EP4753912A1 - Virole annulaire pour un carter de turbomachine et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une virole annulaire (30) pour un carter annulaire (3) d'un ensemble propulsif d'aéronef, la virole (30) comprenant un corps annulaire (300) qui s'étend autour d'un axe (A) et qui est en matériau composite, la virole (30) comportant une extrémité axiale (302) ayant un rebord annulaire (304) en saillie radialement vers l'extérieur par rapport audit axe, la virole (30) comportant un insert métallique (310) qui s'étend autour de l'extrémité axiale (302) et qui est accolé au rebord (304), l'insert métallique (310) ayant une gorge annulaire (318) ouverte radialement vers l'extérieur par rapport audit axe, dans laquelle le corps (300) et le rebord (304) sont réalisés à partir d'au moins une préforme fibreuse (P1, P2, P3) obtenue par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur l'insert métallique (310) et densifiée par une matrice (M), de façon à rendre solidaire le corps (300) et l'insert métallique.

Description

DESCRIPTION

TITRE : VIROLE ANNULAIRE POUR UN CARTER DE TURBOMACHINE ET SON PROCEDE DE FABRICATION

Domaine technique de l’invention

La présente invention se rapporte au domaine général des carters annulaires pour un ensemble propulsif d’aéronef, et plus précisément à une virole annulaire d’un tel carter annulaire et son procédé de fabrication.

Arrière-plan technique

L’état de la technique comprend notamment les documents FR-A1 -3121709 et F R-A1 -3009697.

Un ensemble propulsif d’aéronef comprend typiquement une turbomachine et une nacelle configurée pour se fixer autour de la turbomachine.

La nacelle est équipée classiquement de plusieurs capots enveloppant la turbomachine, et permettant un accès à ce dernier en position ouverte. Ces capots sont connus sous la dénomination de capot de soufflante et de capot d’inverseur de poussée.

La turbomachine comprend plusieurs carters annulaires, tels qu’un carter de soufflante prolongé vers l’arrière par un carter dit intermédiaire. Le carter intermédiaire correspond à un élément structural agencé entre le carter de soufflante situé plus en amont, et des capots de nacelle situés plus en aval. Le carter intermédiaire comprend généralement une virole annulaire (connue sous la dénomination de virole de carter intermédiaire VCI), un moyeu interne, ainsi que des bras structuraux répartis angulairement et s’étendant radialement entre le moyeu interne et la virole annulaire qu’ils relient.

Le carter intermédiaire comportant la virole VCI est classiquement une pièce métallique usinée d’un seul tenant.

La figure 1 illustre un exemple répandu de réalisation de la virole annulaire VCI. Cette virole annulaire 30 comprend un corps annulaire 300 qui s’étend autour d’un axe longitudinal A et réalisé en matériau composite, une extrémité axiale 302, un rebord annulaire 304 en saillie radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A, et un insert métallique 310 qui s’étend autour de l’extrémité axiale 302. L’insert métallique 310 comprend des première et seconde parois annulaires latérales 312, 314 reliées entre elles par une paroi annulaire de fond 316. Sur l’exemple de la figure 1 , la seconde paroi latérale 314, qui est la plus en aval forme le rebord annulaire 304 de la virole annulaire 30. Ces parois latérales et de fond 312, 314, 316 délimitent entre elles une gorge annulaire 318. La gorge annulaire 318 présente en section axiale une forme généralement en V ou en U. Cette gorge annulaire 318 est destinée à recevoir un organe de liaison du capot d’inverseur de poussée. La coopération entre l’organe de liaison et la gorge annulaire de la virole annulaire, permet la transmission des efforts aérodynamiques de la nacelle vers la turbomachine, en phases de décollage, de vol, et d’atterrissage, en particulier des efforts axiaux, et encore plus particulièrement des efforts axiaux de contre-poussée lorsque des systèmes d’inverseur de poussée équipant les capots de nacelle sont actionnés.

Dans la virole annulaire 30 de la figure 1 , l’insert métallique 310 est rapporté et fixé à l’extrémité axiale 302 par des vis V. Ceci a pour inconvénient d’encombrer et alourdir la virole annulaire. De plus, la fabrication et l’assemblage d’une telle virole annulaire peut être complexe à réaliser.

Il est également connu de réaliser le corps annulaire 300 et l’extrémité axiale 302 avec le rebord annulaire 304 de façon intégrale en matériau composite, puis de rapporter l’insert métallique 310 par collage, tel qu’illustré sur la figure 2. Pour cela, la virole annulaire 300 est réalisée à partir de deux préformes fibreuses annulaires P1 , P2 obtenues par tissage tridimensionnel et densifiées par une matrice. Une première préforme fibreuse annulaire P1 forme une partie de l’extrémité axiale 302 et comprend une patte annulaire P10 formant une partie du rebord annulaire 304, une seconde préforme fibreuse annulaire P2 forme l’autre partie de l’extrémité axiale 302 et comportant un bras annulaire P20 formant une partie d’une nervure annulaire 306 de la virole annulaire 300. La patte annulaire P10 et le bras annulaire P20 délimitent entre eux la gorge annulaire 318. L’insert métallique 310 est collé à l’intérieur de cette gorge annulaire 318.

La virole annulaire 30 de la figure 2 propose ainsi de réaliser un corps annulaire en matériau composite et l’insert métallique séparément et assemblés entre eux par collage. Cette solution présente comme inconvénient également que la fabrication et l’assemblage d’une telle virole annulaire peut être complexe à réaliser car elle nécessite un grand nombre d’opérations qui sont notamment très peu automatisées.

Dans ces différents contextes, il est intéressant de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en proposant une virole annulaire pour un carter annulaire d’un ensemble propulsif d’aéronef qui soit plus robuste et facile à réaliser et à assembler.

Résumé de l’invention

La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes précités.

A cet effet, l’invention propose une virole annulaire pour un carter annulaire d’un ensemble propulsif d’aéronef, la virole annulaire comprenant un corps annulaire qui s’étend autour d’un axe A et qui est en matériau composite, la virole annulaire comportant une extrémité axiale ayant un rebord annulaire en saillie radialement vers l’extérieur par rapport audit axe A, la virole annulaire comportant un insert métallique qui s’étend autour de l’extrémité axiale et qui est accolé au rebord annulaire, l’insert métallique ayant une gorge annulaire ouverte radialement vers l’extérieur par rapport audit axe A.

Selon l’invention, le corps annulaire et le rebord annulaire sont réalisés à partir d’au moins une préforme fibreuse annulaire obtenue par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur l’insert métallique et densifiée par une matrice, de façon à rendre solidaire le corps annulaire et l’insert métallique. Cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. Pour cela, l’invention propose de lier (et également de former) le corps annulaire en matériau composite et l’insert métallique de façon monobloc (ou dit autrement d’une seule pièce et d’un seul tenant) et de supprimer les moyens de fixation type mécanique (tels que des vis ou de colle).

Cette liaison monobloc (réalisée par exemple par drapage) est simple à mettre en œuvre (notamment de façon automatisée), solide et difficilement endommageable en fonctionnement. En particulier, la virole annulaire selon l’invention propose de former simultanément le corps annulaire et le rebord annulaire en matériau composite par drapage au moins en partie directement sur l’insert métallique. La liaison monobloc permet également de former la virole annulaire (notamment le rebord annulaire) plus robuste aux sollicitations mécaniques exercées par exemple par les capots de l’ensemble propulsif. Ceci améliore ainsi de façon significative la tenue mécanique de cette virole annulaire.

Par ailleurs, l’invention permet de réduire les nombres de pièces supplémentaires (telles que les vis, écrous, boulons, interfaces de collage entre le corps annulaire en matériau composite et l’insert métallique) pour réaliser la virole annulaire moins massive et peu encombrante.

