FR2680830A1

FR2680830A1 - PROCESS FOR IMPROVING THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF AN AIRCRAFT TURBINE ENGINE NACELLE AND NACELLE AS WELL AS NACELLE ENTRY OBTAINED USING THIS PROCESS.

Info

Publication number: FR2680830A1
Application number: FR9210307A
Authority: FR
Inventors: Yates David Eugene; Leon Ross Michael
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1993-03-05
Also published as: CA2072417A1; JPH05193587A; GB2259115A; GB9218229D0

Abstract

La nacelle (90) selon la présente invention comporte une entrée qui, vue de face, a une forme elliptique et qui, vue de côté, présente un profil en arc de cercle. Le profil en arc de cercle est déterminé par trois points (H1 , H2 , H3 ) de bord d'attaque situés aux endroits supérieur, latéraux et inférieur extrêmes de la nacelle, chaque emplacement de point de bord d'attaque étant établi à une distance individuellement prédéterminée d'un plan qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'entrée.The nacelle (90) according to the present invention has an entrance which, seen from the front, has an elliptical shape and which, when viewed from the side, has an arcuate profile. The circular arc profile is determined by three leading edge points (H1, H2, H3) located at the extreme top, side and bottom locations of the nacelle, each leading edge point location being set at a distance individually predetermined from a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the entrance.

Description

Procédé pour améliorer les caractéristiques de performances d'une nacelleMethod for improving the performance characteristics of a nacelle

de moteur à turbine d'avion et nacelle ainsi qu'entrée de nacelle obtenues à l'aide de ce procédé La présente invention concerne les nacelles pour les moteurs à turbine à gaz d'un avion et elle a trait, plus particulièrement, aux nacelles qui sont réalisées de manière que le profil latéral de l'entrée d'air de la The present invention relates to nacelles for gas turbine engines of an airplane and relates, more particularly, to nacelles. which are made so that the lateral profile of the air inlet of the

nacelle présente une configuration en arc de cercle (CAP). nacelle has a circular arc configuration (CAP).

Un avion de transport subsonique classique comprend, de façon typique, des moteurs à turbine à gaz montés sur l'aile qui sont installés en dessous de l'aile au moyen de pylônes classiques et qui sont entourés par une nacelle annulaire classique pour être pourvue d'une enveloppe à profil aérodynamique régulier ou continu En se référant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un exemple d'avion de transport commercial subsonique 10 mû par des moteurs à soufflante carénée, chaque moteur étant monté sur une aile de part et d'autre du plan Une seule aile et un seul moteur sont représentés sur la figure 1 Un moteur 12 à soufflante carénée est monté sur une aile 14 à l'aide d'un pylône classique 16 Autour du moteur 12 se trouve une nacelle 18 qui canalise un écoulement d'air 20, A typical subsonic transport aircraft typically includes wing mounted gas turbine engines which are installed below the wing by means of conventional pylons and which are surrounded by a conventional annular nacelle to be provided with '' an envelope with a regular or continuous aerodynamic profile Referring to Figure 1, we see that there is shown an example of a subsonic commercial transport aircraft 10 driven by engines with faired fan, each engine being mounted on a wing on either side of the plane A single wing and a single motor are shown in FIG. 1 A motor 12 with a faired fan is mounted on a wing 14 using a conventional pylon 16 Around the motor 12 is located a nacelle 18 which channels an air flow 20,

sous forme d'un courant libre, dans et autour du moteur 12. as a free current, in and around the motor 12.

Le moteur 12 utilise l'écoulement d'air 20 pour la The motor 12 uses the air flow 20 for the

combustion et la création de la poussée. combustion and creating the thrust.

Sur la figure 2, on a représenté une vue en coupe axiale verticale de la nacelle 18 et du moteur 12 de la figure 1 Le moteur 12 présente un axe longitudinal classique 22 qui, pendant le vol de croisière de l'avion , est disposé suivant un angle d'attaque a E de moteur, cet angle OEE étant formé par la direction de l'écoulement d'air 20 et l'axe 22 du moteur La nacelle 18 comprend une partie avant globalement annulaire 24 d'entrée d'air de nacelle et une partie arrière annulaire classique 26 de nacelle La partie arrière est espacée du moteur 12 de manière à former un conduit de dérivation classique 28 et s'étend vers l'aval depuis une soufflante classique 30 du In Figure 2, there is shown a vertical axial sectional view of the nacelle 18 and the engine 12 of Figure 1 The engine 12 has a conventional longitudinal axis 22 which, during the cruise flight of the aircraft, is arranged along an angle of attack a E of the engine, this angle OEE being formed by the direction of the air flow 20 and the axis 22 of the engine The nacelle 18 comprises a generally annular front portion 24 of air intake of nacelle and a conventional annular rear part 26 of the nacelle The rear part is spaced from the motor 12 so as to form a conventional bypass duct 28 and extends downstream from a conventional blower 30 of the

moteur 12.motor 12.

Pendant un fonctionnement classique, le moteur actionne la soufflante 30 qui dérive à travers le conduit de dérivation une partie de l'écoulement d'air 20 du courant libre pour créer une poussée destinée à propulser l'avion 10 Une partie de l'écoulement d'air 20 est canalisée, de façon classique, à travers le moteur 12 o elle est mélangée avec le combustible et subit une combustion pour engendrer des gaz de combustion qui sont déchargés du moteur 12 après avoir entraîné, entre autre, During conventional operation, the motor activates the blower 30 which drifts through the bypass duct part of the air flow 20 of the free current to create a thrust intended to propel the aircraft 10 Part of the flow d the air 20 is channeled, in a conventional manner, through the engine 12 where it is mixed with the fuel and undergoes combustion to generate combustion gases which are discharged from the engine 12 after having driven, inter alia,

la soufflante 30.the blower 30.

En se référant encore à la figure 2, on voit que la partie avant 24 de nacelle comprend un bord d'attaque Referring again to FIG. 2, it can be seen that the front part 24 of the nacelle comprises a leading edge

annulaire 34 (appelé "hilite" dans la technique anglo- annular 34 (called "hilite" in the English technique

saxonne) qui forme une surface d'amont d'une face d'entrée globalement annulaire 36 recevant l'écoulement d'air 20, de Saxon) which forms an upstream surface of a generally annular inlet face 36 receiving the air flow 20, of

courant libre, pour le canaliser jusqu'à la soufflante 30. free current, to channel it to the blower 30.

L'écoulement d'air 20 qui pénètre dans la face d'entrée 36 est également appelé "veine d'air tubulaire de captage" 38 qui pénètre dans la partie avant 24 de la nacelle par la face d'entrée 36 L'écoulement d'air 40 qui déborde est la partie de l'écoulement d'air de courant libre qui pénètre dans la face d'entrée 36 mais non pas dans la soufflante 30 et qui est dévié autour de la partie avant 24 de la nacelle. La partie avant de la nacelle comprend un col ou gorge 42 Le col 42 est défini comme étant une région d'écoulement de superficie minimale et se trouve en aval du bord d'attaque 34 Un diffuseur annulaire 44 s'étend vers l'aval depuis le col 42 jusqu'à la soufflante 30 Le col est dimensionné en vue de canaliser un débit massique prédéterminé de l'écoulement d'air 20 à travers la soufflante 30 Le diffuseur 44 est disposé de manière à communiquer avec la face d'entrée 36, le col 42 et le moteur 12 et est dimensionné et configuré en vue de réduire la vitesse de l'écoulement d'air tout en augmentant sa The air flow 20 which enters the inlet face 36 is also called "tubular collecting air stream" 38 which enters the front part 24 of the nacelle via the inlet face 36 The flow d the air 40 which overflows is the part of the free current air flow which enters the inlet face 36 but not into the blower 30 and which is deflected around the front part 24 of the nacelle. The front part of the nacelle comprises a neck or groove 42 The neck 42 is defined as being a flow region of minimum surface area and is located downstream of the leading edge 34 An annular diffuser 44 extends downstream from the neck 42 to the blower 30 The neck is dimensioned in order to channel a predetermined mass flow rate of the air flow 20 through the blower 30 The diffuser 44 is arranged so as to communicate with the inlet face 36 , the neck 42 and the motor 12 and is dimensioned and configured in order to reduce the speed of the air flow while increasing its

pression statique.static pressure.

