FR2973845A1 - Carter de soufflante pourvu d'un equipement de protection anti-impact - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un carter de soufflante pour moteur d'aéronef, ledit carter présentant une face interne susceptible d'être soumise à des impacts, caractérisé en ce que ladite face interne est recouverte au moins partiellement par un film protecteur (201).
Description
Carter de soufflante pourvu d'un équipement de protection antiimpact.
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un carter de soufflante pourvu d'un équipement de protection anti-impact. Le domaine de l'invention est, d'une façon générale, celui des moteurs d'aéronefs, et plus particulièrement de la protection de ces moteurs au fil du temps. Dans la présente invention, on s'intéresse plus précisément aux carters de soufflante ; on rappelle que dans un tel contexte, une soufflante est d'une manière générale une hélice multiple carénée, qui peut être montée à l'avant ou bien à l'arrière des réacteurs, et dont la fonction est de contribuer à l'augmentation de la poussée générée par le réacteur, en accélérant la grande masse d'air qui la traverse avant l'éjection de celle-ci dans l'atmosphère. Sur certains moteurs d'aéronefs, les carters de soufflante, et notamment les carters dépourvus de panneaux acoustiques, sont soumis en permanence, au niveau de leur face interne, à des impacts de corps étrangers de taille très variable ; de tels corps sont par exemple du sable, des grêlons, des cailloux, des oiseaux... De tels impacts provoquent une diminution locale de l'épaisseur du carter, ce qui risque d'affecter la capacité de rétention de celui-ci. Ces défauts sont le plus souvent constatés sous l'aile de l'aéronef, lors d'inspections avant décollage, ou lors de visites régulières avec dépose moteur en atelier de maintenance.30
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les carters de soufflante peuvent être réalisés en différents matériaux, par exemple en acier, en composite. Ils sont souvent réalisés en aluminium Afin de remédier à la présence de défauts au niveau de la surface interne du carter suite aux impacts subis, différentes solutions ont été proposées. Une première solution envisagée a résidé dans l'utilisation de méthodes de soudure ; mais les procédés classiques par soudure, connus sous l'acronyme TIG, préconisés initialement pour recharger ces impacts n'ont pas donné de résultats satisfaisants, notamment sur les carters en aluminium. De telles réparations n'étant pas applicables, on a été amené, lorsque les impacts étaient de dimensions importantes, à remplacer le carter complet, ou au démontage du moteur. Une deuxième solution envisagée a résidé dans l'épaississement de la peau du carter, afin de prévoir une marge de tolérance plus importante visant à faciliter l'acceptation de certains défauts apparaissant suite aux impacts. Mais une telle solution présente l'inconvénient d'augmenter de manière significative la masse du carter et présente le risque d'impacter les modes vibratoires du carter considéré ; par ailleurs, une telle solution ne peut s'appliquer sur les moteurs déjà en cours d'utilisation, notamment parce que les modifications à apporter au carter étant trop importantes. Une troisième solution envisagée a résidé dans l'utilisation de panneaux qui seraient disposés sur la face interne du carter considéré. Les panneaux considérés ne présentant pas nécessairement de propriétés acoustiques. Leur présence assure une protection efficace contre les impacts, tout en offrant une interface aux impacts pouvant facilement être renouvelée par le remplacement desdits panneaux. Mais cette solution présente également différents inconvénients : - la masse du moteur est significativement augmentée ; les performances du moteur sont affectées du fait de la présence de décrochés, de marches, dans la veine du carter du fait de l'ajout
des plaques considérées ; les perturbations aérodynamiques qui en résultent sont sensibles ; il est nécessaire, au regard de la masse des panneaux utilisés rendant une opération de collage inefficace, de recourir à des fixations faisant intervenir des liaisons boulonnées, et donc percer le carter ; la présence des trous résultant est particulièrement handicapante, surtout dans les zones fortement sollicitées en perte d'aube. Une quatrième solution envisagée réside dans l'utilisation de peintures spécifiques de type peintures anti-érosion à appliquer sur le carter. De telles peintures sont déjà utilisées pour protéger le carter contre les effets néfastes du sable. Cependant, l'utilisation d'une telle peinture en tant que couche protectrice présente l'inconvénient d'induire une augmentation significative de la masse du carter, le surplus de poids pouvant atteindre un kilogramme si la peinture était appliquée à toutes les zones du carter susceptibles d'être exposées aux impacts. Par ailleurs, l'utilisation de peinture ne protège pas efficacement contre les impacts d'objets plus lourds, comme les gravillons et les cailloux. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION L'objet de l'invention offre une solution aux problèmes qui viennent d'être exposés en proposant un carter pourvu d'un équipement de protection apte à protéger le carter d'impacts susceptibles d'être subis, sans impacter de manière significative la masse du carter considéré, et en maintenant sensiblement constante les performances du moteur.
