CA2696792C - Nacelle a section de sortie adaptable - Google Patents
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Abstract
La présente invention de rapporte à une nacelle (1) pour turboréacteur comprenant une section arrière (5) présentant une structure interne (9) destinée à entourer une partie arrière d'un compartiment moteur et à délimiter, avec une tuyère d'éjection (6), une section de sortie calibrée de la ventilation du compartiment moteur à l'aide de moyens d'écartement disposés dans la section de sortie, caractérisée en ce que les moyens d'écartement se décomposent en des moyens d'écartement rigides (11) conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation (13) conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle.
Description
Nacelle à section de sortie adaptable L'invention se rapporte à une nacelle de moteur à réaction pour un aéronef.
Un aéronef est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes peuvent comprendre notamment un système mécanique d'actionnement d'inverseurs de poussée.
Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en avant du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section arrière abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Les nacelles modernes sont souvent destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pâles de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur.
Une nacelle présente généralement une structure externe, dite Outer Fixed Structure (OFS), qui définit, avec une structure interne concentrique de la section arrière, dite Inner Fixed Structure (IFS), entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine secondaire, visant à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur.
La structure interne et la tuyère d'éjection délimitent une section de sortie de la ventilation du compartiment moteur dont l'objet principal est de renouveler l'air qui circule entre l'IFS et le moteur, mais qui peut être utilisée pour récupérer une partie de la poussée perdue par l'air prélevé de la veine secondaire par le contrôle géométrique de la surface de passage du débit d'air.
Pour cela, des moyens d'écartement réalisés sous la forme d'entretoises rigides sont disposés dans la section de sortie et maintenus par ceinturage.
Un aéronef est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes peuvent comprendre notamment un système mécanique d'actionnement d'inverseurs de poussée.
Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en avant du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section arrière abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Les nacelles modernes sont souvent destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pâles de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur.
Une nacelle présente généralement une structure externe, dite Outer Fixed Structure (OFS), qui définit, avec une structure interne concentrique de la section arrière, dite Inner Fixed Structure (IFS), entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine secondaire, visant à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur.
La structure interne et la tuyère d'éjection délimitent une section de sortie de la ventilation du compartiment moteur dont l'objet principal est de renouveler l'air qui circule entre l'IFS et le moteur, mais qui peut être utilisée pour récupérer une partie de la poussée perdue par l'air prélevé de la veine secondaire par le contrôle géométrique de la surface de passage du débit d'air.
Pour cela, des moyens d'écartement réalisés sous la forme d'entretoises rigides sont disposés dans la section de sortie et maintenus par ceinturage.
2 En vol, le turboréacteur a cependant tendance à se tordre, et ce différemment de la nacelle, ce qui provoque des chargements très importants dudit compartiment turboréacteur sur la nacelle.
L'objet de la présente invention a pour but de remédier à ce problème, et consiste pour cela en une nacelle pour turboréacteur comprenant une section arrière présentant une structure interne destinée à entourer une partie arrière d'un compartiment moteur et à délimiter, avec une tuyère d'éjection, une section de sortie calibrée de la ventilation du compartiment moteur à l'aide de moyens d'écartement disposés dans la section de sortie, caractérisée en ce que les moyens d'écartement se décomposent en des moyens d'écartement rigides conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle.
Ainsi, le fait de découpler les moyens d'écartement de cette manière permet de limiter grandement les contraintes à supporter par la nacelle du fait de la déformation du turboréacteur.
Préférentiellement, les moyens de compensation sont rattachés aux moyens d'écartement rigides.
Préférentiellement encore, les moyens de compensation sont conçus de façon à former clapet. Ceci constitue un avantage considérable dans la mesure où les moyens d'écartement pourront de ce fait s'adapter à un surcroît de pression se produisant dans le compartiment moteur. En effet, les moyens de compensation pourront être agencés de manière à s'effacer sous l'action de ce surcroît de pression, de sorte qu'un passage supplémentaire sera ouvert afin d'augmenter le débit d'air éjecté.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'écartement rigides sont fixés dans la structure interne.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens d'écartement rigides sont fixés dans la tuyère d'éjection.
