water drops into the rear area 33 of the acquisition tube 16 and evacuate them through the drainage hole 50 formed also as in the previous embodiments in the axis of symmetry of this acquisition tube
  • the rear area 33 can form a funnel shape converging towards the drainage hole 50.
  • the guiding means 40 are formed in the junction zone 32 of the acquisition tube 16 and the drainage hole 50 is formed in the rear wall 26 of this acquisition tube 16.
  • these guiding means 40 in any other location of the internal part of the body 12 formed by the internal part of the acquisition tube 16 and the measurement channel 38 of the mast 14.
  • the guiding means 40 are arranged in the mast 14 and in particular in the measuring channel 38.
  • the internal part of the acquisition tube 16 is free of any obstruction.
  • the guiding means 40 as in previous embodiments, comprise a first part 41 and a second part 42.
  • the second part 42 always delimits the opening 45 of the measurement channel 38.
  • this opening 45 is formed in a lateral wall of the acquisition tube 16 in the junction area 32.
  • the first part 41 of the guiding means 40 forms in these embodiments several ramps to guide the water droplets contained in the airflow towards a drainage hole 50.
  • this drainage hole 50 is then provided in a wall of the mast 14.
  • the first part 41 of the guiding means 40 has two substantially flat ramps extending from the opposite walls of the measuring channel 38.
  • the first ramp, arranged upstream, is then oriented towards the second ramp while leaving a hole for the passage of the airflow into the interior of the measuring channel 38.
  • the drainage hole 50 is provided for example in the point of junction between the second ramp and the corresponding wall of the measuring channel 38.
  • the first ramp of the first part 41 is substantially similar to that described previously. In particular, it has a substantially flat shape.
  • the second ramp is formed by a hook extending from the corresponding wall of the measurement channel 38.
  • a passage hole is formed between these two ramps to allow the airflow to pass inside the measurement channel 38 and the drainage hole 50 is formed in the junction point between the second hook-forming ramp and the corresponding wall of the measurement channel 38.
  • the guidance means as described above with reference to the different embodiments make it possible to increase the kinetic energy of the airflow circulating inside the probe and to partially guide this flow towards a drainage hole.
  • the heaviest particles contained in this airflow i.e. the water droplets, are projected towards the drainage hole and evacuated outside the probe via it, while the other particles of the flow continue to circulate inside the probe to ensure the required measurement.

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Abstract

La présente invention concerne une sonde de mesure aérodynamique (10) destinée à être exposée à un flux d'air et comprenant un corps (12), le corps (12) comprenant un mât (14) et un tube d'acquisition (16) monté sur le mât (14) et définissant une entrée (24) du flux d'air, le mât (14) et le tube d'acquisition (16) délimitant ensemble une partie interne du corps (12). La sonde de mesure aérodynamique (10) comprend en outre des moyens de guidage disposés dans la partie interne du corps (12) et configurés pour guider des gouttes d'eau contenues dans le flux d'air vers un trou de drainage ménagé dans le corps (12).

Description

TITRE : Sonde de mesure aérodynamique
La présente invention concerne une sonde de mesure aérodynamique.
En particulier, la sonde selon l’invention permet de mesurer au moins l’une des grandeurs suivantes : la pression totale, la pression statique, l’incidence, la température, la vitesse, etc.
Les sondes de ce type sont connues sous l’appellation de sonde anémobaroclinométrique.
Une telle sonde de mesure aérodynamique peut être ainsi utilisée dans tout dispositif exposé à un flux d’air tel qu’un aéronef ou une éolienne.
Le problème technique auquel répond la présente invention est l’accumulation d’eau dans le circuit de pression des sondes de mesure aérodynamique qui sont soumises à l’exposition à l’eau.
En effet, dans le cas d’ingestion d’eau dans le circuit de pression, l’eau (sous toutes ses formes) peut modifier la valeur de la mesure et peut même dans certains cas endommager le capteur de pression.
