FR2925607A1

FR2925607A1 - Nacelle pour moteur d'aeronef a tuyere de section variable

Info

Publication number: FR2925607A1
Application number: FR0708974A
Authority: FR
Inventors: Guy Vauchel
Original assignee: Aircelle SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-06-26
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: FR2925607B1; US9133789B2; US20100269511A1; EP2225453A1; CA2705136A1; WO2009103905A1; RU2010129772A; BRPI0821504A2; RU2494273C2; CN101896712A

Abstract

Cette nacelle pour moteur d'avion comprend un capot avant (13) et un capot arrière (1a), ce capot arrière (1a) étant monté coulissant entre une position amont définissant une section de tuyère (9) réduite et une position aval définissant une section de tuyère (9) agrandie.Cette nacelle comprend un organe intermédiaire (25) disposé bord-à-bord avec ledit capot avant (13), cet organe définissant un logement (27) apte à recevoir le bord amont (11) dudit capot arrière (1a) lorsque ce capot se trouve dans sa position amont.

Description

La présente invention se rapporte à une nacelle pour moteur d'aéronef à tuyère de section variable. On connaît de la demande de brevet FR06/05512, déposée par la demanderesse le 21 juin 2006, une nacelle pour moteur d'aéronef comprenant 5 un inverseur de poussée à grilles définissant une tuyère de section variable. Une telle nacelle est représentée de manière schématique sur les figures 1 à 3 ci-annexées. Elle comprend notamment un inverseur de poussée 1 délimitant une veine d'air froid 3 avec une structure interne 5 entourant un moteur 10 d'aéronef (non représenté). Le sens de circulation de l'air dans cette veine est indiqué par la flèche F1. Plus précisément, l'inverseur de poussée 1 comprend une paroi externe la, susceptible de se mouvoir axialement sous l'action d'une première série de vérins 7, et une paroi interne lb susceptible de se mouvoir sous 15 l'action d'une deuxième série de vérins (non représentés). En jouant uniquement sur la première série de vérins 7, on peut modifier la section de la partie arrière 9 de la paroi externe la de l'inverseur de poussée, laquelle définit donc de la sorte une tuyère d'éjection d'air froid de section variable. 20 La figure 1 représente la paroi externe la en configuration de tuyère de section minimale, configuration dans laquelle la zone amont 11 (par rapport au sens F1) de la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1 vient se glisser entre un capot 13 entourant le carter de soufflante 21 et une paroi annulaire 17 fixée sur le cadre avant 19 de l'inverseur de poussée, lui-même 25 fixé sur le carter de soufflante 21 du moteur (étant ici rappelé que le cadre avant 19 supporte des grilles 23 permettant de mettre en oeuvre la fonction d'inversion de poussée). La figure 2 indique (flèche F2) le mouvement de coulissement dont peut être doué le capot 13 pour des opérations de maintenance sur le carter 30 21. La figure 3 indique (flèche F3) le mouvement de coulissement dont peuvent être douées à la fois la paroi externe la et la paroi interne lb en configuration d'inversion de poussée, permettant de faire circuler l'air froid de la veine 3 vers l'extérieur à travers les grilles d'inversion de poussée 23 (flèche 35 F4).