L’invention présente par conséquent l’avantage de reposer sur une conception simple, offrant une très grande fiabilité, et peu pénalisante en termes de coûts, de masse et d’encombrement dans un ensemble propulsif d’aéronef.

On entend par « drapage », un empilement et une superposition de plusieurs couches/plis en matériau composite (par exemple sous forme de bandes ou rubans). Le matériau composite comprend généralement des fibres.

On entend par deux pièces ou parties « formées d’une seule pièce » ou « monoblocs », le fait que ces deux pièces ou parties sont reliées physiquement entre elles et non dissociables sans les détériorer. La virole annulaire selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- l’insert métallique comporte des première et seconde parois annulaires latérales et une paroi annulaire de fond qui relie ces première et seconde parois latérales, les première et seconde parois latérales et la paroi de fond délimitant entre elles ladite gorge annulaire ;

- la virole annulaire comprend en outre une couche d’interface située entre l’insert métallique et ladite au moins une préforme fibreuse ;

- ladite au moins une préforme fibreuse comprend une première préforme fibreuse annulaire comportant en section axiale une forme en L, cette première préforme fibreuse comportant une patte annulaire formant une partie dudit rebord annulaire ; et au moins une partie de l’insert métallique, telle que la seconde paroi latérale, formant une autre partie du ce rebord annulaire ;

- ladite extrémité axiale comprend en outre une nervure annulaire s’étendant parallèlement au rebord annulaire, et à distance de ce dernier, cette nervure annulaire s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport audit axe A, ledit insert métallique étant situé entre cette nervure annulaire et ledit rebord annulaire ;

- ladite au moins une préforme fibreuse comprend en outre des seconde et troisième préformes fibreuses annulaires, la seconde préforme fibreuse comportant en section axiale une forme en U, des premier et second bras annulaires formant, respectivement, au moins une partie de la nervure annulaire et au moins une autre partie du rebord annulaire, et la troisième préforme fibreuse comportant en section axiale une forme en L et comportant une jambe annulaire formant une autre partie de la nervure annulaire ; -- l’insert métallique présente en section axiale une forme en U, en V ou en T ;

-- l’insert métallique est annulaire et s’étend autour de l’axe A ;

-- l’insert métallique est sectorisé en plusieurs secteurs d’insert métallique ;

-- les secteurs d’insert métallique sont reliés entre eux par un joint, de façon à former l’insert métallique de forme annulaire ;

-- l’insert métallique comprend entre un et six secteurs d’insert métallique ;

-- le secteur d’insert métallique présente une étendue angulaire comprise entre 60° et 360° ;

-- la préforme fibreuse comprend des fibres de carbone, des fibres de céramique (telles que du carbure de silicium, de verre, ou encore d’aramide), des fibres de polyamide, des fibres métalliques, des fibres en oxyde, ou un mélange d’au moins deux de ces fibres ;

-- l’insert métallique est en aluminium, en acier ou en titane ;

-- la virole annulaire comprend en outre au moins une cavité annulaire entre l’insert métallique et l’au moins une préforme fibreuse, cette cavité annulaire étant remplie par un matériau de remplissage, tel qu’une résine.

L’invention concerne également un carter annulaire pour un ensemble propulsif d’aéronef, comprenant une virole annulaire selon l’invention.

Le carter annulaire peut être un carter intermédiaire de l’ensemble propulsif d’aéronef.

L’invention concerne aussi un ensemble propulsif d’aéronef comportant une turbomachine et une nacelle entourant au moins une partie de la turbomachine. L’ensemble propulsif d’aéronef comprend une virole annulaire selon l’une des particularités de l’invention ou un carter annulaire selon l’invention, cet ensemble propulsif comportant en outre un organe de liaison, par exemple d’un capot de la nacelle, qui est fixé dans la gorge annulaire de la virole annulaire. L’invention concerne en outre un procédé de fabrication d’une virole annulaire selon l’une des particularités de l’invention. Le procédé comprend les étapes consistant à :

(a) fournir l’insert métallique et un outillage de drapage ayant chacun une forme annulaire, l’insert métallique et l’outillage présentant chacun une surface interne annulaire de drapage et en outre au moins une surface radiale annulaire de drapage par rapport à l’axe A,

(b) réaliser au moins une ébauche fibreuse annulaire par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur au moins une desdites surfaces interne et radiales de l’insert métallique et sur au moins une desdites surfaces interne et radiale de l’outillage,

(c) densifier l’au moins une ébauche fibreuse et l’insert métallique avec la matrice par co-cuisson pour former ladite au moins une préforme fibreuse solidarisée sur l’insert métallique de la virole annulaire.

Le procédé selon l’invention permet de simplifier et de rendre plus robuste la fabrication de la virole annulaire. Pour cela, une ou plusieurs préformes fibreuses annulaires sont obtenues par drapage de plis en matériau composite. Puis, la ou les préformes fibreuses annulaires sont solidarisées directement sur l’insert métallique lors de l’étape de densification et de cocuisson pour former la virole annulaire de l’invention.

De plus, ce procédé est adapté pour une fabrication automatisée (par exemple par une machine adaptée) ou manuelle de la virole annulaire. En particulier, le drapage peut être réalisé manuellement ou de manière automatique, par exemple selon la technique AFP (acronyme anglais de « Automated Fiber Laying » pour pose de fibres automatisée), la technique ATL (acronyme anglais de « Automated Tape Laying » pour pose de rubans automatisée) ou la technique P&P (acronyme anglais de « Pick&Place » pour système de saisie et de positionnement). On entend par « ébauche fibreuse » dans la présente demande, une texture fibreuse obtenue par drapage de plis en matériau composite et destinée à former au moins une partie de la pièce à réaliser avant l’étape de densification.

Par « préforme fibreuse », on entend une texture fibreuse destinée à former au moins une partie de la pièce à réaliser après l’étape de densification. La préforme fibreuse est ainsi formée à partir d’une ébauche qui est densifiée (et donc noyée) dans une résine.

On entend par « co-cuisson », le fait de cuire (notamment par traitement thermique ou dit autrement par chauffage) simultanément l’insert métallique (réalisé séparément) et la ou les ébauches fibreuses annulaires (qui sont drapées au moins en partie sur cet insert métallique) pour former une unique pièce soumisse à la cuisson.

Dans la présente demande, le terme « cuisson » sera compris comme une cuisson au sens propre, par exemple pour les matériaux comme les résines de type époxy qui doivent être cuites, ou une consolidation, par exemple pour les matériaux comme les résines de type thermoplastique qui nécessitent une consolidation.