Plusieurs solutions existent déjà dans l’état de la technique pour pallier ce problème.
Ainsi, certaines sondes incluent les dispositifs appelés pièges à eau qui sont constitués par exemple de cloisons ou de labyrinthes ménagés dans le tube d’acquisition de la sonde.
Ces cloisons ou labyrinthes permettent alors d’arrêter l’eau ou les cristaux d’eau qui sont ensuite évacués par au moins un trou de drainage ménagé dans une paroi du tube.
Toutefois, cette solution n’est pas complètement satisfaisante dans la mesure où les cristaux d’eau peuvent dans certains cas être coincés dans les labyrinthes ou les cloisons formant un piège à eau, ce qui engendre l’engorgement de la sonde.
Le document FR 3067 115 B1 de la Demanderesse propose une autre solution selon laquelle le tube d’acquisition est libre de toute cloison ou labyrinthe mais comprend un trou de drainage ménagé dans une cloison arrière de ce tube dans l’axe de symétrie de celui- ci.
Cette solution permet alors de résoudre le problème de l’engorgement de la sonde par les cristaux d’eau mais dans certains cas ne permet pas l’évacuation totale de l’eau.
La présente invention a pour but de résoudre ce problème de l’état de la technique et de proposer une sonde de mesure aérodynamique permettant d’évacuer efficacement de l’eau contenue dans le flux d’air tout en évitant l’engorgement de la sonde par les cristaux d’eau. À cet effet, l’invention a pour objet une sonde de mesure aérodynamique destinée à être exposée à un flux d’air et comprenant un corps, le corps comprenant un mât et un tube d’acquisition monté sur le mât et définissant une entrée du flux d’air, le mât et le tube d’acquisition délimitant ensemble une partie interne du corps.
La sonde de mesure aérodynamique comprend en outre des moyens de guidage disposés dans la partie interne du corps et configurés pour guider des gouttes d’eau contenues dans le flux d’air vers un trou de drainage ménagé dans le corps.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, la sonde présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- les moyens de guidage présentent une forme aérodynamique selon la direction d’écoulement du flux d’air à l’intérieur du tube d’acquisition ;
- les moyens de guidage comprennent une première partie formant au moins une rampe configurée pour augmenter l’énergie cinétique du flux d’air ;
- les moyens de guidage comprennent en outre une deuxième partie délimitant une ouverture d’un canal de prise de mesure s’étendant à travers le mât ;
- les moyens de guidage sont disposés dans une zone de jonction du mât et du tube d’acquisition ;
- le trou de drainage est ménagé dans une paroi arrière du tube d’acquisition, avantageusement dans l’axe de symétrie de celui-ci ;
- le canal de prise de mesure s’ouvre dans une zone arrière du tube d’acquisition, la zone arrière étant formée entre la zone de jonction et la paroi arrière ;
- le canal de prise de mesure s’ouvre dans la zone de jonction ;
- les moyens de guidage sont disposés dans le mât ;
- le trou de drainage est ménagé dans une paroi délimitant le mât.
L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels :
- [Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique en coupe d’une sonde de mesure aérodynamique selon l’invention, la sonde comprenant des moyens de guidage ;
- [Fig. 2] la figure 2 est une vue détaillée de la partie II de la figure 1 ;
- [Fig. 3] [Fig. 4] [Fig. 5] [Fig. 6] [Fig. 7] [Fig. 8] les figures 3 à 8 sont des vues schématiques de moyens de guidage selon d’autres modes de réalisation de l’invention.
La figure 1 illustre en effet une sonde de mesure aérodynamique 10 selon l’invention. Cette sonde est utilisable dans tout milieu exposé à des flux aérodynamiques, notamment à des flux d’air. En particulier, la sonde 10 selon l’invention permet de mesurer au moins une valeur physique relative au milieu, telle que la pression totale, la pression statique, l’incidence, la température, la vitesse, etc.