La figure 3 est une vue en perspective frontale de la nacelle de la figure 2 En se référant à la figure 3, on voit que l'entrée de la partie avant 24 de la nacelle comprend, en outre, des premier et second côtés espacés transversalement 58 et 60, respectivement, s'étendant de façon opposée depuis la quille 52 jusqu'à la couronne 50 et radialement vers l'extérieur depuis l'axe 46 de l'entrée, que l'on va décrire ultérieurement La couronne supérieure radiale 50 et la quille inférieure radiale 52 sont des coupes transversales de la partie avant 24 de la nacelle le Figure 3 is a front perspective view of the nacelle of Figure 2 Referring to Figure 3, it can be seen that the entrance to the front part 24 of the nacelle further comprises first and second sides spaced transversely 58 and 60, respectively, extending opposite from the keel 52 to the crown 50 and radially outward from the axis 46 of the entry, which will be described later The upper radial crown 50 and the radial bottom keel 52 are cross sections of the front part 24 of the nacelle the

long d'un plan vertical passant par l'axe longitudinal 22. along a vertical plane passing through the longitudinal axis 22.

Les entrées de nacelle classiques sont, de façon typique, "penchées", c'est-à-dire inclinées vers le bas, l'axe longitudinal ou axe oblique d'entrée d'air du diffuseur de la nacelle étant incliné par rapport à l'axe longitudinal du moteur Cet axe d'entrée d'une nacelle peut être courbé de manière à correspondre à la courbure de l'écoulement d'air à l'intérieur de l'entrée On peut trouver un exemple d'un tel axe longitudinal d'entrée courbé d'entrée d'air dans le brevet US NO 4 722 357 Cette disposition d'axe incliné permet à la face de l'entrée d'air de la nacelle d'être perpendiculaire au courant libre d'air lorsque l'avion se trouve dans son mode de fonctionnement en vol de croisière prévu à la conception et se traduit par une minimisation de la trainée installée le long de la nacelle L'angle aigu formé par l'axe 46 de l'entrée et l'axe 22 du moteur est appelé l'angle d'obliquité, a D, et constitue un paramètre géométrique fixe L'angle formé par l'axe 22 du moteur et l'écoulement d'air 20 est appelé l'angle d'attaque a E du moteur, lequel angle varie avec les modes de fonctionnement variables de l'avion. La figure 4 est une vue en coupe transversale schématique d'un exemple de nacelle 18 et représente la relation de coincidence de l'axe 46 de l'entrée d'air 46 et de l'écoulement d'air 20 pendant le mode de fonctionnement en vol de croisière prévu à la conception On remarquera que la face 36 de l'entrée est perpendiculaire à l'axe 46 de l'entrée De plus, l'angle d'attaque a E du moteur, lorsque l'avion se trouve dans le mode de fonctionnement en vol de croisière prévu à la conception est égal à l'angle d'obliquité, a D Toutefois, l'angle d'attaque a E du moteur varie en fonction du mode de fonctionnement de l'avion, comme représenté sur la figure 5 La figure 5 est une vue en coupe transversale, donnée à titre d'exemple, de la nacelle Conventional nacelle inlets are typically "leaning", that is to say inclined downwards, the longitudinal axis or oblique axis of air inlet of the nacelle diffuser being inclined relative to the longitudinal axis of the motor This entry axis of a nacelle can be curved so as to correspond to the curvature of the air flow inside the entry. An example of such an axis can be found. longitudinal air inlet curved in US Patent No. 4,722,357 This inclined axis arrangement allows the face of the air inlet of the nacelle to be perpendicular to the free air flow when the aircraft is in its operating mode in cruising flight provided for in the design and results in a minimization of the drag installed along the nacelle The acute angle formed by the axis 46 of the inlet and the axis 22 of the motor is called the obliquity angle, a D, and constitutes a fixed geometrical parameter The angle formed by the axis 22 of the engine and the air flow 20 is called the angle of attack a E of the engine, which angle varies with the variable operating modes of the airplane. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of an exemplary nacelle 18 and shows the coincidence relationship of the axis 46 of the air inlet 46 and the air flow 20 during the operating mode in cruise flight planned at the design It will be noted that the face 36 of the entry is perpendicular to the axis 46 of the entry In addition, the angle of attack a E of the engine, when the airplane is in the mode of operation in cruise flight provided for in the design is equal to the angle of skew, a D However, the angle of attack a E of the engine varies according to the mode of operation of the aircraft, as shown in Figure 5 Figure 5 is a cross-sectional view, given by way of example, of the nacelle

18 pendant le mode de fonctionnement en vol ascensionnel. 18 during the ascending flight operating mode.

Une comparaison avec la figure 4 permet de remarquer que l'angle d'attaque a E du moteur est plus grand pendant que l'avion est en vol ascensionnel que pendant son vol de croisière normal Il existe donc une plage de valeurs de a E A comparison with FIG. 4 makes it possible to note that the angle of attack a E of the engine is greater while the airplane is in ascending flight than during its normal cruising flight. There is therefore a range of values of a E

pendant les diverses conditions de fonctionnement. during the various operating conditions.

Du fait que le poids et la trainée d'un avion sont des points importants à prendre en considération, il est souhaitable que la nacelle soit aussi petite que possible et aussi légère que possible pour réduire le poids et la trainée aérodynamique due au courant libre s'écoulant à travers et autour de la nacelle La longueur, le diamètre et l'épaisseur de la nacelle sont des paramètres qui sont Since the weight and drag of an airplane are important points to consider, it is desirable that the nacelle be as small as possible and as light as possible to reduce the weight and the aerodynamic drag due to free current s flowing through and around the nacelle The length, diameter and thickness of the nacelle are parameters which are

en relation directe avec le poids et la traînée. directly related to weight and drag.

Des paramètres de performances aérodynamiques typiques pour évaluer un fonctionnement à faible vitesse de la nacelle comprennent la récupération de pression totale, la distorsion de pression circonférencielle, la valeur possible d'angle d'attaque de la nacelle sans séparation d'écoulement, et les effets de vent transversal agissant sur la nacelle Quand l'avion est en vol de croisière, les questions de performances à prendre en considération comprennent la variation de la traînée le long de la surface extérieure de la nacelle par suite des modifications de l'écoulement de l'air dans le moteur, le nombre de Mach du courant d'air libre, et l'angle d'incidence de l'écoulement du courant d'air libre par rapport à la nacelle Le nombre de Mach indique le rapport entre la vitesse de la nacelle lorsque celle-ci se déplace Typical aerodynamic performance parameters for evaluating low speed operation of the nacelle include total pressure recovery, circumferential pressure distortion, possible value of nacelle angle of attack without flow separation, and effects crosswind acting on the nacelle When the aircraft is in cruise flight, performance issues to be considered include the variation of the drag along the exterior surface of the nacelle as a result of changes in the flow of the nacelle. in the engine, the Mach number of the free air stream, and the angle of incidence of the flow of the free air stream relative to the nacelle The Mach number indicates the ratio between the speed of the nacelle when it moves

dans l'air et la vitesse du son dans l'air. in the air and the speed of sound in the air.

