FR2998547A1

FR2998547A1 - Nacelle d'aeronef comprenant une liaison deformable entre une entree d'air et une motorisation

Info

Publication number: FR2998547A1
Application number: FR1261169A
Authority: FR
Inventors: Alain Porte; Flem Franck Le
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-05-30
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: US20140147268A1; FR2998547B1; CN103832594B; CN103832594A; US9803547B2

Abstract

L'objet de l'invention est une nacelle d'aéronef comprenant un premier conduit (52) solidaire d'une entrée d'air et un second conduit (56) solidaire d'une motorisation, les deux conduits (52, 56) étant agencés bout-à-bout et reliés par une liaison, ladite nacelle se caractérisant en ce que la liaison comprend une bride (64) qui s'étend entre une première zone de liaison (66) avec la motorisation (54) et une seconde zone de liaison (68) avec l'entrée d'air (50) et qui comprend un profil dans des plans longitudinaux avec au moins une portion courbe (70) décalée vers l'extérieur de la nacelle par rapport aux zones de liaison (66, 68).

Description

9 9 854 7 1 NACELLE D'AERONEF COMPRENANT UNE LIAISON DEFORMABLE ENTRE UNE ENTREE D'AIR ET UNE MOTORISATION La présente invention se rapporte à une nacelle d'aéronef comprenant une liaison déformable entre une entrée d'air et une motorisation. Un ensemble propulsif d'aéronef comprend une nacelle dans laquelle est disposée de manière sensiblement concentrique une motorisation reliée par l'intermédiaire 5 d'un mât au reste de l'aéronef. Comme illustré sur la figure 1, 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. Pour la suite de la description, la direction longitudinale correspond à la direction de l'axe de pivotement de la soufflante de la motorisation. 15 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 un conduit intérieur 16 de sections sensiblement circulaires, et à l'extérieur de la nacelle par une paroi extérieure 18 de sections sensiblement circulaires. La motorisation comprend un conduit 20 susceptible d'être disposé dans le prolongement du 20 conduit intérieur 16. Comme illustré sur la figure 2, l'entrée d'air 10 est reliée à la motorisation 12 par une liaison qui comprend au niveau de la motorisation une première collerette annulaire 22 solidarisée à une seconde collerette annulaire 24 d'un panneau délimitant le conduit 16 ou d'une pièce intercalaire 26, appelée bride, reliée au panneau délimitant le conduit 16. Les deux collerettes 22 et 24 sont plaquées l'une contre l'autre au niveau d'un plan de jonction 28 sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, et maintenues ainsi par des éléments de liaison 30, par exemple des boulons ou des rivets, qui traversent les collerettes 22, 24 et s'étendent parallèlement à la direction longitudinale. Sur le plan structurel, l'entrée d'air 10 comprend un premier cadre dit cadre avant 32 reliant le conduit intérieur 16 et la paroi extérieure 18 délimitant avec la lèvre 14 un conduit annulaire 34, et un second cadre dit cadre arrière 36 reliant le conduit intérieur 16 et la paroi extérieure 18 à proximité du plan de jonction 28. Concernant le cadre arrière, ce dernier assure la reprise des efforts de flexion, de rotation ou autre qui s'appliquent sur l'entrée d'air tels que par exemple, le poids de l'entrée d'air, les efforts induits par les écoulements aérodynamiques. Selon un mode de réalisation, le cadre arrière 36 est relié au conduit 16 directement ou par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire ou bride 38 (visible en détails sur la figure 2) dont une aile est reliée au conduit 16, l'autre aile étant reliée au cadre arrière 36.