Plus particulièrement, la sonde 10 est par exemple une sonde anémobaroclinométrique qui peut par exemple mesurer plusieurs grandeurs précitées à la fois.
Le milieu dans lequel est exposée la sonde est notamment un milieu givrant, c’est-à- dire un milieu dans lequel des accrétions du givre sont susceptibles de se former à l’extérieur ou à l’intérieur de la sonde.
La sonde 10 est avantageusement montée sur un fuselage d’un aéronef ou alors sur une partie extérieure d’une éolienne.
Par aéronef, on entend tout engin pilotable qui est apte à se déplacer dans les airs. En particulier, un aéronef peut correspondre à un avion ou à un hélicoptère ou à un drone.
Comme cela est illustré sur la figure 1 , la sonde 10 comprend un corps 12 exposé à un flux d’air, par exemple fixé sur le fuselage de l’aéronef.
Le corps 12 comprend un mât 14 fixé par exemple au fuselage de l’aéronef et un tube d’acquisition 16 monté sur le mât 14.
Dans certains modes de réalisation, la sonde 10 peut comprendre également d’autres éléments, notamment une partie interne qui est par exemple disposée à l’intérieur du fuselage en prolongation du mât 14. Cette partie interne peut comprendre différents éléments, notamment des éléments électroniques de mesure qui sont connus en soi et ne seront pas expliqués en détail par la suite.
Le tube d’acquisition 16, appelé également tube de Pitot, est avantageusement orienté selon le flux d’air F, par exemple selon le sens de déplacement de l’aéronef. Autrement dit, le tube d’acquisition 16 est avantageusement parallèle au fuselage de l’aéronef alors que le mât 14 s’étend transversalement au fuselage et au tube d’acquisition 16. Le mât 14 permet notamment de tenir le tube d’acquisition 16 à l’écart du fuselage de l’aéronef.
Le tube d’acquisition 16 s’étend selon un axe principal X présentant son axe de symétrie, entre une extrémité ouverte 21 et une extrémité fermée 22.
L’extrémité ouverte 21 forme alors une entrée 24 du flux d’air F et l’extrémité fermée 22 forme une paroi arrière 26 du tube d’acquisition 16.
La partie interne du tube d’acquisition 16 forme successivement selon l’axe principal X une zone avant 31 , une zone de jonction 32 et une zone arrière 33.
La zone avant 31 s’étend par exemple selon plus que la moitié de la longueur totale du tube d’acquisition 16 et assure la prise du flux d’air à partir de l’entrée 24. En particulier, dans cette zone avant 31 , le flux d’air reçu via l’entrée 24 s’écoule sensiblement parallèlement à l’axe principal X.
La zone de jonction 32 permet d’assurer la jonction entre le tube d’acquisition 16 et le mât 14. Sa forme précise peut être variée en fonction de différents modes de réalisation de l’invention et sera expliquée plus en détail par la suite.
La zone arrière 33 s’étend entre la zone de jonction 32 et la paroi arrière 26 du tube d’acquisition 16. Dans certains modes de réalisation, cette zone arrière 33 permet notamment de rediriger le flux d’air s’écoulant dans la zone avant et la zone de jonction à l’intérieur du mât 14 comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
La paroi arrière 26 présente par exemple une forme arrondie permettant de rediriger le flux d’air à l’intérieur du mât 14.
Le mât 14 délimite un canal de prise de mesure 38 s’étendant dans le mode de réalisation de la figure 1 selon sensiblement toute la longueur du mât 14.
Le canal de prise de mesure 38 s’étend selon un axe transversal Y.
En particulier, le canal de prise de mesure 38 s’étend à partir de la zone de jonction 32 du tube d’acquisition 16 jusqu’à sensiblement le fuselage de l’aéronef.
Ce canal de prise de mesure 38 permet de conduire le flux d’air jusqu’à une partie sensible permettant de mesurer par exemple la pression de ce flux ou toute autre valeur comme cela a été expliqué ci-dessus.
