FR2962765A1 - Turboreacteur avec un element de nacelle fixe au carter intermediaire - Google Patents

Turboreacteur avec un element de nacelle fixe au carter intermediaire Download PDF

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Abstract

La présente invention porte sur un turboréacteur avec une soufflante et un élément de nacelle formant le canal secondaire en aval de la soufflante, le turboréacteur comprenant un carter intermédiaire avec une virole (61) externe à laquelle est fixé ledit élément de nacelle par l'intermédiaire d'un organe de liaison, caractérisé par le fait que l'organe de liaison comprend un élément cylindrique (62) solidaire de la virole (61) tout en étant mobile en rotation par rapport à l'axe du moteur et relié au dit élément de nacelle par un assemblage à baïonnette.

Description

Turboréacteur avec un élément de nacelle fixé au carter intermédiaire
La présente invention concerne le domaine des turboréacteurs, notamment des turboréacteurs à soufflante avant, et vise plus particulièrement la fixation au carter intermédiaire d'un élément de nacelle formant en aval de celui-ci le canal de soufflante.
Lorsqu'un aéronef est propulsé par des turboréacteurs, ceux-ci peuvent être fixés sous l'aile ou au fuselage. Par exemple, lorsque le moteur est fixé sous l'aile, il est accroché à un pylône par lequel transitent les efforts. Ce dernier comporte des points d'attache au moteur à l'avant et à l'arrière. A l'avant, les points d'attache sont situés sur la partie du moteur qui constitue la pièce que l'on désigne carter intermédiaire.
Par ailleurs pour assurer le freinage de l'aéronef après son atterrissage, les moteurs sont équipés d'inverseurs de poussée qui ont pour fonction de dévier le flux moteur de manière à produire une poussée inverse de freinage. Dans un moteur subsonique à double flux, les inverseurs sont généralement disposés de manière à agir sur le flux secondaire.
La nacelle d'un moteur civil subsonique à double flux comprend généralement une manche d'entrée d'air, une tuyère de flux primaire et un canal de flux secondaire terminé par une tuyère de flux secondaire ainsi que des éléments de capotage recouvrant les différentes parties du moteur. Un dispositif connu d'inverseur est disposé en aval du carter intermédiaire du moteur au niveau de la partie de la nacelle formant le canal de flux secondaire, dit aussi canal de soufflante, et la tuyère de flux secondaire. Le dispositif comprend un élément mobile en translation parallèlement à l'axe du moteur qui découvre des ouvertures disposées le long de la périphérie de la nacelle et pourvues de grilles. Ces grilles sont formées d'ailettes parallèles entre elles de manière à assurer un guidage radial et vers l'amont du flux d'air les traversant. Le mouvement de translation de l'élément mobile est accompagné d'un basculement de volets en travers de la veine de flux secondaire, immédiatement en aval des grilles. Le blocage de la veine dévie ainsi le flux d'air vers les grilles.
Cette partie de la nacelle formant le canal de flux secondaire en aval du carter intermédiaire peut être constituée de deux éléments de nacelle en forme de C avec un élément de chaque côté du pylône. Ces éléments de nacelle peuvent pivoter individuellement autour de charnières, montées sur le pylône et d'axes parallèles à l'axe du moteur, de manière à permettre l'accès à ce dernier par les opérateurs de maintenance sur les moteurs. Afin d'assurer la rigidité de l'ensemble et une transmission convenable des efforts entre le moteur, le pylône et ces éléments de nacelle, une liaison appropriée est prévue entre les éléments de nacelle et le carter intermédiaire du moteur. Ces efforts sont principalement des efforts axiaux (c'est-à-dire parallèles à l'axe moteur) induits par la tuyère et des efforts radiaux induits par le gonflement de la structure formant la veine secondaire sous la pression du flux d'air.
Un exemple de liaison entre le carter intermédiaire et les éléments de nacelle comprend une gorge ménagée sur le pourtour de la virole externe du carter intermédiaire du moteur et un couteau sur le pourtour du bord intérieur amont de chacun des éléments de 10 l'inverseur. Une liaison de ce type est décrite dans le brevet FR 2920137. Ce mode de liaison présente l'avantage d'assurer un transfert efficace des efforts dans le sens longitudinal tout en permettant un dégagement radial simple pour une ouverture aisée des éléments de nacelle en vue d'un accès au moteur.
