FR2978731A1 - Nacelle d'aeronef incorporant un anneau de renfort. - Google Patents

Abstract

L'objet de l'invention est un ensemble propulsif d'aéronef comprenant une nacelle dans laquelle est disposée une motorisation (12), ladite nacelle comportant à l'avant une entrée d'air (10) prolongée par un conduit intérieur (16) permettant de canaliser un flux d'air en direction de la motorisation (12), ladite motorisation comportant un premier conduit (42) dans le prolongement du conduit (16) de l'entrée d'air, au droit d'une soufflante (44), avec des moyens pour absorber par déformation une énergie produite lors d'un choc en raison du bris d'une pale de la soufflante, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la zone de jonction (20) entre le conduit intérieur (16) de l'entrée d'air et le conduit (42) de la motorisation, un anneau (50) de renfort relié à l'entrée d'air et/ou la motorisation avec un orifice (52) et un bord périphérique extérieur (54) concentrique avec l'orifice (52).

Description

NACELLE D'AERONEF INCORPORANT UN ANNEAU DE RENFORT

La présente invention se rapport à une nacelle d'aéronef incorporant un anneau de renfort disposé au niveau du plan de jonction de l'entrée d'air et de la motorisation. Un ensemble propulsif d'aéronef comprend une nacelle dans laquelle est disposée 5 de manière sensiblement concentrique une motorisation. Comme illustré sur les figures 1 et 2, la nacelle comprend à l'avant une entrée d'air 10 permettant de canaliser un flux d'air en direction de la motorisation 12, une première partie du flux d'air entrant, appelée flux primaire, traversant la motorisation pour participer à la combustion, la seconde partie du flux d'air, 10 appelée flux secondaire, étant entrainée par une soufflante et s'écoulant dans un conduit annulaire délimité par la paroi intérieure de la nacelle et la paroi extérieure de la motorisation. L'entrée d'air 10 comprend une lèvre 14 dont la surface en contact avec les flux aérodynamiques est prolongée à l'intérieur de la nacelle par une paroi 15 intérieure 16 délimitant un conduit et à l'extérieur de la nacelle par une paroi extérieure 18. L'entrée d'air 10 est reliée à la motorisation 12 au niveau d'une zone de jonction 20 par tous moyens appropriés. La zone de jonction 20 est sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe longitudinal de la nacelle. 20 Sur le plan structurel, l'entrée d'air 10 comprend un premier cadre dit cadre avant 22 reliant la paroi intérieure 16 et la paroi extérieure 18 délimitant avec la lèvre 14 un conduit annulaire 24 et un second cadre dit cadre arrière 26 reliant la paroi intérieure 16 et la paroi extérieure 18 à proximité de la surface de jonction 20 de la motorisation. Selon un mode de réalisation, le cadre avant 22 comprend au niveau de la paroi intérieure un bord 28 recourbé vers l'arrière de la nacelle contre lequel sont plaqués un bord d'un panneau formant la lèvre 14 et un bord d'un autre panneau 30 formant la paroi intérieure 16, lesdits bords étant mis bout à bout. Avantageusement, le panneau 30 assure un traitement acoustique et comprend une structure alvéolaire lui conférant une certaine rigidité. En complément, le cadre avant 22 comprend au niveau de la paroi extérieure 18 un bord 32 recourbé vers l'arrière de la nacelle contre lequel est plaquée au moins une partie du panneau formant la lèvre. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 2, la paroi extérieure 18 est formée par un panneau 34 indépendant du panneau formant la lèvre 14. Dans ce cas, les bords adjacents du panneau 34 et du panneau formant la lèvre 14 sont mis bout à bout et plaqués contre le bord recourbé 32. Le panneau formant la lèvre 14 est généralement métallique pour être compatible avec un système pour traiter le givre ou la glace utilisant de l'air chaud prévu au niveau de l'entrée d'air et le panneau 34 en matériau composite pour réduire la masse embarquée. Concernant le cadre arrière, ce dernier est disposé dans un plan sensiblement 20 perpendiculaire à la direction longitudinale de la nacelle. Un cadre arrière est notamment décrit dans le document FR-2.904.604. Selon ce document, le cadre arrière comprend au niveau de son plus petit diamètre un rebord contre lequel peut prendre appui la paroi intérieure fixée audit rebord par tous moyens appropriés. Le cadre arrière est relié à la paroi 25 extérieure par l'intermédiaire d une pièce intercalaire périphérique avec une section en T, ledit cadre étant relié au niveau du pied de la pièce intercalaire en T, la tête du T servant d'appui à la paroi extérieure.