Selon l’invention, le corps 12 de la sonde 10 comprend en outre des moyens de guidage 40 configurés pour guider des gouttes d’eau contenues dans le flux d’air vers un trou de drainage ménagé dans le corps 12.
Selon le mode de réalisation de la figure 1 , ces moyens de guidage 40 sont disposés dans la zone de jonction 32.
Ces moyens de guidage 40 seront expliqués plus en détail en référence à la figure 2 présentant une vue détaillée de cette zone de jonction 32.
Ainsi, comme cela est représenté sur cette figure 2, les moyens de guidage 40 comprennent une première partie 41 et une deuxième partie 42.
La première partie 41 est disposée face au flux d’air circulant dans la zone avant 31 du tube d’acquisition 16 et forme une rampe configurée pour augmenter l’énergie cinétique de ce flux d’air.
En particulier, dans l’exemple de la figure 2, la première partie 41 présente un becquet s’étendant transversalement dans le tube d’acquisition 16 de sorte à restreindre l’aire de la section transversale du tube d’acquisition 16.
Cette première partie 41 s’étend par exemple selon un axe perpendiculaire à l’axe principal X du tube d’acquisition entre deux parois opposées de ce tube d’acquisition 16. En outre, cette première partie 41 s’étend transversalement à la prolongation du canal de prise de mesure 38 formant ainsi partiellement sa fermeture selon l’axe transversal Y qui est perpendiculaire à l’axe principal X.
La première partie 41 présente avantageusement une forme arrondie permettant de diriger le flux d’air entrant vers la zone arrière 33 du tube d’acquisition de manière aérodynamique.
Dans certains exemples, la première partie 41 peut présenter une forme sensiblement sphérique en formant ainsi au moins une forme arrondie selon l’axe principal X et une forme arrondie selon un axe perpendiculaire aux axes X et Y (c’est-à-dire un axe perpendiculaire au plan des figures 1 et 2).
La deuxième partie 42 permet de délimiter une ouverture 45 du canal de prise de mesure 38.
Les dimensions de cette ouverture ainsi que sa position exacte sont déterminées par exemple par la nature de la valeur mesurée par le canal de prise de mesure 38.
Dans l’exemple de la figure 2, la deuxième partie 42 s’étend à partir d’un point de jonction entre le tube d’acquisition 16 et le mât 14 transversalement. Cette deuxième partie 42 forme un angle sensiblement égal à 45° avec chacun de ces axes X et Y.
Tout comme la première partie 41 , la deuxième partie 42 s’étend par exemple transversalement entre deux parois opposées du tube principal 16 ou du mât 14.
L’ouverture 45 du canal de prise de mesure 38 est ainsi formée dans l’exemple de cette figure entre la première partie 41 et la deuxième partie 42 des moyens de guidage 40.
En outre, dans cet exemple, le canal de prise de mesure 38 s’ouvre dans la zone arrière 33 du tube d’acquisition 16. Autrement dit, dans cet exemple, l’ouverture 45 est orientée vers la zone arrière 33 de ce tube d’acquisition 16.
Dans le premier mode de réalisation, un trou de drainage 50 est ménagé dans la paroi arrière 26 du tube d’acquisition 16 dans l’axe de symétrie de ce tube 16, l’axe de symétrie étant alors parallèle à ou coïncidant avec l’axe principal X.
Ainsi, ce trou de drainage 50 est disposé en regard de la première partie 41 des moyens de guidage 40.
Lors du fonctionnement de la sonde 10, le flux d’air entrant est d’abord dirigé par la zone avant 31 du tube d’acquisition 16 de manière sensiblement parallèle à l’axe principal X.