15 Il est à noter que la liaison a pour fonction également d'assurer l'étanchéité entre le flux secondaire sous pression et l'extérieur. Cette fonction est assurée habituellement par un joint en fond de gorge.
Ce mode de liaison ne convient plus lorsque la partie aval de la nacelle est formée d'un 20 élément unique annulaire ou d'éléments qui ne sont pas agencés pour s'ouvrir autour de charnières d'axes parallèles à celui du moteur. En effet, ces éléments sont alors agencés de manière à coulisser le long de glissières parallèlement à l'axe du moteur, et leur bord amont ne peut que coulisser axialement et non basculer radialement.
25 Un exemple de réalisation de ce type d'élément de nacelle coulissant est décrit dans le brevet EP 1239139.
La présente invention a pour objet de réaliser un moyen de liaison entre le moteur et un élément de nacelle aval qui, lorsqu'il est monté coulissant sur le pylône, permet de 30 détacher l'élément de nacelle de manière à ce qu'il puise coulisser vers l'aval et donner accès au moteur pour notamment la maintenance de ce dernier.
Pour un turboréacteur avec une soufflante et un élément de nacelle formant le canal secondaire en aval de la soufflante, le turboréacteur comprenant un carter intermédiaire 35 avec une virole externe à laquelle est fixé ledit élément de nacelle par l'intermédiaire d'un organe de liaison, on parvient à cet objectif avec un turboréacteur caractérisé par le fait que l'organe de liaison comprend un élément cylindrique solidaire de la virole externe tout en étant mobile en rotation autour de l'axe du moteur et relié au dit élément de nacelle par un assemblage à baïonnette.
Grace à cet élément cylindrique tournant autour de l'axe du moteur, on permet l'engagement et le désengagement sélectifs de l'élément de nacelle de manière simple tout en verrouillant efficacement la liaison lorsque le moteur est en phase de vol.
Selon un mode de réalisation, l'assemblage à baïonnette comprend au moins un segment avec une gorge transversale s'étendant sur un arc de cercle, ménagé sur l'un ou l'autre de l'élément cylindrique et de l'élément de nacelle coopérant avec une portion de bride radiale en forme de lame de couteau ménagée sur l'un ou l'autre de d'élément cylindrique et de l'élément de nacelle. De préférence, l'assemblage à baïonnette est formé d'une pluralité de segments à gorge répartis sur le pourtour de l'un ou l'autre de l'élément de cylindre et de l'élément de nacelle, coopérant avec une pluralité de portions de brides radiales. Le nombre de segments est un compromis entre leur dimensionnement à masse minimum et la facilité d'engagement et de désengagement des parties lors d'une procédure de maintenance.
Conformément à une autre caractéristique, un palier est interposé entre l'élément cylindrique, plus particulièrement sa partie amont, et la virole externe du carter intermédiaire fixe. Ce palier assure la rotation de l'assemblage à baïonnette. Il peut être lisse, à billes ou à rouleaux, suivant un optimum entre la masse, un dimensionnement robuste et la facilité de maintenance. L'invention prévoit également un dispositif permettant la rotation de cet élément rotatif.
L'invention prévoit également un dispositif assurant l'étanchéité nécessaire en amont de la liaison à baïonnettes. Ce dispositif peut être constitué d'un joint solidaire de la partie fixe ou mobile de la liaison et accommodant la rotation.
L'invention s'applique notamment à un élément de nacelle qui est mobile en translation axiale une fois désolidarisé de l'élément cylindrique. L'élément de nacelle comprend avantageusement un premier élément de glissière susceptible de coopérer avec un second élément de glissière complémentaire du premier et solidaire d'un pylône d'accrochage du turboréacteur à un aéronef.
L'invention vise de préférence un turboréacteur dont l'élément de nacelle formant le canal de flux secondaire incorpore un dispositif inverseur de poussée.
