FR2875215A1 - Procede de realisation d'une protection externe d'un vecteur et vecteur dote d'une telle protection. - Google Patents
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Abstract
Dans un vecteur (1), au moins une enveloppe (3, 7) est protégée au moyen d'une protection extérieure (10) présentant une barrière de protection thermique (11) et une barrière de protection antistatique et/ou anti-foudre (12) superposées, et dont la barrière de protection antistatique et/ou antifoudre (12) est constituée d'un entrelacement (14) de fils/fibres (15) relié à la barrière de protection thermique (11) pour définir, avec ladite barrière de protection thermique (11), un élément bi-couche (18) directement applicable sur la surface latérale de l'enveloppe extérieure (3, 7) du vecteur (1).
Description
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une protection
externe d'un vecteur.
Dans l'exposé suivant, on entend par le terme vecteur , par exemple, un missile ou un lanceur spatial, auquel l'exposé suivant fera explicitement référence 5 sans pour autant perdre en généralité.
Comme on le sait, un lanceur spatial comprend une chambre ou tête abritant l'instrumentation et/ou les appareils à transférer dans l'espace (dans le cas de missiles, la tête comprend une charge explosive), et un ou plusieurs étages de propulsion comprenant, chacun, un moteur respectif de propulsion doté d'une enveloppe pour le propergol correspondant. La présence à bord d'appareillages délicats et de propergol sensible aux stimuli thermiques externes implique la nécessité de protéger le lanceur tant thermiquement pour éviter des surchauffes pendant les phases d'attente au sol et de vol, qu'électriquement pour éviter l'accumulation de charges électrostatiques sur la surface externe et créer l'insensibilité nécessaire à la foudre, surtout lorsque l'enveloppe est réalisée en matériau composite et est donc faiblement conductrice électriquement.
Dans ce but, les lanceurs spatiaux connus comprennent une protection thermique externe constituée d'une pluralité de plaques, d'épaisseur variable, collées sur la surface extérieure du lanceur. Pour éviter l'accumulation de charges électrostatiques, et la génération consécutive possible d'étincelles avec des effets dévastateurs, à la suite du montage desdites plaques sur le lanceur, donc, suite à la réalisation de la protection thermique, la surface externe de la protection thermique est peinte avec des peintures antistatiques. Une fois la peinture terminée, on enroule sur au moins une partie de la protection externe des rubans d'aluminium en réalisant, ainsi, également une protection contre la foudre.
Les modalités de réalisation de la protection externe définie ci-dessus, même si elles sont utilisées, sont faiblement satisfaisantes, tant du point de vue du rendement et de la fiabilité et donc de la sécurité, que du point de vue des coûts et surtout des temps nécessaires pour la réalisation.
La réalisation de la protection externe exige, en effet, une phase de peinture de la protection thermique, qui doit nécessairement être effectuée avant le chargement du propergol, dans la mesure où le chargement du propergol ne peut se faire que dans des conditions de parfaite antistaticité.
Normalement, la réalisation de l'enveloppe extérieure et de la protection thermique et la peinture qui fait suite sont effectuées dans des lieux différents de ceux du chargement du propergol, dans lesquels les enveloppes protégées sont transférées disposées sur un flanc, puis placées en position verticale pour le chargement. Pendant l'assemblage des différentes parties, le transport dans la zone de chargement et l'opération suivante de verticalisation, des dommages se produisent inévitablement sur la protection extérieure et, en particulier, des enlèvements de peinture localisés, et ce, surtout à cause de la facilité avec laquelle la peinture antistatique peut être enlevée; la protection antistatique est donc compromise en créant la possibilité de déflagrations lors de la phase de chargement du propergol. Pour cette raison, suite à la verticalisation et avant le chargement, la peinture est attentivement examinée et normalement retouchée manuellement par un personnel qualifié. Toute la surface externe du lanceur devant être minutieusement contrôlée pour prévenir les accidents, cette opération exige des délais de réalisation très longs et des coûts extrêmement élevés, également du fait que la seule peinture antistatique coûte, déjà en soi, particulièrement cher.
L'objectif de la présente invention consiste à proposer un procédé de réalisation d'une protection externe d'un vecteur, permettant de résoudre de manière simple et économique les problèmes exposés ci-dessus et, en particulier, permettant de réaliser une protection efficace et fiable sans qu'il soit nécessaire d'intervenir manuellement après la réalisation de la protection.