En outre, l'accroissement des problèmes que posent l'environnement se sont traduits par une réglementation qui, de façon typique, limite l'intensité acceptable du son qui peut être émis vers le sol pendant une opération de décollage à faible vitesse Les entrées des nacelles classiques nécessitent un traitement acoustique à l'intérieur de la nacelle pour satisfaire à la réglementation sur le bruit et nécessitent des lèvres inférieures de nacelle relativement épaisses pour satisfaire aux besoins d'un angle d'attaque élevé à faible vitesse afin d'obtenir une marge acceptable de séparation d'écoulement Ces deux exigences ajoutent du poids à la nacelle et la lèvre inférieure relativement épaisse accroit In addition, the increase in environmental problems has resulted in regulations that typically limit the acceptable intensity of sound that can be emitted to the ground during a low-speed take-off operation. conventional nacelles require acoustic treatment inside the nacelle to comply with noise regulations and require relatively thick nacelle lower lips to meet the needs of a high angle of attack at low speed in order to obtain a acceptable margin of flow separation These two requirements add weight to the nacelle and the relatively thick lower lip increases

en outre la traînée.furthermore the drag.

Un des procédés proposés pour réduire le bruit au sol engendré par les moteurs à turbine d'avion a consisté à utiliser des nacelles présentant un profil d'entrée en biseau ou en forme d'écope Dans le passé, on a soumis à des essais divers types de profil d'entrée "biseauté" ou en forme d'écope Ces profils d'entrée sont caractérisés par le fait que la lèvre inférieure de la nacelle fait saillie vers l'avant par rapport à la lèvre supérieure de cette nacelle, c'est-à-dire que la lèvre inférieure s'étend vers l'avant du plan d'entrée classique On se rend compte clairement de cette caractéristique en examinant les figures 6 A, 6 B et 6 C La figure 6 A est une vue de côté d'une entrée 70 formant déflecteur L'entrée 70 reçoit l'écoulement d'air 20 et dirige cet écoulement vers le moteur 12 L'entrée 70 formant déflecteur présente un profil en escalier, les limites avant de l'entrée 70 étant définies par un bord d'attaque supérieur 72 et un bord One of the methods proposed for reducing the ground noise generated by aircraft turbine engines has consisted in using nacelles having a bevel or scoop-shaped entry profile. In the past, various tests have been carried out types of entry profile "beveled" or scoop-shaped These entry profiles are characterized by the fact that the lower lip of the nacelle projects forward relative to the upper lip of this nacelle, it that is to say that the lower lip extends towards the front of the conventional entry plane. This characteristic is clearly seen by examining FIGS. 6 A, 6 B and 6 C. FIG. 6 A is a view of side of an inlet 70 forming a deflector The inlet 70 receives the air flow 20 and directs this flow towards the motor 12 The inlet 70 forming a deflector has a stepped profile, the front limits of the inlet 70 being defined by an upper leading edge 72 and an edge

d'attaque inférieur 74.lower attack 74.

La figure 6 B est une vue de côté montrant une entrée 76 en forme d'écope dont le profil commençant au bord d'attaque supérieur 78 est une ligne droite verticale qui s'incurve pour se raccorder à la limite inférieure extrême définie par le bord d'attaque inférieur 80 La figure 6 C est une vue de côté d'une entrée "biseautée" 80 dont le profil est caractérisé par une ligne droite qui est inclinée de façon positive et qui raccorde le bord FIG. 6B is a side view showing an inlet 76 in the form of a scoop, the profile of which begins at the upper leading edge 78 is a straight vertical line which curves to join the extreme lower limit defined by the edge lower attack 80 FIG. 6 C is a side view of a "bevelled" entry 80 whose profile is characterized by a straight line which is inclined positively and which connects the edge

d'attaque supérieur 82 au bord d'attaque inférieur 84. upper leading edge 82 at lower leading edge 84.

Les conceptions "biseautées" ou en forme d'écope sont en outre caractérisées par le fait que la face d'entrée n'est pas perpendiculaire à l'axe de l'entrée On voit que la lèvre inférieure prolongée du profilé d'entrée "biseauté" ou en forme d'écope empêche le bruit de se propager vers le sol par le fait que le bruit est réfléchi vers le haut Toutefois, les caractéristiques spécifiées pour la conception ne doivent pas avoir d'effets nuisibles The "bevelled" or scoop-shaped designs are further characterized by the fact that the entry face is not perpendicular to the axis of the entry. It can be seen that the extended lower lip of the entry profile " beveled "or scoop-shaped prevents the noise from propagating towards the ground by the fact that the noise is reflected upwards However, the characteristics specified for the design must not have harmful effects

sur les performances du moteur.on engine performance.

Pendant l'essai aérodynamique des nacelles présentant le profil d'entrée en forme de biseau ou d'écope, il a été démontré que les possibilités en ce qui concerne l'angle d'attaque à faible vitesse (AOA) de telles During the aerodynamic test of nacelles with the bevel or scoop-shaped entry profile, it has been shown that the possibilities with regard to the angle of attack at low speed (AOA) of such

entrées se trouvent considérablement améliorées. entries are greatly improved.

Malheureusement, les performances aérodynamiques des autres parties de la nacelle, à savoir la lèvre supérieure et les côtés, se trouvent compromises L'aptitude de l'écoulement d'air à continuer d'adhérer à la lèvre supérieure se dégrade aux conditions d'angle d'attaque aux faibles vitesses en présence d'un écoulement élevé (conditions statiques au sol) dans le cas d'entrées d'air du type représenté sur la figure 6 C Les côtés des entrées d'air ont tendance à engendrer des tourbillons et, par conséquent, à produire une forte distorsion de pression totale sur la face de la soufflante lorsque la forme du profil est fortement courbée ou discontinue, comme dans le cas des figures 6 A et 6 B. La raison pour laquelle ces effets se produisent est que l'écoulement de l'air pénétrant dans l'entrée se trouve modifié par le décalage vers l'avant ou vers l'arrière d'une des lèvres par rapport à l'autre Aux rapports de débit massique (MFR) supérieurs à un, un débit massique plus grand d'air est attiré dans l'entrée autour des lèvres arrière que ce qui se produirait si ces lèvres se trouvaient dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'entrée comme c'est le cas dans la conception classique habituelle L'inverse est vrai pour des rapports d'écoulement massique (MFR) inférieurs à l'unité o un écoulement massique plus grand d'air "déborde" de l'entrée autour des lèvres arrière et un débit d'écoulement massique plus faible autour des lèvres avant On se doute que la variation du rapport de débit massique a tendance à se produire plus facilement au niveau des lèvres les plus en arrière, parce que celles-ci se trouvent plus près du champ de pression de la face de la soufflante qui accélère ou décélère l'écoulement pénétrant dans l'entrée En général, cette variation de débit massique améliore les performances aérodynamiques des lèvres avant, ce qui permet des épaisseurs de lèvre plus faibles et diminue les performances aérodynamiques des lèvres arrière, ceci nécessitant des épaisseurs de lèvre plus grandes pour compenser la perte de performances Normalement, on serait libre d'augmenter l'épaisseur et la longueur de ces lèvres jusqu'à ce que l'on ait satisfait aux exigences de performances. Dans certaines applications aéronautiques, la longueur de l'entrée se trouve réduite par des considérations mécaniques et la hauteur verticale se trouve limitée par des considérations ayant trait aux installations aéronautiques Dans ces applications, on peut utiliser une nacelle elliptique De telles nacelles rendent très difficile l'adhérence de l'écoulement d'air dans les conditions d'angle d'attaque élevé et de fort écoulement (conditions de décollage) pour la lèvre inférieure intérieure, et aux conditions de rotation libre pour la lèvre supérieure extérieure De ce fait, pour les gros moteurs à forte dérivation, il va de soi qu'il existe un besoin pour une nacelle elliptique qui puisse se prêter à des avions soumis à des limitations ayant trait aux il installations, lesquelles limitations se traduisent par une réduction de la hauteur verticale et de la largeur horizontale disponibles, et qui réponde aux exigences de Unfortunately, the aerodynamic performance of the other parts of the nacelle, namely the upper lip and the sides, is compromised The ability of the air flow to continue to adhere to the upper lip degrades at the angle conditions of attack at low speeds in the presence of a high flow (static conditions on the ground) in the case of air inlets of the type shown in FIG. 6 C The sides of the air inlets tend to generate vortices and , therefore, to produce a strong total pressure distortion on the face of the blower when the shape of the profile is strongly curved or discontinuous, as in the case of FIGS. 6 A and 6 B. The reason why these effects occur is that the flow of air entering the inlet is modified by the shift forwards or backwards of one of the lips with respect to the other At the mass flow ratios (MFR) greater than one , a greater mass flow of air is drawn into the inlet around the rear lips than would occur if these lips were in a plane perpendicular to the axis of the inlet as is the case in conventional conventional design The opposite is true for mass flow ratios (MFR) less than unity o a larger mass flow of air "overflows" from the inlet around the rear lips and a lower mass flow rate around of the front lips We suspect that the variation in the mass flow ratio tends to occur more easily at the level of the rearmost lips, because these are located closer to the pressure field of the face of the blower which accelerates or decelerates the flow entering the inlet In general, this variation in mass flow improves the aerodynamic performance of the front lips, which allows thinner lip thicknesses and decreases the per aerodynamic shape of the rear lips, this requiring greater lip thicknesses to compensate for the loss of performance Normally, one would be free to increase the thickness and the length of these lips until the requirements of performances. In certain aeronautical applications, the length of the entrance is reduced by mechanical considerations and the vertical height is limited by considerations relating to aeronautical installations. In these applications, an elliptical gondola can be used. adhesion of the air flow under the conditions of high angle of attack and strong flow (takeoff conditions) for the inner lower lip, and to the conditions of free rotation for the upper outer lip Therefore, for the large motors with strong bypass, it goes without saying that there is a need for an elliptical nacelle which can lend itself to airplanes subject to limitations relating to the installations, which limitations result in a reduction in the vertical height and of the horizontal width available, and which meets the requirements of

