FR2611810A1 - Reacteur a double flux comportant un capot fractionne - Google Patents
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Abstract
UN REACTEUR A DOUBLE FLUX COMPORTE UNE PARTIE GENERATRICE DE PUISSANCE DU MOTEUR 54 SUPPORTANT UNE SOUFFLANTE ET ENTOUREE PAR UN CAPOT 40. LE CAPOT EST FRACTIONNE EN DEUX SECTIONS EN FORME D'ARC ET ARTICULEES 50, 52 DE SORTE QU'ON PEUT FAIRE PIVOTER LES SECTIONS POUR LES OUVRIR ET ACCEDER A LA PARTIE GENERATRICE DE PUISSANCE AFIN DE L'ENLEVER. LE CAPOT FRACTIONNE EST SUPPORTE DIRECTEMENT PAR UN PYLONE, D'OU IL RESULTE QUE LA SOUFFLANTE N'A PLUS BESOIN DE CHASSIS. APPLICATION AUX REACTEURS A DOUBLE FLUX CANALISE.
Description
La présente invention concerne les moteurs à turbine à gaz et, plus
particulièrement, un réacteur à double flux canalisé dont les parties statiques, encombrantes, sont supportées directement par l'avion, et dont la partie génératrice de puissance du moteur peut être extraite de ses
autres parties.
Il est difficile et coûteux d'entretenir les moteurs et de les monter dans un avion. Une partie des coûts élevés d'entretien des moteurs est due au fait qu'il est nécessaire d'enlever la totalité du moteur de l'avion pour procéder à son service. Cela est particulièrement important dans le cas d'un réacteur à double flux canalisé dans lequel le diamètre des soufflantes peut atteindre 3,5 - 4 mètres et le poids du châssis et du capot extérieur des soufflantes est assez élevé. Le coût et la difficulté du démontage de moteurs aussi
gros et encombrants sont souvent importants.
Dans un réacteur à double flux canalisé, le moteur lui-même est supporté par le pylône de l'avion. Le grand châssis des soufflantes monte leur capot sur le moteur. En général, l'admission des soufflantes, le conduit arrière des soufflantes, et souvent l'inverseur de poussée, sont intégrés au capot et cette intégration se traduit par une partie du moteur encombrante, chère et de dimensions excessivement grandes qui est supportée par la partie génératrice de puissance du moteur par l'intermédiaire du châssis. De même,
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les ailettes des soufflantes sont également supportées par la partie génératrice de puissance du moteur et ajoutent aussi un volume considérable. Ces parties nécessitent normalement des opérations d'entretien peu fréquentes et de telles opérations peuvent être faites directement sur l'avion. Lors des opérations d'entretien effectuées dans la partie génératrice de puissance du moteur, il y a lieu d'enlever la totalité du moteur de l'avion, dont le capot de la soufflante, son chassis, les ailettes du stator et toutes les autres parties supportées par le générateur de gaz. Les éléments nécessitant un entretien hors du moteur sont normalement les composants internes de la partie génératrice
de puissance.
On sait dans l'art antérieur séparer la nacelle et l'inverseur de poussée se trouvant directement autour de la partie génératrice de puissance du moteur. Cependant, il s'agit là en général d'une légère couverture en tôle qui se sépare facilement pour exposer la machinerie et l'équipement de la partie génératrice de puissance du moteur. D'autre part, les parties statiques du moteur telles que le capot de la soufflante, le stator de la soufflante, l'entrée, le conduit arrière de la soufflante, et autres éléments, sont tous intégrés à la partie génératrice de puissance du moteur qui les supporte par l'intermédiaire des châssis structurels des soufflantes et ne se séparent jamais et doivent donc être
démontés avec la partie génératrice de puissance du moteur.
Avec la poursuite de l'agrandissement des réacteurs à double flux canalisé et de façon à accroître la poussée, il est de plus en plus nécessaire de réduire les coûts, le temps et les travaux dans le démontage du moteur pour procéder à
son service, à son transport et à son entretien.