Le procédé de fabrication selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- l’étape (c) comprend une polymérisation de ladite au moins une ébauche fibreuse avec une résine et la transformation de cette résine en matrice par un traitement thermique de la co-cuisson ;

- ladite résine est injectée dans ladite au moins une ébauche fibreuse à l’étape (c), ou ladite au moins une ébauche fibreuse est préalablement imprégnée avec la résine avant l’étape (b) de drapage ;

- à l’étape (b), l’insert métallique et l’outillage sont alignés axialement côte à côté le long de l’axe A, puis des premiers plis en matériau composite sont drapés au moins en partie sur lesdites surfaces internes et l’une desdites surfaces radiales de l’insert métallique de façon à former la première ébauche fibreuse avec en section axiale une forme en L ;

- l’étape (b) comprend les sous-étapes suivantes consistant à :

(bi) draper des seconds plis en matériau composite au moins en partie sur lesdites surfaces interne et radiales de l’insert métallique pour former la seconde ébauche fibreuse avec en section axiale une forme en U,

(b2) draper des troisièmes plis en matériau composite au moins en partie sur lesdites surfaces interne et radiale de l’outillage pour former la troisième ébauche fibreuse avec en section axiale une forme en L,

(bs) aligner axialement côte à côte le long de l’axe A, les seconde et troisième ébauches fibreuses drapées, respectivement, sur l’insert métallique et l’outillage, et

(b4) draper des premiers plis en matériau composite au moins en partie sur des faces internes annulaires des seconde et troisième ébauches fibreuses et une face radiale annulaire de la seconde ébauche fibreuse pour former la première ébauche fibreuse avec en section axiale une forme en L ;

- avant l’étape (b), le procédé comprend une étape (i) de dépôt de la couche d’interface au moins en partie sur au moins une desdites surfaces interne et radiales de l’insert métallique ;

- la résine est dans un matériau thermodurcissable ou thermoplastique, par exemple à base d’époxy, polyépoxyde, polyimide, polybismaléimide, polyuréthane, polyester ou vinylester ;

-- l’étape (b) de drapage est réalisée manuellement ou de manière automatique avec une machine adaptée ;

-- les plis en matériau composite comprennent chacun des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres d’aramide, des fibres de polyamide, des fibres céramique (telles que du carbure de silicium, de verre, ou encore d’aramide), des fibres métalliques, des fibres en oxyde, ou un mélange d’au moins deux de ces fibres. Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une demi vue schématique en coupe axiale d’une virole annulaire selon un premier mode de réalisation de l’art antérieur, comprenant un insert métallique attaché par des vis à un corps annulaire en matériau composite ; la figure 2 est une demi vue schématique en coupe axiale d’une virole annulaire selon un second mode de réalisation de l’art antérieur, comprenant un insert métallique collé à un corps annulaire en matériau composite obtenu par tissage tridimensionnel de fils ; la figure 3 est une demi vue schématique en coupe axiale d’un ensemble propulsif d’aéronef selon l’invention ; la figure 4 est une vue schématique en perspective d’un carter annulaire d’une turbomachine de l’ensemble propulsif d’aéronef de la figure 3 ; la figure 5a est une demi vue schématique en coupe axiale d’un premier exemple d’une virole annulaire du carter annulaire de la figure 4 et un organe de liaison de l’ensemble propulsif d’aéronef ; la figure 5b est une demi vue schématique en coupe axiale d’une variante de la virole annulaire de la figure 5a ; la figure 6 est une demi vue schématique en coupe axiale d’un second exemple d’une virole annulaire du carter annulaire de la figure 4 ; la figure 7 est une demi vue schématique en coupe axiale d’un troisième exemple d’une virole annulaire du carter annulaire de la figure 4 ; la figure s est une demi vue schématique en coupe axiale d’un quatrième exemple d’une virole annulaire du carter annulaire de la figure 4 ; la figure 9 est un schéma en bloc d’un procédé de fabrication de la virole annulaire de l’invention, la figure 10 représente schématiquement un premier exemple de réalisation d’une préforme fibreuse par drapage de plis en matériau composite sur l’insert métallique pour obtenir la virole annulaire de la figure 5a ; la figure 11 représente schématiquement un second exemple de réalisation de plusieurs préformes fibreuses par drapage de plis en matériau composite sur l’insert métallique pour obtenir la virole annulaire de la figure 6. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.

Description détaillée de l’invention

Par convention, dans la description ci-après, les termes « longitudinal » et « axial » qualifient l'orientation d'éléments structurels s'étendant selon la direction d’un axe longitudinal (tel que celui d’un ensemble propulsif d’aéronef). Les termes « radial » ou « vertical » qualifient une orientation d'éléments structurels s'étendant selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal. Les termes « intérieur » et « extérieur », et « interne » et « externe » sont utilisés en référence à un positionnement par rapport à l’axe longitudinal. Ainsi, un élément structurel s'étendant selon l'axe longitudinal comporte une face intérieure tournée vers l'axe longitudinal et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure. De même, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans l’ensemble propulsif d’aéronef.

Les figures 1 et 2 ont été décrites dans l’arrière-plan technique de la présente demande, et elles illustrent des exemples d’une virole annulaire selon l’art antérieur, pour un carter annulaire d’un ensemble propulsif d’aéronef.

L’invention s’applique d’une manière générale et non limitativement à un ensemble propulsif d’aéronef 10, illustré par exemple en figure 3. Cet ensemble propulsif d’aéronef 10 comprend une turbomachine 1 et une nacelle 2 entourant au moins une partie de la turbomachine 1 .

L’ensemble propulsif d’aéronef 10 peut s’étendre suivant un axe longitudinal X.

La nacelle 2 peut s’étendre suivant un axe longitudinal qui peut correspondre à l’axe X. La nacelle 2 peut comprendre un ou plusieurs capots. Chaque capot de nacelle 2 peut être un capot en une seule partie de forme annulaire ou des demi-capots de forme hémicylindrique qui sont articulés entre eux.

En référence à la figure 3, la nacelle 2 comprend, d’amont en aval dans le sens F d’écoulement des gaz, une structure annulaire d’entrée d’air 2a, un capot de soufflante 2b et un capot d’inverseur de poussée 2c.

Le capot d’inverseur de poussée 2c peut délimiter un canal annulaire 20 de flux d’air secondaire F2, grâce à des peaux annulaires interne 21 et externe 22. En particulier, la peau externe 22 peut être formée par le capot d’inverseur de poussée 2c et la peau interne 21 peut être formée par un carter annulaire (tel que celui d’un carter intermédiaire 3 de la turbomachine

La turbomachine 1 peut s’étendre également autour d’un axe longitudinal qui peut correspondre à l’axe X. Cette turbomachine 1 peut être configurée pour être fixée à une structure de l’aéronef (par exemple une aile d’aéronef ou bien le long d’un fuselage d’aéronef).

La turbomachine 1 comprend généralement plusieurs modules comportant, d’amont en aval dans un sens F d’écoulement des gaz, une soufflante 1 a, un ou plusieurs étages de compresseurs (par exemple un compresseur basse pression 1 b et un compresseur haute pression 1 c), une chambre de combustion 1 d, un ou plusieurs étages de turbine (par exemple, une turbine haute pression 1 e et une turbine basse pression 1f), et éventuellement une tuyère d’échappement des gaz.

La turbomachine 2 peut être un turboréacteur à double flux. Dans cette configuration, la soufflante 1 a généralement à l’avant de la turbomachine 1 , délivre un flux d’air comprimé qui est séparé en deux flux annulaires concentriques : un flux d’air primaire F1 et un flux d’air secondaire F2 s’étendant autour du flux d’air primaire F1 .

La turbomachine 1 peut comprendre plusieurs carters annulaires, tels qu’au moins un des carters suivants :

- un carter de soufflante 4 s’étendant autour de la soufflante 1 a,

- le carter intermédiaire 3 s’étendant sur une partie amont du reste de la turbomachine 1 (à savoir le compresseur basse pression 1 b sur l’exemple de la figure 3), et

- un carter central 5 prolongeant un moyeu 32 du carter intermédiaire 3 vers l’aval, et sur lequel il est raccordé.

Cette turbomachine 1 de type caréné, peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur.

Sur l’exemple de la figure 3, le carter central 5 peut s’étendre autour de l’étage de compresseurs 1 a, 1 b, la chambre de combustion 1d, l’étage de turbines 1 e, 1f et éventuellement la tuyère d’échappement.