performances existantes ou dépassent ces exigences. existing performance or exceed these requirements.

C'est pourquoi, la présente invention a pour objet général de fournir une nacelle elliptique présentant des caractéristiques d'écoulement d'air meilleures tout en réduisant à un minimum la hauteur verticale pour satisfaire This is why, the general object of the present invention is to provide an elliptical basket having better air flow characteristics while reducing the vertical height to a minimum to satisfy

aux conditions d'installation.installation conditions.

Ces objets et avantages ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention sont obtenus grâce à une entrée et une nacelle elliptiques permettant de satisfaire aux limitations de hauteur verticale et grâce à une formation des lèvres latérales de manière que la nacelle, vue de côté, présente un profil en arc de cercle (CAP) pour satisfaire aux exigences de performances Le profil est déterminé par des points de bord d'attaque (appelés "hilite points" dans la technique anglo-saxonne) qui se trouvent sur les lèvres supérieure, latérales, et These objects and advantages as well as other objects and advantages of the present invention are obtained by virtue of an elliptical inlet and basket making it possible to satisfy the vertical height limitations and by virtue of a formation of the lateral lips so that the basket, seen from side, has a circular arc profile (CAP) to meet performance requirements The profile is determined by leading edge points (called "hilite points" in the Anglo-Saxon technique) which are on the upper lips , lateral, and

inférieure.lower.

En étant ainsi réalisée, l'entrée conserve les avantages de l'angle d'attaque (AOA) pour faible vitesse de l'entrée en biseau tout en augmentant les performances de la lèvre supérieure Les performances des lèvres latérales diminuent en présence d'un vent transversal, mais cette diminution peut être contrecarrée par des lèvres plus épaisses Le profil en arc de cercle (CAP) supprime le profil fortement courbé, c'est-à-dire les discontinuités, de l'entrée en forme d'écope, ce qui empêche la création de tourbillon La nacelle peut être réalisée de telle sorte que les points de bord d'attaque forment un arc de cercle lorsqu'on les regarde de côté. On va maintenant décrire la présente invention de façon plus complète en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique, à titre d'exemple, d'un avion de transport subsonique comportant un moteur à turbine à gaz monté sur l'aile; la figure 2 est une vue en coupe transversale, à titre d'exemple, de la nacelle qui est représentée montée sur l'aile de l'avion de la figure 1; la figure 3 est une vue de face en perspective, à titre d'exemple, de l'agencement de nacelle représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe transversale schématique, à titre d'exemple, d'une nacelle, cette vue montrant l'angle d'attaque a E du moteur pendant un mode de fonctionnement en vol de croisière; la figure 5 est une vue en coupe transversale schématique, à titre d'exemple, d'une nacelle, cette vue montrant l'angle d'attaque a E du moteur pendant le mode de fonctionnement en vol ascensionnel; la figure 6 A est une vue de côté schématique, à titre d'exemple, d'une nacelle comportant une entrée formant déflecteur; la figure 6 B est une vue de côté schématique, à titre d'exemple, d'une nacelle comportant une entrée en forme d'écope; la figure 6 C est une vue de côté schématique, à titre d'exemple, d'une nacelle comportant une entrée en forme de biseau; la figure 7 A est une vue isométrique d'une nacelle en forme d'arc de cercle (CAP)/elliptique selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 7 B est une vue de côté de la nacelle de la figure 7 A et représente le profil en arc de cercle; la figure 7 C est une vue de face de la nacelle profilée elliptiquement représentée sur la figure 7 A; la figure 7 D est une vue de dessous de la nacelle de la figure 7 A; la figure 8 A est une représentation schématique montrant une zone de col ou de gorge qui est profilée elliptiquement et que comporte une nacelle selon un des modes de réalisation de la présente invention dont l'axe principal est vertical; la figure 8 B est une vue schématique montrant une zone de col ou de gorge qui est profilée de façon elliptique et que comporte une nacelle selon un autre mode de réalisation de la présente invention dont l'axe principal est horizontal; la figure 9 est une vue de face schématique de la moitié droite, tel que vue lorsque l'on regarde vers l'arrière, d'une nacelle comportant un col ou gorge profilé de façon elliptique, cette vue représentant aussi une projection axiale des points de bord d'attaque et des points de diamètre maximal de nacelle d'un des modes de réalisation de la présente invention; la figure 10 est une vue latérale schématique de la nacelle de la figure 9 et cette vue montre un profil en arc de cercle; la figure il est une vue latérale schématique d'une nacelle selon un mode de réalisation de la présente invention, cette vue montrant comment les points de bord d'attaque se trouvent à une distance prédéterminée d'un plan de référence; les figures 12 A et 12 b sont des vues de côté schématiques représentant, conformément à la présente invention, comment les points de bord d'attaque peuvent être choisis pour déterminer le profil latéral d'une nacelle; les figures 13 et 14 sont des graphiques montrant les améliorations de performances des entrées à profil en arc de cercle (CAP) pendant le décollage de l'avion et pendant la montée avec moteur hors fonction, respectivement; les figures 15 A-15 C sont des graphiques montrant les performances d'une entrée classique au décollage avec un angle d'attaque élevé et à une faible vitesse; les figures 16 A-16 C sont des graphiques montrant les performances d'une nacelle profilée elliptiquement au décollage avec un angle d'attaque élevé et une vitesse faible; et les figures 17 A-17 C sont des graphiques montrant les performances d'une entrée elliptique comprenant le By being thus produced, the entry retains the advantages of the angle of attack (AOA) for low speed of the bevel entry while increasing the performance of the upper lip. The performance of the lateral lips decreases in the presence of a cross wind, but this decrease can be counteracted by thicker lips The circular arc profile (CAP) removes the strongly curved profile, i.e. the discontinuities, of the scoop-shaped entry, this which prevents the creation of a vortex The nacelle can be made in such a way that the leading edge points form an arc of a circle when viewed from the side. The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation, by way of example, of a subsonic transport aircraft comprising a gas turbine engine mounted on the wing; Figure 2 is a cross-sectional view, by way of example, of the nacelle which is shown mounted on the wing of the aircraft of Figure 1; Figure 3 is a perspective front view, by way of example, of the nacelle arrangement shown in Figure 2; FIG. 4 is a diagrammatic cross-sectional view, by way of example, of a nacelle, this view showing the angle of attack a E of the engine during an operating mode in cruising flight; FIG. 5 is a schematic cross-sectional view, by way of example, of a nacelle, this view showing the angle of attack a E of the engine during the mode of operation in ascending flight; FIG. 6 A is a schematic side view, by way of example, of a nacelle comprising an inlet forming a deflector; Figure 6B is a schematic side view, by way of example, of a nacelle having a scoop-shaped inlet; Figure 6C is a schematic side view, by way of example, of a nacelle having a bevel-shaped inlet; FIG. 7 A is an isometric view of a nacelle in the shape of an arc of a circle (CAP) / elliptical according to a first embodiment of the present invention; Figure 7 B is a side view of the nacelle of Figure 7 A and shows the profile in an arc; Figure 7 C is a front view of the elliptically shaped nacelle shown in Figure 7 A; Figure 7 D is a bottom view of the nacelle of Figure 7 A; Figure 8A is a schematic representation showing a neck or groove area which is elliptically profiled and which comprises a nacelle according to one of the embodiments of the present invention whose main axis is vertical; FIG. 8B is a schematic view showing a neck or groove area which is profiled elliptically and which comprises a nacelle according to another embodiment of the present invention, the main axis of which is horizontal; Figure 9 is a schematic front view of the right half, as seen when looking backwards, of a nacelle having an elliptically shaped neck or groove, this view also representing an axial projection of the points leading edge and points of maximum nacelle diameter of one of the embodiments of the present invention; Figure 10 is a schematic side view of the nacelle of Figure 9 and this view shows a profile in an arc; FIG. 11 is a schematic side view of a nacelle according to an embodiment of the present invention, this view showing how the leading edge points are at a predetermined distance from a reference plane; Figures 12 A and 12 b are schematic side views showing, in accordance with the present invention, how the leading edge points can be chosen to determine the lateral profile of a nacelle; FIGS. 13 and 14 are graphs showing the improvements in performance of the inputs with a circular arc profile (CAP) during takeoff of the airplane and during the climb with the engine off, respectively; FIGS. 15 A-15 C are graphs showing the performance of a conventional take-off entry with a high angle of attack and at a low speed; FIGS. 16 A-16 C are graphs showing the performance of a nacelle profiled elliptically at takeoff with a high angle of attack and a low speed; and Figures 17 A-17 C are graphs showing the performance of an elliptical input including the