Par conséquent, la présente invention a pour objet un réacteur à double flux dans lequel les parties encombrantes du moteur restent solidaires de l'avion et la partie génératrice de puissance du moteur avec les ailettes de la
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soufflante peut être démontée dans le but d'abaisser les coûts, le poids, l'entretien et l'installation, alors que les parties du moteur de grand diamètre, à l'exception des
ailettes de la soufflante, demeurent sur l'avion.
La présente invention a pour autre objet un réacteur à double flux dont les composants encombrants peuvent être séparés de manière à permettre le démontage de la partie génératrice de puissance du moteur sous forme d'un même ensemble. La présente invention a encore pour objet un réacteur à double flux dans lequel les parties lourdes du moteur sont intégrées à la nacelle de façon à demeurer sur l'avion tout en permettant d'enlever du moteur la partie génératrice de puissance. La présente invention a pour autre objet un réacteur à double flux comportant un capot de soufflante en deux pièces, un stator de soufflante et un conduit arrière de soufflante qui sont tous supportés directement par le pylône de l'avion, permettant de démonter la partie génératrice de puissance du
moteur et les ailettes de la soufflante.
La présente invention a encore pour objet un réacteur à double flux dans lequel le capot de la soufflante, le stator de la soufflante, et les autres parties sont supportés
directement par le pylône de l'avion, ce qui permet d'élimi-
ner la structure du châssis de la soufflante.
La présente invention a aussi pour objet un réacteur à double flux dans lequel les composants encombrants du moteur sont supportés directement par l'avion et comprennent le capot de la soufflante, le stator de la soufflante, et l'enveloppe de confinement ou nacelle, lesquels sont en deux pièces et peuvent s'ouvrir pour faciliter l'accès et le démontage de la partie génératrice de puissance du moteur et
des ailettes de la soufflante sous forme d'un même ensemble.
En résumé, selon la présente invention, on prévoit un réacteur à double flux qui comprend une partie génératrice de
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puissance du moteur avec une soufflante supportée fonction-
nellement sur son dessus. La partie génératrice de puissance du moteur avec la soufflante sont supportés par l'avion. Un capot de soufflante en deux pièces est prévu qui comprend des sections opposées en forme d'arc. Ces sections sont articu- lées de manière à permettre leur séparation par pivotement de façon à accéder à la partie génératrice de puissance du moteur et à la soufflante pour procéder à leur entretien. Des mécanismes de fermeture sont montés sur le capot en deux pièces pour accoupler avec sécurité les sections en forme d'arc du capot de manière à définir un conduit de soufflante autour de cette dernière et de la partie génératrice de puissance du moteur. Un agencement de montage maintient le capot en deux pièces directement à partir d'un pylône de
support.
Dans un mode de réalisation de l'invention, une
envelope de confinement ou nacelle entoure la partie généra-
trice de puissance du moteur. La nacelle peut également être
constituée de deux sections en forme d'arc qui sont respec-
tivement accouplées aux deux sections en forme d'arc du capot de la soufflante, de sorte que le capot de la soufflante et
la nacelle sont fractionnés.
De plus, un mélangeur peut être incorporé et celui-ci peut étre également constitué de sections opposées de sorte qu'il peut se séparer aussi en même temps que le capot de la soufflante. Une tuyère de générateur de gaz peut aussi être constituée de deux parties de sorte qu'elle se séparera avec
le capot.
L'entrée peut être soit intégrée au capot de la soufflante de façon à se séparer également, soit réalisée sous forme d'un ensemble circulaire qui reste en une pièce et le capot s'accouplera à cet ensemble dans la position fermée
d'entraînement du moteur.
La description qui va suivre se réfère aux figures
annexées qui comprennent respectivement:
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figure 1, un schéma d'une partie de l'agencement classique du moteur pour un réacteur à double flux; figure 2, une vue en perspective d'un réacteur à double flux selon la présente invention; figure 3, une vue en perspective du moteur représenté en figure 2 avec le capot en deux pièces partiellement ouvert; figure 4, une vue en perspective du moteur représenté en figure 2, avec le capot en deux pièces complètement ouvert de manière à exposer la partie génératrice de puissance du moteur sous forme d'un seul ensemble pour des opérations d'entretien; figure 5, une vue avant de l'agencement représenté en figure 4; figure 6, une vue en perspective semblable à celle de la figure 4, et représentant un autre agencement dans lequel la nacelle est également en deux pièces en même temps que le capot; figure 7, une vue en perspective semblable à celle de la figure 6 et représentant l'entrée en une pièce de la soufflante, entrée qui n'est pas en deux parties; et figure 8, un croquis du profil du moteur représentant la position d'un mélangeur en deux parties et d'une tuyère en deux parties du générateur de gaz en même temps que
l'agencement du capot en deux parties.