Selon la présente invention, un procédé pour la réalisation d'une protection externe d'un vecteur comprenant au moins une enveloppe externe à protéger est proposé ; ledit procédé comprenant les phases consistant à réaliser une barrière de protection thermique et au moins une barrière de protection antistatique superposées, et étant caractérisé par le fait que ladite barrière de protection thermique et ladite barrière de protection antistatique sont appliquées sur ladite enveloppe externe simultanément par une unique opération de revêtement.
De préférence, dans le procédé défini ci-dessus, ladite unique opération de revêtement consiste à appliquer sur ladite enveloppe un élément bicouche réalisé avec au moins deux matériaux différents et reliés l'un à l'autre de façon stable.
De façon convenable, selon le procédé défini ci-dessus, on réalise en outre une barrière anti-foudre; la barrière antistatique et anti-foudre étant réalisée simultanément dans ladite unique opération de revêtement en formant convenablement un entrelacement d'éléments filiformes, et en reliant ledit entrelacement à ladite barrière de protection thermique.
La présente invention concerne en outre un vecteur doté d'une protection externe.
Selon la présente invention, un vecteur comprenant au moins une enveloppe externe et une protection externe reliée à une surface latérale externe de ladite enveloppe est réalisé ; ladite protection externe comprenant une barrière de protection thermique et au moins une barrière de protection antistatique superposées, et étant caractérisée par le fait que ladite barrière de protection antistatique comprend un entrelacement d'éléments filiformes portés par ladite barrière de protection thermique.
De manière convenable, le vecteur défini ci-dessus comprend, en outre, une barrière anti-foudre comprenant ledit entrelacement d'éléments filiformes.
L'invention sera maintenant décrite en se référant aux figures jointes, qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif, dans lequel: La figure 1 illustre schématiquement et en élévation latérale un lanceur spatial doté d'une protection externe réalisée selon les directives de la présente invention; et La figure 2 illustre une succession de phases pour la réalisation de la protection externe de la figure 1.
Sur la figure 1, on indique par 1, dans son ensemble, un lanceur spatial, lequel comprend une tête 2, dont l'enveloppe 3 externe définit une chambre 4 abritant l'instrumentation et/ou les appareils à transférer dans l'espace, indiqués par 5. Le lanceur 1 comprend, en outre, une pluralité de groupes 6 de propulsion, dans le cas d'espèce au nombre de quatre, disposés entre eux en série et en mesure d'être activés successivement.
Chaque groupe 6 de propulsion comprend un moteur de propulsion 5 respectif à fusée (invisible sur la figure 1) muni d'une enveloppe correspondante 7 pour le logement de son propergol.
Dans le lanceur 1, les enveloppes 3 et 7 sont toutes revêtues à l'extérieur d'une protection externe 10, laquelle est en mesure tant de protéger des stimuli thermiques externes les appareillages et/ou l'instrumentation 5 transportée et le propergol, qu'à éviter l'accumulation de charges électrostatiques sur la surface externe du lanceur 1, ainsi qu'à conférer la protection requise contre la foudre.
Selon ce qui est illustré, en particulier, sur la figure 2, la protection externe 10 comprend une barrière de protection thermique 11 et une barrière 12 de protection antistatique et/ou contre la foudre superposées, comme illustré sur la figure 2d. Dans le cas spécifique, la barrière de protection thermique 11 comprend une couche 13 de matériau élastomère, convenablement à base de silicone, directement reliée, de façon connue, sur les surfaces latérales extérieures 3a et 7a des enveloppes 3 et 7. La barrière 12 est, par contre, constituée d'une entrelacement 14 d'éléments filiformes 15, reliés de façon stable à la barrière de protection thermique 11 et pouvant être choisis parmi une pluralité d'éléments filiformes, afin de conférer uniquement une protection antistatique ou bien une protection antistatique et une protection contre la foudre, comme cela sera mieux spécifié ci-après.
Dans la forme particulière de réalisation décrite, les éléments filiformes 15 sont constitués de fibres ou fils de carbone entrelacés pour définir un tissu antistatique présentant une résistance superficielle convenablement de l'ordre des 105 ohms. Selon une forme de réalisation différente, les éléments filiformes comprennent des fils de matériau métallique conducteur entrelacés pour définir un treillis ou un maillage hautement conducteur, à savoir ayant constamment une résistance superficielle de l'ordre des milliOhms. Convenablement, les fils utilisés sont des fils en alliage de cuivre ou d'aluminium.