Le carter intermédiaire 3 peut comprendre une virole annulaire 30, le moyeu 32 dit interne par rapport à l’axe X, ainsi que des bras structuraux 34 répartis angulairement et s’étendant radialement entre le moyeu 32 et la virole annulaire 30 qu’ils relient. La virole annulaire 30 s’étend autour du moyeu 32.

En référence à la figure 4, la virole annulaire 30 comprend :

- un corps annulaire 300 qui s’étend autour d’un axe A,

- une extrémité axiale 302 ayant un rebord annulaire 304 en saillie radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A, et

- un insert métallique 310 qui s’étend autour de l’extrémité axiale 302 et qui est accolé au rebord annulaire 304.

L’axe A peut s’étendre longitudinalement et peut correspondre sensiblement à l’axe longitudinal X de l’ensemble propulsif d’aéronef 10.

La virole annulaire 30 peut comprendre également une bride radiale 301 de fixation par exemple sur le carter de soufflante 4. Cette bride radiale 301 peut être de forme annulaire et située à l’opposé de l’extrémité axiale 302. Sur l’exemple de la figure 4, le corps annulaire 300 formant la partie structurelle de base de la virole annulaire 30, comprend d’amont en aval (par rapport au sens F d’écoulement des gaz) la bride radiale 301 , un fût de virole 300a de forme cylindrique et de section circulaire, l’extrémité axiale 302 et le rebord annulaire 304. La bride radiale 301 , le fût de virole 300a, et l’extrémité axiale 302 avec le rebord annulaire 304 peuvent être monoblocs.

Le corps annulaire 300 est réalisé en matériau composite. Ainsi, le fût de virole 300a, l’extrémité axiale 302 avec le rebord annulaire 304, et éventuellement la bride radiale 301 , peuvent être réalisés en matériau composite.

L’insert métallique 310 comprend une gorge annulaire 318 ouverte radialement vers l’extérieure par rapport à l’axe A. La gorge annulaire 318 peut présenter en section axiale une forme générale en U ou en V. Cette gorge annulaire 318 peut être configurée pour recevoir un organe de liaison 24 de l’ensemble propulsif d’aéronef 10 (tel qu’un des capots de la nacelle 2 et en particulier le capot d’inverseur de poussée 2c).

Des exemples de cet insert métallique 310 sont illustrés de façon non limitative sur les figure 5a à 8.

Avantageusement, l’insert métallique 310 peut être annulaire et s’étendre autour de l’axe A (notamment sur et autour de l’extrémité axiale 302). L’insert métallique 310 peut être soit formé d’une seule pièce et d’un seul tenant, ou sectorisé en plusieurs secteurs d’insert métallique.

Par exemple, l’insert métallique 310 peut comprendre entre un et six secteurs d’insert métallique. De préférence, l’insert métallique 310 peut être formé de deux secteurs d’insert métalliques.

Le secteur d’insert métallique peut avoir une étendue angulaire (par rapport à l’axe A) comprise entre 60° et 360°. Ainsi, l’étendue angulaire peut être de 360° lorsque l’insert métallique 310 est formé d’un unique secteur d’insert métallique et de forme annulaire. L’étendue angulaire peut être de 180° lorsque l’insert métallique 310 est formé de deux secteurs d’insert métallique. L’étendue angulaire peut être de 60° lorsque l’insert métallique 310 est formé de six secteurs d’insert métallique. L’insert métallique 310 peut être en aluminium, en acier ou en titane.

L’insert métallique 310 peut présenter en section axiale une forme en U, en V (telle qu’illustrée sur les figures 5a à 7), en T (telle qu’illustrée sur la figure 8) ou tout autre forme dite creuse susceptible d’accommoder (ou dit autrement complémentaire) à la forme notamment de l’extrémité axiale 302 de la virole annulaire.

Cet insert métallique 310 peut comporter des première et seconde parois annulaires latérales 312, 314 et une paroi annulaire de fond 316. Cette paroi de fond 316 relie les première et seconde parois latérales 312, 314 entre elles. Les première et seconde parois latérales 312, 314 s’étendent radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A sur l’exemple de la figure 5a. La paroi de fond 316 peut s’étendre axialement le long de l’axe A. Les première et seconde parois latérales 312, 314 et la paroi de fond 316 délimitent entre elles la gorge annulaire 318.

Les première et seconde parois latérales 312, 314 et la paroi de fond 316 peuvent être formées d’une seule pièce (c’est-à-dire venue de matière).

L’insert métallique 310 sectorisé peut comprendre un joint 319 destiné à relier les secteurs d’insert métallique entre eux. Le joint 319 peut être une colle en silicone. A titre d’exemple, le joint 319 peut être disposé dans la gorge annulaire 318, notamment sur et autour de la paroi annulaire de fond 316 des secteurs d’insert métallique.

L’insert métallique 310 (en particulier la paroi de fond 316) peut comprendre une surface annulaire interne 310c (par rapport à l’axe A). L’insert métallique 310 (en particulier chacune des première et seconde parois latérales 312, 314) peut comprendre des première et seconde surfaces annulaires radiales 310a, 310b (par rapport à l’axe A). Ces surfaces radiales 310a, 310b et interne 310c sont de préférence distantes de la gorge annulaire 318.

La seconde paroi latérale 314 (en particulier la seconde surface radiale 310b) peut être accolée au rebord annulaire 304 et/ou peut correspondre à une partie de ce rebord annulaire 304. De cette façon, le rebord annulaire 304 est renforcée pour supporter les sollicitations mécaniques exercées par les capots de la nacelle 2 en fonctionnement.

La paroi de fond 316 (en particulier la surface interne 310c) peut s’étendre autour d’au moins une partie de l’extrémité axiale 302.

Sur l’exemple de la figure 5a et de façon non limitative, la première paroi latérale 312 peut avoir un premier diamètre D312 inférieur à un second diamètre D314 de la seconde paroi latérale 314. Selon une variante non illustrée sur les figures, le premier diamètre D312 peut être égal au second diamètre D314. Les première et seconde diamètres D312, D314 sont mesurés suivant un plan perpendiculaire à l’axe A.

L’une des particularités de l’invention est que le corps annulaire 300 et le rebord annulaire 304 sont réalisés à partir d’au moins une préforme fibreuse annulaire P1 , P2, P3. Cette ou ces préformes fibreuses P1 , P2, P3 sont obtenues par drapage de plis en matériau composite (simplifié ci-après par « drapage ») au moins en partie sur l’insert métallique 310 et densifiée par une matrice M. De cette façon le corps annulaire 300 est rendu solidaire de l’insert métallique 310. Dit autrement, le corps annulaire 300 et la rebord annulaire 304, qui sont formés en matériau composite, et l’insert métallique 310 sont monoblocs et formés d’un seul tenant.

La ou les préformes fibreuses P1 , P2, P3 peuvent comprendre chacune en section axiale une forme en U ou en L. Les dimensions (longueur axiale, hauteur radiale, etc.) des formes en U et en L des préformes fibreuses P1 , P2, P3 peuvent varier en fonction des différents modes de réalisation de l’invention décrits ci-dessous.

La virole annulaire 30 peut comprendre en outre une couche d’interface 308 située entre l’insert métallique 310 et la préforme fibreuse P1 , P2. Cette couche d’interface 308 peut s’étendre de façon annulaire autour de l’axe A. La couche d’interface 308 peut être en élastomère. La couche d’interface 308 permet de supporter des dilatations différentielles notamment thermiques entre l’insert métallique 310 et la préforme fibreuse P1 , P2. Ces dilatations différentielles peuvent survenir lors de la fabrication (par exemple lors d’une étape d’injection de résine dans un moule) ou en fonction. La couche d’interface 308 permet également de protéger le corps annulaire 300 et le rebord annulaire 304 réalisés en matériau composite face à d’éventuelle une corrosion galvanique, notamment lorsque l’insert métallique 310 est en aluminium.