profil en arc de cercle CAP de la présente invention. profile in an arc of a circle CAP of the present invention.

En se référant à la figure 7 A, on voit que cette figure est une vue isométrique d'une nacelle 90 construite selon un premier mode de réalisation de la présente invention et destinée à loger un moteur à turbine à gaz (non représenté) La nacelle 90 est une nacelle profilée elliptiquement et constituée par une entrée d'air 92 qui est formée par la zone de lèvre supérieure 94, la zone de lèvre inférieure 96 et les zones de lèvres latérales 98 et 100, respectivement La gorge ou col 102 représente une région de section d'écoulement minimal dans l'entrée d'air de la nacelle 90 A l'endroit situé le plus en avant sur la lèvre supérieure se trouve le point Hl de bord d'attaque A l'arrière de l'emplacement de la lèvre avant sur la zone de lèvre latérale 100 se trouve un point H 2 de bord d'attaque Referring to FIG. 7 A, it can be seen that this figure is an isometric view of a nacelle 90 constructed according to a first embodiment of the present invention and intended to house a gas turbine engine (not shown) The nacelle 90 is an elliptically profiled nacelle constituted by an air inlet 92 which is formed by the upper lip zone 94, the lower lip zone 96 and the lateral lip zones 98 and 100, respectively The groove or neck 102 represents a region of minimum flow section in the air inlet of the nacelle 90 At the point furthest forward on the upper lip is the point H1 of the leading edge At the rear of the location of the front lip on the lateral lip zone 100 is a point H 2 of the leading edge

à l'endroit du point le plus en avant de la lèvre latérale. at the point of the frontmost point of the lateral lip.

Un point correspondant H 2 ' de bord d'attaque se trouve sur la zone de lèvre latérale 98 Une ligne tracée entre le point H 2 de bord d'attaque et le point correspondant H 2 ' de bord d'attaque serait perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'entrée de la nacelle 90 A l'endroit le plus en avant de la lèvre inférieure se trouve le point H 3 de bord d'attaque Les points H 1 et H 3 de bord d'attaque sont tous deux situés en avant des points H 2 et H 2 ' de bord d'attaque. La figure 7 B est une vue latérale de la nacelle 90 et montre comment les contours de la nacelle forment un profil en arc de cercle (CAP) 104 qui est défini par les points Hl, H 2 et H 3 La figure 7 C est une vue de face d'un exemple de la zone de col ou de gorge 102 profilé elliptiquement et la figure 7 D est une vue de dessous de la nacelle 90 qui permet au lecteur de mieux comprendre les relations spatiales entre le point inférieur H 3 de bord d'attaque et les points latéraux H 2 et H 2 ' de bord d'attaque. En se référant à la figure 8 A, on voit qu'un col ou gorge 102 représenté de façon schématique et profilé de façon elliptique conformément à un des modes de réalisation de la présente invention présente un grand axe Y et un petit axe X qui donnent à l'ellipse un aspect allongé dans la direction verticale Les cordonnées Y correspondantes de l'ellipse sont désignées par la lettre "b" et les coordonnées X correspondantes de l'ellipse sont désignées par la lettre "a" L'origine désignée par les coordonnées (o 0,) représente les coordonnées X et Y de l'axe longitudinal 106 du col 102 de l'entrée d'air de la nacelle L'axe longitudinal de l'entrée est perpendiculaire à l'axe Y et à l'axe X. En se référant à la figure 8 B, on voit que l'on y a représenté une vue schématique du col 102, profilé de façon elliptique, de la nacelle 90 conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 8 B, le grand axe est l'axe X avec pour conséquence que le col a une forme allongée dans la direction horizontale Les cols elliptiques des figures 8 A et 8 B sont définis par l'équation suivante: x 2 y 2 A corresponding point H 2 'of leading edge is on the lateral lip zone 98 A line drawn between the point H 2 of leading edge and the corresponding point H 2' of leading edge would be perpendicular to the longitudinal axis of the entrance to the nacelle 90 At the frontmost point of the lower lip is the leading edge point H 3 The leading edge points H 1 and H 3 are both located at before the leading edge H 2 and H 2 'points. Figure 7 B is a side view of the nacelle 90 and shows how the contours of the nacelle form an arcuate profile (CAP) 104 which is defined by the points Hl, H 2 and H 3 Figure 7 C is a front view of an example of the neck or throat area 102 elliptically profiled and FIG. 7 D is a bottom view of the nacelle 90 which allows the reader to better understand the spatial relationships between the lower point H 3 of the edge and the lateral points H 2 and H 2 'of the leading edge. Referring to FIG. 8 A, it can be seen that a neck or groove 102 shown schematically and shaped elliptically in accordance with one of the embodiments of the present invention has a large Y axis and a small X axis which give at the ellipse an aspect lengthened in the vertical direction The corresponding Y coordinates of the ellipse are designated by the letter "b" and the corresponding X coordinates of the ellipse are designated by the letter "a" The origin designated by the coordinates (o 0,) represents the X and Y coordinates of the longitudinal axis 106 of the neck 102 of the air inlet of the nacelle The longitudinal axis of the inlet is perpendicular to the Y axis and to the axis X. With reference to FIG. 8B, it can be seen that there is shown a schematic view of the neck 102, shaped in an elliptical manner, of the nacelle 90 according to another embodiment of the present invention. Figure 8 B, the main axis is the X axis with cons quence that the collar has an elongated shape in the horizontal direction The elliptical collar of Figures 8 A and 8 B are defined by the following equation: x 2 y 2