Selon une autre forme de réalisation, l'entrelacement comprend tant des fils ou fibres de verre que des fils de matériau métallique, par exemple de l'aluminium, entrelacés pour conférer une protection antistatique et contre la foudre.
La protection externe est formée et appliquée sur les enveloppes 3, 7 de la façon suivante.
Avant tout, les fibres et/ou les fils choisis sont tressés en réalisant, de façon convenable, un ruban continu de fils tressés, dans lesquels la densité des fils/fibres, leurs caractéristiques chimiques/physiques et dimensionnelles, ainsi que leur disposition correspondante sont établies en fonction du degré de protection demandé à la barrière antistatique et anti-foudre; parallèlement, de préférence par laminage, un ruban continu en matériau élastomère cru à base de silicone, en mesure de définir ladite barrière thermique 11, est formé. Les deux rubans sont, ensuite, avancés simultanément, superposés et pressés l'un contre l'autre en réalisant un seul ruban bi-couche 18 (figures 2d-2e). A ce moment, le ruban bi-couche 18 est soumis à un traitement de vulcanisation en réalisant la protection externe 11 qui, comme cela a été dit précédemment, se présente sous la forme d'un seul ruban continu bi-couche. A ce moment, le ruban bi-couche 18 est enroulé autour des enveloppes 3, 7 en reliant la surface de la couche élastomère 11 non revêtue par l'entrelacement, directement aux surfaces externes 3a, 7a des enveloppes 3, 7. En variante, le ruban bi-couche 18 est coupé transversalement en réalisant une série de portions, de formes et dimensions souhaitées, qui sont ensuite appliquées sur les enveloppes 3, 7 de façon connue.
D'après ce qui précède, il apparaît évident que les caractéristiques de réalisation de la protection externe 10 décrite, ainsi que les modalités d'application de celle-ci sur les enveloppes 3, 7 permettent, par rapport aux modalités connues, de résoudre les problèmes et d'éliminer tous les inconvénients liés à la réalisation de la barrière de protection antistatique, au moyen de la peinture de la barrière de protection thermique.
Ce qui vient d'être exposé dérive essentiellement du fait que la barrière antistatique et/ou anti-foudre est constituée d'une maille de fils tressés, laquelle est directement applicable sur la barrière de protection thermique en permettant ainsi d'appliquer simultanément en une unique opération de revêtement toutes les barrières requises, tant en les accouplant directement à l'extérieur du lanceur 1, qu'en réalisant un ruban ou une pluralité d'éléments distincts bi-couche successivement applicables sur les enveloppes. En particulier, il est évident que la réalisation d'un seul ruban bi-couche permet de réduire sensiblement les temps et les coûts correspondants à la réalisation et à l'application de la protection externe. En effet, en choisissant les éléments filiformes de l'entrelacement, dans la seule opération de revêtement de l'enveloppe, il est possible de réaliser seulement une barrière antistatique mais egalement une barrière antistatique et une barnere contre la foudre avec d'évidentes simplifications par rapport aux modalités connues.
Le fait, ensuite, de réaliser un entrelacement de fils permet d'éliminer toute intervention successive à l'application des barrières. En effet, l'entrelacement de fils qui définit la barrière antistatique et/ou la protection contre les décharges électriques environnementales, présente une résistance aux rayures ou aux chocs accidentels particulièrement élevée, et, de toutes façons, extrêmement plus élevée que celle d'une couche de peinture antistatique, en outre appliquée sur une base élastomère et donc, en soi, facile à enlever. Il s'ensuit, donc, que les enveloppes peuvent être assemblées, transportées et verticalisées pour le remplissage avec le propergol sans que des soins ou dispositifs particuliers soient nécessaires et, surtout, sans la nécessité d'examens visuels ou de retouches successives manuelles de la part d'un personnel spécialisé.
D'après ce qui précède, il apparaît évident que des modifications et variantes qui ne sortent pas du cadre de l'invention peuvent être apportées au procédé de réalisation de la protection externe 10 et au lanceur 1 doté de cette protection et décrits ci-dessus.
En particulier, les fils ou les fibres utilisés peuvent être tressés de manière différente de celle illustrée à titre d'exemple, et être réalisés avec des matériaux différents de ceux indiqués.