Ensuite, lorsque ce flux d’air rencontre les moyens de guidage 40 dans la zone de jonction 32 de ce tube 16, il dévie légèrement sa direction par la rampe formée par la première partie 41 des moyens de guidage 40. Cela augmente alors la vitesse de ce flux d’air et par conséquent son énergie cinétique. Ensuite, en entrant dans la zone arrière 33 du tube d’acquisition 16, les gouttes d’eau ayant une masse plus importante que les autres particules du flux d’air, sont projetées vers le trou de drainage 50 étant donné leur énergie cinétique plus importante en comparaison avec les autres particules du flux d’air.
Quant à ces dernières, elles sont dirigées par la zone arrière 33 vers l’ouverture 45 et ensuite par le canal de prise de mesure 38 vers la partie sensible.
Ainsi, les gouttes d’eau sont séparées du reste du flux d’air et sont évacuées efficacement via le trou de drainage 50.
La figure 3 illustre un autre mode de réalisation des moyens de guidage 40.
Selon ce mode de réalisation, les moyens de guidage 40 comprennent également une première partie 41 analogue à celle décrite en référence aux figures 1 et 2.
Selon ce mode de réalisation de la figure 3, les moyens de guidage 40 comprennent également une deuxième partie 42 qui, tout comme dans le mode de réalisation précédent, s’étend à partir d’un point de jonction entre le tube d’acquisition 16 et le mât 14 en délimitant l’ouverture 45.
Toutefois, selon ce mode de réalisation, la deuxième partie 42 des moyens de guidage 40 constitue une prolongation de la première partie 41. Ainsi, dans cet exemple, la deuxième partie 42 s’étend sensiblement le long de l’axe Y du canal de prise de mesure 38 et l’ouverture 45 est formée dans la forme sphérique formée par ces deux parties 41 et 42.
Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la deuxième partie 42 est incurvée pour former une prolongation de la forme de la première partie 41. Dans le mode réalisation précédent, cette deuxième partie 42 est au contraire par exemple de forme sensiblement plate.
La figure 4 illustre un autre mode de réalisation des moyens de guidage 40.
Selon ce mode de réalisation, la première partie 41 de ces moyens de guidage comprend un bord d’attaque 61 disposé pour rencontrer le flux d’air avant tout autre élément des moyens de guidage 40 et deux rampes 62 s’étendant à partir de ce bord d’attaque 61 . Comme cela est visible sur la coupe D-D de la figure 4, le bord d’attaque 61 s’étend sensiblement selon l’axe transversal Y et chacune des rampes 62 forme un angle (par exemple sensiblement égal à 45°) avec l’axe principal X.
Ainsi, la première partie 41 des moyens de guidage 40 permet de guider le flux d’air entrant de part et d’autre de ces rampes 62 jusqu’à la zone arrière 33 du tube d’acquisition 16.
Dans cet exemple, l’ouverture 45 du canal de prise de mesure 38 s’étend sensiblement perpendiculairement à l’axe principal X et disposée alors en regard du trou de drainage 50, comme cela est notamment visible sur la coupe C-C de la figure 4. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la deuxième partie 42 des moyens de guidage forme simplement une prolongation d’une paroi du canal de prise de mesure 38 pour délimiter l’ouverture 45.
Enfin, selon ce mode de réalisation, les rampes 62 s’étendent seulement partiellement à travers le tube d’acquisition 16 selon l’axe transversal Y. Ainsi, un jeu 65 est formé entre une paroi du tube d’acquisition 16 et la première partie 41 des moyens de guidage 40.
Les moyens de guidage illustrés sur la figure 5 sont sensiblement analogues à ceux de la figure 4 et forment en particulier un bord d’attaque 61 et deux rampes 62 dans la première partie 41 de ces moyens 40.
Contrairement au mode de réalisation précédent, les rampes 62 de ce mode de réalisation s’étendent sensiblement entièrement à travers le tube d’acquisition 16, selon l’axe transversal Y. Ainsi, contrairement au mode de réalisation précédent, aucun jeu n’est formé entre la paroi correspondante du tube d’acquisition et ces rampes. Ainsi, la totalité du flux d’air s’écoule donc de part et d’autre des rampes 62, comme cela est illustré dans la partie basse de la figure 5 illustrant la coupe D-D.