Les plis en matériau composite de la ou des préformes fibreuses P1 , P2, P3 peuvent comprendre des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres d’aramide, des fibres de polyamide, des fibres céramique (telles que du carbure de silicium, de verre, ou encore d’aramide), des fibres métalliques, des fibres en oxyde, ou un mélange d’au moins deux de ces fibres.

La présente demande va maintenant décrire les différentes configurations possibles de la virole annulaire 30 de l’invention, et en particulier de la ou des préformes fibreuses P1 , P2, P3, en références aux figures 5a à 8.

Les figures 5a et 5b illustrent un premier mode de réalisation de la virole annulaire 30, dans laquelle le corps annulaire 300 et le rebord annulaire 304 (tels que décrits ci-dessus en référence aux figures 3 et 4) peuvent être réalisés à partir d’une première préforme fibreuse annulaire P1. Cette première préforme fibreuse P1 peut présenter en section axiale une forme générale en L. La première préforme fibreuse P1 peut avoir une longueur axiale LPI mesurée le long de l’axe A.

La première préforme fibreuse P1 peut comprendre une portion cylindrique P100 de section circulaire qui s’étend le long de l’axe A et qui est destinée à former au moins une partie du corps annulaire 300 (telle que le fût de virole 300a et éventuellement la bride radiale 301 et de l’extrémité axiale 302).

La portion cylindrique P100 peut comprendre une portion d’extrémité P102 annulaire destinée à former au moins une partie de l’extrémité axiale 302. Sur l’exemple des figures 5a et 5b, la portion d’extrémité P102 peut former au moins une partie de l’extrémité axiale 302 de la virole annulaire 30. En particulier, cette portion d’extrémité P102 peut être accolée à la surface interne 310c. Ainsi, la paroi de fond 316 peut s’étendre autour de la portion d’extrémité P102.

La première préforme fibreuse P1 peut comprendre une patte annulaire P10. La patte annulaire P10 peut s’étendre radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A sur l’exemple. En particulier, cette patte annulaire P10 peut être accolée à la seconde paroi latérale 314 (notamment au niveau de la seconde surface latérale 310b). Cette patte annulaire P10 est destinée à former une partie du rebord annulaire 304 de la virole annulaire 30, et l’insert métallique (en particulier la seconde paroi latérale 314) forme une autre partie de ce rebord annulaire 304. Ainsi, la patte annulaire P10 et la seconde paroi latérale 314 peuvent former ensemble le rebord annulaire 304.

La patte annulaire P10 peut avoir un troisième diamètre Dpio qui est mesuré suivant un plan perpendiculaire à l’axe A (ou l’axe X). Sur l’exemple des figures 5a et 5b, la troisième diamètre Dpio est similaire au second diamètre D314 de la seconde paroi latérale 314. En variante non illustrée sur les figures, la troisième diamètre Dpio peut être inférieur au second diamètre D314 de la seconde paroi latérale 314. Selon une autre variante, la troisième diamètre Dpio peut être similaire au premier diamètre D312 de la première paroi latérale 312.

La première préforme fibreuse P1 peut donc être monobloc et formée d’un seul tenant avec l’insert métallique 310.

En référence à la figure 5b, la virole annulaire 30 du premier mode de réalisation peut comprendre la couche d’interface 308 entre au moins une partie de la première préforme fibreuse P1 et l’insert métallique 310. Cette couche d’interface 308 peut être formée, d’une part, entre la paroi de fond 316 (en particulier la surface interne 310c) et au moins une partie de la première préforme fibreuse P1 (en particulier la portion d’extrémité P102), et d’autre part, entre la seconde paroi latérale 314 (en particulier la seconde surface radiale 310b) et au moins une partie de la patte annulaire P10. Ainsi, la couche d’interface 308 peut être intercalée entre, d’une part, la seconde surface radiale 31 Ob et la patte annulaire P10, et d’autre part, entre la surface interne 310c et la portion d’extrémité P102.

Dans la virole annulaire 30 du premier mode de réalisation, l’insert métallique 310 présente en section axiale sensiblement une forme générale en U. Quant à la gorge annulaire 318, elle présente en section axiale sensiblement une forme générale en V.

La figure 6 illustre un second mode de réalisation de la virole annulaire 30 qui diffère de la virole annulaire 30 du premier mode de réalisation par la présence d’une nervure annulaire 306 supplémentaire et la présence de plusieurs préformes fibreuses P2, P3 supplémentaires pour former le corps annulaire 300 et le rebord annulaire 304.

En effet, la virole annulaire 30 du second mode de réalisation comprend en outre cette nervure annulaire 306 qui s’étend parallèlement au rebord annulaire 304, et à distance de ce rebord annulaire 304. La nervure annulaire 306 s’étend en saillie radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A. Dans cette configuration, l’insert métallique 310 est situé entre la nervure annulaire 306 (en particulier un premier bras annulaire P22 de la seconde préforme fibreuse P2) et le rebord annulaire 304 (en particulier un second bras annulaire P24 de la seconde préforme fibreuse P2). Ainsi, la nervure annulaire 306 peut être accolée à la première paroi latérale 312 (en particulier sur la première surface radiale 310a), et le rebord annulaire 304 peut être accolée à la seconde paroi latérale 314 (en particulier sur la seconde surface radiale 310b).

La nervure annulaire 306 peut avoir un quatrième diamètre D306 inférieur ou égal à un cinquième diamètre D304 du rebord annulaire 304. La quatrième diamètre D306 peut être identique (figure 6) ou inférieure au premier diamètre D312. La cinquième diamètre D304 peut être identique (figure 6) ou inférieure au second diamètre D314. Les quatrième D306 et cinquième D304 diamètres sont mesurés suivant un plan perpendiculaire à l’axe A. Par ailleurs, le corps annulaire 300 et le rebord annulaire 304 du second mode de réalisation peuvent être réalisés à partir de la première préforme fibreuse P1 (telle que décrite ci-dessus en référence aux figures 5a et 5b) et ainsi qu’à partir d’une seconde préforme fibreuse annulaire P2 et d’une troisième préforme fibreuse annulaire P3.

La première préforme fibreuse P1 du second mode de réalisation diffère de celle du premier mode de réalisation par sa position dans la virole annulaire 30. Dans le second mode de réalisation, les seconde et troisième préformes fibreuses P1 , P2 peuvent s’étendre, d’une part, axialement côte à côte (ou dit autrement accolées l’une de l’autre), et d’autre part, radialement autour de la première préforme fibreuse P1 (en particulier de la portion cylindrique P100 et éventuellement de la portion d’extrémité P102 pour la seconde préforme fibreuse P2).

La seconde préforme fibreuse P2 peut présenter en section axiale une forme générale en U. Cette seconde préforme fibreuse P2 peut avoir une seconde longueur axiale LP2 mesurée le long de l’axe A. Cette seconde longueur axiale LP2 peut être inférieure à la première longueur axiale LPI.

La seconde préforme fibreuse P2 peut comprendre les premier P22 et second P24 bras annulaires destinés à former, respectivement, au moins une partie de la nervure annulaire 306 et au moins une partie du rebord annulaire 304.

Les premier et second bras annulaires P22, P24 peuvent s’étendre chacun radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A. Le premier bras annulaire P22 peut être accolé à la première paroi latérale 312 (en particulier sur la première surface radiale 310a). Le second bras annulaire P24 peut être accolé à la seconde paroi latérale 314 (en particulier sur la seconde surface radiale 310b).

