CA2802398A1 - Carter de soufflante de turboreacteur d'aeronef - Google Patents
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Abstract
Carter de soufflante de turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce qu'il présente une forme de caisson (6), dont la paroi radialement intérieure (6a) est apte à former la peau interne de la veine d'air froid (17) d'une nacelle à l'intérieur de laquelle ledit turboréacteur est destiné à être monté, et dont la paroi radialement extérieure (6b) est apte à former la peau externe de ladite nacelle.
Description
Carter de soufflante de turboréacteur d'aéronef La présente invention se rapporte à un carter de soufflante pour turboréacteur d'aéronef.
Comme cela est connu en soi, et représenté à la figure 1 ci-jointe, une nacelle pour turboréacteur à double flux comprend classiquement une structure externe 1 comportant une partie amont 3 formant entrée d'air, une partie intermédiaire 5 dont la peau interne 6 est formée par le carter de la soufflante 7 du turboréacteur, et une partie aval 9 pouvant incorporer des moyens d'inversion de poussée.
Cette nacelle comporte par ailleurs une structure interne 11 comportant un carénage 13 du moteur 15 du turboréacteur.
La structure externe 1 définit, avec la structure interne 11, une veine d'air annulaire 17, souvent désignée par veine d'air froid , par opposition à l'air chaud engendré par le moteur 15.
La soufflante 7 consiste essentiellement en une hélice munie de pales 19, montée rotative sur un moyeu fixe 21 relié au carter de soufflante 6 par une pluralité de bras fixes 25, pouvant être répartis à 120 degrés par exemple.
En amont de ces bras fixes se trouvent des aubes de redressement de flux 23, appelées aussi OGV ( Outlet Guide Vanes ), permettant de redresser le flux d'air froid engendré par la soufflante 7.
Le carter de soufflante 6, dont la forme générale est celle d'un cylindre, présente un poids important qu'il importerait de pouvoir réduire.
De plus, l'intégration du carter de soufflante 6 dans la partie intermédiaire 5 de la structure externe 1 de la nacelle, donne lieu à de nombreuses fixations dont certaines sont complexes à mettre en oeuvre, du fait notamment de la présence de la peau extérieure de la structure externe de la nacelle.
La présente invention vise ainsi à fournir un carter de soufflante permettant de gagner en poids global, et en simplicité de montage.
On atteint ce but de l'invention avec un carter de soufflante de turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce que ce carter présente une forme de caisson, dont la paroi radialement intérieure est apte à former la peau interne de la veine d'air froid d'une nacelle à l'intérieur de laquelle ledit
Comme cela est connu en soi, et représenté à la figure 1 ci-jointe, une nacelle pour turboréacteur à double flux comprend classiquement une structure externe 1 comportant une partie amont 3 formant entrée d'air, une partie intermédiaire 5 dont la peau interne 6 est formée par le carter de la soufflante 7 du turboréacteur, et une partie aval 9 pouvant incorporer des moyens d'inversion de poussée.
Cette nacelle comporte par ailleurs une structure interne 11 comportant un carénage 13 du moteur 15 du turboréacteur.
La structure externe 1 définit, avec la structure interne 11, une veine d'air annulaire 17, souvent désignée par veine d'air froid , par opposition à l'air chaud engendré par le moteur 15.
La soufflante 7 consiste essentiellement en une hélice munie de pales 19, montée rotative sur un moyeu fixe 21 relié au carter de soufflante 6 par une pluralité de bras fixes 25, pouvant être répartis à 120 degrés par exemple.
En amont de ces bras fixes se trouvent des aubes de redressement de flux 23, appelées aussi OGV ( Outlet Guide Vanes ), permettant de redresser le flux d'air froid engendré par la soufflante 7.
Le carter de soufflante 6, dont la forme générale est celle d'un cylindre, présente un poids important qu'il importerait de pouvoir réduire.
De plus, l'intégration du carter de soufflante 6 dans la partie intermédiaire 5 de la structure externe 1 de la nacelle, donne lieu à de nombreuses fixations dont certaines sont complexes à mettre en oeuvre, du fait notamment de la présence de la peau extérieure de la structure externe de la nacelle.
La présente invention vise ainsi à fournir un carter de soufflante permettant de gagner en poids global, et en simplicité de montage.
On atteint ce but de l'invention avec un carter de soufflante de turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce que ce carter présente une forme de caisson, dont la paroi radialement intérieure est apte à former la peau interne de la veine d'air froid d'une nacelle à l'intérieur de laquelle ledit
2 turboréacteur est destiné à être monté, et dont la paroi radialement extérieure est apte à former la peau externe de ladite nacelle.