Dans les diveres figures des dessins, les mêmes
références désignent des parties identiques.
La figure 1 représente un réacteur classique 10 à double flux. Le réacteur est supporté par un pylône 12 s'étendant à partir de l'avion. Le pylône 12 s'étend jusque dans l'enveloppe extérieure ou nacelle 14 recouvrant le moteur et supporte directement la partie génératrice de puissance de ce moteur. Dans la partie génératrice de
puissance du moteur se trouvent généralement les compres-
seurs, une chambre de combustion et les étages des turbines.
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Ceux-ci sont généralement recouverts par la nacelle 14 constituée de couches de faible épaisseur, comportant une entrée 16 à l'avant et la tuyère 18 du générateur de gaz à la partie postérieure du moteur. Les ailettes 20 du rotor de la soufflante sont supportées par la partie génératrice de
puissance du moteur.
Le réacteur à double flux canalisé comporte également un capot 22 de soufflante, de grandes dimensions, encombrant
qui définit un conduit 24 pour les éléments de la soufflante.
Le capot 22 est supporté par un grand châssis 26, une multitude d'ailettes s'étendant sur la périphérie de la partie génératrice de puissance du moteur. Les ailettes 28 du stator de la soufflante sont également supportées par le
capot de cette soufflante.
La partie statique du moteur comprend des composants encombrants tels que le châssis 26 de la soufflante, les ailettes 28 du stator, et le capot 22 de la soufflante, d'autres composants pouvant être également l'entrée 30, le conduit arrière de soufflante 32 et fréquemment un inverseur de poussée 34. Une boîte d'engrenages et d'autres accessoires peuvent, comme cela est classique, constituer des éléments de la partie génératrice de puissance du moteur et servir
également de composants statiques.
Lorsqu'il faut procéder à l'entretien du moteur, on enlève de l'avion la totalité de l'ensemble du moteur en le déconnectant du pylône 12. Comme on peut le voir en figure 1,
le moteur comprend, par conséquent, des composants extrême-
ment encombrants tels que le châssis de la soufflante, le capot de la soufflante, les ailettes du stator, et autres parties statiques, lesquels sont enlevés ensemble en formant un tout. Ce tout qu'on extrait a non seulement une grande
taille mais encore est excessivement encombrant, en particu-
lier lorsqu'on utilise des soufflantes ayant un diamètre de l'ordre de 3, 5 - 4 mètres. Le démontage coûte par conséquent
de l'argent et le transport est difficile.
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En liaison maintenant avec les figures 2 à 5, on évite les problèmes précédents en montant les composants statiques, encombrants, dont le capot 40 de la soufflante, directement sur le pylône 42 de l'avion. Dans le mode de réalisation illustré, montés en même temps que la soufflante, il y aura l'entrée 44 de la soufflante, le conduit arrière 46 de la
soufflante, et les ailettes 48 du stator de la soufflante.
Toutes ces parties seront partagées dans le sens longitudinal pour former deux sections appelées section A et section B. A l'extrémité supérieure, les deux sections sont articulées sur
un bras longitudinal central 49 qui est connecté structurel-
lement au pylône 42. Les deux sections A et B sont articulées au moyen de charnières 50, 52 sur ce bras central de support 48. L'élément restant non divisé est la partie génératrice de puissance du moteur 54, dont l'enveloppe extérieure ou
nacelle et les ailettes 56 du rotor de la soufflante avant.
Cette partie génératrice de puissance du moteur est maintenue par des entretoises de support 58, 60, 62 à partir du pylône 42. Les entretoises sont réalisées de façon à pouvoir enlever du pylône la partie génératrice de puissance du moteur 54 et
les ailettes 56 de la soufflante.