__ + __ =__ + __ =

a 2 b 2 La référence 102 S apparaissant sur la figure 8 B désigne la forme de la zone de col 102 d'un autre mode de réalisation encore de la présente invention Dans ce mode de réalisation, on a donné au col une forme superelliptique ou elliptique accentuée en comparaison de la forme a 2 b 2 The reference 102 S appearing in FIG. 8 B denotes the shape of the neck area 102 of yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, the neck has been given a superelliptical shape or elliptical accentuated in comparison with the shape

elliptique 102.elliptical 102.

Sur la figure 9, une vue de face de la moitié droite de la nacelle 90 est représentée La projection axiale du col 102 A et la projection axiale des points 108 H de bord d'attaque permet au lecteur de mieux comprendre la présente invention Ces projections axiales ont une forme elliptique comme l'est la projection axiale représentant le diamètre maximal 110 de la nacelle 90 L'avant-corps ou lèvres extérieures de la nacelle 90 sont désignées par la référence 112 et les lèvres intérieures sont désignées par la référence 114 On comprendra que les points 108 H de bord d'attaque se situent en avant des côtés adjacents et inclinés des lèvres intérieures 114 et des lèvres In FIG. 9, a front view of the right half of the nacelle 90 is shown. The axial projection of the neck 102 A and the axial projection of the points 108 H at the leading edge allows the reader to better understand the present invention. These projections axial have an elliptical shape as is the axial projection representing the maximum diameter 110 of the nacelle 90 The fore-body or outer lips of the nacelle 90 are designated by the reference 112 and the inner lips are designated by the reference 114 On will understand that the leading edge points 108 H are located in front of the adjacent and inclined sides of the inner lips 114 and of the lips

extérieures 112.exterior 112.

Sur la figure 10, on a représenté une vue de côté de la nacelle 90 dans laquelle l'axe longitudinal 118 du moteur définit le centre du moteur 12 L'axe longitudinal ou ligne centrale 106 de l'entrée définit le centre de la zone de col 102 Le profil de l'entrée est indiqué par CAP, c'est-à-dire le profil en arc de cercle, 104 reliant les points Hl, H 2 et H 3 de bord d'attaque situés le long de FIG. 10 shows a side view of the nacelle 90 in which the longitudinal axis 118 of the engine defines the center of the engine 12 The longitudinal axis or central line 106 of the inlet defines the center of the area of col 102 The profile of the entry is indicated by CAP, that is to say the profile in an arc, 104 connecting the points Hl, H 2 and H 3 of leading edge located along

l'axe longitudinal 106 de l'entrée. the longitudinal axis 106 of the entrance.

L'entrée à profil en arc de cercle (CAP) selon la présente invention présente un profil que l'on détermine en spécifiant les prolongements de lèvre AX par rapport à un certain plan de référence qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal 106 de l'entrée Sur la figure 11, le plan de référence 122 est séparé par une distance AX 1 du point Hl de bord d'attaque, par une distance AX 2 des points H 2/H 2 ' de bord d'attaque et par une distance AX 3 du point H 3 de bord d'attaque On remarquera qu'il n'est pas nécessaire que AX 1 soit égal à àX 3, de sorte que l'entrée du moteur peut avoir une configuration asymétrique Une valeur de AX est spécifiée pour chaque point de bord d'attaque, les trois valeurs de AX déterminant le profil en arc de cercle de la nacelle Le profil en arc de cercle donne une distribution régulière ou continue de AX depuis le sommet de la nacelle jusqu'à la base de celle-ci, contrairement aux distributions discontinues inhérentes aux conceptions The arcuate profile (CAP) entry according to the present invention has a profile which is determined by specifying the lip extensions AX with respect to a certain reference plane which is perpendicular to the longitudinal axis 106 of the 'entry In FIG. 11, the reference plane 122 is separated by a distance AX 1 from the leading edge point H1, by a distance AX 2 from the leading edge points H 2 / H 2' and by a distance AX 3 of the leading edge point H 3 Note that it is not necessary for AX 1 to be equal to X 3, so that the motor input can have an asymmetrical configuration A value of AX is specified for each leading edge point, the three values of AX determining the arc-shaped profile of the nacelle The arc-shaped profile gives a regular or continuous distribution of AX from the top of the nacelle to the base of that - unlike the discontinuous distributions inherent in concepti we

de la technique antérieure.of the prior art.

La distance à laquelle se trouve le point H 2 de bord d'attaque influence le profil latéral de la nacelle 90 ainsi que ses performances Par exemple, la figure 12 A est une vue de côté de la nacelle 90 et montre Hl, H 2 A, H 2 B, et H 3 Le profil en arc de cercle CAP 104 B relie les points Hl, H 2 B et H 3 de bord d'attaque, et le profil en arc de cercle CAP 104 A relie les points Hj, H 2 A et H 3 de bord d'attaque Les performances de l'entrée présentant un profil en arc de cercle CAP 104 B procurent des améliorations en ce qui concerne le comportement de l'entrée aux faibles vitesses et avec un angle d'attaque élevé en comparaison d'une entrée présentant un profil en arc de cercle CAP 104 A En outre, le profil ne doit pas être limité à un arc de cercle 104 tel que représenté sur la figure 12 B La figure 12 B donne une comparaison d'un profil superelliptique 104 C avec un profil en arc de cercle 104 B, chaque profil passant par les mêmes trois points Les profils 104 A, 104 B et 104 C peuvent être utilisés afin d'obtenir pour la nacelle 90 des résultats aérodynamiques The distance at which the leading edge point H 2 is located influences the lateral profile of the nacelle 90 as well as its performance. For example, FIG. 12 A is a side view of the nacelle 90 and shows Hl, H 2 A , H 2 B, and H 3 The profile in an arc of a circle CAP 104 B connects the points Hl, H 2 B and H 3 of the leading edge, and the profile in an arc of a circle CAP 104 A connects the points Hj, H 2 A and H 3 leading edge The performance of the entry with a profile in a circular arc CAP 104 B provides improvements with regard to the behavior of the entry at low speeds and with a high angle of attack in comparison with an entry with a profile in a circular arc CAP 104 A In addition, the profile must not be limited to an arc of a circle 104 as represented in FIG. 12 B FIG. 12 B gives a comparison of a 104 C superelliptical profile with a circular arc 104 B profile, each profile passing through the same three points Profiles 104 A, 104 B and 104 C can be used to obtain aerodynamic results for nacelle 90

différents.different.