Avantageusement, les moyens d'écartement rigides comprennent une pluralité d'éléments en forme de U formant entretoises répartis sur la périphérie de la section de sortie.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de compensation comprennent une pluralité d'éléments présentant une première extrémité rattachée aux moyens d'écartement rigides, et une seconde extrémité libre.
L'objet de la présente invention a pour but de remédier à ce problème, et consiste pour cela en une nacelle pour turboréacteur comprenant une section arrière présentant une structure interne destinée à entourer une partie arrière d'un compartiment moteur et à délimiter, avec une tuyère d'éjection, une section de sortie calibrée de la ventilation du compartiment moteur à l'aide de moyens d'écartement disposés dans la section de sortie, caractérisée en ce que les moyens d'écartement se décomposent en des moyens d'écartement rigides conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle.
Ainsi, le fait de découpler les moyens d'écartement de cette manière permet de limiter grandement les contraintes à supporter par la nacelle du fait de la déformation du turboréacteur.
Préférentiellement, les moyens de compensation sont rattachés aux moyens d'écartement rigides.
Préférentiellement encore, les moyens de compensation sont conçus de façon à former clapet. Ceci constitue un avantage considérable dans la mesure où les moyens d'écartement pourront de ce fait s'adapter à un surcroît de pression se produisant dans le compartiment moteur. En effet, les moyens de compensation pourront être agencés de manière à s'effacer sous l'action de ce surcroît de pression, de sorte qu'un passage supplémentaire sera ouvert afin d'augmenter le débit d'air éjecté.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'écartement rigides sont fixés dans la structure interne.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens d'écartement rigides sont fixés dans la tuyère d'éjection.
Avantageusement, les moyens d'écartement rigides comprennent une pluralité d'éléments en forme de U formant entretoises répartis sur la périphérie de la section de sortie.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de compensation comprennent une pluralité d'éléments présentant une première extrémité rattachée aux moyens d'écartement rigides, et une seconde extrémité libre.
3 Préférentiellement, les moyens de compensation sont réalisés sous la forme d'un anneau comprenant une pluralité de fentes longitudinales ménageant des doigts longitudinaux.
Selon le premier mode de réalisation de l'invention, la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la tuyère d'éjection.
Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la structure interne.
La présente invention se rapporte également à un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une nacelle selon l'invention.
La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé
dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une nacelle selon l'invention à l'état de fermeture ;
La figure 2 est une vue schématique agrandie en perspective depuis l'arrière de la nacelle représentée à la figure 1;
La figure 3 est une vue schématique agrandie de la section de sortie depuis l'arrière de la nacelle représentée à la figure 2;
La figure 4 est une vue schématique partielle depuis l'avant de la section de sortie représentée à la figure 3;
La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale de la section de sortie de la nacelle représentée à la figure 1;
La figure 6 est une vue schématique similaire à la figure 5, lors d'un surcroît de pression dans la chambre de combustion du turboréacteur.
Une nacelle 1 d'un aéronef selon l'invention, telle que représentée aux figures 1 et 2, comprend de manière connue en soi une section avant 2 d'entrée d'air, une section médiane 3 destinée à entourer la soufflante 4, et une section arrière 5 destinée à entourer un compartiment moteur (non représenté) et terminé par une tuyère d'éjection 6 dont la sortie est située en arrière du turboréacteur.
Cette nacelle 1 comprend une structure externe 7, dite OFS, qui définit un canal annulaire 8 d'écoulement avec une structure interne 9 concentrique, dite IFS, entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante 4.
La structure interne 9 et la tuyère d'éjection 6 délimitent une section de sortie 10 de la ventilation du compartiment moteur qui peut être utilisé
pour
Selon le premier mode de réalisation de l'invention, la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la tuyère d'éjection.
Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la structure interne.
La présente invention se rapporte également à un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une nacelle selon l'invention.
La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé
dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une nacelle selon l'invention à l'état de fermeture ;
La figure 2 est une vue schématique agrandie en perspective depuis l'arrière de la nacelle représentée à la figure 1;
La figure 3 est une vue schématique agrandie de la section de sortie depuis l'arrière de la nacelle représentée à la figure 2;
La figure 4 est une vue schématique partielle depuis l'avant de la section de sortie représentée à la figure 3;
La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale de la section de sortie de la nacelle représentée à la figure 1;
La figure 6 est une vue schématique similaire à la figure 5, lors d'un surcroît de pression dans la chambre de combustion du turboréacteur.
Une nacelle 1 d'un aéronef selon l'invention, telle que représentée aux figures 1 et 2, comprend de manière connue en soi une section avant 2 d'entrée d'air, une section médiane 3 destinée à entourer la soufflante 4, et une section arrière 5 destinée à entourer un compartiment moteur (non représenté) et terminé par une tuyère d'éjection 6 dont la sortie est située en arrière du turboréacteur.
Cette nacelle 1 comprend une structure externe 7, dite OFS, qui définit un canal annulaire 8 d'écoulement avec une structure interne 9 concentrique, dite IFS, entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante 4.
La structure interne 9 et la tuyère d'éjection 6 délimitent une section de sortie 10 de la ventilation du compartiment moteur qui peut être utilisé
pour
4 récupérer une partie de la poussée perdue par l'air prélevé du canal annulaire 8 par le contrôle géométrique de la surface de passage du débit d'air.
Pour cela, et comme représenté plus précisément aux figures 3 à
6, des moyens d'écartement réalisés en métal, notamment en titane, sont disposés dans la section de sortie 10.
Ces moyens d'écartements se décomposent en des moyens d'écartement rigides 11, 12 conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation 13 conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle 1.
Plus précisément, les moyens d'écartements rigides 11, 12 sont réalisés à l'aide d'une pluralité d'éléments en forme de U en section, et formant entretoises.
Les moyens d'écartements rigides 11 sont disposés de telle façon que les branches libres du U sont parallèles à l'axe 14 de la nacelle 1, et dirigées vers l'avant.
Les moyens d'écartement rigides 12 sont positionnés de telle manière à être positionnés dans un plan transversal par rapport à l'axe 14 de la nacelle 1.
Les moyens d'écartement rigides 11, 12 sont uniformément répartis dans un même plan sur la périphérie de la section de sortie 10, de telle sorte qu'un moyen d'écartement rigide 12 est intercalé entre deux moyens d'écartement rigides 11, comme représenté plus spécialement aux figures 3 et 4.
Les moyens d'écartement rigides 11, 12 sont chacun fixés par rivetage dans la structure interne 9, comme représenté schématiquement à la figure 5 sous la référence 20.
Les espaces entre les différents moyens d'écartement rigides 11, 12 définissent de ce fait des passages permettant une ventilation calibrée au niveau de la section de sortie 10.
Il en est de même de l'espace ménagé dans chaque moyen d'écartement rigide 12 qui définit également un passage permettant une ventilation calibrée au niveau de la section de sortie 10.
En se reportant à la figure 4, on observe que les moyens de compensation 13 sont réalisés sous la forme d'un anneau 15 comprenant une pluralité de fentes 16 longitudinales ménageant des doigts 17 longitudinaux parallèles à l'axe 14.
Cet anneau 15 est fixé à l'aide de rivets 18 dans chacun des moyens d'écartement rigides 11, 12 au niveau de l'extrémité avant de chaque doigt 17, et l'extrémité arrière libre de celui-ci est en appui sur la face externe de la tuyère d'éjection 6.
