FR2978988A1 - Cone d'ejection pour turboreacteur d'aeronef - Google Patents

Abstract

Ce cône d'éjection (1) pour turboréacteur d'aéronef, comportant une partie avant (5) destinée à être rattachée à une partie arrière (7) possédant chacune une peau externe (21, 29), caractérisé en ce que la partie avant et la partie arrière sont liées par une au moins une bride de liaison (31) commune à ces deux parties et sur laquelle les peaux externes sont accostées bord-à-bord.

Description

La présente invention se rapporte à un cône d'éjection pour turboréacteur d'aéronef. Comme cela est connu en soi, il convient en général de prévoir un ensemble cône d'éjection / tuyère primaire à l'arrière d'un turboréacteur d'aéronef, afin d'une part d'optimiser l'écoulement des gaz chauds expulsés par le turboréacteur, et d'autre part d'absorber au moins une partie du bruit engendré par l'interaction de ces gaz chauds avec l'air ambiant et avec le flux d'air froid expulsé par la soufflante du turboréacteur. Ces éléments sont couramment désignés par les termes anglo-10 saxons « plug » pour le cône d'éjection et « nozzle » ou « pirmary nozzle » pour la tuyère. Un tel cône d'éjection classique 1 est représenté à la figure 1 ci-annexée, sur laquelle l'avant et l'arrière de la structure suivant un axe moteur sont situés respectivement à gauche et à droite de la figure. 15 Ce cône d'éjection est destiné à être positionné en aval de la turbine du turboréacteur, par-dessus lequel la tuyère primaire est placée concentriquement. Le cône d'éjection et la tuyère primaire sont tous deux fixés sur un carter du turboréacteur par un système de fixation par brides. Plus précisément, le cône d'éjection 1 comprend, à proprement 20 parler, une partie avant 5 (couramment désignée sous le terme « front plug »), de forme sensiblement cylindrique, et une partie arrière 7 (couramment désignée sous le terme « rear plug »), de forme conique. La partie avant 5 peut être notamment acoustique ou monolithique raidie. 25 Dans le cas où la partie avant 5 est acoustique, cela signifie qu'elle comprend au moins une structure d'atténuation acoustique périphérique de type sandwich comprenant au moins un résonateur, notamment de type nid d'abeille, recouvert d'une peau externe perforée et d'une peau interne pleine. La peau externe constitue par ailleurs une surface externe (tôle) de 30 la partie avant 5 du cône d'éjection. Dans le cas où la partie avant 5 est monolithique raidie, cela signifie que la structure est constituée d'une unique tôle renforcée par des raidisseurs. La partie arrière 7 est monolithique raidie par des raidisseurs 9d. 35 La partie avant 5 et la partie arrière 7 du cône d'éjection pourront notamment être réalisées à partir de tôles en alliage métallique de type Inconel 625 et être assemblées par un système de jonction par bride notée 9b pour la partie bride avant et 9c pour la partie bride arrière. La partie avant 5 comprend en outre une bride de liaison amont 9a destinée à permettre son rattachement à l'arrière du turboréacteur.

En se reportant à la figure 2, on peut voir que, classiquement, la bride 9b de la partie avant 5 présente d'une part une partie 11 de diamètre sensiblement égal à celui de la peau externe de cette partie avant 5, et d'autre part une partie 13 de diamètre inférieur à celui de la bride 9c de la partie arrière 7 à laquelle elle est destinée à être liée, de sorte que cette partie 13 de la bride 9b peut s'insérer à l'intérieur de la bride 9c de la partie arrière 7. Des logements 15 formés dans l'épaisseur de la bride 9c permettent d'accueillir des boulons 17 traversant cette bride 9c et la bride 9b, fixés au moyen d'écrous 18 rapportés par l'intérieur du cône d'éjection 1 ainsi assemblé.