Pour ce faire, la présente invention propose l'utilisation d'un film de protection résistant aux impacts sur la face interne du carter de soufflante ; avantageusement, le film de protection est appliqué directement sur la veine interne du carter, notamment par collage, lors des phases de production dudit carter. Le film protecteur permet de conserver et donc cumuler la protection anti érosion du carter avec une protection anti corrosion.
L'invention concerne donc essentiellement un carter de soufflante pour moteur d'aéronef, ledit carter présentant une face interne susceptible d'être soumise à des impacts, caractérisé en ce que ladite face interne est recouverte au moins partiellement par un film protecteur.
Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le carter de soufflante selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le film protecteur est réalisé en polyuréthane. - le film protecteur ne recouvre pas une zone abradable présente sur la face interne dudit carter. - le film protecteur est constitué d'un ensemble de fragments distincts. - au moins un des fragments de l'ensemble de fragments distincts est disposé sur la paroi interne dudit carter en recouvrant un secteur de ladite paroi, ledit secteur présentant une coupe transversale en arc de cercle. - une coupe transversale dudit carter forme sensiblement un cercle présentant un nombre déterminé de secteurs consécutifs, notamment huit secteurs consécutifs de taille sensiblement égale, chacun desdits secteurs consécutifs étant recouvert par un fragment distinct de l'ensemble de fragments distincts constituant le film protecteur. - le film protecteur est maintenu sur la face interne du carter par une utilisation de colle. - le film protecteur présente une face adhésive apte à le maintenir sur la face interne du carter. - le film protecteur est maintenu sur la face interne du carter par polymérisation. - le film protecteur présente une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 millimètres.
L'invention se rapporte également à un aéronef comportant un carter de soufflante selon l'invention.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - à la figure 1, une représentation schématique d'un exemple de carter de soufflante de l'état de la technique ; - à la figure 2, une première vue en coupe d'un carter de soufflante pourvu d'un exemple d'équipement de protection selon l'invention ; - à la figure 3, une deuxième vue en coupe d'un carter de soufflante pourvu d'un exemple d'équipement de protection selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Sur la figure 1, on a représenté un carter de soufflante 100, qui est typiquement en aluminium Un pluralité d'aubes, non représentées, sont habituellement disposées en formant un disque à l'intérieur du carter 100.
Le carter 100 comporte une face interne 104, dont une partie centrale 101 présente une zone abradable 105. Dans la pratique, la zone abradable 105 est disposée en regard des aubes ; sa fonction est de combler le jeu laissé entre les aubes et le carter pour éviter les contacts potentiels. Le caractère abradable du matériau utilisé permet de limiter la détérioration du carter lorsque les aubes frottent légèrement sur la face interne 104. La zone abradable forme un anneau s'étendant sur une profondeur comprise entre quinze et vingt centimètres. La zone abradable est réalisée dans un matériau spécifique (résine epoxy 3M (marque déposée) EC3524 , durcisseur EC3624, billes de verre creuses) ; ses dimensions réduites lui permettent d'être maintenu entre deux rainures pratiquées au niveau de la face interne du carter.
De part et d'autre de la zone abradable on trouve respectivement une zone amont 102, qui est la première zone rencontrée par l'air entrant dans le carter 100, et une zone aval 103, qui est la zone traversée par l'air une fois que celui-ci a été accéléré par les aubes en mouvement. Les différentes zones (aval, abradable, et amont) sont susceptibles de faire l'objet d'impacts. La figure 2 montre une coupe longitudinale du carter 100. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la face interne 104 est recouverte d'un film protecteur 201. Dans l'exemple illustré, le film protecteur 201 ne recouvre que la zone amont 102 et la zone aval 103, mais pas la zone abradable 105. Un tel mode de réalisation est avantageux par rapport à un mode de réalisation dans lequel le film protecteur 201 recouvrirait la totalité de la face interne 104 notamment pour les différentes raisons suivantes : - la zone abradable 105 constitue en soi une certaine protection pour le carter, et il peut être superflu d'ajouter une couche de protection à cet endroit du carter, d'autant plus que la zone abradable 105 n'est dans la pratique pas la zone la plus exposée du carter 100 ; - la mise en place d'un film de protection sur la zone abradable 105, qui est par définition poreuse, compliquerait grandement la fabrication du carter pourvu de l'équipement de protection constitué par ledit film protecteur. Le maintien du film protecteur 201 sur la face interne 104 du carter 100 est assuré de manière avantageuse par une solution de type collage qui présente le bénéfice de ne pas induire de modifications sur le carter 100 ; ainsi, la mise en place du film protecteur 201 peut être réalisée sur des carters déjà en service en vue d'améliorer la situation en flotte. Pour le collage du film protecteur 201 sur le carter 100 lorsque celui-ci est neuf, et que la face interne 104 n'est pas impactée, on prévoit avantageusement de doter le film protecteur 201 d'une face adhésive, permettant ainsi l'utilisation d'une colle et facilitant en conséquence les opérations de pose tout en diminuant les cycles de production en éliminant les temps de séchage de l'ensemble.