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 annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un turboréacteur double flux avec sa nacelle ; - la figure 2A est une représentation schématique, vue en perspective, de l'organe de liaison entre la virole externe du carter intermédiaire et le bord amont de l'élément de nacelle situé en aval de celui-ci, en position ouverte ; - la figure 2B montre plus en détail l'assemblage de la figure 2A ; - la figure 3A est une représentation schématique vue en perspective de l'organe de liaison entre la virole externe du carter intermédiaire et le bord amont de l'élément de nacelle situé en aval de celui-ci, en position fermée ; - la figure 3B montre plus en détail l'assemblage de la figure 3A ; - la figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale de l'organe de liaison.
Le turboréacteur 1 de la figure 1 est montré avec les éléments de la nacelle qui l'enveloppe.
Le moteur comprend de l'amont vers l'aval les différents composants suivants : une soufflante 2, aspirant l'air, une section de compression 3 comprenant un compresseur basse pression suivi d'un compresseur à haute pression, une chambre de combustion 4, une section de turbine 5 et une tuyère 51.
Le moteur comprend encore un carter de soufflante 21 et un carter intermédiaire 6. Le carter intermédiaire 6 a une fonction structurale dans la mesure où il supporte les paliers amont du moteur dans lesquels tournent les arbres coaxiaux reliant les étages de compression aux étages de turbine les seconds entrainant les premiers, et sur lequel sont prévus les moyens d'attache amont au pylône d'accrochage à l'aéronef.
Il comprend une virole extérieure 61 sur laquelle sont accrochés à l'amont le carter de soufflante 21 et à l'aval un élément de nacelle 8. Le carter de soufflante 21 définit l'enveloppe du canal d'entrée d'air dans la continuité de la manche d'entrée d'air 7. L'élément de nacelle 8 est fixé en aval à la virole 61 du carter intermédiaire et définit avec un capotage 9 enveloppant la partie du moteur traversée par le flux primaire, le canal de flux secondaire 81. Ce canal est annulaire, traversé longitudinalement et dans sa partie supérieure par le pylône d'accrochage qui n'est pas représenté sur la figure.
Le moteur est ainsi enveloppé dans différents éléments constituant la nacelle ayant une fonction de carénage et de guidage de flux. Ainsi la nacelle du moteur comprend à l'amont la manche d'entrée d'air 7, un capotage 22 du carter de soufflante 21 et de la virole 61 du carter intermédiaire 6, l'élément 8 formant le canal de flux secondaire en aval du carter intermédiaire. Sur le noyau primaire la nacelle comprend les capotages enveloppant le moteur et la partie aval 91 définissant la tuyère de flux primaire annulaire 51 avec un cône d'éjection 52.
Le moteur fonctionne de la façon suivante ; l'air, aspiré et comprimé par la soufflante 2, est séparé en deux flux concentriques : un flux primaire et un flux secondaire. Le flux primaire est comprimé successivement par les différents étages de compression 3 puis est chauffé dans la chambre de combustion 4 pour être détendu dans les différents étages de turbine 5 avant d'être éjecté dans l'atmosphère par la tuyère de flux primaire 51. Le flux secondaire n'est pas chauffé ; il est éjecté à travers la tuyère de flux secondaire 81. Ici, les flux primaire et secondaire sont à éjections séparées mais il existe aussi des configurations avec mélange des deux flux et éjection à travers une tuyère unique.
L'élément de nacelle 8 peut être court ou allongé. II comporte un dispositif inverseur de poussée tel que décrit par exemple dans le brevet EP 1.004.766 au nom du présent déposant. Il n'est pas représenté sur les figures.
L'invention vise un mode de liaison entre l'élément de nacelle 8 et la virole 61 du carter intermédiaire. Comme exposé ci-dessus l'élément de nacelle 8 est fixé d'un part au pylône, non représenté, par lequel le moteur est accroché à l'aéronef et d'autre part au carter intermédiaire. Cet élément doit pouvoir être dégagé de sa position en butée amont afin de permettre l'accès au moteur dans les opérations de maintenance notamment. 30 Lorsque l'élément de nacelle 8 est lié au pylône par des glissières qui en permettent le coulissement de dégagement vers l'aval, comme exposé dans le document FR 2.920.137, le moyen de fixation au carter intermédiaire par gorge et couteau n'est pas envisageable car ce moyen nécessite un degré de liberté de rotation qu'il n'a pas. La solution de l'invention permet le dégagement de l'élément de nacelle par coulissement vers l'aval. II est présenté ci-après en référence aux figures 2 à 4. 35 Un organe de liaison entre la virole 61 de carter intermédiaire et l'élément de nacelle 8 comprend un élément cylindrique 62 centré sur l'axe du moteur. Il est relié à l'amont à la virole 61 externe de carter intermédiaire de manière à pouvoir tourner autour de cet axe.