Ainsi, les moyens d'écartement 11 ont en particulier la fonction de réaliser des butées en cas de forts déplacements relatifs du moteur par rapport à la nacelle 1, en plus de maintenir l'extrémité avant de chaque doigt 17. Les moyens d'écartement 12 ont eux pour fonction de maintenir l'extrémité avant de chaque doigt 17, tout en n'obstruant pas la sortie de ventilation 10.
Plus précisément, chaque doigt 17 comprend schématiquement une première portion 17a avant solidaire d'une seconde portion 17b arrière par l'intermédiaire d'un coude 19.
Ce doigt 17 est conçu de façon à ce que, une fois l'anneau 15 fixé
dans les moyens d'écartement rigides 11, 12, il soit nécessaire d'écarter radialement la seconde portion 17b afin de pouvoir la plaquer contre la tuyère d'éjection 6. Chaque doigt 17 est alors constamment sous tension, la seconde portion 17b tendant à recouvrer sa position de repos représentée schématiquement en traits mixtes à la figure 5.
Ainsi, le fait de segmenter les moyens d'écartement entre, d'une part, dë' tels 'moyens d'écartement rigides 11, 12, et d'autre part, de tels moyens de compensation 13, permet de limiter grandement les contraintes à
supporter par la nacelle 1 du fait de la déformation du turboréacteur.
De plus, ces doigts 17 sont conçus de façon à former clapet. Ceci constitue un avantage considérable dans la mesure où les moyens de compensation 13 peuvent de ce fait s'adapter à un surcroît de pression se produisant dans le compartiment moteur, comme représenté à la figure 6. En effet, la seconde portion 17b de chaque doigt 17 peut s'écarter radialement de la tuyère d'éjéction 6 sous l'action de ce surcroît de pression, de sorte qu'un passage supplémentaire, m-atérialisé par la flèche, est ouvert afin d'augmenter le débit d'air éjecté.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
Pour cela, et comme représenté plus précisément aux figures 3 à
6, des moyens d'écartement réalisés en métal, notamment en titane, sont disposés dans la section de sortie 10.
Ces moyens d'écartements se décomposent en des moyens d'écartement rigides 11, 12 conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation 13 conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle 1.
Plus précisément, les moyens d'écartements rigides 11, 12 sont réalisés à l'aide d'une pluralité d'éléments en forme de U en section, et formant entretoises.
Les moyens d'écartements rigides 11 sont disposés de telle façon que les branches libres du U sont parallèles à l'axe 14 de la nacelle 1, et dirigées vers l'avant.
Les moyens d'écartement rigides 12 sont positionnés de telle manière à être positionnés dans un plan transversal par rapport à l'axe 14 de la nacelle 1.
Les moyens d'écartement rigides 11, 12 sont uniformément répartis dans un même plan sur la périphérie de la section de sortie 10, de telle sorte qu'un moyen d'écartement rigide 12 est intercalé entre deux moyens d'écartement rigides 11, comme représenté plus spécialement aux figures 3 et 4.
Les moyens d'écartement rigides 11, 12 sont chacun fixés par rivetage dans la structure interne 9, comme représenté schématiquement à la figure 5 sous la référence 20.
Les espaces entre les différents moyens d'écartement rigides 11, 12 définissent de ce fait des passages permettant une ventilation calibrée au niveau de la section de sortie 10.
Il en est de même de l'espace ménagé dans chaque moyen d'écartement rigide 12 qui définit également un passage permettant une ventilation calibrée au niveau de la section de sortie 10.
En se reportant à la figure 4, on observe que les moyens de compensation 13 sont réalisés sous la forme d'un anneau 15 comprenant une pluralité de fentes 16 longitudinales ménageant des doigts 17 longitudinaux parallèles à l'axe 14.
Cet anneau 15 est fixé à l'aide de rivets 18 dans chacun des moyens d'écartement rigides 11, 12 au niveau de l'extrémité avant de chaque doigt 17, et l'extrémité arrière libre de celui-ci est en appui sur la face externe de la tuyère d'éjection 6.