Les premier et second bras annulaires P22, P24 peuvent avoir, respectivement, des sixième et septième diamètres DP22, DP24 qui sont mesurés suivant un plan perpendiculaire à l’axe A. Le premier diamètre D312 peut être identique (figure 6) ou inférieure au sixième diamètre DP22. Le second diamètre D314 peut être identique (figure 6) ou inférieure au septième diamètre DP24.

La seconde préforme fibreuse P2 peut comprendre en outre un fond P202 reliant les premier et second bras annulaires P22, P24 entre eux. Ce fond P202 peut s’étendre axialement le long de l’axe A. Le fond P202 peut être destiné à former au moins une partie de l’extrémité axiale 302 de la virole annulaire 30 et l’autre partie de l’extrémité axiale 302 étant formée par la portion d’extrémité P102 de la première préforme fibreuse P1 .

Avantageusement, l’insert métallique 310 peut être recouvert au moins en partie par la seconde préforme fibreuse P2. En particulier, la seconde préforme fibreuse P2 (par l’intermédiaire des premier et second bras annulaires P22, P24 et du fond P202) recouvre les surfaces radiales 310a, 310b et interne 310c de l’insert métallique 310.

La troisième préforme fibreuse P3 peut présenter en section axiale une forme générale en L. Cette troisième préforme fibreuse P3 peut avoir une troisième longueur axiale Lps mesurée le long de l’axe A. Cette troisième longueur axiale Lps peut être inférieure à la première longueur axiale LPI. La troisième longueur axiale LPS peut être supérieure à la seconde longueur axiale LP2.

La troisième préforme fibreuse P3 peut comprendre une partie cylindrique P300 de section circulaire qui s’étend le long de l’axe A et qui est destinée à former au moins une autre partie du corps annulaire 300 (tel que le fût de virole 300a et éventuellement la bride radiale 301 ). Cette partie cylindrique P300 peut s’étendre au moins en partie autour de la portion cylindrique P100. La troisième préforme fibreuse P3 peut comprendre une jambe annulaire P30. La jambe annulaire P30 peut s’étendre radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe A sur l’exemple de la figure 6. En particulier, cette jambe annulaire P30 peut être accolée au premier bras annulaire P22. Cette jambe annulaire P30 peut être destinée à former une autre partie de la nervure annulaire 306 de la virole annulaire 30. Dans cette configuration, le premier bras annulaire P22 (avec éventuellement la première paroi latérale 312) forme une partie de la nervure annulaire 306 et la jambe annulaire P30 forme l’autre partie de cette nervure annulaire 306.

La jambe annulaire P30 peut avoir un huitième diamètre DPSO qui est mesuré suivant un plan perpendiculaire à l’axe A (ou l’axe X). Sur l’exemple de la figure 6, la huitième diamètre DPSO est similaire aux premier et sixième diamètres D312, DP22.

Les première, seconde et troisième préformes fibreuses P1 , P2, P3 peuvent donc être monoblocs et formées d’un seul tenant avec l’insert métallique 310. Sur l’exemple de la figure 6 et de façon non limitative, la virole annulaire 30 du second mode de réalisation peut comprendre la couche d’interface 308 entre au moins une partie de la seconde préforme fibreuse P2 et l’insert métallique 310. Cette couche d’interface 308 peut être formée entre :

- la paroi de fond 316 et le fond P202 de la seconde préforme fibreuse P2,

- la première paroi latérale 312 et le premier bras annulaire P20 de la seconde préforme fibreuse P2, et

- la seconde paroi latérale 314 et le second bras annulaire P24 de la seconde préforme fibreuse P2.

Ainsi, la couche d’interface 308 peut être intercalée entre les surfaces radiales 310a, 310b et interne 310c de l’insert métallique 310 et les bras annulaires P22, P24 et le fond P202 de la seconde préforme fibreuse P2.

La figure 7 illustre un troisième mode de réalisation de la virole annulaire 30 qui diffère de la virole annulaire 30 du second mode de réalisation par l’insert métallique 310.

En effet, l’insert métallique 310 du troisième mode de réalisation peut avoir une des première et seconde parois latérales 312, 314 qui est inclinée par rapport à l’un des bras annulaires P22, P24 correspondant, de façon à former une cavité annulaire entre la paroi latérale et le bras annulaire correspondant(e). Cette cavité annulaire peut être remplie par un matériau de remplissage, tel qu’une résine dite de polymérisation formant la matrice M de densification. Cette résine put être dans un matériau thermodurcissable ou thermoplastique, par exemple à base d’époxy, polyépoxyde, polyimide, polybismaléimide, polyuréthane, polyester ou vinylester.

Sur l’exemple de la figure 7 et de façon non limitative, la première paroi latérale 312 est inclinée par rapport au premier bras annulaire P22. Cette première paroi latérale 312 peut comprendre ainsi une première extrémité radiale 312a qui s’étendant radialement vers l’extérieur (par rapport à l’axe A) et une seconde extrémité radiale 312b opposée à cette première extrémité radiale 312a. La première extrémité radiale 312a est accolée au premier bras annulaire P22 et la seconde extrémité radiale 312b est distante de ce premier bras annulaire P22.

La figure 8 illustre un quatrième mode de réalisation de la virole annulaire 30 qui diffère de la virole annulaire 30 des premier, second et troisième modes de réalisation par l’insert métallique 310. En particulier, l’insert métallique 310 présente en section axiale la forme T.

Cet insert métallique 310 de la figure 8 comprend les première et seconde parois annulaires latérales 312, 314, la paroi annulaire de fond 316 (telles que décrites ci-dessus) et une patte axiale 317. Cette patte axiale 317 peut être un prolongement axial de la paroi annulaire de fond 316. La patte axiale 317 peut s’étendre entre un premier bout et un second bout opposé au premier bout. Le premier bout peut être relié à la paroi annulaire de fond 316 et à la seconde paroi annulaire latérale 314. Le second bout peut être libre. Au moins une portion de la patte axiale 317 (notamment le second bout) peut être surépaissie.

Sur cet exemple de la figure 8, la première paroi annulaire latérale 302 peut être accolée au rebord annulaire 304 du corps annulaire 300. En variante non illustrée sur les figures, la seconde paroi annulaire latérale 314 peut être accolée au rebord annulaire 304 et la patte axiale 317 peut être reliée à la première paroi annulaire latérale 312 et à la paroi annulaire de fond 316. Selon une autre variante non illustrée, le rebord annulaire 304 est optionnelle et peut être absente de la virole annulaire 30 lorsque l’insert métallique 310 présente en section axiale la forme en T.

Par ailleurs, l’insert métallique 310 de la figure 8 est sectorisé et comprend donc le joint 319 permettant de relier les secteurs d’insert métallique de façon à former une pièce annulaire. De façon non limitative, ce joint 319 est disposé au niveau de la patte axiale 317. En particulier, le joint 319 peut être sous forme d’une bande annulaire sur laquelle les pattes axiales 317 des secteurs d’insert métallique sont collées.

Tel que décrit en référence au premier mode de réalisation de la virole annulaire, le corps annulaire 300 selon l’exemple de la figure 8 peut être réalisée à partir de la première préforme fibreuse annulaire P1 .

La présente demande décrit maintenant un procédé de fabrication de la virole annulaire 30 de l’invention, dont des étapes successives du procédé sont par exemple résumé sur la figure 9. Les étapes optionnelles étant représentées en pointillées.

Conformément à l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes consistant à :

(a) fournir l’insert métallique 310 et un outillage O de drapage,

(b) réaliser au moins une ébauche fibreuse T1 , T2, T3 par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur l’insert métallique 310 et au moins en partie sur l’outillage O,

(c) densifier cette au moins une ébauche fibreuse T1 , T2, T3 et l’insert métallique 310 avec la matrice M par co-cuisson pour réaliser l’au moins une préforme fibreuse P1 , P2, P3 solidarisée sur l’insert métallique 310 de la virole annulaire 30.

