FR3028290A1 - Ecope de prise d’air pour nacelle d’aeronef - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une écope (28) de prise d'air adaptée pour équiper une nacelle d'aéronef logeant un turboréacteur, l'écope (28) présentant une partie de guidage (30) du flux d'air de forme globalement tubulaire coudée qui est délimitée par une peau interne (46) et par une peau externe (48) aérodynamique, caractérisée en ce que au moins ladite partie de guidage (30) comporte des moyens d'atténuation acoustique (50).

Description

L'invention concerne une écope de prise d'air, l'écope étant destinée à équiper une nacelle d'aéronef logeant un turboréacteur. Un aéronef est généralement propulsé par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle. Chaque nacelle abrite également un ensemble 5 de dispositifs annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en avant d'un turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section arrière 10 pouvant éventuellement embarquer des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur. Les nacelles modernes sont souvent destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pales de la 15 soufflante en rotation un flux d'air chaud, également appelé flux primaire, issu de la chambre de combustion du turboréacteur. Une nacelle présente classiquement une structure externe, dite Outer Fixed Structure (OFS), qui définit, avec une structure interne concentrique, dite Inner Fixed Structure (IFS), comportant un capot entourant 20 la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine, visant à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur. Les flux primaire et secondaire sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Chaque ensemble propulsif de l'avion est ainsi formé par une 25 nacelle et un turboréacteur, et est suspendu à une structure fixe de l'avion, par exemple sous une aile ou sur le fuselage, par l'intermédiaire d'un pylône ou d'un mât rattaché au turboréacteur ou à la nacelle. Il est connu d'équiper la nacelle d'une écope de prise d'air qui est agencée dans la veine pour dévier une partie du flux d'air qui traverse la veine 30 vers des éléments à refroidir, comme un élément du turboréacteur par exemple. Une telle écope de prise d'air est par exemple décrite dans le document W014022119. L'écope présente une partie de guidage du flux d'air de forme 35 globalement tubulaire coudée qui est délimitée par une peau interne formant conduit pour le passage de l'air, et par une peau externe.
De plus, l'écope comporte généralement une semelle qui permet de fixer l'écope sur une paroi de la structure interne de la nacelle. La peau externe, qui est située dans la veine, doit présenter une forme aérodynamique pour limiter les turbulences et les perturbations du flux d'air. En plus de limiter les turbulences, un des enjeux de la conception d'une telle nacelle est de limiter la propagation du bruit généré par l'ensemble formé par la nacelle et le turboréacteur. Dans ce but, l'invention se rapporte à une écope de prise d'air adaptée pour équiper une nacelle d'aéronef logeant un turboréacteur, l'écope présentant une partie de guidage du flux d'air de forme globalement tubulaire coudée qui est délimitée par une peau interne et par une peau externe aérodynamique, caractérisée en ce que au moins ladite partie de guidage comporte des moyens d'atténuation acoustique.
Ainsi, l'écope selon l'invention permet de limiter les perturbations aérodynamiques au moyen de sa peau externe profilée et permet de limiter la propagation du bruit généré par la nacelle par les moyens d'atténuation acoustique logés dans l'écope. Avantageusement, les moyens d'atténuation acoustique présentent 20 une forme tubulaire coudée qui épouse la forme aérodynamique de la peau externe de l'écope. De plus, les moyens d'atténuation acoustique comportent une âme alvéolaire qui est couverte par la peau externe, ladite peau externe étant une peau acoustique perforée. 25 Plus particulièrement, les moyens d'atténuation acoustique forment ladite partie de guidage de l'écope. Selon une autre caractéristique, l'écope comporte une semelle qui supporte la partie de guidage du flux d'air et qui est conçue pour fixer l'écope sur une paroi de la nacelle, la semelle comportant des moyens d'atténuation 30 acoustique. De plus, l'écope est réalisée venue de matière en une seule pièce, permettant ainsi d'annuler le temps d'assemblage de l'écope. Plus particulièrement, l'écope est réalisée par fabrication additive. Cette caractéristique permet de réaliser une peau externe 35 aérodynamique de forme précise associée à des moyens d'atténuation du bruit de forme complexe capable de suivre le profilé de la peau acoustique. 