Un des problèmes liés à une nacelle présentant l'architecture susmentionnée concerne l'interface entre la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1 et le capot 13. En effet, pour des raisons de performance aérodynamique, il est 5 essentiel que la marche 25 formée par le capot 13 par rapport à la paroi externe la, soit aussi mince que possible. Il faut donc que dans cette zone de recouvrement mutuel, d'une part l'épaisseur du capot 13 et d'autre part le jeu entre ce capot et la paroi externe la, soient minimaux. 10 La contrainte d'épaisseur minimale pour le capot 13 empêche de prévoir des renforts (nervures ou autres) de ce capot dans ladite zone de recouvrement. Ceci a pour conséquence que ce capot 13 est susceptible de subir des déformations dans cette zone, lesquelles déformations peuvent conduire à 15 un blocage du mouvement relatif de la paroi externe la par rapport au capot 13, compte tenu du faible jeu existant entre ces deux organes. La présente invention a notamment pour but de supprimer ce risque de blocage. On atteint ce but de l'invention avec une nacelle pour moteur 20 d'avion, du type comprenant un capot avant et un capot arrière, ce capot arrière étant monté coulissant entre une position amont définissant une section de tuyère réduite et une position aval définissant une section de tuyère agrandie, remarquable en ce qu'elle comprend un organe intermédiaire disposé bord-à-bord avec ledit capot avant, cet organe définissant un logement 25 apte à recevoir le bord amont dudit capot arrière lorsque ce capot se trouve dans sa position amont. La présence de cet organe intermédiaire permet de créer une continuité aérodynamique entre le capot avant et le capot arrière sans que ces deux pièces interagissent directement : on peut de la sorte s'affranchir des 30 problèmes de déformation et de faibles jeux susceptibles de conduire à un blocage de ces pièces l'une par rapport à l'autre. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de la nacelle selon l'invention : - ledit organe intermédiaire comporte une plage de réception dudit 35 capot avant, cette plage étant disposée en amont dudit logement : cette plage de réception permet le centrage du capot avant par rapport à l'organe intermédiaire ; - ledit capot avant comporte des renforts situés juste en amont de ladite plage : ces organes de renfort permettent de rigidifier le capot avant 5 notamment au voisinage de son bord aval ; - ledit capot avant comporte des renforts situés au droit de ladite plage, ladite plage étant décalée radialement vers l'intérieur d'une distance correspondant sensiblement à l'épaisseur radiale cumulée dudit capot avant et desdits renforts : cet agencement permet de disposer les organes de renfort à 10 proximité immédiate du bord aval du capot avant ; - ledit logement comprend un bord radialement intérieur définissant une rampe pour le bord amont dudit capot arrière : cette rampe permet le centrage du capot aval par rapport au logement de l'organe intermédiaire ; - ledit logement comprend un bord radialement extérieur définissant 15 une rampe pour le bord amont dudit capot arrière : cet agencement particulier permet de placer des renforts sur la face intérieure du capot arrière, au voisinage du bord amont de ce capot ; -cette nacelle comprend un joint adjacent à ladite rampe : un tel joint permet de rendre étanche la liaison entre l'organe intermédiaire et le capot 20 arrière ; - ledit capot arrière comporte, sur sa face intérieure, des renforts disposés au voisinage de son bord amont : la présence de ces renforts permet de rigidifier la partie amont du capot arrière ; - la ligne de jointure entre ledit capot avant et ledit organe 25 intermédiaire est comprise dans un plan non perpendiculaire à l'axe de ladite nacelle : une telle ligne de jointure, autorisée par la présence de l'organe intermédiaire, permet notamment un meilleur accès à certains organes fixes de la nacelle lorsque le capot avant se trouve en position de maintenance, coulissée vers l'avant ; 30 - ledit organe intermédiaire comprend un pied supportant des moyens d'actionnement notamment dudit capot arrière : cet agencement permet une mise en place particulièrement simple des moyens d'actionnement (vérins par exemple) ; - ledit organe intermédiaire est apte à être fixé sur le carter de 35 soufflante dudit moteur ; - ledit organe intermédiaire comprend deux moitiés aptes à être montées articulées sur un pylône de support dudit moteur ; - ledit organe intermédiaire fait partie d'un capot de la soufflante dudit moteur ; - cette nacelle comprend un inverseur de poussée à grilles dont la partie extérieure forme ledit capot arrière ; - ledit inverseur de poussée comprend, outre ladite partie extérieure, une partie intérieure mobile indépendamment de ladite partie extérieure : ce mode de réalisation particulier correspond à celui qui a été exposé en préambule de la présente description ; - ledit organe intermédiaire fait partie intégrante de la structure fixe dudit inverseur de poussée : cet organe intermédiaire peut en particulier être fixé sur le cadre avant de l'inverseur de poussée ; - ledit capot avant incorpore la lèvre d'entrée d'air de cette nacelle ; - ledit capot avant est apte à être monté coulissant sur ledit moteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles : - les figures 1 à 3, évoquées dans le préambule de la présente 20 description, montrent, en coupe axiale, un inverseur de poussée d'une nacelle de la technique antérieure ; - la figure 4 représente, en coupe axiale, un organe intermédiaire selon l'invention monté sur le cadre avant d'un inverseur de poussée ; - les figures 5 à 7, analogues aux figures 1 à 3, montrent un 25 inverseur de poussée équipé de l'organe intermédiaire de la figure 4, dans trois configurations différentes de la paroi externe de cet inverseur de poussée ; - les figures 8 et 9 représentent deux variantes possibles du capot avant coopérant avec l'organe intermédiaire selon l'invention ; - la figure 10 représente une variante de l'organe intermédiaire 30 selon l'invention adaptée pour recevoir des organes d'actionnement de la paroi externe de l'inverseur de poussée ; - la figure 11 représente un inverseur de poussée comprenant l'organe intermédiaire de la figure 10 ; - les figures 12 à 15 représentent la cinématique d'ouverture 35 pendant les opérations de maintenance d'un organe intermédiaire selon une autre variante de l'invention ; - la figure 16 représente un inverseur de poussée équipé d'encore une autre variante d'organe intermédiaire selon l'invention ; et - les figures 17 et 18 représentent, en vue de côté, une nacelle équipée de l'organe intermédiaire de la figure 16, le capot avant de cette nacelle étant monté coulissant par rapport au carter de soufflante, et intégrant la lèvre d'entrée d'air. Sur ces figures 17 et 18, ce capot avant se trouve respectivement en positions de fonctionnement et de maintenance. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques désignent des organes ou ensemble d'organes identiques ou analogues.