Le cadre arrière 36 est relié à la paroi extérieure 18 directement ou par l'intermédiaire d'une bride 40 (visible sur la figure 1) avec une section en T, le cadre arrière 36 étant relié au niveau du pied de la bride en T, la tête du T étant en appui contre la face interne de la paroi extérieure 18. En cas de bris de pâles de la soufflante, le conduit 20 de la motorisation tend à 25 se déformer de manière importante, ce dernier étant conçu pour absorber par déformation l'énergie des pâles brisées. Au niveau de l'entrée d'air, le conduit intérieur 16 est réalisé en matériau composite et ses caractéristiques mécaniques sont plus limitées que le conduit 20 de la motorisation, notamment en matière de résistance à la flexion. Aussi, pour limiter les risques de dislocations du ou des panneaux formant le conduit intérieur 16 de l'entrée d'air, il convient de limiter la propagation des 5 déformations provenant du conduit 20 de la motorisation vers le conduit intérieur 16 de l'entrée d'air. A cet effet, une première solution consiste à rigidifier le cadre arrière et/ou la liaison entre l'entrée d'air et la motorisation pour limiter la propagation des déformations vers le conduit intérieur 16 de l'entrée d'air. 10 Une autre solution consiste à concevoir un cadre arrière et/ou une liaison entre l'entrée d'air et la motorisation susceptibles de se déformer pour limiter la propagation des déformations vers le conduit intérieur 16 de l'entrée d'air. La présente invention se rapporte plus précisément à une liaison déformable entre l'entrée d'air et la motorisation. 15 Pour limiter la propagation des déformations de la collerette annulaire 22 de la motorisation vers la collerette 24 de l'entrée d'air, il est possible de prévoir un filtre au niveau des éléments de liaison 30. Pour chaque élément de liaison, ce filtre comprend au moins un fourreau déformable 42 enfilé sur la tige 44 de l'élément de liaison 30, comme illustré sur la figure 2. Ce fourreau déformable 20 42 peut être intercalé entre la collerette annulaire 24 reliée à l'entrée d'air et un écrou 46 de l'élément de liaison 30. Ce fourreau déformable 42 a un diamètre intérieur ajusté à celui de la tige 44 et comprend en partie centrale une épaisseur relativement faible de manière à pouvoir se déformer, notamment par flambage. Cet agencement permet d'augmenter l'énergie absorbée par 25 déformation de l'élément de liaison. Il permet également de limiter la propagation des déformations selon la direction axiale. La présente invention propose une solution alternative ou complémentaire permettant de limiter la propagation des déformations entre la motorisation et l'entrée d'air en utilisant la déformation plastique de la liaison entre la motorisation et l'entrée d'air. A cet effet, l'invention a pour objet une nacelle d'aéronef comprenant un premier conduit solidaire d'une entrée d'air et un second conduit solidaire d'une motorisation, les deux conduits étant agencés bout-à-bout et reliés par une liaison, ladite nacelle se caractérisant en ce que la liaison comprend une bride qui s'étend entre une première zone de liaison avec la motorisation et une seconde zone de liaison avec l'entrée d'air, et qui comprend un profil dans des plans longitudinaux avec au moins une portion courbe décalée vers l'extérieur de la nacelle par rapport aux zones de liaison. Grâce à la portion courbe et à sa capacité à se déformer de manière plastique au-delà de certains efforts, la bride peut se déformer et assurer la fonction de filtre pour d'éventuelles déformations dont la propagation est limitée en direction de l'entrée d'air.

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 coupe de la partie inférieure et avant d'une nacelle d'un aéronef selon l'art antérieur, - la figure 2 est une coupe illustrant en détails une liaison entre une entrée d'air et une motorisation selon l'art antérieur, - la figure 3A est une coupe illustrant en détails une liaison entre une entrée d'air et une motorisation selon une première variante de l'invention, - la figure 3B est une vue en perspective d'une partie de la liaison illustrée sur la figure 3A selon une première direction, - la figure 3C est une vue en perspective d'une partie de la liaison illustrée sur la figure 3A selon une deuxième direction, - la figure 4A est une coupe illustrant en détails une liaison entre une entrée d'air et une motorisation selon une deuxième variante de l'invention, - la figure 4B est une vue en perspective d'une partie de la liaison illustrée sur la figure 4A, - la figure 5A est une coupe illustrant en détails une liaison entre une entrée d'air et une motorisation selon une troisième variante de l'invention, - la figure 5B est une vue en perspective d'une partie de la liaison illustrée sur la figure 5A, - la figure 6A est une coupe illustrant en détails une liaison entre une entrée d'air et une motorisation selon une quatrième variante de l'invention, et - la figure 6B est une vue en perspective d'une partie de la liaison illustrée sur la figure 6A. Comme pour l'art antérieur, une nacelle d'aéronef selon l'invention comprend à l'avant une entrée d'air 50 avec un conduit intérieur 52 permettant de canaliser un flux d'air en direction d'une motorisation 54. Cette dernière comprend un conduit 56 susceptible d'être disposé dans le prolongement du conduit intérieur 52. Les conduits 52 et 56 sont aboutés au niveau d'un plan de jonction 58 sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale. Pour la suite de la description, on entend par un plan longitudinal un plan contenant la direction longitudinale. Un plan transversal correspond à un plan perpendiculaire à la direction longitudinale.