302 82 90 3 De préférence, l'écope est réalisée en matériau métallique. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'une écope du type décrite précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fabrication de l'écope par fabrication additive. 5 Selon ce procédé, les moyens d'atténuation acoustique et la peau externe de l'écope sont réalisés d'un seul tenant et simultanément au cours de l'étape de fabrication. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle 10 on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement qui illustre une nacelle comportant une écope selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de détail qui illustre l'écope de la figure 1 ; 15 - la figure 3 est une vue de détail avec arrachement qui illustre les moyens d'atténuation acoustique de la partie de guidage du flux d'air de l'écope ; - la figure 4 est une vue en perspective en section transversale qui illustre les moyens d'atténuation acoustique de la partie de guidage du flux d'air 20 de l'écope. Pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures, dont l'axe L est parallèle à l'axe de la nacelle. 25 A noter que dans la présente demande de brevet, les termes « amont » et «aval » doivent s'entendre par rapport à la circulation du flux d'air à l'intérieur de l'ensemble propulsif formé par la nacelle et le turboréacteur, c'est-à-dire de la gauche vers la droite selon la figure 1. On a représenté à la figure 1 une nacelle 10 d'aéronef qui présente 30 une structure tubulaire comprenant une entrée d'air 12 en avant d'un turboréacteur 14, une section médiane 16 destinée à entourer une soufflante du turboréacteur 14, une section arrière 18 destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur 14, et une tuyère 20 d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur 14. 35 Bien que la nacelle 10 abrite ici un turboréacteur 14 du type double flux, l'invention ne se limite pas à ce type de turboréacteur.
La nacelle 10 présente une structure externe 22 qui définit, avec une structure interne 24 concentrique entourant la structure du turboréacteur 14 en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine 26.
La veine 26 vise à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur 14. Les flux primaire et secondaire sont éjectés du turboréacteur 14 par l'arrière de la nacelle 10. Comme on peut le voir à la figure 1, la nacelle 10 comporte une écope 28 de prise d'air qui est fixée sur une face externe 29 de la structure du 10 turboréacteur 14 pour guider une partie du flux d'air depuis la veine 26 jusqu'à l'intérieur du turboréacteur 14. A cet effet, en référence à la figure 2, l'écope 28 comporte une partie de guidage 30 du flux d'air de forme globalement tubulaire coudée qui est agencée dans la veine 26. 15 La partie de guidage 30 s'étend depuis une entrée d'air 32 amont équipée d'une lèvre annulaire 34 aérodynamique, jusqu'à un tronçon de sortie d'air 36 qui est conçu pour traverser la structure du turboréacteur 14. Dans ce but, le tronçon de sortie d'air 36 présente une extrémité libre en forme de collerette 38 annulaire qui est adaptée pour être en appui sur 20 une face interne (non représentée) de la structure du turboréacteur 14. De façon complémentaire, l'écope 28 est équipée d'une semelle 40 qui est conçue pour fixer l'écope 28 sur la structure du turboréacteur 14. La semelle 40 s'étend longitudinalement sur la face externe 29 du turboréacteur 14, la semelle 40 délimitant une pluralité de trous 42, ici au 25 nombre de six, pour le passage de moyens de fixation, comme des rivets, qui sont prévus pour fixer l'écope 28 sur la paroi externe 29 du turboréacteur 14. De plus, la semelle 40 est associée à une nervure 44 de raccord qui s'étend perpendiculairement depuis la semelle 44 jusqu'à la partie de guidage 30 du flux d'air, pour supporter la partie de guidage 30 du flux d'air. 30 Pour limiter les perturbations de l'écoulement du flux d'air dans la veine 26, la nervure 44 présente une forme globalement en V suivant un axe longitudinal, présentant une section croissante d'amont en aval suivant l'écoulement du flux d'air. La partie de guidage 30 de l'écope 28 est délimitée par une peau 35 interne 46 et par une peau externe 48.
La peau externe 48 présente une forme aérodynamique conçue pour limiter les perturbations du flux d'air qui s'écoule dans la veine 26. Selon un autre aspect de l'invention, la partie de guidage 30 comporte des moyens d'atténuation acoustique 50.