En se reportant à présent aux figures 4 à 7, on peut voir qu'un organe intermédiaire 25 est fixé sur le cadre avant 19 de l'inverseur de poussée 1, cet organe intermédiaire définissant un logement 27 apte à recevoir le bord amont 11 de la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1. Cet inverseur de poussée peut éventuellement être du même type que celui des figures 1 à 3, c'est-à-dire à tuyère de section variable. L'organe intermédiaire 25 s'étend sur au moins une partie de la circonférence du cadre avant 19, de sorte que le logement 27 présente une forme annulaire. Cet organe intermédiaire est relié au cadre avant 19 par 20 l'intermédiaire d'un pied 29, présentant lui également une forme sensiblement annulaire. En aval du logement 27 (l'aval étant déterminé par rapport au sens d'écoulement de l'air dans la veine 3, tel qu'indiqué par la flèche F1 des figures 1 et 2) se trouve de préférence une rampe 31, facilitant le centrage et la mise 25 en place du bord amont 11 de la paroi externe la à l'intérieur du logement 27. On prévoit également de préférence un joint 33 disposé juste en amont de la rampe 31, de manière à permettre une liaison étanche de la paroi externe la avec l'organe intermédiaire 25. En amont du logement 27, se trouve une plage 35 permettant le 30 centrage et le positionnement corrects d'un capot avant de nacelle 13. Cette plage 35 peut elle-même comporter une rampe 37 permettant de faciliter ce centrage. Le capot avant 13 libère l'accès au carter de soufflante 21 lors des opérations de maintenance, par coulissement par rapport à ce carter.