L'utilisation d'une colle est avantageuse lors des opérations de réparation de carters déjà utilisés afin de rattraper les imperfections d'une surface déjà impactée. Dans une variante de réalisation de l'invention, on propose de fixer le film protecteur 201 par polymérisation ; une telle solution est moins avantageuse en terme de temps de cycles de production du fait de la nécessité de respecter des temps de polymérisation. Le film protecteur 201 est avantageusement fabriqué en polyuréthane. Les films protecteurs en matériau polyuréthane 3M (marque déposée) 8674 et 8607 constituent des solutions efficaces en terme de protection de la face interne 104 du carter 100. Outre le caractère résistant de ces films protecteurs 201, ils présentent l'avantage d'être faciles à poser, de présenter une faible épaisseur, et d'être résistants aux températures vues par le carter. La figure 3 montre une coupe transversale du carter 100. Sur cette figure, on a représenté un exemple avantageux de réalisation de l'invention, dans lequel le film protecteur 201 est constitué d'un ensemble de fragments distincts 301 à 308, chacun desdits fragments distincts 301 à 308 étant disposé sur la paroi interne 104 du carter 100 en recouvrant un des secteurs 311 à 318 de ladite paroi, chaque secteur présentant une coupe transversale en arc de cercle. Le film protecteur 201 présente ainsi un découpage sectoriel. Dans l'exemple avantageux représenté, le nombre de fragments distincts est porté à huit ; mais selon différents modes de réalisation de l'invention, ce nombre peut être variable en fonction du carter, notamment en fonction de ses dimensions.
Un tel découpage en fragments distincts assure une facilitation de la pose du film protecteur 201 notamment lors du remplacement des secteurs endommagés, mais aussi lors de la pose en production il limite le coût des réparations en limitant la quantité de film protecteur à utiliser pour réaliser des remplacements ponctuels dudit films aux endroits impactés.
Le carter selon l'invention, équipé d'un film protecteur, présente ainsi notamment les avantages suivants :
- la solution proposée ne nécessite pas de modification majeure sur les carters existants, et elle est ainsi applicable à toutes les versions de carters ; - la solution proposée a un impact négligeable sur la masse comparée aux solutions de protection par panneaux ; - l'épaisseur du film de protection est de quelques dixièmes de millimètres (par exemple : 0,36mm pour le 8607 et 0,2mm pour le 8674) et il épouse le profil de la veine, ce qui minimise au maximum les perturbations aérodynamiques du flux ; - le film protecteur épousant les contours de veine, les opérations de pose sont facilitées et ne nécessitent pas plusieurs configurations de films en fonction de la zone, contrairement à la solution faisant intervenir des panneaux; - le découpage sectoriel facilite le remplacement par zone des 15 fragments de films endommagés.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1 - Carter (100) de soufflante pour moteur d'aéronef, ledit carter (100) présentant une face interne (104) susceptible d'être soumise à des impacts, caractérisé en ce que ladite face interne (104) est recouverte au moins partiellement par un film protecteur (201).
- 2- Carter (100) de soufflante selon la revendication précédente caractérisé en ce que le film protecteur (201) est réalisé en polyuréthane.
- 3- Carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film protecteur (201)ne recouvre pas une zone abradable (105) présente sur la face interne (104) dudit carter (100).
- 4- Carter (100) de soufflante pour moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film protecteur (201)est constitué d'un ensemble de fragments distincts (301-308).
- 5- Carter (100) de soufflante selon la revendication précédente caractérisé en ce que au moins un des fragments de l'ensemble de fragments distincts (301-308) est disposé sur la face interne (104) dudit carter (100) en recouvrant un secteur de ladite paroi, ledit secteur présentant une coupe transversale en arc de cercle.
- 6- Carter (100) de soufflante selon la revendication précédente caractérisé en ce que une coupe transversale dudit carter (100) forme sensiblement un cercle présentant un nombre déterminé de secteurs consécutifs (311-318), notamment huit secteurs consécutifs de taille sensiblement égale, chacun desdits secteurs consécutifs (311-318) étant recouvert par un fragment distinct de l'ensemble de fragments distincts (301-308) constituant le film protecteur (201).
- 7- Carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film protecteur (201) est maintenu sur la face interne (104) du carter (100) par une utilisation de colle. 2973845 -10-
- 8- Carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le film protecteur (201) présente une face adhésive apte à le maintenir sur la face interne (104) du carter (100). 5
- 9- Carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le film protecteur (201) est maintenu sur la face interne (104) du carter (100) par polymérisation.
- 10- Carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film protecteur (201) 10 présente une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 millimètres.
- 11- Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un carter (100) de soufflante selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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| FR2973845B1 (fr) | 2015-09-25 |
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