EP2582580A1 - Structure de redressement de flux d'air pour nacelle de moteur d'aeronef - Google Patents

Structure de redressement de flux d'air pour nacelle de moteur d'aeronef

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EP2582580A1
EP2582580A1 EP11735896.0A EP11735896A EP2582580A1 EP 2582580 A1 EP2582580 A1 EP 2582580A1 EP 11735896 A EP11735896 A EP 11735896A EP 2582580 A1 EP2582580 A1 EP 2582580A1
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EP
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strapping
hub
nacelle
aircraft engine
vanes
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Withdrawn
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EP11735896.0A
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Inventor
Bertrand Desjoyeaux
Nicolas Dezeustre
Wouter Balk
François Gallet
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Safran Aircraft Engines SAS
Safran Nacelles SAS
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Aircelle SA
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Publication date
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to an airflow rectifying structure for an aircraft engine.
  • a nacelle of axis A for moteu r (turbofan) with double flow conventionally comprises an external structure 1 comprising an upstream part 3 forming an air inlet, a intermediate portion 5, the inner skin 6 forms a casing for the blower 7 of the engine, and a downstream portion 9 can incorporate thrust reversal means.
  • This nacel carries it by means of an internal structure 11 comprising a fairing 13 of the engine 15.
  • the outer structure 1 defines, with the internal structure 1 1, a vein of a ann ann laire 1 7, often designated by "vein of cold air", as opposed to the hot air generated by the engine 15 .
  • the fan 7 consists essentially of a propeller provided with blades 19, rotatably mounted on a fixed hub 21 connected to the fan casing 6 by a plurality of fixed arms 25, which can be distributed at 120 degrees for example.
  • flow straightening vanes 23 also called OGV ("Outlet Guide Vanes"), for straightening the flow of cold air generated by the fan 7.
  • the present invention aims to simplify this conventional arrangement, in particular to obtain a weight gain.
  • an airflow rectifying structure for an aircraft engine comprising:
  • a strapping within which are arranged a plurality of flow rectification vanes supporting a fan hub, and
  • this structure being remarkable in that at least two of the elements selected from the group comprising said strapping, said plurality of vanes, said hub and said cap, are formed in one piece, that is to say without any assembly operation, and in that at least one of the elements selected from the group comprising said strapping, said plurality of vanes, said hub and said tread is formed at least in part of a composite material.
  • Providing that at least two of the aforementioned elements (strapping, blades, hub, yoke) are manufactured in one piece limits the number of assembly operations to be performed during assembly of the nacelle, and the Providing that at least one of these four elements is formed of composite material makes it possible to obtain a weight gain.
  • said strapping incorporates the casing of said blower; said strapping incorporates an air inlet shell of the nacelle;
  • said strapping incorporates a thrust reverser deflection edge: these different arrangements make it possible to reduce even more the number of parts.
  • the present invention also relates to a nacelle for an aircraft engine, which is remarkable in that it includes a structure for rectifying the air flow in accordance with the foregoing.
  • FIG. 1 is a longitudinal, half-sectional view of a nacelle and engine assembly of the prior art, commented in the preamble of the present description,
  • FIG. 2 is a perspective view of a straightening structure for the air flow according to the invention.
  • FIG. 3 is a detailed sectional view of the upstream portion of an engine with an air flow rectification structure in accordance with a particular embodiment of the present invention, and FIG. part of nacelle associated.
  • identical or similar references designate identical or similar organs or sets of members. Note also that we have taken care to represent in these figures a reference to three axes X, Y, Z, these three axes being respectively representative of the longitudinal, transverse and vertical directions of the engine when it is installed on an aircraft .
  • the airflow rectifying structure according to the invention may comprise a plurality of flow rectifying vanes 23 extending between a wheel radially. inner 27 and a radially outer wheel 29, these vanes and wheels thus forming a flow rectifying grid.
  • the larger diameter wheel 29 is intended to be fixed or integrated inside a band 31 forming part of the inner skin of the intermediate portion 5 of the external structure 1 of the engine.
  • the smaller diameter wheel 27 supports the fixed hub 21 on which the fan 7 is rotatably mounted.
  • a yoke 33 for suspending the nacelle to a support mast sol idaire of the structure of an aircraft: this yoke makes it possible to connect the nacelle and its associated engine 15 to the aircraft.
  • the airflow rectifying vanes 23 and the wheels 27, 29 are formed in one piece.
  • the hub 21 from one side and the assembly formed by the strapping 31 and the yoke 33 on the other hand are also formed in one piece.
  • At least some of its members are formed of composite material, for example by weaving.
  • the assembly of the abovementioned bodies that is, the hub 21, the blades 23, the wheels 27, 29, the strapping 31 and the yoke 33, are formed integrally and in composite material.
  • FIG. 3 shows in detail the upstream part of a nacelle and part of the engine equipped with a structure for rectifying the flow of air on the invention
  • the strapping 31 may incorporate the fan casing 6 and the air intake ferrule 35.
  • the air inlet shell 35 is a substantially cylindrical piece forming the inner skin of the air inlet 3, on which are reported sound absorption panels 37 that can typically have a structure u n id of abeil le, so as to constitute resonators of Helmholtz.
  • Strapping 31 may further incorporate, in its downstream part, an extension 37 forming a deflection edge, that is to say defining one of the walls of the channel for guiding the flow of cold air to the outside of the nacelle during the implementation of the thrust reversal means (not shown).
  • the additional integration of the fan casing 6, the shell 35 and the deflection edge 37 to the flow straightening structure according to the invention makes it possible to gain even more in structural simplicity, as well as in weight when the set of parts is made in one piece and composite material.