Sur les figures 5 à 7, on peut voir trois positions différentes de la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1, correspondant à différentes sections de tuyères souhaitées lors des différentes phases de vol d'un aéronef. Dans l'exemple particulier représenté, la paroi interne 1 b de l'inverseur de poussée est maintenue en position amont, c'est-à-dire qu'elle obture les grilles 23 de l'inverseur, de sorte que la fonction d'inversion de poussée n'est pas active. Mais il faut bien sûr comprendre que lorsque la fonction d'inversion de poussée est souhaitée, le capot externe la et le capot interne lb coulissent en aval de leurs positions représentées à la figure 7, permettant ainsi de dégager les grilles 23 et d'inverser le flux d'air circulant dans l'organe 3. La figure 8 met en évidence le fait que l'on peut prévoir des renforts circonférentiels 39 sous la face interne du capot 13, ces renforts étant séparés axialement du bord aval du capot 13 ou d'une distance dl correspondant sensiblement à la longueur axiale de la plage 35. Si l'on souhaite améliorer la rigidité de l'extrémité avale du capot 13, on peut placer les renforts 39 comme indiqué sur la figure 9, c'est-à-dire de manière directement adjacente au bord aval de ce capot, auquel cas il faut prévoir que la plage 35 soit décalée radialement par rapport à la face externe 41 de l'organe intermédiaire 25, d'une distance des d2 sensiblement égale à l'épaisseur radiale cumulée du capot 13 et des renforts 39. Dans la variante représentée à la figure 10, on voit que l'on peut prévoir des orifices 43 dans le pied 29 de l'organe intermédiaire 25, ces orifices étant aptes à recevoir des vérins 7 permettant d'actionner la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1 (voir notamment figure 11). On peut voir également sur les figures 9 et Il que l'on peut prévoir de placer une rampe 45 sur le bord 47 situé radialement à l'extérieur du logement 27. Comme cela est visible sur la figure 11, un tel agencement de la 30 rampe 45 permet de prévoir des renforts 49 disposés sous le bord amont 11 de la paroi externe la de l'inverseur de poussée 1. Les figures 12 à 15 montrent la cinématique d'ouverture dune nacelle équipée d'une variante d'un organe intermédiaire 25 selon l'invention, variante dans laquelle cet organe intermédiaire peut-être être formé de deux 35 moitiés montées chacune pivotantes sur un pylône (non représenté) de support de la nacelle, autour d'axes sensiblement parallèles à l'axe de cette nacelle.

Dans ce cas, le pied 29 de l'organe intermédiaire 25 n'est pas monté de manière définitive sur le cadre avant 19 de l'inverseur de poussée : chaque pied 19 de la moitié d'organe intermédiaire 25 associe peut se séparer du cadre avant 19 lors des opérations de maintenance.

A partir d'une configuration de fonctionnement normal représentée sur la figure 12, dans laquelle le capot 13 vient bord à bord avec l'organe intermédiaire 25, et le bord 11 amont de la paroi externe la pénètre à l'intérieur du logement 27 de l'organe intermédiaire 25, on commence par faire coulisser vers l'amont de la nacelle le capot avant 13, comme cela est visible sur la figure 13. On fait ensuite coulisser vers l'aval de la nacelle les parois externe la et interne lb de l'inverseur de poussée, notamment au moyen des vérins 7, tel que cela est représenté sur la figure 14. On arrive ainsi à une situation dans laquelle l'organe intermédiaire 15 25 ne coopère plus ni avec le capot avant 13, ni avec la paroi externe la de l'inverseur de poussée. A partir de cette situation, on fait pivoter chaque moitié d'organe intermédiaire 25 autour du pylône (non représenté) supportant la nacelle, (ouverture en papillon ). 20 Sur les figures 16 à 18, on peut voir que, en prévoyant une variation appropriée de l'épaisseur e séparant le bord amont 51 du front 53 du logement 27 de l'organe intermédiaire 25, on peut obtenir une ligne de jointure 55 entre le capot avant 13 et la paroi externe la de l'inverseur de poussée, présentant une inclinaison a quelconque par rapport à l'axe A d'une nacelle 57. 25 On peut en particulier prévoir, comme cela est visible sur les figures 17 et 18, que la partie inférieure 59 de la ligne de jointure 55 soit disposée plus en amont de la nacelle que la partie supérieure 61 de cette ligne de jointure. Grâce à cette disposition particulière, et lorsque le capot avant de 30 la nacelle 13 est monté coulissant par rapport au carter de soufflante 21 pour les opérations de maintenance (voir figure 18), on peut faciliter l'accès à des organes 63 (pompes, boîtiers électroniques, ...) fixés sur la moitié inférieure du carter de soufflante 21, et à proximité du bord amont 65 de ce carter de soufflante. 35 On aura compris à la lumière de la description qui précède, que l'organe intermédiaire 25 constitue une pièce fixe coopérant de manière indépendante avec d'une part le capot avant 13 et d'autre part la paroi externe la de l'inverseur de poussée. Grâce à cet organe intermédiaire 25, on retombe dans une problématique simple de cinématique pièce mobile/pièce fixe, et on s'affranchit des risques de blocage inhérents aux systèmes de la technique antérieure. Il suffit en effet, d'une part pour le capot avant 13 et d'autre part pour la paroi externe la, d'effectuer les dimensionnements avec les tolérances qui conviennent pour obtenir une cinématique parfaitement sécurisée par rapport à l'organe intermédiaire 25.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre de simples exemples. On comprend en particulier que la présente invention peut s'appliquer également à des nacelles dites lisses , c'est-à-dire à des 15 nacelles dépourvues de moyen d'inversion de poussée. Dans de tels cas, la paroi externe décrite plus haut forme en fait le simple capot arrière d'une partie arrière de nacelle à tuyère de section variable, et non plus la paroi externe d'un inverseur de poussée. C'est ainsi également que l'on pourrait prévoir que l'organe 20 intermédiaire 25 fasse partie intégrante d'un capot couvrant le carter 21, ce capot pouvant s'ouvrir de manière coulissante comme la capot 13 décrit ci-dessus, ou bien en papillon , par exemple autour du pylône supportant la nacelle.