En outre, les fils ou les fibres pourraient être reliés à la barrière de protection thermique de façon différente de celle indiquée à titre d'exemple et, par exemple, par collage et/ou par l'interposition d'une couche de matériau d'interface.
Il apparaît enfin évident, d'après ce qui précède, que la protection externe peut être appliquée, non seulement sur d'autres parties du lanceur 1 décrit, mais sur les surfaces externes d'un quelconque autre vecteur ou avion ou sur des parties de ceux-ci.
Claims (20)
1. Procédé pour la réalisation d'une protection externe (10) d'un vecteur (1) comprenant au moins une enveloppe externe (3, 7) à protéger; le procédé comprenant les phases consistant à réaliser une barrière de protection thermique (11) et au moins une barrière de protection antistatique (12) superposées, et caractérisé par le fait que ladite barrière de protection thermique (11) et ladite barrière de protection antistatique (12) sont appliquées sur ladite enveloppe externe (3, 7) simultanément par une unique opération de revêtement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite unique opération consiste à appliquer sur ladite enveloppe (3, 7) un élément bi-couche réalisé avec au moins deux matériaux différents et reliés l'un à l'autre de façon
stable.
3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il réalise en outre, une barrière anti-foudre, lesdites barrières antistatique et antifoudre étant réalisées simultanément dans ladite unique opération de revêtement.
4. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites barrières antistatique et antifoudre sont réalisées en formant un entrelacement (14) d'éléments filiformes (15) et en reliant ledit entrelacement (14) à ladite barrière de protection thermique (11).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit 20 entrelacement (14) définit un tissu antistatique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait d'associer audit tissu antistatique des fibres de carbone.
7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit entrelacement définit un maillage anti-foudre.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit entrelacement est obtenu en tressant une pluralité de fils (15) en matériau métallique conducteur.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits fils (15) de matériau conducteur sont réalisés dans des alliages de cuivre ou d'aluminium.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications de 4 à 9, caractérisé par le fait que la liaison dudit entrelacement (14) à ladite barrière de protection thermique (11) comprend les phases consistant à réaliser une couche (13) de matériau élastomère cru, à superposer ledit entrelacement (14) à ladite couche (13), à forcer l'entrelacement (14) au contact de ladite couche (13) et à vulcaniser l'ensemble coucheentrelacement obtenu en réalisant ledit élément bi- couche (18).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite vulcanisation est effectuée avant d'enrouler l'élément bi-couche (18) sur ladite enveloppe (3, 7).
12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la superposition, le forçage et ladite vulcanisation sont réalisés en avançant simultanément l'entrelacement et la couche de matériau élastomère cru.
13. Vecteur (1) comprenant au moins une enveloppe externe (3, 7) et une protection externe (10) reliée à une surface latérale externe (3a, 7a) de ladite enveloppe (3, 7) ; ladite protection externe (10) comprenant une barrière de protection thermique (11) et au moins une barrière de protection antistatique (12) superposées, et étant caractérisée par le fait que ladite barrière de protection antistatique (12) comprend un entrelacement (14) d'éléments filiformes (15) portés par ladite barrière de protection thermique (11).
14. Vecteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il 25 comprend, en outre, une barrière antifoudre définie par un maillage constitué par ledit entrelacement d'éléments filiformes.
15. Vecteur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé par le fait que ledit entrelacement (14) d'éléments filiformes est relié de façon stable à ladite barrière de protection thermique (11) et ladite barrière de protection thermique (11) est reliée de façon stable à ladite enveloppe (3, 7).
16. Vecteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que ledit entrelacement définit un tissu antistatique.
17. Vecteur selon la revendication 15, caractérisé par le fait que ledit entrelacement comprend des fibres de carbone.
18. Vecteur selon l'une des revendications de 13 à 17, caractérisé par le fait que lesdits éléments filiformes constituant ledit entrelacement sont des fils de matériau métallique conducteur.
19. Vecteur selon la revendication 18, caractérisé par le fait que lesdits fils de matériau conducteur sont des fils en alliages de cuivre ou d'aluminium.
20. Vecteur selon l'une quelconque des revendications de 13 à 19, caractérisé par le fait que ladite barrière de protection thermique (11) comprend une couche de matériau élastomère (13) et par le fait que ledit entrelacement (14) de fils est vulcanisé sur ledit matériau élastomère.
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