Dans le mode de réalisation de la figure 6, les moyens de guidage 40 comprennent également une première partie 41 et une deuxième partie 42.
Selon ce mode de réalisation précédent, la première partie 41 est séparée de la deuxième partie 42 le long de l’axe principal X.
En particulier, dans ce mode de réalisation, la première partie 41 forme un bord d’attaque 61 et deux rampes 62 s’étendant à partir de ce bord d’attaque 61 , comme cela est visible sur la coupe D-D de la figure 6. La première partie 41 est disposée entièrement en amont de la deuxième partie 42 suivant l’axe principal X.
En outre, la deuxième partie 42 délimite entièrement l’ouverture 45 du canal de prise de mesure 38.
En outre, cette ouverture 45 est disposée entre la première partie 41 et la deuxième partie 42 de sorte que le canal de prise de mesure 38 s’ouvre dans une région formée entre la première partie 41 et la deuxième partie 42 des moyens de guidage 40. Autrement dit, dans ce mode de réalisation, le canal de prise de mesure 38 s’ouvre dans la zone de jonction 32 du tube d’acquisition 16.
En outre, la deuxième partie 42 forme un jeu avec chacune des parois latérales du tube d’acquisition 16 afin de conduire les gouttes d’eau dans la zone arrière 33 du tube d’acquisition 16 et les évacuer à travers le trou de drainage 50 formé également comme dans les modes de réalisation précédents dans l’axe de symétrie de ce tube d’acquisition En outre, contrairement aux modes de réalisation précédents, dans ce mode de réalisation, la zone arrière 33 peut former une forme d’entonnoir convergeant alors vers le trou de drainage 50.
Dans l’ensemble des modes de réalisation précédents, les moyens de guidage 40 sont formés dans la zone de jonction 32 du tube d’acquisition 16 et le trou de drainage 50 est formé dans la paroi arrière 26 de ce tube d’acquisition 16.
Il est toutefois possible de disposer ces moyens de guidage 40 dans tout autre endroit de la partie interne du corps 12 formée alors par la partie interne du tube d’acquisition 16 et le canal de prise de mesure 38 du mât 14.
Ainsi, dans les modes de réalisation suivants expliqués en référence aux figures 7 et 8, les moyens de guidage 40 sont disposés dans le mât 14 et notamment dans le canal de prise de mesure 38.
Ainsi, dans l’exemple de ces figures, la partie interne du tube d’acquisition 16 est dépourvue de tout obstacle.
Les moyens de guidage 40 quant à eux, tout comme dans les modes de réalisation précédents, comprennent une première partie 41 et une deuxième partie 42.
La deuxième partie 42 délimite toujours l’ouverture 45 du canal de prise de mesure 38.
Dans les modes de réalisation des figures 7 et 8, cette ouverture 45 est formée dans une paroi latérale du tube d’acquisition 16 dans la zone de jonction 32.
La première partie 41 des moyens de guidage 40 forme dans ces modes de réalisation plusieurs rampes pour guider les gouttes d’eau contenues dans le flux d’air vers un trou de drainage 50. Dans ces modes de réalisation, ce trou de drainage 50 est alors ménagé dans une paroi du mât 14.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, la première partie 41 des moyens de guidage 40 présente deux rampes sensiblement plates s’étendant des parois opposées du canal de prise de mesure 38. La première rampe, disposée en amont, est alors orientée vers la deuxième rampe tout en laissant un trou de passage du flux d’air vers l’intérieur du canal de prise de mesure 38. Dans cet exemple, le trou de drainage 50 est ménagé par exemple dans le point de jonction entre la deuxième rampe et la paroi correspondante du canal de prise de mesure 38.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, la première rampe de la première partie 41 est sensiblement analogue à celle décrite précédemment. En particulier, elle présente une forme sensiblement plate.