Les moyens d'atténuation acoustique 50 comportent une âme alvéolaire 52 qui est couverte par la peau externe 48, l'âme alvéolaire 52 étant ici formée par une structure en nid d'abeille formant résonateur, pour absorber les bruits se propageant dans la nacelle 10. De plus, la peau externe 48 est une peau acoustique perforée qui 10 permet aux ondes sonores de pénétrer dans l'âme alvéolaire 52. Comme on peut le voir aux figures 2 à 4, les moyens d'atténuation acoustique 50 présentent une forme tubulaire coudée qui épouse la forme aérodynamique de la peau externe 48 de l'écope 28. Aussi, les moyens d'atténuation acoustique 50 forment la partie de 15 guidage 30 de l'écope 28. En effet, en référence à la vue en coupe de la figure 4, l'âme alvéolaire 52 forme la partie tubulaire coudée de la partie de guidage 30. De plus, toujours dans le but d'absorber les bruits se propageant dans la nacelle 10, la semelle 40 comporte des moyens d'atténuation 20 acoustique 52. Comme on peut le voir à la figure 4, la semelle 40 comporte une âme alvéolaire 54 en nid d'abeille qui est recouverte d'une peau acoustique 56 perforée. Selon un autre aspect, l'écope 28 est réalisée venue de matière en 25 une seule pièce. Cette caractéristique permet d'économiser le temps d'assemblage de l'écope 28. Plus particulièrement, l'écope 28 est réalisée suivant un procédé par fabrication additive en matériau métallique qui comporte une étape de 30 fabrication de l'écope au cours de laquelle un laser est entraîné en déplacement pour dessiner des trajectoires sur un lit de poudre métallique. Par couches successives, le procédé de fabrication additive permet de réaliser les moyens d'atténuation 50 acoustique de forme tubulaire complexe qui suivent le profilé de la peau externe 48 aérodynamique de 35 l'écope 28.
Avantageusement, les perforations de la peau externe 48 sont dimensionnées de façon à favoriser l'évidage des poudres résiduelles à l'issu de l'étape de fabrication de l'écope 28. La fabrication additive permet de réaliser une écope 28 de forme 5 aérodynamique de façon précise et permet donc de limiter les turbulences aérodynamiques dans la veine 26. De plus, le procédé selon l'invention permet de réduire la masse de l'écope 28 en ajoutant des parties creuses, par rapport à un procédé du type chaudronnerie.
10 Aussi, selon une variante de réalisation non représentée, les cavités délimitées par l'âme alvéolaire 52 comportent des rayons et/ou des voûtes par améliorer le comportement mécanique de l'écope 28.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Ecope (28) de prise d'air adaptée pour équiper une nacelle (10) d'aéronef logeant un turboréacteur (14), l'écope (28) présentant une partie de guidage (30) du flux d'air de forme globalement tubulaire coudée qui est délimitée par une peau interne (46) et par une peau externe (48) aérodynamique, caractérisée en ce que au moins ladite partie de guidage (30) comporte des moyens d'atténuation acoustique (50).
  2. 2. Ecope (28) de prise d'air selon la revendication 1, caractérisée 10 en ce que les moyens d'atténuation acoustique (50) présentent une forme tubulaire coudée qui épouse la forme aérodynamique de la peau externe (48) de l'écope (28).
  3. 3. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'atténuation 15 acoustique (50) comportent une âme alvéolaire (52) qui est couverte par la peau externe (48), ladite peau externe (48) étant une peau acoustique perforée.
  4. 4. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'atténuation 20 acoustique (50) forment ladite partie de guidage (30) de l'écope (28).
  5. 5. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que elle comporte une semelle (40) qui supporte la partie de guidage (30) du flux d'air et qui est conçue pour fixer l'écope (28) sur une paroi de la nacelle (10), la semelle (40) comportant 25 des moyens d'atténuation acoustique (54, 56).
  6. 6. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'écope (28) est réalisée venue de matière en une seule pièce.
  7. 7. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par fabrication additive.
  8. 8. Ecope (28) de prise d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matériau métallique.
  9. 9. Procédé pour la fabrication d'une écope (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fabrication de l'écope (28) par fabrication additive.
  10. 10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce 5 que les moyens d'atténuation acoustique (50) et la peau externe (48) de l'écope (28) sont réalisés d'un seul tenant et simultanément au cours de l'étape de fabrication additive.
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