Grâce à cette structure de caisson, on peut obtenir une excellente tenue structurale du carter de soufflante, avec des peaux très minces, dont le poids global est inférieur à celui d'un carter classique.
Comme de plus la paroi extérieure de ce caisson se substitue à la peau externe de la partie correspondante de la nacelle, le bilan pondéral global s'en trouve encore amélioré.
A noter de plus que cette forme de caisson permet un montage modulaire du carter de soufflante, entre les parties amont et aval de la nacelle ;
les fixations de ces parties amont et aval sur le caisson sont aisément accessibles, ce qui contribue à la facilité d'assemblage.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de ce carter de soufflante selon l'invention :
- un nervurage est placé entre lesdites parois interne et externe :
ceci permet de renforcer la structure de caisson , - au moins l'une desdites parois est formée en matériau composite : ceci permet de gagner en poids ;
- une couche intermédiaire de rétention de pale de soufflante est placée entre lesdites peaux interne et externe : cette peau permet de retenir une pale qui se détacherait de la soufflante, et d'éviter ainsi la ruine complète du turboréacteur et de la nacelle qui l'entoure ;
- ladite couche intermédiaire peut être formée en fibres d'aramide :
ce matériau offre un excellent compromis poids/résistance.
La présente invention se rapporte également à un turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce qu'il comprend un carter de soufflante conforme à ce qui précède.
La présente invention se rapporte également à un ensemble propulsif pour aéronef, remarquable en ce qu'il comprend une nacelle dont la partie intermédiaire est formée par un carter de soufflante de turboréacteur conforme à ce qui précède.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles :
Grâce à cette structure de caisson, on peut obtenir une excellente tenue structurale du carter de soufflante, avec des peaux très minces, dont le poids global est inférieur à celui d'un carter classique.
Comme de plus la paroi extérieure de ce caisson se substitue à la peau externe de la partie correspondante de la nacelle, le bilan pondéral global s'en trouve encore amélioré.
A noter de plus que cette forme de caisson permet un montage modulaire du carter de soufflante, entre les parties amont et aval de la nacelle ;
les fixations de ces parties amont et aval sur le caisson sont aisément accessibles, ce qui contribue à la facilité d'assemblage.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de ce carter de soufflante selon l'invention :
- un nervurage est placé entre lesdites parois interne et externe :
ceci permet de renforcer la structure de caisson , - au moins l'une desdites parois est formée en matériau composite : ceci permet de gagner en poids ;
- une couche intermédiaire de rétention de pale de soufflante est placée entre lesdites peaux interne et externe : cette peau permet de retenir une pale qui se détacherait de la soufflante, et d'éviter ainsi la ruine complète du turboréacteur et de la nacelle qui l'entoure ;
- ladite couche intermédiaire peut être formée en fibres d'aramide :
ce matériau offre un excellent compromis poids/résistance.
La présente invention se rapporte également à un turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce qu'il comprend un carter de soufflante conforme à ce qui précède.
La présente invention se rapporte également à un ensemble propulsif pour aéronef, remarquable en ce qu'il comprend une nacelle dont la partie intermédiaire est formée par un carter de soufflante de turboréacteur conforme à ce qui précède.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles :
3 - la figure 1 est une vue en coupe d'une moitié de nacelle et de son turboréacteur associé de l'art antérieur, commenté en préambule de la présente invention, - la figure 2 est une vue schématique de la zone II de l'ensemble représenté à la figure 1, - la figure 3 est une vue d'une zone analogue à la zone III de la figure 1, d'une nacelle incorporant un carter de soufflante selon l'invention, et - la figure 4 est une vue schématique de la zone IV de la figure 3.
Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
On notera par ailleurs que l'on a pris soin de représenter sur ces figures un repère à trois axes X Y Z, ces trois axes étant représentatifs respectivement des directions longitudinale, transversale, et verticale de la nacelle, lorsqu'elle est installée sur un aéronef.
Comme cela est visible sur la figure 2, dans un ensemble classique de nacelle et de turboréacteur, le carter de soufflante 6 présente une forme générale sensiblement cylindrique, et une section sensiblement en C ouvert.
Ce carter de soufflante 6, qui définit une partie de la peau intérieure de la nacelle, et donc une partie de la veine d'air froid 17, peut être formé en alliage métallique ou en matériau composite.