Par exemple, il est maintenu par un coussinet cylindrique ou palier lisse 63 qui est lui-même retenu par un capot de coussinet 64, solidaire de la virole externe 61. Une bride radiale 66 maintient axialement l'élément cylindrique par rapport à la virole externe du carter intermédiaire.
Sur son bord aval, l'élément cylindrique 62 comprend au moins un segment avec une gorge transversale 65 s'étendant sur une portion d'arc de cercle. La gorge a une section en forme de V dont la branche aval est ici perpendiculaire à l'axe moteur.
Ce segment coopère avec une portion de bride radiale 82 ménagée sur le bord amont de la chemise interne 80 de l'élément de nacelle 8. La section de la portion de bride radiale a une forme complémentaire de celle de la gorge du segment à gorge 65. Le segment à gorge transversale 65 et la portion de bride radiale 82 forment un assemblage à baïonnette. Comme on le voit sur les figures 2 à 4 l'assemblage à baïonnette est formé d'une pluralité de paires : segment avec gorge 65 et portion de bride radiale 82.
Cet organe de liaison permet ainsi de verrouiller, en condition de vol, en position amont, l'élément de nacelle 8 lorsque les portions de bride radiales sont en prise dans les gorges des segments à gorge transversale. Une telle disposition est représentée sur la figure 3A et plus en détail sur la figure 3B.
Pour dégager l'élément de nacelle 8, il suffit de faire tourner l'élément de cylindre 62 d'un angle permettant aux portions de bride 82 de venir se placer entre deux segments à gorge 65. Les portions de bride radiale 82 ne sont plus retenues par les gorges des segments à gorge ; elles peuvent alors être entraînées vers l'aval. L'élément de nacelle n'est plus verrouillé en position amont et il peut être déplacé ver l'aval, comme on le voit sur la figure 2A et plus en détail sur la figure 2B.
L'accès au moteur est libéré par le déplacement axial vers l'aval de l'élément de nacelle 8. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation représenté, il englobe toutes les variantes à la portée de l'homme du métier.35

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1. Turboréacteur avec une soufflante (2) et un élément de nacelle (8) formant le canal secondaire en aval de la soufflante ; le turboréacteur comprenant un carter intermédiaire (6) avec une virole (61) externe à laquelle est fixé ledit élément de nacelle (8) par l'intermédiaire d'un organe de liaison, caractérisé par le fait que l'organe de liaison comprend un élément cylindrique (62) solidaire de la virole (61) tout en étant mobile en rotation par rapport à l'axe du moteur et relié au dit élément de nacelle (8) par un assemblage à baïonnette.
  2. 2. Turboréacteur selon la revendication précédente, l'assemblage à baïonnette comprenant au moins une gorge transversale (65) s'étendant sur un arc de cercle, ménagée sur l'un de l'élément cylindrique (62) et de l'élément de nacelle (8) coopérant avec une portion de bride radiale (82) ménagée l'autre de d'élément cylindrique et de l'élément de nacelle.
  3. 3. Turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, un palier (63) étant interposé entre l'élément cylindrique (62) et la virole externe (61) du carter intermédiaire (6).
  4. 4. Turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, l'élément de nacelle (8) étant mobile axialement une fois désolidarisé de l'élément cylindrique (62).
  5. 5. Turboréacteur, selon la revendication précédente, l'élément de nacelle (8) 25 comprenant un première élément de glissière susceptible de coopérer avec un second élément de glissière complémentaire du premier et solidaire d'un pylône d'accrochage du turboréacteur à un aéronef.
  6. 6. Turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, l'élément de nacelle 30 incorporant un dispositif inverseur de poussée.20
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