En revanche, la deuxième rampe est formée par un crochet s’étendant de la paroi correspondante du canal de prise de mesure 38. Tout comme dans le cas précédent, un trou de passage est formé entre ces deux rampes pour permettre au flux d’air de passer à l’intérieur du canal de prise de mesure 38 et le trou de drainage 50 est formé dans le point de jonction entre la deuxième rampe formant un crochet et la paroi correspondante du canal de prise de mesure 38.
Bien entendu, de nombreux autres modes de réalisation sont également possibles.
On conçoit alors que la présente invention présente un certain nombre d’avantages.
Tout d’abord, les moyens de guidage tels que décrits précédemment en référence aux différents modes de réalisation permettent d’augmenter l’énergie cinétique du flux d’air circulant à l’intérieur de la sonde et de guider partiellement ce flux vers un trou de drainage.
Ainsi, les particules les plus lourdes contenues dans ce flux d’air, c’est-à-dire les gouttes d’eau, sont projetées vers le trou de drainage et évacuées à l’extérieur de la sonde via celui-ci alors que les autres particules du flux continuent à circuler à l’intérieur de la sonde pour assurer la mesure demandée.
Cela permet alors de séparer les gouttes d’eau du flux d’air de manière efficace.
Il est à noter en outre que les moyens de guidage présentant des formes aérodynamiques ne forment pas des zones de stagnation de flux d’air. Cela permet alors d’éviter l’engorgement de la sonde par formation des cristaux dans de telles zones.

Claims

REVENDICATIONS
1. Sonde de mesure aérodynamique (10) destinée à être exposée à un flux d’air et comprenant un corps (12), le corps (12) comprenant un mât (14) et un tube d’acquisition (16) monté sur le mât (14) et définissant une entrée (24) du flux d’air, le mât (14) et le tube d’acquisition (16) délimitant ensemble une partie interne du corps (12) ; la sonde de mesure aérodynamique (10) comprenant en outre des moyens de guidage (40) disposés dans la partie interne du corps (12) et configurés pour guider des gouttes d’eau contenues dans le flux d’air vers un trou de drainage (50) ménagé dans le corps (12) ; les moyens de guidage (40) comprenant une première partie (41) formant au moins une rampe configurée pour augmenter l’énergie cinétique du flux d’air.
2. Sonde (10) selon la revendication 1 , dans laquelle les moyens de guidage (40) présentent une forme aérodynamique selon la direction d’écoulement du flux d’air à l’intérieur du tube d’acquisition (16).
3. Sonde (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens de guidage (40) comprennent en outre une deuxième partie (42) délimitant une ouverture (45) d’un canal de prise de mesure (38) s’étendant à travers le mât (14).
4. Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de guidage (40) sont disposés dans une zone de jonction (32) du mât (14) et du tube d’acquisition (16).
5. Sonde (10) selon la revendication 4, dans laquelle le trou de drainage (50) est ménagé dans une paroi arrière (26) du tube d’acquisition (16), avantageusement dans l’axe de symétrie de celui-ci.
6. Sonde (10) selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 3, dans laquelle le canal de prise de mesure (38) s’ouvre dans une zone arrière (33) du tube d’acquisition (16), la zone arrière (33) étant formée entre la zone de jonction (32) et la paroi arrière (26).
7. Sonde (10) selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 3, dans laquelle le canal de prise de mesure (38) s’ouvre dans la zone de jonction (32).
8. Sonde (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les moyens de guidage (40) sont disposés dans le mât (14).
9. Sonde (10) selon la revendication 8, dans laquelle le trou de drainage (50) est ménagé dans une paroi délimitant le mât (14).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2959822A1 (fr) * 2010-05-07 2011-11-11 Thales Sa Dispositif de controle d'une sonde de mesure de pression d'un encoulement et sonde comprenant le dispositif
FR3067115A1 (fr) * 2017-06-02 2018-12-07 Thales Sonde de mesure de pression notamment pour aeronef

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