Comme illustré sur la figure 3, le cadre arrière 26 a une forme d'anneau avec un diamètre intérieur 36 excentré par rapport au diamètre extérieur 38. Ainsi la distance entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur est la plus faible pour une section située à 12 H et la plus importante pour une section située à 6 H. La paroi extérieure de la nacelle s'étend depuis l'entrée d'air jusqu'à la sortie arrière. Elle est constituée de plusieurs éléments juxtaposés, une lèvre 14 sensiblement rigide à l'avant, puis des panneaux fixes 34 entre le cadre avant et le cadre arrière, puis au droit de la motorisation des éléments fixes ou mobiles tels que des capots 40. Les capots sont rendus mobiles pour autoriser l'accès à la motorisation placée à l'intérieur de la nacelle. Ces capots sont articulés au reste de la nacelle de différentes manières en fonction de la cinématique retenue et s'étendent depuis le haut de la nacelle, à proximité de l'ancrage du mât, jusqu'au bas de la nacelle et ont une forme demi-cylindrique. A l'arrière de l'entrée d'air, la motorisation comprend un premier conduit 42 dans le prolongement du conduit délimité par la paroi intérieure 16, au droit d'une soufflante 44, et un second conduit 46 disposé dans le prolongement du premier conduit 42. Ces deux conduits 42 et 46 permettent de canaliser le flux d'air entrant dans la motorisation. Selon un mode de réalisation connu et illustré sur la figure 2, la nacelle comprend une cloison 48 au niveau du plan de jonction des conduits 42 et 46 qui s'étend depuis les conduits 42 et 46 jusqu'à la paroi extérieure de la nacelle qui comprend dans ce cas, après les panneaux fixes 34, au droit de la motorisation, d'autres panneaux fixes 49 suivis des capots 40 mobiles. En plus de la fonction de canalisation, le premier conduit 42 assure une fonction de sécurité en absorbant par déformation l'énergie produite lors du bris d'une pale de la soufflante, comme illustré en pointillé sur la figure 2. Ainsi, ce conduit 42 est conçu de manière à pouvoir se déformer et retenir les morceaux de pales. Dans la mesure où la direction d'émission des morceaux de pales est aléatoire, le premier conduit 42 est conçu de manière à avoir un comportement le plus homogène possible sur toute sa périphérie.

Indépendamment de sa conception, le comportement du premier conduit 42 est impacté par les pièces environnantes, notamment par le cadre arrière 26 qui doit pouvoir se déformer et limiter la propagation des déformations à d'autres éléments. Or, compte tenu de sa géométrie, le cadre arrière 26 n'a pas un comportement homogène sur sa périphérie ce qui impacte celui du premier conduit 42. Pour limiter cet impact, une première solution consiste à concevoir le cadre arrière 26 en compensant sa géométrie non homogene par des caractéristiques mécaniques différentes en fonction des secteurs angulaires. Toutefois, cette solution n'est pas pleinement satisfaisante car elle conduit à complexifier le cadre arrière. Une autre solution pourrait consister à tenir compte de la géométrie non homogène du cadre arrière lors de la conception du premier conduit 42. Toutefois, cette solution peut être difficilement mise en oeuvre car le cadre arrière 26 appartient à un premier sous-ensemble à savoir une entrée d'air et le conduit 42 à un autre sous-ensemble à savoir une motorisation, un même modèle de motorisation s'adaptant à plusieurs types d'entrée d'air ayant chacun un cadre arrière spécifique. La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, elle propose un ensemble propulsif d'aéronef comprenant une nacelle dans laquelle est disposée une motorisation, ladite nacelle comportant à l'avant une entrée d'air prolongée par un conduit intérieur permettant de canaliser un flux d'air en direction de la motorisation, ladite motorisation comportant un premier conduit dans le prolongement du conduit de l'entrée d'air, au droit d'une soufflante, avec des moyens pour absorber par déformation une énergie produite lors d'un choc en raison du bris d'une pale de la soufflante, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau de renfort relié à l'entrée d'air et/ou la motorisation avec un orifice et un bord périphérique extérieur concentrique avec l'orifice. Cet anneau ayant une dimension radiale sensiblement constante sur sa périphérie, son impact est limité sur le comportement du conduit de la motorisation disposé au droit de la soufflante. Selon un autre aspect, dans la mesure où l'anneau s'étend sur toute la circonférence de la nacelle, il limite les risques d'éclatement des conduits disposés en amont et en aval. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble propulsif selon l'art antérieur, - La figure 2 est une demi-coupe longitudinale de l'avant d'un ensemble propulsif selon l'art antérieur, - La figure 3 est une représentation schématique de face d'un cadre arrière selon l'art antérieur, - La figure 4 est une demi-coupe longitudinale de l'avant d'un ensemble propulsif selon l'invention, - La figure 5 est une vue en perspective d'un ensemble propulsif selon l'invention, - La figure 6 est une représentation schématique de face d'un anneau de renfort selon l'invention, et - Les figures 7A à 7D sont des sections de différentes variantes d'anneau de renfort selon l'invention.