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Abstract

Cette structure de redressement de flux d'air pour moteur (15) d'aéronef, comprend; un cerclage (31) à l'intérieur duquel sont disposées une pluralité d'aubes de redressement de flux (23) supportant un moyeu (21) de soufflante (19), et une chape (33) de liaison à un mât de suspension, fixée sur ledit cerclage (31). Cette structure est remarquable en ce qu'au moins deux des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage (31), ladite pluralité d'aubes (23), ledit moyeu (21) et ladite chape (33), sont formés d'un seul tenant, c'est-à-dire sans aucune opération d'assemblage, et en ce qu'au moins l'un des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage (31), ladite pluralité d'aubes (23), ledit moyeu (21) et ladite chape (33) est formé au moins en partie en matériau composite.

Description

Structure de redressement de flux d'air pour nacelle de moteur d'aéronef
La présente invention se rapporte à une structure de redressement de flux d'air pour moteur d'aéronef.
Comme cela est connu en soi, et représenté à la figure 1 ci-jointe, une nacelle d'axe A pour moteu r (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 forme carter pour la soufflante 7 du moteur, et une partie aval 9 pouvant incorporer des moyens d'inversion de poussée.
Cette nacel le com porte par a il leu rs u ne structu re interne 1 1 comportant un carénage 13 du moteur 15.
La structure externe 1 définit, avec la structure interne 1 1 , une veine d 'a ir ann u la ire 1 7, souvent désig née 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 plural ité 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 fl ux 23, appelées aussi OGV (« Outlet Guide Vanes »), permettant de redresser le flux d'air froid engendré par la soufflante 7.
La présente invention a pour but de simplifier cet agencement classique, dans le but notamment d'obtenir un gain de poids.
On atteint ce but de l'invention avec une structure de redressement de flux d'air pour moteur d'aéronef, comprenant :
- un cerclage à l'intérieur duquel sont disposées une pluralité d'aubes de redressement de flux supportant un moyeu de soufflante, et
- une chape de l iaison à un mât de suspension, fixée sur ledit cerclage,
cette structure étant remarquable en ce qu'au moins deux des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage, ladite pluralité d'aubes, ledit moyeu et ladite chape, sont formés d'un seul tenant, c'est- à-dire sans aucune opération d'assemblage, et en ce qu'au moins l 'un des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage, ladite pluralité d'aubes, ledit moyeu et ladite chape est formé au moins en partie en matériau composite.
Le fait de prévoir qu'au moins deux des éléments susmentionnés (cerclage, aubes, moyeu, chape) soient fabriqués d'un seul tenant permet de limiter le nombre d'opérations d'assemblage à réaliser lors du montage de la nacelle, et le fait de prévoir que l'un au moins de ces quatre éléments soit formé en matériau composite permet d'obtenir un gain de poids.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de cette structure selon l'invention :
- tous lesdits éléments sont formés d'un seul tenant et en matériau composite : on optimise de la sorte la simplicité de montage et la réduction de poids ;
- ledit cerclage incorpore le carter de ladite soufflante ; - ledit cerclage incorpore une virole d'entrée d'air de la nacelle ;
- ledit cerclage incorpore un bord de déviation d 'inverseur de poussée : ces d ifférentes dispositions permettent de rédu ire encore plus le nombre de pièces.
La présente invention se rapporte également à une nacelle pour moteur d'aéronef, remarquable en ce q u 'el le com prend u ne structure de redressement du flux d'air 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 :
- la figure 1 est une vue en demi-coupe long itud inale d'un ensemble de nacelle et de moteur de l'art antérieur, commenté en préambule de la présente description,
- l a fig u re 2 est u n e vu e en perspective d ' u n e stru ctu re d e redressement du flux d'air selon l'invention, et
- la figure 3 est une vue de détail en coupe de la partie amont d'un moteur équ ipé d'u ne structure de redressement du flux d'air conforme à un mode de réal isation particul ier de la présente invention, et de la partie de nacelle associée.
Su r l 'ensemble de ces fig u res, des références identiq ues 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 du moteur lorsqu'il est installé sur un aéronef.
On se reporte à présent à la figure 2, sur laquelle on peut voir que la structure de redressement de flux d'air selon l'invention peut comprendre une plural ité d'aubes de redressement de fl ux 23 s'étendant entre une roue radialement intérieure 27 et une roue radialement extérieure 29, ces aubes et ces roues formant ainsi une grille de redressement de flux.