L' avantage aérodynamique d'une entrée en arc de cercle (CAP) apparaît sur les figures 13 et 14 Les valeurs portées dans cette figure représentent des résultats d'essais pour le concept CAP La figure 13 montre les résultats dans la condition o la vitesse est faible, l'angle d'attaque élevé et le moteur en fonction, cela pour trois nombres de Mach, à savoir Ml, M 2 et M 3 de courant ou flux d'air libre La plus grande possibilité d'angle d'attaque en fonction de l'angle de profil en arc de cercle (CAP) provient du décalage vers l'avant de la lèvre inférieure o le débit massique aspiré dans l'entrée est plus faible La figure 14 montre les résultats pour la condition de faible vitesse, d'angle d'attaque AOA modéré et de moteur en rotation libre Ici encore, les possibilités plus grandes d'angle d'attaque AOA proviennent du décalage vers l'avant de la lèvre supérieure o le débit The aerodynamic advantage of an entry in an arc of a circle (CAP) appears on figures 13 and 14 The values carried in this figure represent results of tests for the concept CAP The figure 13 shows the results in the condition o the speed is low, the angle of attack high and the engine in operation, that for three Mach numbers, namely Ml, M 2 and M 3 of current or free air flow The greatest possibility of angle of attack as a function of the profile angle in a circular arc (CAP) comes from the forward shift of the lower lip where the mass flow drawn into the inlet is lower Figure 14 shows the results for the low speed condition , of moderate angle of attack AOA and of motor in free rotation Here again, the greatest possibilities of angle of attack AOA come from the shift towards the front of the upper lip o the flow

massique du débordement hors de l'entrée est plus faible. mass of the overflow outside the entrance is lower.

Selon les trois valeurs déterminantes de AX (figure 11), l'entrée à profil en arc de cercle (CAP) de la présente invention peut être une entrée en forme de biseau ou une entrée en forme d'écope En outre, la définition de la présente invention peut être utilisée pour instituer un profil en arcde cercle pour des nacelles comportant une entrée supérieure en forme d'écope (o seule la lèvre supérieure fait saillie en avant de la lèvre latérale) ou pour toute combinaison de conceptions d'entrées Les avantages de la conception d'entrée à profil en arc de cercle (CAP) de la présente invention résident dans les améliorations des performances et dans la souplesse de conception La souplesse de conception est due au profil en arc de cercle et à sa détermination à partir de la désignation des trois AX aux positions supérieure, inférieure et latérales d'angle d'attaque de la nacelle De plus, le profil en arc de cercle de la présente invention permet de concevoir une entrée en vue d'obtenir des améliorations spéciales Par exemple, l'entrée à écope supérieure améliore les possibilités de la lèvre supérieure According to the three determining values of AX (FIG. 11), the entry with a circular arc profile (CAP) of the present invention can be a bevel-shaped entry or a scoop-shaped entry. In addition, the definition of the present invention can be used to institute a circular arc profile for nacelles comprising an upper scoop-shaped entry (where only the upper lip projects in front of the lateral lip) or for any combination of entry designs. advantages of the arcuate profile (CAP) entry design of the present invention resides in performance improvements and design flexibility Design flexibility is due to the arcuate profile and its determination from from the designation of the three AXs to the upper, lower and lateral positions of the angle of attack of the nacelle In addition, the arcuate profile of the present invention makes it possible to design a entry for special improvements For example, the upper scoop entry improves the possibilities of the upper lip

en ce qui concerne une rotation libre du moteur. with regard to free rotation of the motor.

L'entrée à profil elliptique/en arc de cercle (CAP) procure une amélioration des performances dans toutes les conditions d'écoulement applicables et hors conception Ces conditions d'écoulement sont caractérisées par la condition de décollage avec fort écoulement et angle d'attaque élevé, par la condition de rotation libre du moteur avec faible écoulement et angle d'attaque modéré et par la condition de nombre de Mach élevé avec faible écoulement et angle The elliptical / arcuate profile (CAP) entry provides improved performance in all applicable flow conditions and out of design These flow conditions are characterized by the take-off condition with high flow and angle of attack high, by the condition of free rotation of the motor with low flow and moderate angle of attack and by the condition of high Mach number with low flow and angle

d'attaque faible.weak attack.

Les figures 15-17 montrent comment on élabore le concept CAP/E (profil en arc elliptique) en utilisant la distribution locale de nombre de Mach le long des lèvres intérieures supérieure, latérales et inférieure en présence des conditions de moteur en fonction, d'angle d'attaque AOA élevé et de faible vitesse Les figures 15 A, 15 B et 15 C montrent la distribution de nombre de Mach à l'endroit des lèvres supérieure, latérales et inférieure, respectivement, pour une nacelle classique, la lèvre critique étant la lèvre inférieure pour cette condition de vol Le comportement d'une entrée elliptique, dont le grand axe s'étend d'un côté à l'autre pour réduire la dimension verticale, est représenté sur les figures 16 A, 16 B et 16 C. Le nombre local de Mach sur la lèvre inférieure (figure 16 B) juste en avant de l'onde de choc (indiquée par la chute soudaine du nombre de Mach), contribue aux performances de l'entrée Plus ce nombre de Mach est élevé, plus l'onde de choc devient forte, plus le risque d'une séparation d'écoulement est grand et plus les possibilités d'angle d'attaque (AOA) sont moindres Une comparaison entre la figure 15 B et la figure 16 B montre que l'entrée elliptique présenterait une force d'onde de choc légèrement plus grande et, par conséquent, une plus faible possibilité d'angle d'attaque AOA que l'entrée classique En incorporant une entrée CAP dans la nacelle elliptique, les possibilités d'angle d'attaque AOA de l'entrée combinée CAP/ellipse se trouvent considérablement améliorées, comme le montre le nombre de Mach plus faible en avant de l'onde de choc sur la figure 17 B Les performances dépassent celles de l'entrée classique (ce qui est représenté sur les figures 13 et 14), de sorte que l'on peut utiliser une lèvre intérieure inférieure plus mince pour obtenir des réductions supplémentaires de la dimension verticale La distribution du nombre de Mach pour la lèvre latérale de l'entrée CAP/ellipse est d'une façon générale plus élevée que pour l'une ou l'autre des lèvres latérales par rapport aux entrées classique ou elliptique (voir figure 15 C, 16 C et 17 C) Ceci montre comment le concept CAP redistribue la charge des lèvres de manière à réduire la charge sur la Figures 15-17 show how the CAP / E concept (elliptical arc profile) is developed using the local Mach number distribution along the upper, lateral and lower inner lips in the presence of engine conditions in operation, high and low speed AOA angle of attack Figures 15 A, 15 B and 15 C show the Mach number distribution at the top, side and bottom lips, respectively, for a conventional nacelle, the critical lip being the lower lip for this flight condition The behavior of an elliptical entry, the major axis of which extends from one side to the other to reduce the vertical dimension, is shown in FIGS. 16 A, 16 B and 16 C The local Mach number on the lower lip (Figure 16 B) just in front of the shock wave (indicated by the sudden fall in the Mach number), contributes to the performance of the input The higher the Mach number plus the d wave he shock becomes strong, the greater the risk of a flow separation and the less the possibilities of angle of attack (AOA) are less A comparison between figure 15 B and figure 16 B shows that the elliptical entry would have a slightly larger shock wave force and, therefore, a lower possibility of AOA angle of attack than the conventional input By incorporating a CAP input in the elliptical, the possibilities of angle of attack AOA of the combined CAP / ellipse input are considerably improved, as shown by the lower Mach number in front of the shock wave in Figure 17 B The performance exceeds that of the conventional input (which is shown in figures 13 and 14), so that a thinner lower inner lip can be used to obtain additional reductions in the vertical dimension The distribution of the Mach number for the lateral lip of the CAP / elli input pse is generally higher than for one or the other of the lateral lips compared to the classic or elliptical entries (see figure 15 C, 16 C and 17 C) This shows how the CAP concept redistributes the load of lips so as to reduce the load on the

lèvre critique.critical lip.

Le profil elliptique de l'entrée de la nacelle permet une hauteur verticale plus faible en vue d'un dégagement par rapport au sol, mais entraîne une perte de The elliptical profile of the entrance to the nacelle allows a lower vertical height for clearance from the ground, but results in a loss of

performances comparable à celle d'une nacelle classique. performance comparable to that of a conventional nacelle.