Une direction radiale est une direction perpendiculaire à la direction longitudinale.

Un élément A est décalé vers l'extérieur par rapport à un élément B lorsque la distance qui sépare l'élément A de l'axe longitudinal de la nacelle est supérieure à celle séparant l'élément B de l'axe longitudinal de la nacelle. L'entrée d'air 50 est reliée à la motorisation 54 par une liaison qui comprend une première collerette annulaire 60 solidaire du conduit 56 de la motorisation, qui offre une surface d'appui 62 correspondant au plan de jonction 58. Selon l'invention, la liaison entre la motorisation et l'entrée d'air comprend une bride 64 qui s'étend entre une première zone de liaison 66 avec la motorisation 54 et une seconde zone de liaison 68 avec l'entrée d'air 50, et qui comprend un profil dans des plans longitudinaux avec au moins une portion courbe 70 avec de part et d'autre une première branche 72 reliée à la motorisation 54 dans la première zone de liaison 66 et une seconde branche 74 reliée à l'entrée d'air 50, la portion courbe 70 étant décalée vers l'extérieur de la nacelle par rapport aux zones de liaison 66 et 68.

La portion courbe 70 comprend au moins un rayon de courbure dont le centre du rayon de courbure est orienté vers l'intérieur de la nacelle. Lorsque la portion courbe comprend plusieurs rayons de courbure, tous les centres sont orientés vers l'intérieur de la nacelle. Selon certains modes de réalisation, les branches 72 et 74 ont les mêmes longueurs et sont approximativement parallèles. bans ce cas, la bride 64 a un profil en U, comme illustré sur les figures 4A et 4B. Selon certains modes de réalisation, les branches 72 et 74 ont des longueurs différentes. bans ce cas, la bride 64 a un profil en J, comme illustré sur les figures 3A à 3C. Toutefois, d'autres profils peuvent être envisagés comme illustré sur les figures 5A, 5B, 6A et 6B. Grâce à la portion courbe 70 et à sa capacité à se déformer de manière plastique au-delà de certains efforts, les branches 72 et 74 peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre selon une direction radiale, ou se déplacer l'une par rapport à l'autre selon la direction longitudinale. Ces déformations de la liaison entre l'entrée d'air et la motorisation permettent d'absorber une partie de l'énergie générée par le choc d'une pâle brisée contre le conduit 54 de la motorisation, ce qui permet de limiter la propagation des déformations selon les directions longitudinale et/ou radiale depuis le conduit de la motorisation vers le conduit de l'entrée d'air. Selon un mode de réalisation, la première branche 72 est maintenue plaquée contre la surface d'appui 62 de la collerette 60 de la motorisation grâce à des éléments de liaison 76 répartis le long de la circonférence de ladite collerette 60. Ces éléments de liaison 76 ne sont pas plus détaillés car ils peuvent être identiques aux éléments de liaison de l'art antérieur permettant de relier les collerettes de l'entrée d'air et de la motorisation. La liaison entre l'entrée d'air et la motorisation peut comprendre une ou plusieurs brides.

En présence d'une bride, cette dernière peut s'étendre sur toute la circonférence des conduits 52 et 56. En présence de plusieurs brides, ces dernières peuvent être jointives et s'étendre sur toute la circonférence des conduits 52 et 56. En variante, comme illustré sur les figures 6A et 6B, les brides 64 peuvent être disjointes et être 20 réparties sur toute la circonférence des conduits 52 et 56. Selon certaines variantes, la bride 64 est reliée directement au conduit intérieur 52, comme illustré sur les figures 3A, 3B, 3C, 5A et 5B. Selon une première variante illustrée sur les figures 3A, 3B et 3C, le conduit intérieur 52 comprend une surface extérieure 78 cylindrique. La bride 64 25 comprend une portion cylindrique 80 reliée à l'extrémité libre de la seconde branche 74. Cette portion cylindrique 80 a une surface intérieure cylindrique dont le diamètre est identique à celui de la surface extérieure 78 du conduit intérieur 52. La portion cylindrique 80 est reliée au conduit intérieur 52 par tout moyen approprié, comme par exemple des rivets aveugles. Selon un mode de réalisation, les deux branches 72 et 74 sont parallèles et la portion cylindrique 80 est perpendiculaire à la branche 74.