La roue de plus grand diamètre 29 est destinée à être fixée ou intégrée à l 'intérieur d'un cerclage 31 faisant partie de la peau interne de la partie intermédiaire 5 de la structure externe 1 du moteur.
La roue de plus petit diamètre 27 supporte le moyeu fixe 21 sur lequel est montée rotative la soufflante 7.
Sur la partie supérieure du cerclage 31 est fixée une chape 33 de suspension de la nacelle à un mât de support sol idaire de la structure d'un aéronef : cette chape permet de relier la nacelle et son moteur associé 15 à l'aéronef.
De manière préférée, les aubes de redressement de flux d'air 23 et les roues 27, 29 sont formées d'un seul tenant.
De man ière préférée éga lement, l e moyeu 21 d ' u n e part et l'ensemble formé par le cerclage 31 et la chape 33 d'autre part sont également formés d'un seul tenant.
De man ière préférée, certains au moins desd its organes sont formés en matériau composite, par tissage par exemple.
De m a n ière en core pl u s préférée , l 'ensem bl e des orga n es susmentionnés, c'est-à-d ire le moyeu 21 , les aubes 23, les roues 27, 29, le cerclage 31 et la chape 33, sont formés d'un seu l tenant, et en matériau composite.
Ceci permet d'obtenir une pièce multifonction de poids global très inférieur à l'ensemble des pièces qu'elle remplace, et ne nécessitant aucune opération d'assemblage.
Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, le fait que le moyeu 21 de la soufflante 7 soit supporté directement par les aubes de redressement de flux 23, permet de s'affranchir des bras de support de ce moyeu, présents dans les nacelles de la technique antérieure : on gagne de la sorte en simplicité structurelle et en poids.
En se reportant à présent à la figure 3, où l'on a représenté de manière détaillée la partie amont d'une nacelle et une partie du moteur équipés d'une structure de redressement du flux d'air sur l'invention, on peut voir que le cerclage 31 peut incorporer le carter de soufflante 6 et la virole d'entrée d'air 35.
Pour mémoire, la virole d'entrée d'air 35 est une pièce de forme sensiblement cylindrique formant la peau interne de l'entrée d'air 3, sur laquelle sont rapportés des panneaux d'absorption acoustique 37 pouvant typiquement présenter u ne structure en n id d'abeil le, de man ière à constituer des résonateurs de Helmholtz.
Le cerclage 31 peut en outre incorporer, dans sa partie aval, une extension 37 formant bord de déviation, c'est-à-dire définissant l'une des parois du canal permettant de guider le flux d'air froid vers l'extérieur de la nacelle lors de la mise en oeuvre des moyens d'inversion de poussée (non représentés).
Comme on peut le comprendre, l'intégration supplémentaire du carter de soufflante 6, de la virole 35 et du bord de déviation 37 à la structure de redressement de flux selon l'invention , permet de gagner encore en simplicité structurelle, ainsi qu'en poids lorsque l'ensemble de pièces est réalisé d'un seul tenant et en matériau composite.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réal isation décrits et représentés, fourn is à titre de simples exemples.

Claims

REVENDICATIONS
Structure de redressement de flux d'air pour moteur (15) d'aéronef, comprenant :
- un cerclage (31 ) à l'intérieur duquel sont disposées une pluralité d'aubes de redressement de flux (23) supportant un moyeu (21 ) de soufflante (19), et
- une chape (33) de liaison à un mât de suspension, fixée sur ledit cerclage (31 ),
cette structure étant caractérisée en ce qu'au moins deux des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage (31 ), ladite pluralité d'aubes (23), ledit moyeu (21 ) et ladite chape (33), sont formés d'un seul tenant, c'est-à-dire sans aucune opération d'assemblage,
et en ce qu'au moins l'un des éléments choisis dans le groupe comprenant ledit cerclage (31 ), ladite pluralité d'aubes (23), ledit moyeu (21 ) et ladite chape (33) est formé au moins en partie en matériau composite.
Structure selon la revendication 1 , caractérisée en ce que tous lesdits éléments (21 , 23, 31 , 33) sont formés d'un seul tenant et en matériau composite.
Structure selon l'une quelconque des revend ications précédentes, caractérisée en ce que ledit cerclage (31 ) incorpore le carter (6) de ladite soufflante (19).
Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit cerclage (31 ) incorpore une virole d'entrée d'air (35).
Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit cerclage (31 ) incorpore un bord de déviation (37) d'inverseur de poussée.
6. Nacelle (1 ) pour moteur d'aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure de redressement de flux d'air conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
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