A l’étape (a), l’insert métallique 10 peut être formé d’une seule pièce ou sectorisé. Les secteurs d’insert métallique peuvent être reliés entre eux, notamment par le joint 319, de façon à former une pièce annulaire. L’insert métallique 310 et l’outillage O peuvent donc présenter chacun une forme annulaire.

L’outillage O présente une surface annulaire interne Oi et une surface annulaire latérale Oi qui sont configurées chacune pour recevoir le drapage de l’étape (b). Cette surface latérale Oi s’étendant radialement vers l’extérieur (par rapport à l’axe A). Les première et seconde surfaces radiales 310a, 310b et la surface interne 310c de l’insert métallique 310 sont configurées chacune pour recevoir le drapage de l’étape (b).

A l’étape (b), le drapage est réalisé au moins en partie sur au moins une des surfaces interne 310c et radiales 310a, 310b de l’insert métallique 310 et sur la surface interne Oi de l’outillage.

L’étape (b) de drapage peut se dérouler suivant différentes réalisations.

La figure 10 illustre un premier exemple de réalisation de l’étape (b), dans laquelle l’insert métallique 310 et l’outillage O peuvent être alignés axialement côte à côte le long de l’axe A. En particulier, la surface latérale Oi de l’outillage O et la première surface radiale 310a de l’insert métallique 310 peuvent être accolées le long de l’axe A. Puis, des premiers plis en matériau composite peuvent être drapés, notamment simultanément, au moins en partie sur la surface interne Oi de l’outillage et sur au moins une des surfaces interne 310c et radiales 310a, 310b de l’insert métallique 310 pour former une première ébauche fibreuse annulaire T1 avec en section axiale une forme en L. Cette première ébauche fibreuse T1 est destinée à former la première préforme fibreuse P1 (notamment après l’étape (c)).

En particulier, la forme en L en section axiale de la première ébauche fibreuse T1 peut être réalisée en drapant les surfaces internes Oi, 310c et la seconde surface radiale 310b par les premiers plis en matériau composite. Ainsi, le drapage des surfaces internes Oi, 310c permet de former la portion cylindrique P100 et la portion d’extrémité P102 (notamment après l’étape (c) de densification) et le drapage de la seconde surface radiale 310b permet de former la patte annulaire P10 (notamment après l’étape (c)). La figure 11 illustre un second exemple de réalisation de l’étape (b) qui peut comprendre les sous-étapes suivantes consistant à :

(bi) draper des seconds plis en matériau composite au moins en partie sur les surfaces interne 310c et radiales 310a, 310b de l’insert métallique 310 pour former une seconde ébauche fibreuse annulaire T2 avec en section axiale une forme en U et destinée à former la seconde préforme fibreuse P2 (notamment après l’étape (c)),

(b2) draper des troisièmes plis en matériau composite au moins en partie sur les surfaces interne Oi et latérale Oi de l’outillage O pour former une troisième ébauche fibreuse annulaire T3 avec en section axiale une forme en L et destinée à former la troisième préforme fibreuse P3 (notamment après l’étape (c)),

(bs) aligner axialement côte à côte le long de l’axe A, les seconde et troisième ébauches fibreuses T2, T3 drapées, respectivement, sur l’insert métallique 310 et l’outillage O, et

(b4) draper les premiers plis en matériau composite au moins en partie sur des faces annulaires internes T2i, T3i des seconde et troisième ébauches fibreuses T2, T3 et une face annulaire radiale T2_r de la seconde ébauche fibreuse T2 pour former la première ébauche fibreuse T1 avec en section axiale la forme en L.

L’étape (bs) permet d’assembler les seconde et troisième ébauches fibreuses T2, T3 et les aligner le long de l’axe A pour pouvoir former, d’une part, la face interne T2i et la face radiale T2r de la seconde ébauche fibreuse T2, et d’autre part, la face interne T3i de la troisième ébauche fibreuse T3. Sur l’exemple de la figure 11 , les faces internes T2i, T3i peuvent s’étendre longitudinalement le long de l’axe A, et la face radiale T2i peut s’étendre radialement vers l’extérieur par rapport à cet axe A. Ces faces internes T2i, T3i et radiale T2_r sont configurées chacune pour recevoir le drapage de l’étape (b4).

En particulier, la forme en U de la seconde ébauche fibreuse T2 peut être réalisée en drapant les surfaces radiales 310a, 310b et interne 310c de l’insert métallique par les seconds plis en matériau composite. Ceci permet de former les premier et second bras annulaires P22, P24 et le fond P202 (notamment après l’étape (c)).

La forme en L en section axiale de la troisième ébauche fibreuse T3 peut être réalisée en drapant les surfaces interne Oi et latérale Oi de l’outillage O avec les troisièmes plis en matériau composite. Ceci permet de former, notamment de façon simultanée, d’une part, la partie cylindrique P300 (notamment après l’étape (c)), et d’autre part, la jambe annulaire P30 (notamment après l’étape (c)).

La forme en L en section axiale de la première ébauche fibreuse T1 peut être réalisée en drapant, notamment simultanément, les faces internes des seconde et troisième ébauches fibreuses T2, T3 avec les premiers plis en matériau composite. Ceci permet de former de façon simultanée, d’une part, la portion cylindrique P100 et la portion d’extrémité (notamment après l’étape (c)), et d’autre part, la patte annulaire P10 (notamment après l’étape (c)).

L’étape (b) de drapage, en particulier les étapes (bi), (b2) et (b4), peut être réalisée manuellement ou de manière automatique avec une machine adaptée. A titre d’exemple, le drapage automatisé peut être réalisé selon l’une des techniques AFP, ATL et P&P.

Tel que décrit précédemment, les premiers, seconds et troisièmes plis en matériau composite peuvent comprendre chacune des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres d’aramide, des fibres de polyamide, des fibres céramique (telles que du carbure de silicium, de verre, ou encore d’aramide), des fibres métalliques, des fibres en oxyde, ou un mélange d’au moins deux de ces fibres.

L’étape (c) permet de co-mouler (et également de co-injecter lorsque les plis en matériau composite sont secs, c’est-à-dire sans être préimprégnés de résine) la ou les ébauches fibreuses T1 , T2, T3 directement sur l’insert métallique (éventuellement avec la couche d’interface 308) en une seule étape et cycle de cuisson (i.e. par co-cuisson). On entend par « co-mouler » ou « co-injecter », une étape unique pour mouler plusieurs pièces ou injecter un matériau de façon simultanée dans le procédé de fabrication.

L’étape (c) peut comprendre une polymérisation de la ou les ébauches fibreuses T1 , T2, T3 avec une résine et la transformation de cette résine en matrice par un traitement thermique (ou dit autre chauffage) de la co-cuisson. De cette façon, la résine se durci en solidarisant la ou les préformes fibreuses P1 , P2, P3 formée(s) avec l’insert métallique 310.

La résine peut être injectée à l’étape (c), notamment dans une moule de fabrication, pour polymériser et durcir la ou les ébauches fibreuses T1 , T2, T3 en préforme(s) fibreuse(s) P1 , P2, P3 correspondante(s). En variante, les plis en matériau composite composant la ou les ébauches fibreuses T1 , T2, T3 peuvent être préalablement imprégnés de la résine, par exemple avant l’étape de (b) de drapage.

Tel que décrit précédemment, la résine peut être dans un matériau thermodurcissable ou thermoplastique, par exemple à base d’époxy, polyépoxyde, polyimide, polybismaléimide, polyuréthane, polyester ou vinylester.