Ce carter de soufflante 6 a à la fois une vocation structurale contribuant à la résistance générale de la nacelle, et une fonction de rétention de pales 19 de la soufflante 7 : ce carter est en effet prévu suffisamment résistant pour empêcher le passage d'une pale 19 qui se détacherait du moyeu 21, et qui pourrait alors ruiner l'ensemble de la nacelle et du turboréacteur.
Une ou plusieurs couches 27 de matériau apte à résister à la traversée d'une pale 19 sont disposés à la périphérie extérieure du carter 6 :
le matériau formant ces couches peut être par exemple un tissu composite à
base de fibres d'aramide.
On se reporte à présent aux figures 3 et 4, sur lesquelles on peut voir une nacelle incorporant un carter de soufflante selon l'invention.
Comme cela est visible sur ces deux figures, à la différence de l'agencement classique des figures 1 et 2, le carter 6 présente une forme de
Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
On notera par ailleurs que l'on a pris soin de représenter sur ces figures un repère à trois axes X Y Z, ces trois axes étant représentatifs respectivement des directions longitudinale, transversale, et verticale de la nacelle, lorsqu'elle est installée sur un aéronef.
Comme cela est visible sur la figure 2, dans un ensemble classique de nacelle et de turboréacteur, le carter de soufflante 6 présente une forme générale sensiblement cylindrique, et une section sensiblement en C ouvert.
Ce carter de soufflante 6, qui définit une partie de la peau intérieure de la nacelle, et donc une partie de la veine d'air froid 17, peut être formé en alliage métallique ou en matériau composite.
Ce carter de soufflante 6 a à la fois une vocation structurale contribuant à la résistance générale de la nacelle, et une fonction de rétention de pales 19 de la soufflante 7 : ce carter est en effet prévu suffisamment résistant pour empêcher le passage d'une pale 19 qui se détacherait du moyeu 21, et qui pourrait alors ruiner l'ensemble de la nacelle et du turboréacteur.
Une ou plusieurs couches 27 de matériau apte à résister à la traversée d'une pale 19 sont disposés à la périphérie extérieure du carter 6 :
le matériau formant ces couches peut être par exemple un tissu composite à
base de fibres d'aramide.
On se reporte à présent aux figures 3 et 4, sur lesquelles on peut voir une nacelle incorporant un carter de soufflante selon l'invention.
Comme cela est visible sur ces deux figures, à la différence de l'agencement classique des figures 1 et 2, le carter 6 présente une forme de
4 caisson de révolution, comportant une paroi interne 6a, une paroi externe 6b, et deux parois latérales 6c et 6d.
La paroi interne 6a forme une partie de la peau interne de la nacelle, c'est-à-dire de la peau qui définit la veine d'air froid 17.
La paroi externe 6b du carter 6 débouche sur l'extérieur de la nacelle, c'est-à-dire qu'elle forme une partie de la peau externe de la partie intermédiaire 5 de cette nacelle.
Chacune des parois 6a à 6b peut être formée à base d'alliage métallique, et/ou à partir de matériau composite approprié.
On peut de plus prévoir qu'une ou plusieurs couches 27 de matériau résistant à la traversée des pales 19 de la soufflante 7, soient disposées à l'intérieur du caisson ainsi formé.
On peut également prévoir que le caisson comporte des cloisons internes type 29a, 29b longitudinale et/ou circonférentielle (voir figure 3), formant nervurage et contribuant ainsi à la résistance du caisson 6.
La structure en caisson du carter 6 permet de minimiser l'épaisseur des parois 6a à 6b qu'il forme, tout en conservant une excellente résistance structurale, complétée d'une résistance à la traversée de pales 19 procurée par les couches de matériau 27 disposées à l'intérieur de ce caisson.
De plus, comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, ce caisson 6 constitue une sorte de module formant toute l'épaisseur de la nacelle, et venant se placer entre la partie amont 3 de la nacelle, formant entrée d'air, et une partie aval 31 de carter, sur laquelle peut être fixé le bord de déviation 33 d'un inverseur de poussée.
Ce caractère modulaire du carter 6 permet son intégration simplifiée dans le reste de la nacelle, et la mise en place aisée de moyens de fixation appropriés avec les parties 3 et 31.
On comprend donc que le carter de soufflante selon l'invention permet d'obtenir un meilleur compromis poids/résistance structurale que les carters de la technique antérieure, ainsi qu'un montage modulaire nettement facilité.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés.