Sur les figures 4 et 5, on a représenté un ensemble propulsif selon l'invention, les éléments communs avec l'art antérieur étant référencés de la même manière. Ainsi un ensemble propulsif comprend une nacelle dans laquelle est disposée de manière sensiblement concentrique une motorisation.

Pour la suite de la description, la direction longitudinale correspond à la direction de l'axe de rotation de la motorisation. La nacelle comprend à l'avant une entrée d'air 10 permettant de canaliser un flux d'air en direction de la motorisation 12. L'entrée d'air 10 comprend une lèvre 14 dont la surface en contact avec les flux aérodynamiques est prolongée à l'intérieur de la nacelle par une paroi intérieure délimitant un conduit 16 et à l'extérieur de la nacelle par une paroi extérieure 18. L'entrée d'air 10 est reliée à la motorisation 12 au niveau d'une zone de jonction 20 par tous moyens appropriés. La zone de jonction 20 est sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe longitudinal.

Sur le plan structurel, l'entrée d'air 10 comprend un cadre avant 22 reliant la paroi intérieure 16 et la paroi extérieure 18 délimitant avec la lèvre 14 un conduit annulaire 24. Dans le prolongement de la lèvre, le conduit 16 est délimité par un ou plusieurs panneaux 30. Avantageusement, ce ou ces panneaux 30 comprennent des moyens 20 pour assurer le traitement acoustique. L'entrée d'air, le conduit 16 et le cadre avant 22 ne sont pas plus détaillés car ils peuvent être identiques à ceux d'un ensemble propulsif de l'art antérieur. La motorisation 12 comprend un premier conduit 42 dans le prolongement du conduit 16, au droit d'une soufflante 44, et un second conduit 46 disposé dans le 25 prolongement du premier conduit 42. Ces deux conduits 42 et 46 permettent de canaliser le flux d'air entrant dans la motorisation.

Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 4, la nacelle comprend une cloison 48 au niveau du plan de jonction des conduits 42 et 46 qui s'étend depuis les conduits 42 et 46 jusqu'à la paroi extérieure de la nacelle. Le conduit 42 est conçu de manière à pouvoir se déformer et retenir les morceaux de pales. Dans la mesure où la direction d'émission des morceaux de pales est aléatoire, le premier conduit 42 est conçu de manière à avoir un comportement le plus homogène possible sur toute sa circonférence. A cet effet, le conduit 42 comprend des moyens pour absorber par déformation l'énergie produite par le choc avec au moins un morceau de pale lors d'un bris d'une pale de la soufflante 44. La motorisation 12, les conduits 42, 44 et les moyens permettant d'absorber par déformation l'énergie ne sont pas plus décrits car ils peuvent être identiques à ceux d'un ensemble propulsif de l'art antérieur. Selon l'invention, la nacelle comprend dans la zone de jonction 20 un anneau 50 15 de renfort relié à l'entrée d'air et/ou à la motorisation avec un orifice 52 et un bord périphérique extérieur 54 concentrique avec l'orifice 52. Selon les variantes, l'anneau de renfort 50 peut être intercalé entre l'entrée d'air et la motorisation ou être relié à un de ces deux éléments au niveau de la zone de jonction. 20 Dans tous les cas, l'anneau 50 de renfort a une inertie sensiblement homogène sur toute sa circonférence. De préférence, le bord périphérique extérieur 54 est distant de la paroi extérieure 18. Avantageusement, cet anneau 50 est plan et disposé dans un plan perpendiculaire 25 à la direction longitudinale. Selon une variante, on pourrait envisager un anneau 50 de renfort en complément d'un cadre arrière selon l'art antérieur. Dans ce cas, l'anneau 50 de renfort a une inertie qui s'ajoute à l'inertie du cadre arrière 26 si bien qu'au niveau de la zone de jonction, le rapport entre la variation d'inertie sur la périphérie et l'inertie totale (anneau de renfort + cadre arrière) diminue ce qui tend à réduire l'aspect non homogène du cadre arrière au niveau de la zone de jonction. Avantageusement, cet anneau 50 remplace le cadre arrière 26 des nacelles de l'art antérieur. Il permet grâce à sa dimension radiale sensiblement constante d'avoir un comportement homogène sur toute sa circonférence ce qui permet de ne pas perturber le comportement du conduit 42 de la motorisation prévu au droit de la soufflante.

Selon un autre aspect, dans la mesure où l'anneau 50 n'est pas relié à la paroi externe de la nacelle, il offre une plus grande latitude de déformations au conduit 42. Selon les variantes, l'anneau 50 peut être métallique ou réalisé en matériau composite.

De la même manière, l'anneau 50 peut être réalisé d'un seul tenant ou obtenu par l'assemblage de différents éléments, comme par exemple plusieurs secteurs angulaires. Selon un mode de réalisation, le conduit 16 de l'entrée d'air et le conduit 42 de la motorisation sont réalisés en matériau composite. Ces deux conduits sont obtenus par l'assemblage de plusieurs secteurs angulaires reliés par des éclisses. Selon un autre avantage, l'anneau 50 autorise la déformation desdits conduits tout en limitant les risques d'éclatement de ces deux conduits. Ainsi, cet anneau 50 réalisé d'un seul tenant permet de conserver l'intégrité des deux conduits disposés de part et d'autre.

En complément, la nacelle peut comprendre au niveau de la paroi extérieure un panneau 56 qui s'étend depuis le cadre avant 22 jusqu'à la cloison 48 de la motorisation. Ce panneau 56 permet de remplacer les panneaux 34 et 49. Cet agencement permet de supprimer une zone d'aboutement entre deux panneaux successifs qui tend à dégrader l'aérodynamisme. En parallèle, le cadre avant 22 est incliné vers l'arrière au niveau de son plus grand diamètre et la cloison 48 est inclinée vers l'avant au niveau de son plus grand diamètre pour assurer une meilleure reprise des efforts orientés vers le centre de la nacelle subis par le panneau 56. Selon un mode de réalisation, les extrémités des conduits 16 et 42 disposées en vis-à-vis comprennent des collerettes 58, 60 offrant des surfaces de contact sensiblement planes, perpendiculaires à la direction longitudinale.

L'anneau 50 comprend des trous de passage alignés avec les trous de passage prévus au niveau des collerettes 58 et 60 pour permettre de loger les moyens de liaison 62 assurant la jonction entre l'entrée d'air et la motorisation. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 4, l'anneau 50 a un diamètre extérieur sensiblement identique à celui des collerettes 58 et 60.