Toutefois, quand une entrée CAP est incorporée dans la nacelle elliptique, les performances de la nacelle se trouvent en réalité améliorées par rapport aux conceptions classiques En réglant les trois extensions AX de lèvre du profil en arc de cercle et l'excentricité totale de la section droite elliptique, il est possible de distribuer la charge aérodynamique dans le sens circonférenciel autour de l'entrée plutôt que de concentrer la charge aux lèvres supérieure et inférieure comme cela se produit avec les entrées classiques De ce fait, les performances de l'entrée classique se trouvent améliorées tandis que le However, when a CAP input is incorporated in the elliptical platform, the performance of the platform is actually improved compared to conventional designs By adjusting the three lip extensions AX of the profile in an arc and the total eccentricity of the section straight elliptical, it is possible to distribute the aerodynamic load in the circumferential direction around the entry rather than concentrating the load on the upper and lower lips as it occurs with the classic entries Therefore, the performances of the classic entry are improved while the

diamètre vertical de la nacelle se trouve réduit. vertical diameter of the nacelle is reduced.

Le profil en arc de cercle CAP est la forme courbe la plus régulière et la moins accentuée qui peut passer par les points de bord d'attaque situés au sommet, sur les côtés, et à la base de la nacelle, de manière à éviter ainsi la tendance à une formation de tourbillons par rapport aux formes de profil fortement courbées ou discontinues En outre, la plus faible hauteur verticale de la nacelle à profil elliptique permet, par rapport aux conceptions antérieures, l'installation de plus grands moteurs dans des positions situées sous les ailes de l'avion. On peut donner aux lèvres supérieure et inférieure de l'entrée elliptique/CAP de la nacelle une plus faible valeur, de manière à minimiser la hauteur verticale, et on peut donner à l'épaisseur de la lèvre des côtés de la nacelle 90 une plus grande valeur pour maintenir les exigences de performances en présence des conditions de vent de travers avec fort écoulement et faible vitesse Une augmentation de l'épaisseur de l'avant-corps peut être nécessaire pour faire adhérer l'écoulement de l'air dans le cas de conditions de nombre de Mach élevé, de faible angle d'attaque AOA et faible écoulement (c'est-à-dire les conditions de vol en croisière, moteur hors fonction ou conditions EROPS) pour des entrées CAP L'effet de redistribution d'écoulement provoqué par le décalage axial des lèvres et qui a lieu aux faibles vitesses a également lieu dans les conditions o le nombre de Mach peut être compris dans la fourchette de 0,5-0,75 Il peut donc être nécessaire d'augmenter l'épaisseur de l'avant-corps latéral. Si on règle avec soin la charge aérodynamique circonférencielle de la nacelle comportant une entrée en profil d'arc de cercle (CAP) au moyen de faibles variations du profil à partir d'un arc de cercle pur, et au moyen d'une variation circonférencielle de l'épaisseur de la lèvre et de l'épaisseur de l'avant-corps, il est possible de créer une nacelle qui présente des performances équivalentes, voire meilleures, dans toutes les conditions The CAP arc profile is the most regular and least accentuated curved shape which can pass through the leading edge points located at the top, on the sides, and at the base of the nacelle, so as to avoid this. the tendency to form vortices compared to strongly curved or discontinuous profile shapes In addition, the lower vertical height of the gondola with elliptical profile allows, compared to previous designs, the installation of larger motors in positions located under the wings of the plane. We can give the upper and lower lips of the elliptical input / CAP of the nacelle a lower value, so as to minimize the vertical height, and we can give the thickness of the lip of the sides of the nacelle 90 a more great value to maintain performance requirements in the presence of crosswind conditions with high flow and low speed An increase in the thickness of the forebody may be necessary to adhere the air flow in the case high Mach number, low AOA angle of attack, and low flow conditions (i.e., cruise flight conditions, engine off, or EROPS conditions) for CAP inputs The redistribution effect of flow caused by the axial offset of the lips and which takes place at low speeds also takes place under conditions where the Mach number can be included in the range of 0.5-0.75 It may therefore be necessary to increase enter the thickness of the lateral body. If one carefully regulates the circumferential aerodynamic load of the nacelle having an entry in profile of arc of circle (CAP) by means of small variations of the profile starting from a pure arc of circle, and by means of a circumferential variation the thickness of the lip and the thickness of the fore-body, it is possible to create a nacelle which has equivalent or even better performance in all conditions

d'écoulement applicables.applicable flow.

Un autre avantage du profil en arc de cercle selon la présente invention provient de l'interaction entre le champ d'écoulement dans la nacelle et le sol Les moteurs d'avion montés près du sol ont tendance à créer sur le sol des tourbillons susceptibles de provoquer le soulèvement de débris et leur aspiration par le moteur Du fait que l'entrée à profil en arc de cercle (CAP) de la présente invention a tendance à attirer une plus grande partie de l'écoulement d'air entrant autour des lèvres latérales pendant les conditions statiques, la nacelle d'entrée CAP crée un tourbillon au sol plus faible qu'une entrée classique De ce fait, le risque potentiel d'endommagement par des objets étrangers (FOD) se trouve réduit par la présente invention pour une installation du moteur à la Another advantage of the circular arc profile according to the present invention comes from the interaction between the flow field in the nacelle and the ground. Aircraft engines mounted close to the ground tend to create vortices on the ground capable of cause uplift of debris and aspiration by the motor Because the arcuate profile (CAP) entry of the present invention tends to attract more of the incoming air flow around the side lips during static conditions, the CAP entry nacelle creates a weaker vortex on the ground than a conventional entry. Therefore, the potential risk of damage by foreign objects (FOD) is reduced by the present invention for an installation. from engine to

même distance axiale sol-moteur.same ground-motor axial distance.

La description ci-dessus des modes de réalisation The above description of embodiments

préférés de la présente invention est donnée à titre purement illustratif et non limitatif, de nombreuses variantes ou modifications peuvent y être apportées dans le preferred of the present invention is given purely by way of non-limiting illustration, many variations or modifications can be made to it in the

cadre de la présente invention.part of the present invention.

Claims

1 Method for improving the performance characteristics of an elliptically shaped nacelle, this nacelle comprising a nacelle entry defined by upper, lower and lateral lips, characterized in that it consists in giving the profile of the nacelle, at the entrance to it, the shape of an arc of a circle in general and passing through the most forward point of a lateral lip of the entrance to the nacelle and through the most before at least one of the lips

upper and lower entrance.

2 Method according to claim 1, characterized in that it comprises the step of giving the profile of the nacelle, at the entrance of the nacelle, the shape of an arc of a circle in general and passing by the most forward point on each of the upper lips,

lower and side of the entrance.

3 Elliptical nacelle for a gas turbine engine, characterized in that it has an arcuate profile

generally in a circle at the entrance to the nacelle.

4 elliptical basket according to claim 3, wherein said inlet is defined by an upper lip, a lower lip and a pair of opposite lateral lips and comprising a neck for directing the flow of air in the basket, characterized in that 'a front view of said entry reveals an axially profiled axial projection of the leading edge points comprising points H1, H 2, H 2' and H 3, said axial projection of the leading edge points being located

radially outside of said neck.

5 Nacelle according to claim 4, characterized in that the neck shaped elliptically has a large horizontal axis and that the vertical height of the nacelle is less than the horizontal width of the nacelle.

6 Nacelle entry characterized by the fact that it has a forward axial configuration comprising: an elliptically shaped neck or groove; upper lips, lower lips and lateral lips which are connected and have an elliptical shape surrounding and defining said profiled neck elliptically; a maximum diameter of ellipse which defines an extreme outer limit of the upper, lower and lateral lips; and

an arcuate profile.