Il apparaitra donc que les fonctions assurées par le châssis de la soufflante dans les réacteurs à double flux de l'art antérieur disparaissent et qu'il n'est plus du tout nécessaire d'utiliser un tel châssis. La partie génératrice de puissance du moteur et les ailettes de la soufflante sont supportés directement par le pylône et peuvent en être
enlevés. Les parties statiques, dont le capot de la souf-
flante, les ailettes du stator, et autres parties statiques, sont également supportés directement par le pylône et sont divisés pour pouvoir s'ouvrir, ce qui permet d'exposer la partie génératrice de puissance du moteur pour procéder à son
entretien et à son remplacement.
De manière à fournir un centrage approprié entre la
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partie génératrice de puissance du moteur et les éléments statiques l'entourant, on peut incorporer des biellettes amovibles de tension 64. Ces biellettes peuvent être du type pliable ou télescopique, se repliant lors de la fermeture des éléments en forme d'arc du capot en deux pièces. En variante, on peut prévoir un agencement de centrage entre la bande intérieure 66 des ailettes du stator et une partie appariée correspondante 68 entourant l'enveloppe ou nacelle 54. Dans le mode de réalisation illustré, la tuyère 70 du générateur
de gaz constitue un élément de la partie amovible.
Avec le mode de réalisation illustré, la partie génératrice de puissance, amovible, du moteur comprendra une part relativement faible du système total de propulsion. Elle sera facile à entretenir, ne nécessitera que de faibles investissements en matière de moteurs de rechange, aura un
faible coût de production, sera légère, et aura peu d'inter-
faces avec l'avion. Les composants statiques, lourds, res-
teront dans l'avion.
On prévoira des éléments appropriés de verrouillage
71, 72 pour avoir l'assurance que le moteur reste convenable-
ment fermé pendant son fonctionnement. De même, on placera divers éléments d'étanchéité le long de la partie génératrice
de puissance du moteur de manière à la rendre étanche.
La figure 6 représente une variante dans laquelle l'enveloppe ou nacelle 54 est également fractionnée en deux parties A et B qui sont respectivement reliées aux parties A et B du capot de la soufflante. D'autres parties de la figure sont identifiées de la même manière que dans les figures précédentes. Dans ce cas, l'ensemble qui est exposé et peut être démonté n'est que la partie génératrice de puissance du moteur, dont les étages 74 du compresseur, la chambre de combustion 76, les étages 78 de la turbine, la tuyère 70 et
les ailettes 56 de la soufflante.
La figure 7 représente une nouvelle variante dans laquelle l'entrée 44 n'est pas fractionnée et continue à
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former un élément circulaire en une pièce. Les parties fractionnées A et B du capot 40 de la soufflante sont à l'arrière de l'entrée. Lorsqu'elle n'est pas fractionnée, comme cela est le cas de la figure 7, l'entrée sera montée à la partie supérieure du support central 49 à l'extrémité
antérieure du pylône et ne pourra être entretenue qu'au sol.
En vol, le montage de l'entrée non fractionnée sera renforcée par la fermeture du capot de la soufflante sur un côté de
cette entrée. On montera des éléments appropriés de verrouil-
lage 80, ou tout autre type d'assujettissement, de manière à
fixer le capot sur l'entrée.
Une autre variante est illustrée en figure 8 dans laquelle on a représenté schématiquement un mélangeur 82 qui pourrait être interconnecté au moyen d'un support 84 au capot 40 en deux pièces, ce mélangeur pouvant être lui-même fractionné. De même, la tuyère 70 pourrait être en deux pièces et constituer une partie du capot fractionné du générateur de gaz ou une partie du mélangeur fractionné ou une partie du capot fractionné de la soufflante et de cette façon resterait dans l'avion au lieu d'être démontée comme
constituant une partie de l'ensemble amovible du moteur.
On remarquera, comme on le voit le mieux en figure 5, que le capot fractionné n'est pas divisé en deux segments complets de 180 degrés. Si tel était le cas, cela pourrait être la source d'ennuis lors de leur fermeture sur les ailettes circulaires 56 du rotor de la soufflante. Par conséquent, on prévoit une partie supérieure centrale 49 de courte longueur qu'on monte directement sur le pylône et qui n'est pas articulée. Les parties articulées forment par conséquent un angle quelque peu inférieur aux 180 degrés de
chaque section.