Les logements 15 permettent d'éviter que les têtes 19 des boulons 17 ne soient protubérantes vers l'extérieur du cône 1, et ne provoquent ainsi des pertes aérodynamiques. Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, un cône d'éjection de la technique antérieure (figure 2) est une structure complexe, faisant intervenir de nombreuses pièces, et dont le coût de fabrication est élevé et impacte la masse de l'ensemble, ce qui n'est pas souhaitable. La présente invention a notamment pour but de simplifier l'assemblage partie avant et partie arrière du cône d'éjection afin d'en abaisser 25 tant la masse que le coût de fabrication. On atteint notamment ce but de l'invention avec un cône d'éjection pour turboréacteur d'aéronef comportant une partie avant destinée à être rattachée à une partie arrière possédant chacune une peau externe, caractérisé en ce que la partie avant et la partie arrière sont liées par une au 30 moins une bride de liaison commune à ces deux parties et sur laquelle les peaux externes sont accostées bord-à-bord. La bride de liaison commune, similaire à un raidisseur, pourra être réalisée en un ou plusieurs secteurs périphériques. Grâce à ces caractéristiques, il suffit d'une unique bride pour relier 35 entre elles les parties avant et arrière de cône, contre deux brides distinctes dans l'état de la technique, ce qui permet de gagner en masse et en coût de fabrication. De plus, le fait que les peaux externes des parties avant et arrière soient simplement accostées bord-à-bord sur la bride, permet de réduire les problèmes d'accostage de la technique antérieure liés notamment aux tolérances de fabrication notamment des brides. Suivant d'autres caractéristiques complémentaires de la présente invention : - la peau externe de ladite partie avant est rapportée par brasage 10 sur ladite bride ; - la peau externe de ladite partie arrière est fixée sur ladite bride au moyen de boulons et d'écrous : cette solution de fixation permet un montage/démontage très simple de la partie arrière par rapport à la partie avant ; 15 - aucun logement des têtes desdits boulons n'est prévu dans la peau externe du cône arrière ni dans la bride : de la sorte, les têtes des boulons dépassent vers l'extérieur du cône d'éjection ; on tolère une légère dégradation aérodynamique provoquée par un tel dépassement, au profit d'une plus grande simplicité de fabrication des pièces (pas d'emboutissage 20 nécessaire pour fabriquer les logements), d'un montage plus aisé (les têtes des boulons sont plus facilement accessibles), et d'un gain de masse (il n'est pas nécessaire de prévoir des surépaisseurs dans les pièces, si on ne prévoit pas de logements) ; - ladite bride comporte au moins un bord tombé de renfort ; 25 - ladite bride est formée en tôle pliée ou emboutie ; - lesdites peaux externes sont en alliage métallique tel que l'Inconel 625. Bien évidemment d'autres matériaux adaptés peuvent être choisis. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des 30 figures ci-annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe axiale d'un cône d'éjection de la technique antérieure, mentionnée dans le préambule de la présente description, - la figure 2 est une vue de détail de la zone II de la figure 1, et 35 - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, d'un cône d'éjection selon la présente invention.

Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques désignent des organes ou ensembles d'organe identiques ou analogues. En se reportant à la figure 3, on peut voir que la partie avant 5 du cône d'éjection selon la présente invention comporte à son extrémité une partie 27 pleine (non perforée) de peau externe 21. Cette partie 27 de peau externe 21 constitue une extension de la peau externe 21 normalement perforée et constitutive de la structure d'atténuation acoustique avec le nid d'abeille 23 et la peau pleine interne 5, assurant un traitement acoustique au cône d'éjection. On peut voir que la structure acoustique 23 s'interrompt à une certaine distance d du bord aval 25 de la peau externe 21, et plus précisément de sa partie pleine 27, laissant ainsi libre la face intérieure de cette partie pleine 27. La peau externe 29 de la partie arrière 7 est quant à elle disposée bord à bord avec le bord aval 25 de la peau externe 21 de la partie avant de 15 cône 5. Une bride métallique 31, présentant de préférence sensiblement la forme d'un tronc de cône de révolution, réalise la liaison entre les peaux externes 21 et 29 des parties avant 5 et arrière 7 du cône d'éjection. De préférence, comme cela est visible à la figure 3, la bride 31 peut 20 comporter un bord tombé 33, par exemple sur sa partie amont, afin d'en accroître la rigidité. La bride 31 peut être obtenue au moyen d'une tôle pliée ou emboutie. A noter que cette bride peut être formée d'un seul tenant sur toute 25 la périphérie du cône d'éjection, ou bien en plusieurs secteurs disposés dans le prolongement les uns des autres. L'alliage métallique à partir duquel les peaux externes 21 et 29 ainsi que la bride 31 sont réalisées peut être de l'Inconel 625, couramment utilisé dans l'industrie aéronautique, sans que cela doit bien entendu limitatif. 30 La fixation de la peau externe 21 de la partie avant 5 sur la bride 31 peut être réalisée par brasage ou soudage. La fixation de la peau externe 29 de la partie arrière 7 sur la bride 31 pourra quant à elle être réalisée de manière démontable, de préférence au moyen de boulons 17 traversant les orifices ménagés dans cette peau externe 35 29 et cette bride 31, des écrous 18 étant disposés à l'intrados de la bride 31 de manière à retenir ces boulons 17.

Contrairement à l'état de la technique visible notamment à la figure 2, on laisse dépasser les têtes 19 des boulons 17 de la surface définie par la peau externe 29. On considère en effet que les pertes aérodynamiques créées par ces têtes 19 sont acceptables eu égard aux autres avantages procurés par cet agencement, à savoir entre autres : absence de nécessité de réaliser des logements pour les têtes 19 dans la peau externe 29 et dans la bride 31, ce qui permet une plus grande simplicité de fabrication des pièces (pas d'emboutissage nécessaire pour fabriquer les logements), un montage plus aisé (les têtes 19 des boulons 17 sont plus facilement accessibles), et un gain de masse (il n'est pas nécessaire de prévoir des surépaisseurs dans la peau externe 29 et dans la bride 31, si on ne prévoit pas de logements). On notera qu'avec cette disposition particulière, il est très facile de monter et démonter la partie arrière 7 par rapport à la partie avant 5.

On réduit en outre les problèmes d'accostage liés aux tolérances respectives des brides 9b et 9c des parties avant 5 et arrière 7 du cône d'éjection de la technique antérieure. On a représenté sur la figure 3 un seul boulon 17, mais il faut bien entendu comprendre qu'une pluralité de ces boulons est répartie à intervalles réguliers ou non sur toute la périphérie de la peau externe 29 de la partie arrière de cône 7. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Cône d'éjection (1) pour turboréacteur d'aéronef, comportant une partie avant (5) destinée à être rattachée à une partie arrière (7) possédant chacune une peau externe (21, 29), caractérisé en ce que la partie avant et la partie arrière sont liées par une au moins une bride de liaison (31) commune à ces deux parties et sur laquelle les peaux externes sont accostées bord-à-bord.
2. 2. Cône d'éjection (1) selon la revendication 1, dans lequel la peau externe (21) de ladite partie avant (5) de cône est rapportée par brasage sur ladite bride (31).
3. 3. Cône d'éjection (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la peau externe (29) de ladite partie arrière (7) de cône est fixée sur ladite bride au moyen de boulons (17) et d'écrous (18).
4. 4. Cône d'éjection (1) selon la revendication 1, dans lequel aucun logement des têtes (19) desdits boulons (17) n'est prévu dans la peau externe (29) de la partie arrière (7) de cône ni dans la bride (31).
5. 5. Cône d'éjection (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite bride (31) comporte au moins un bord tombé (33) de renfort.
6. 6. Cône d'éjection (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite bride (31) est formée en tôle pliée ou emboutie.
7. 7. Cône d'éjection (1) selon la revendication 1, dans lequel lesdites peaux externes (21, 29) sont en alliage métallique tel que l'Inconel 625.