Ainsi, les moyens d'écartement 11 ont en particulier la fonction de réaliser des butées en cas de forts déplacements relatifs du moteur par rapport à la nacelle 1, en plus de maintenir l'extrémité avant de chaque doigt 17. Les moyens d'écartement 12 ont eux pour fonction de maintenir l'extrémité avant de chaque doigt 17, tout en n'obstruant pas la sortie de ventilation 10.
Plus précisément, chaque doigt 17 comprend schématiquement une première portion 17a avant solidaire d'une seconde portion 17b arrière par l'intermédiaire d'un coude 19.
Ce doigt 17 est conçu de façon à ce que, une fois l'anneau 15 fixé
dans les moyens d'écartement rigides 11, 12, il soit nécessaire d'écarter radialement la seconde portion 17b afin de pouvoir la plaquer contre la tuyère d'éjection 6. Chaque doigt 17 est alors constamment sous tension, la seconde portion 17b tendant à recouvrer sa position de repos représentée schématiquement en traits mixtes à la figure 5.
Ainsi, le fait de segmenter les moyens d'écartement entre, d'une part, dë' tels 'moyens d'écartement rigides 11, 12, et d'autre part, de tels moyens de compensation 13, permet de limiter grandement les contraintes à
supporter par la nacelle 1 du fait de la déformation du turboréacteur.
De plus, ces doigts 17 sont conçus de façon à former clapet. Ceci constitue un avantage considérable dans la mesure où les moyens de compensation 13 peuvent de ce fait s'adapter à un surcroît de pression se produisant dans le compartiment moteur, comme représenté à la figure 6. En effet, la seconde portion 17b de chaque doigt 17 peut s'écarter radialement de la tuyère d'éjéction 6 sous l'action de ce surcroît de pression, de sorte qu'un passage supplémentaire, m-atérialisé par la flèche, est ouvert afin d'augmenter le débit d'air éjecté.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
Claims (10)
1.- Nacelle (1) pour turboréacteur comprenant une section arrière (5) présentant une structure interne (9) destinée à entourer une partie arrière d'un compartiment moteur et à délimiter, avec une tuyère d'éjection (6), une section de sortie (10) calibrée de la ventilation du compartiment moteur à
l'aide de moyens d'écartement disposés dans la section de sortie, caractérisée en ce que les moyens d'écartement se décomposent en des moyens d'écartement rigides (11, 12) conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation (13) conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle et en ce que les moyens de compensation (13) comprennent une pluralité
d'éléments présentant une première extrémité rattachée aux moyens d'écartement rigides (11) et une seconde extrémité libre.
l'aide de moyens d'écartement disposés dans la section de sortie, caractérisée en ce que les moyens d'écartement se décomposent en des moyens d'écartement rigides (11, 12) conçus pour assurer un écartement constant, et en des moyens de compensation (13) conçus de façon à pouvoir s'adapter aux mouvements relatifs du turboréacteur par rapport à la nacelle et en ce que les moyens de compensation (13) comprennent une pluralité
d'éléments présentant une première extrémité rattachée aux moyens d'écartement rigides (11) et une seconde extrémité libre.
2.- Nacelle (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de compensation (13) sont rattachés aux moyens d'écartement rigides (11, 12).
3.- Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de compensation (13) sont conçus de façon à former clapet.
4.- Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications. 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'écartement rigides (11, 12) sont fixés dans la structure interne (9).
5.- Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'écartement rigides sont fixés dans la tuyère d'éjection.
6.- Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'écartement rigides (11, 12) comprennent une pluralité d'éléments en forme de U formant entretoises répartis sur la périphérie de la section de sortie (10).
7.- Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de compensation (13) sont réalisés sous la forme d'un anneau (15) comprenant une pluralité de fentes (16) longitudinales ménageant des doigts (17) longitudinaux.
8.- Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisée en ce que la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la tuyère d'éjection (6).
9.- Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 ou 5, caractérisée en ce que la seconde extrémité libre de chaque élément est plaquée contre la structure interne.
10.- Aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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