La première branche 72 comprend des orifices 82 (visibles sur les figures 3A et 3B) dont le diamètre est sensiblement égal au jeu de montage prêt à celui des tiges des éléments de liaison 76. Entre les orifices, le bord inférieur 84 de la première branche 72 est décalé vers l'extérieur par rapport aux axes des orifices 82 et comprend pour chaque orifice 82 une forme en saillie en forme de lobe 86, comme illustré sur la figure 3B. La seconde branche 74 comprend des orifices 88 coaxiaux aux orifices 82, les diamètres des orifices 88 étant supérieurs aux diamètres des orifices 82 afin de permettre l'introduction des éléments de liaison 76 et le passage d'un outil pour installer les éléments de liaison 76, comme illustré sur les figures 3A et 3C.

Selon une autre variante illustrée sur les figures 5A et 5B, le chant 90 du conduit intérieur 52 comprend un pan incliné 92 contre lequel est plaquée la seconde branche 74 de la bride 64. La seconde branche est reliée au conduit intérieur par des éléments de liaison 94, comme par exemple des rivets ou des boulons.

Comme illustré sur la figure 5B, la bride 64 comprend au niveau de la portion courbe 70 des orifices 96 pour permettre la mise en place des éléments de liaison 76 et 94. Selon d'autres variantes illustrées sur les figures 4A, 4B, 6A et 6B, la bride 64 est reliée au conduit intérieur 52 par l'intermédiaire d'une seconde bride 98.

Comme pour la variante illustrée sur les figures 3A à 3C, le conduit intérieur comprend une surface extérieure 78 cylindrique. La seconde bride 98 a un profil en L avec une première aile 100 cylindrique fixée par tout moyen approprié, comme des rivets aveugles par exemple, au conduit intérieur 52 et une seconde aile 102 qui s'étend dans un plan transversal à laquelle est reliée la seconde branche 74 de la bride 64 par des éléments de liaison 104 (qui peuvent être identiques aux éléments de liaison 76). Selon une variante illustrée sur les figures 4A et 4B, la seconde aile 102 est 5 écartée du plan de jonction 58. bans ce cas, la bride comprend des orifices 106 pour permettre la mise en place des éléments de liaison 76 et 104. Selon un mode de réalisation, les branches 72 et 74 de la bride ont la même longueur. be préférence, les bords inférieurs des branches 72 et 74 comprennent des formes en saillie en forme de lobe, chacune d'elles comprenant 10 un orifice pour permettre le passage des tiges des éléments de liaison 76 et 104. Selon une dernière variante illustrée sur les figures 6A et 6B, la seconde aile 102 est intercalée entre la première branche 72 de la bride 64 et la première collerette 60 de la motorisation. Pour chaque élément de liaison 76, la seconde aile 102 comprend un orifice 108 dont le diamètre est supérieur à celui des tiges 15 des éléments de liaison 76 de manière à autoriser un débattement desdites tiges dans les orifices 108 dans un plan transversal. Selon cet agencement, la première branche 72 de la bride 64 est immobile par rapport à la première collerette 60 de la motorisation alors que la seconde aile 102 de la seconde bride peut se déplacer dans un plan transversal par rapport à la première collerette 60 de la 20 motorisation. La seconde branche 74 de la bride 64 est plaquée contre la première aile 100 de la seconde bride 98 par des éléments de liaison. Certains éléments de liaison 104 peuvent assurer la fixation de la seconde branche 74 et de la première aile 100 sur le conduit intérieur 52. 25 Selon cette variante, une bride 64 est prévue pour un élément de liaison 76. Avantageusement, une bride 64 distincte est prévue pour chaque élément de liaison 76.