Le procédé de fabrication peut comprendre, avant l’étape (b), une étape (i) de dépôt de la couche d’interface 308 au moins en partie sur au moins une des surfaces interne 310c et radiales 310a, 310b de l’insert métallique 310. A titre d’exemple, cette couche d’interface 308 peut être déposée de façon à recouvrir au moins en partie la surface interne 310c et la seconde surface radiale 310b (figure 5b), et éventuellement la première surface radiale 310a (figure 6).

Tel que décrit précédemment, la couche d’interface 308 peut être en élastomère.

Claims

REVENDICATIONS

1. Virole annulaire (30) pour un carter annulaire (3) d’un ensemble propulsif d’aéronef (10), la virole annulaire (30) comprenant un corps annulaire (300) qui s’étend autour d’un axe (A) et qui est en matériau composite, la virole annulaire (30) comportant une extrémité axiale (302) ayant un rebord annulaire (304) en saillie radialement vers l’extérieur par rapport audit axe (A), la virole annulaire (30) comportant un insert métallique (310) qui s’étend autour de l’extrémité axiale (302) et qui est accolé au rebord annulaire (304), l’insert métallique (310) ayant une gorge annulaire (318) ouverte radialement vers l’extérieur par rapport audit axe (A), caractérisée en ce que le corps annulaire (300) et le rebord annulaire (304) sont réalisés à partir d’au moins une préforme fibreuse (P1 , P2, P3) annulaire obtenue par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur l’insert métallique (310) et densifiée par une matrice (M), de façon à rendre solidaire le corps annulaire (300) et l’insert métallique (310).

2. Virole annulaire selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l’insert métallique (310) comporte des première (312) et seconde (314) parois annulaires latérales et une paroi annulaire de fond (316) qui relie ces première et seconde parois latérales (312, 314), les première et seconde parois latérales (312, 314) et la paroi de fond (316) délimitant entre elles ladite gorge annulaire (318).

3. Virole annulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la virole annulaire (30) comprend en outre une couche d’interface (308) située entre l’insert métallique (310) et ladite au moins une préforme fibreuse (P1 , P2).

4. Virole annulaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite au moins une préforme fibreuse (P1 , P2, P3) comprend une première préforme fibreuse (P1 ) annulaire comportant en section axiale une forme en L, cette première préforme fibreuse (P1 ) comportant une patte annulaire (P10) formant une partie dudit rebord annulaire (304) ; et au moins une partie de l’insert métallique (310), telle que la seconde paroi latérale (314), formant une autre partie du ce rebord annulaire (304).

5. Virole annulaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite extrémité axiale (302) comprend en outre une nervure annulaire (306) s’étendant parallèlement au rebord annulaire (304), et à distance de ce dernier, cette nervure annulaire (306) s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport audit axe (A), ledit insert métallique (310) étant situé entre cette nervure annulaire (306) et ledit rebord annulaire (304).

6. Virole annulaire selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite au moins une préforme fibreuse (P1 , P2, P3) comprend en outre des seconde (P2) et troisième (P3) préformes fibreuses annulaires, la seconde préforme fibreuse (P2) comportant en section axiale une forme en U, des premier (P22) et second (P24) bras annulaires formant, respectivement, au moins une partie de la nervure annulaire (306) et au moins une autre partie du rebord annulaire (304), et la troisième préforme fibreuse (P3) comportant en section axiale une forme en L et comportant une jambe annulaire (P30) formant une autre partie de la nervure annulaire (306).

7. Carter annulaire (3) pour un ensemble propulsif d’aéronef (10), comprenant une virole annulaire (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes.

8. Ensemble propulsif d’aéronef (10) comportant une turbomachine (1 ) et une nacelle (2) entourant au moins une partie de la turbomachine (2), caractérisé en ce qu’il comprend une virole annulaire (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 ou un carter annulaire (3) selon la revendication 7, l’ensemble propulsif d’aéronef (10) comportant en outre un organe de liaison (24), par exemple d’un capot (2c) de la nacelle (2), qui est fixé dans la gorge annulaire (318) de la virole annulaire (30).

9. Procédé de fabrication d’une virole annulaire (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à :

(a) fournir l’insert métallique (310) et un outillage (O) de drapage ayant chacun une forme annulaire, l’insert métallique (310) et l’outillage (O) présentant chacun une surface interne (310c, Oi) annulaire de drapage et en outre au moins une surface radiale (310a, 310, Or) annulaire de drapage par rapport à l’axe (A),

(b) réaliser au moins une ébauche fibreuse (T1 , T2, T3) annulaire par drapage de plis en matériau composite au moins en partie sur au moins une desdites surfaces interne (310c) et radiales (310a, 310b) de l’insert métallique (310) et sur au moins une desdites surfaces interne (Oi) et radiale (Or) de l’outillage (O),

(c) densifier l’au moins une ébauche fibreuse (T1 , T2, T3) et l’insert métallique (310) avec la matrice (M) par co-cuisson pour former ladite au moins une préforme fibreuse (P1 , P2, P3) solidarisée sur l’insert métallique (310) de la virole annulaire (30).

10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape (c) comprend une polymérisation de ladite au moins une ébauche fibreuse (T1 , T2, T3) avec une résine et la transformation de cette résine en matrice par un traitement thermique de la co-cuisson.

11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite résine est injectée dans ladite au moins une ébauche fibreuse (T 1 , T2, T3) à l’étape (c), ou ladite au moins une ébauche fibreuse (T1 , T2, T3) est préalablement imprégnée avec la résine avant l’étape (b) de drapage.

12. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce qu’à l’étape (b), l’insert métallique (310) et l’outillage (O) sont alignés axialement côte à côté le long de l’axe (A), puis des premiers plis en matériau composite sont drapés au moins en partie sur lesdites surfaces internes (310c, Oi) et l’une desdites surfaces radiales (310a, 310b) de l’insert métallique (310) de façon à former la première ébauche fibreuse (T1 ) avec en section axiale une forme en L.

13. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que l’étape (b) comprend les sous-étapes suivantes consistant à :

(bi) draper des seconds plis en matériau composite au moins en partie sur lesdites surfaces interne (31 Oc) et radiales (310a, 310b) de l’insert métallique (310) pour former la seconde ébauche fibreuse (T2)) avec en section axiale une forme en U,

(b2) draper des troisièmes plis en matériau composite au moins en partie sur lesdites surfaces interne (Oi) et radiale (Or) de l’outillage (O) pour former la troisième ébauche fibreuse (T3) avec en section axiale une forme en L,

(bs) aligner axialement côte à côte le long de l’axe (A), les seconde et troisième ébauches fibreuses (T2, T3) drapées, respectivement, sur l’insert métallique (310) et l’outillage (O), et

(b4) draper des premiers plis en matériau composite au moins en partie sur des faces internes (T2i, T3i) annulaires des seconde et troisième ébauches fibreuses (T2, T3) et une face radiale (T2_r) annulaire de la seconde ébauche fibreuse (T2) pour former la première ébauche fibreuse (T1 ) avec en section axiale une forme en L.

14. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 9 à

13, caractérisé en ce qu’avant l’étape (b), le procédé comprend une étape (i) de dépôt de la couche d’interface (308) au moins en partie sur au moins une desdites surfaces interne (310c) et radiales (310a, 310b) de l’insert métallique (310).

15. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 9 à

14, caractérisé en ce que la résine est dans un matériau thermodurcissable ou thermoplastique, par exemple à base d’époxy, polyépoxyde, polyimide, polybismaléimide, polyuréthane, polyester ou vinylester.