Selon les applications, les anneaux de renfort 50 peuvent avoir des sections différentes comme illustré sur les figures 7A à 7D. Selon un mode de réalisation, illustré sur les figures 7A et 7C, l'anneau 50 de renfort peut être plan. Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7B, l'anneau de 20 renfort 50 peut avoir une section en I. En variante, l'anneau 50 de renfort peut avoir une section en L comme illustré sur la figure 7D, ou toute autre forme. La hauteur H peut être ajustée en fonction des caractéristiques recherchées, notamment en fonction de l'inertie recherchée. 25 Lorsqu'il est intercalé entre les collerettes 58 et 60, l'anneau a un diamètre intérieur sensiblement égal aux diamètres des conduits 16 et 42. Selon d'autres modes de réalisation illustrés sur les figures 7C et 7D, l'anneau de renfort 50 peut ne pas être intercalé entre les deux collerettes 58 et 60. Selon la figure 7C, il peut être rapporté contre la face de la collerette 58 opposée à celle contre laquelle est plaquée la collerette 60. Selon la figure 7D, l'anneau de renfort 50 peut être solidarisé à la bride de l'entrée d'air et disposé au droit de la structure alvéolaire du panneau assurant le traitement acoustique de l'entrée d'air. Selon un mode de réalisation, illustré sur la figure 4, l'anneau 50 a une forme en T, la tête du T étant disposée de manière à offrir une surface d'écoulement disposée dans le prolongement des surfaces d'écoulement des conduits 16 et 42 disposés en amont et en aval.

En parallèle, les panneaux délimitant les conduits 16 et 42 comprennent des décrochements pour loger la tête du T. D'autres solutions sont envisageables concernant les formes et la disposition de l'anneau de renfort 50.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble propulsif d'aéronef comprenant une nacelle dans laquelle est disposée une motorisation (12), ladite nacelle comportant à l'avant une entrée d'air (10) prolongée par un conduit intérieur (16) permettant de canaliser un flux d'air en direction de la motorisation (12), ladite motorisation comportant un premier conduit (42) dans le prolongement du conduit (16) de l'entrée d'air, au droit d'une soufflante (44), avec des moyens pour absorber par déformation une énergie produite lors d'un choc en raison du bris d'une pale de la soufflante, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la zone de jonction (20) entre le conduit intérieur (16) de l'entrée d'air et le conduit (42) de la motorisation, un anneau (50) de renfort relié à l'entrée d'air et/ou la motorisation avec un orifice (52) et un bord périphérique extérieur (54) concentrique avec l'orifice (52).
2. 2. Ensemble propulsif d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de renfort (50) est intercalé entre l'entrée d'air et la motorisation.
3. 3. Ensemble propulsif d'aéronef selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bord périphérique extérieur (54) de l'anneau (50) est distant de la paroi extérieure (18) de la nacelle.
4. 4. Ensemble propulsif d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (50) comprend des trous de passage alignés avec les trous de passage prévus au niveau de l'entrée d'air et de la motorisation pour loger des moyens de liaison (62) assurant la jonction de ladite entrée d'air et de la motorisation.
5. 5. Ensemble propulsif d'aéronef selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau (50) a une surfaced'écoulement disposées dans le prolongement des surfaces d'écoulement des conduits (16, 42) disposés en amont et en aval.
6. 6. Ensemble propulsif d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'anneau (50) a une forme en T, la tête du T étant disposée de manière à offrir une surface d'écoulement disposées dans le prolongement des surfaces d'écoulement des conduits (16, 42) disposés en amont et en aval, les panneaux délimitant les conduits (16, 42) comprenant des décrochements pour loger la tête du T
7. 7. Ensemble propulsif d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la motorisation comportant une cloison (48) à l'arrière du conduit (42) de la motorisation qui s'étend du conduit (42) jusqu'à la paroi extérieure de la nacelle, caractérisé en ce que la nacelle comprend au niveau de la paroi extérieure un panneau (56) qui s'étend depuis le cadre avant (22) jusqu'à la cloison (48) de la motorisation.
8. 8. Ensemble propulsif d'aéronef selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cadre avant (22) est incliné vers l'arrière au niveau de son plus grand diamètre.
9. 9. Ensemble propulsif d'aéronef selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la cloison (48) est inclinée vers l'avant au niveau de son plus 20 grand diamètre.
10. 10. Ensemble propulsif d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre arrière (26) au niveau de la zone de jonction (20) entre le conduit intérieur (16) de l'entrée d'air et le conduit (42) de la motorisation