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Claims (16)
1. Réacteur à double flux caractérisé en ce qu'il comprend une partie génératrice de puissance du moteur (54), un moyen de soufflante (44, 46, 48, 56) supporté par la partie génératrice de puissance, un moyen de support (58, 60, 62) maintenant la partie génératrice de puissance et le moyen de soufflante à partir d'un pylône (42), un capot fractionné (40) comportant des sections opposées en forme d'arc (A, B), des moyens d'articulation (50, 52) sur le capot fractionné pour permettre la séparation par pivotement des sections en forme d'arc et l'accès à la partie génératrice de puissance du moteur et au moyen de soufflante pour effectuer leur entretien, des moyens de fermeture (71, 72) sur le capot pour accoupler solidement les sections en forme d'arc afin de définir un conduit de soufflante (46) autour du moyen de soufflante et de la partie génératrice de puissance du moteur, et un moyen de montage sur le capot pour supporter ce
dernier à partir du pylone.
2. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support comprennent un moyen pour enlever du capot fractionné (40) la partie
génératrice de puissance du moteur et le moyen de soufflante.
3. Réacteur à double flux selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un enveloppe de confinement (54) entourant la partie génératrice de puissance du moteur, et en ce que cette enveloppe est enlevée avec le moyen générateur de puissance du moteur et le moyen de soufflante.
4. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une enveloppe de confinement (54) entourant la partie génératrice de puissance du moteur, et en ce que cette enveloppe est fractionnée en formant deux sections opposées en forme d'arc (A, B), ces sections étant accouplées aux sections correspondantes du capot, d'o il résulte que la séparation par pivotement des
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sections du capot provoque celle des sections de l'enveloppe.
5. Réacteur à double flux selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une tuyère fractionnée (70) de générateur de gaz, ayant des sections opposées en forme d'arc, les sections de la tuyère étant accouplées aux sections correspondantes en forme d'arc de l'enveloppe, d'o il résulte que la séparation par pivotement des sections du capot provoque celle des sections de l'enveloppe.
6. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une soufflante et un mélangeur (82) de générateur de gaz constitué de sections opposées en forme d'arc, ces sections étant accouplées aux sections du capot, d'o il résulte la séparation par pivotement des sections du capot provoque également celle des
sections du mélangeur.
7. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot fractionné comporte également une enveloppe de soufflante, un conduit arrière de soufflante
(46), et des ailettes de stator de soufflante (48).
8. Réacteur à double flux selon la revendication 7, caractérisé en ce que le capot fractionné comporte également
une entrée de soufflante (44).
9. Réacteur à double flux selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une entrée circulaire de soufflante non fractionnée (44, figure 7) et des moyens d'assujettissement (49) pour assujettir l'entrée de la soufflante au capot fractionné lorsqu'il se trouve dans
sa position fermée.
10. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot fractionné (40) est un élément allongé sensiblement cylindrique, qui est en deux parties
dans le sens longitudinal.
11. Réacteur à double flux selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capot fractionné comporte une partie
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supérieure centrale allongée constituant une partie du moyen de montage, o les sections en forme d'arc du capot forment
le reste de la périphérie du capot.
12. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support central (49) entre la partie génératrice de puissance du moteur et le
capot fractionné.
13. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des ailettes (48) de stator de soufflante fractionnées ayant des sections opposées en forme d'arc, chaque section étant respectivement accouplée à une section correspondante du capot, d'o il résulte que la séparation par pivotement des sections du capot provoque
également celle des sections d'ailettes.
14. Réacteur à double flux selon la revendication 13, caractérisé en ce que les sections fractionnées des ailettes
comprennent des moyens de support de centrage.
15. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support comprennent des
biellettes de tension amovibles (64) afin de centrer l'enve-
loppe de confinement à l'intérieur du capot fractionné.
16. Réacteur à double flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot est caractérisé par l'absence
d'un chassis de soufflante (26).
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