C'est ainsi par exemple que l'on pourrait envisager que la paroi interne 6a et/ou la paroi externe 6b du carter 6, ait chacune une fonction de
La paroi interne 6a forme une partie de la peau interne de la nacelle, c'est-à-dire de la peau qui définit la veine d'air froid 17.
La paroi externe 6b du carter 6 débouche sur l'extérieur de la nacelle, c'est-à-dire qu'elle forme une partie de la peau externe de la partie intermédiaire 5 de cette nacelle.
Chacune des parois 6a à 6b peut être formée à base d'alliage métallique, et/ou à partir de matériau composite approprié.
On peut de plus prévoir qu'une ou plusieurs couches 27 de matériau résistant à la traversée des pales 19 de la soufflante 7, soient disposées à l'intérieur du caisson ainsi formé.
On peut également prévoir que le caisson comporte des cloisons internes type 29a, 29b longitudinale et/ou circonférentielle (voir figure 3), formant nervurage et contribuant ainsi à la résistance du caisson 6.
La structure en caisson du carter 6 permet de minimiser l'épaisseur des parois 6a à 6b qu'il forme, tout en conservant une excellente résistance structurale, complétée d'une résistance à la traversée de pales 19 procurée par les couches de matériau 27 disposées à l'intérieur de ce caisson.
De plus, comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, ce caisson 6 constitue une sorte de module formant toute l'épaisseur de la nacelle, et venant se placer entre la partie amont 3 de la nacelle, formant entrée d'air, et une partie aval 31 de carter, sur laquelle peut être fixé le bord de déviation 33 d'un inverseur de poussée.
Ce caractère modulaire du carter 6 permet son intégration simplifiée dans le reste de la nacelle, et la mise en place aisée de moyens de fixation appropriés avec les parties 3 et 31.
On comprend donc que le carter de soufflante selon l'invention permet d'obtenir un meilleur compromis poids/résistance structurale que les carters de la technique antérieure, ainsi qu'un montage modulaire nettement facilité.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés.
C'est ainsi par exemple que l'on pourrait envisager que la paroi interne 6a et/ou la paroi externe 6b du carter 6, ait chacune une fonction de
5 PCT/FR2011/051382 rétention de pales 19, venant s'ajouter et/ou se substituer à celle des couches de matériau 27.
C'est ainsi également que l'on pourrait envisager que le carter 6 en caisson s'étende en amont jusqu'à l'entrée d'air, et/ou en aval jusqu'au bord de 5 déviation.
C'est ainsi également que l'on pourrait envisager que le carter 6 en caisson s'étende en amont jusqu'à l'entrée d'air, et/ou en aval jusqu'au bord de 5 déviation.
Claims (8)
1. Carter de soufflante de turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il présente une forme de caisson (6), dont la paroi radialement intérieure (6a) est apte à former la peau interne de la veine d'air froid (17) d'une nacelle à
l'intérieur de laquelle ledit turboréacteur est destiné à être monté, et dont la paroi radialement extérieure (6b) est apte à former la peau externe de ladite nacelle, ce caisson (6) constituant une sorte de module apte à former toute l'épaisseur d'une nacelle, et apte à venir se placer entre une partie amont de la nacelle, formant entrée d'air, et une partie aval de carter, sur laquelle peut être fixé un bord de déviation d'un inverseur de poussée.
l'intérieur de laquelle ledit turboréacteur est destiné à être monté, et dont la paroi radialement extérieure (6b) est apte à former la peau externe de ladite nacelle, ce caisson (6) constituant une sorte de module apte à former toute l'épaisseur d'une nacelle, et apte à venir se placer entre une partie amont de la nacelle, formant entrée d'air, et une partie aval de carter, sur laquelle peut être fixé un bord de déviation d'un inverseur de poussée.
2. Carter de soufflante selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un nervurage (29a, 29b) placé entre lesdites parois interne (6a) et externe (6b).
3. Carter selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites parois (6a, 6b) est formée en matériau composite.
4. Carter selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une couche intermédiaire (27) de rétention de pale de soufflante (19) placée entre lesdites parois interne (6a) et externe (6b).
5. Carter selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire (27) est formée en fibres d'aramide.
6. Turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un carter de soufflante (6) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Ensemble propulsif pour aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend une nacelle dont la partie intermédiaire est formée par un carter de soufflante (6) de turboréacteur conforme à la revendication 6.
8. Ensemble propulsif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit carter s'étend jusqu'au bord de déviation de ladite nacelle.
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