Claims

REVENDICATIONS

1. Nacelle (57) pour moteur d'avion, du type comprenant un capot avant (13) et un capot arrière (la), ce capot arrière (la) étant monté coulissant entre une position amont définissant une section de tuyère (9) réduite et une position aval définissant une section de tuyère (9) agrandie, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe intermédiaire (25) disposé bord-à-bord avec ledit capot avant (13), cet organe définissant un logement (27) apte à recevoir le bord amont (11) dudit capot arrière (la) lorsque ce capot se trouve dans sa position amont.

2. Nacelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire (25) comporte une plage de réception (35) dudit capot avant (13), cette plage (35) étant disposée en amont dudit logement (27).

3. Nacelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit capot avant (13) comporte des renforts (39) situés juste en amont de ladite plage (35).

4. Nacelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit capot avant (13) comporte des renforts (39) situés au droit de ladite plage (35), ladite plage (35) étant décalée radialement vers l'intérieur d'une distance (d2) correspondant sensiblement à l'épaisseur radiale cumulée dudit capot avant (13) et desdits renforts (39).

5. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit logement (27) comprend un bord radialement intérieur définissant une rampe (31) pour le bord amont (11) dudit capot arrière (la).

6. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit logement (27) comprend un bord radialement extérieur définissant une rampe (45) pour le bord amont (11) dudit capot arrière (la).

7. Nacelle selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un joint (33) adjacent à ladite rampe (31).

8. Nacelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit capot arrière (la) comporte, sur sa face intérieure, des renforts (49) disposés au voisinage de son bord amont (11).

9. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ligne de jointure (55) entre ledit capot avant (13) etledit organe intermédiaire (25) est comprise dans un plan non perpendiculaire à l'axe (A) de ladite nacelle (57).

10. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire (25) comprend un pied (29) supportant des moyens d'actionnement (7) notamment dudit capot arrière (la).

11. Nacelle selon l'une quelconque de revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire (25) est apte à être fixé sur le carter de soufflante (21) dudit moteur.

12. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire (25) comprend deux moitiés aptes à être montées articulées sur un pylône de support dudit moteur.

13. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire (25) fait partie d'un capot de la soufflante dudit moteur.

14. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un inverseur de poussée (1) à grilles (23) dont la partie extérieure forme ledit capot arrière (la).

15. Nacelle selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit inverseur de poussée (1) comprend, outre ladite partie extérieure (la), une partie intérieure (lb) mobile indépendamment de ladite partie extérieure (la).

16. Nacelle selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce que ledit organe intermédiaire fait partie intégrante de la structure fixe dudit inverseur de poussée.

17. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit capot avant (13) incorpore la lèvre d'entrée d'air de cette nacelle.

18. Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit capot avant (13) est apte à être 30 monté coulissant sur ledit moteur.