Selon un mode de réalisation, la portion courbe 70 de la bride 64 comprend un orifice 110 permettant la mise en place de l'élément de liaison 76 correspondant. La variante illustrée sur les figures 6A et 6B permet de limiter la propagation des déformations selon la direction radiale. En complément, chaque élément de liaison 76 peut comprendre un fourreau comme illustré sur la figure 2 pour absorber les déformations selon la direction longitudinale. Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation, la liaison entre l'entrée d'air et la motorisation comprend plusieurs brides 64 disjointes réparties sur la circonférence des conduits 52, 56 de manière à favoriser les déformations 10 radiales.

Claims

REVENDICATIONS1. Nacelle d'aéronef comprenant un premier conduit (52) solidaire d'une entrée d'air (50) et un second conduit (56) solidaire d'une motorisation (52), les deux conduits (52, 56) étant agencés bout-à-bout et reliés par une liaison, ladite nacelle se caractérisant en ce que la liaison comprend une bride (64) qui s'étend entre une première zone de liaison (66) avec la motorisation (54) et une seconde zone de liaison (68) avec l'entrée d'air (50), et qui comprend un profil dans des plans longitudinaux avec au moins une portion courbe (70) décalée vers l'extérieur de la nacelle par rapport aux zones de liaison (66, 68).
2. Nacelle d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que la 10 bride comprend une première branche (72) maintenue plaquée contre une collerette annulaire (60) de la motorisation grâce à des éléments de liaison (76) répartis le long de la circonférence de ladite collerette annulaire (60).
3. Nacelle d'aéronef selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bride (64) comprend une seconde branche (74) reliée directement au premier 15 conduit (52) de l'entrée d'air.
4. Nacelle d'aéronef selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bride (64) a une forme en J et comprend une première branche (72) reliée à la motorisation et une seconde branche (74) prolongée par une portion cylindrique (80) perpendiculaire reliée au premier conduit (52) de l'entrée d'air. 20
5. Nacelle d'aéronef selon la revendication 4, caractérisée en ce que la première branche (72) comprend des premiers orifices (82) dont le diamètre est sensiblement égal au jeu de montage prêt à celui des tiges des éléments de liaison (76) et la seconde branche (74) comprend des seconds orifices (88) coaxiaux aux premiers orifices (82), les diamètres des seconds orifices (88) 25 étant supérieurs aux diamètres des premiers orifices (82).
6. Nacelle d'aéronef selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier conduit (52) comprend un pan incliné (92) contre lequel est plaquée et fixée la seconde branche (74) de la bride (64).
7. Nacelle d'aéronef selon la revendication 6, caractérisée en ce que la 5 portion courbe (70) de la bride (64) comprend des orifices (96) pour permettre la mise en place des éléments de liaison.
8. Nacelle d'aéronef selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bride (64) est reliée au premier conduit (52) de l'entrée d'air par l'intermédiaire d'une seconde bride (98). 10
9. Nacelle d'aéronef selon la revendication 8, caractérisée en ce que la seconde bride (98) a un profil en L avec une première aile (100) cylindrique fixée au premier conduit (52) et une seconde aile (102) qui s'étend dans un plan transversal à laquelle est reliée une seconde branche (74) de la bride (64).
10. Nacelle d'aéronef selon la revendication 9, caractérisée en ce que la 15 seconde aile (102) est écartée de la collerette annulaire (60) de la motorisation.
11. Nacelle d'aéronef selon la revendication 10, caractérisée en ce que la bride (64) comprend des orifices (106) pour permettre la mise en place des éléments de liaison.
12. Nacelle d'aéronef selon la revendication 9, caractérisée en ce que la 20 seconde aile (102) est intercalée entre la première branche (72) de la bride (64) et la première collerette (60) de la motorisation et comprend pour chaque élément de liaison (76) un orifice (108) dont le diamètre est supérieur à celui des tiges des éléments de liaison (76) de manière à autoriser un débattement desdites tiges dans les orifices (108) dans un plan transversal. 25
13. Nacelle d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison entre l'entrée d'air et la motorisation comprend plusieurs brides (64) disjointes réparties sur la circonférence des conduits (52, 56).
14. Nacelle d'aéronef selon les revendications 12 et 13, caractérisée en ce que chaque éléments de liaison (76) comprend une bride (64) distincte et disjointe des autres.