FR3030452A1 - Nacelle pour un turboreacteur d'aeronef double flux - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à une nacelle pour un turboréacteur d'aéronef double flux ainsi qu'à un aéronef comportant une telle nacelle, et a plus particulièrement pour objet une nacelle (1) pour un turboréacteur (100) d'aéronef double flux présentant un axe longitudinal (X) et une section arrière (2) comportant une veine secondaire (3) annulaire formant un espace de circulation d'un flux d'air secondaire (4) délimitée par au moins une paroi de structure interne fixe (5) et une paroi de structure externe (6), ladite nacelle comprenant au moins un dispositif (7) de modulation de la section transversale (S) dudit espace comportant des moyens de projection (8) d'un flux annexe (9), la nacelle (1) étant caractérisée en ce que les moyens de projection (8) comprennent : au moins une buse (10) pour engendrer un premier écoulement (91) de gaz ; et au moins un conduit (11) débouchant transversalement de part et d'autre de la structure externe (6) pour communiquer entre l'extérieur de la nacelle (1) et la veine secondaire (3) de la section arrière (2) pour conduire un deuxième écoulement (92) d'air; la buse (10) étant située sensiblement dans le conduit (11) de sorte que le flux annexe (9) projeté est formé par les premier (91) et deuxième (92) écoulement, et : les moyens de projection (8) présentant une configuration d'injection dans laquelle la buse (10) est agencée pour diriger le premier écoulement (91) vers la veine secondaire (3) ; et/ou les moyens de projection (8) présentant une configuration d'éjection dans laquelle la buse (10) est agencée pour diriger le premier écoulement (91) de gaz vers l'extérieur de la nacelle (1).

Description

La présente invention se rapporte à une nacelle pour un turboréacteur d'aéronef double flux ainsi qu'a un aéronef comportant une telle nacelle. Un aéronef est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à 5 son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt.. Une nacelle présente généralement une structure tubulaire suivant un axe longitudinal comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval 10 pouvant abriter des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur. La structure tubulaire est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur. Les nacelles modernes sont destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pales de la soufflante en rotation un flux 15 d'air chaud (également appelé « flux primaire ») issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et un flux d'air froid (« flux secondaire ») qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire, également appelé «veine secondaire» du moteur. On entend ici par le terme « aval » la direction correspondant au sens du 20 flux d'air froid pénétrant dans le turboréacteur. Le terme « amont » désigne la direction opposée. Ladite veine secondaire est formée par une structure externe, dite Outer Fixed Structure (OFS) et une structure interne concentrique, dite Inner Fixed Structure (IFS), entourant la structure du moteur proprement dite à l'aval de la soufflante. Les 25 structures interne et externe appartiennent à la section aval. La structure externe peut comporter un ou plusieurs capots coulissants suivant l'axe longitudinal de la nacelle entre une position permettant l'échappement du flux d'air inversé et une position empêchant un tel échappement. Par ailleurs, le capot coulissant appartient à la section arrière et présente 30 un côté aval formant la tuyère d'éjection visant à canaliser l'éjection du flux d'air froid, désigné ci-après par « flux d'air principal » ou « flux d'air secondaire ». Cette tuyère fournit la majeure partie de la poussée nécessaire pour la propulsion en imprimant une vitesse aux flux d'éjection. Cette tuyère peut être associée à un système d'actionnement indépendant ou non de celui du capot permettant de faire varier et 35 d'optimiser sa section en fonction de la phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef.

Il peut s'avérer avantageux de diminuer la section d'entrée ou d'éjection du flux d'air principal dans l'espace formé par l'entrée d'air et la veine secondaire. Il est actuellement connu de faire varier la section d'éjection du flux d'air principal au niveau de la sortie de la veine secondaire par l'intermédiaire d'une tuyère variable formée par les capots coulissants de l'OFS. Une telle tuyère variable permet de moduler la poussée en faisant varier sa section de sortie en réponse à des variations du réglage de la puissance du turboréacteur et des conditions de vol. Cependant, la variation de la section d'éjection du flux d'air principal n'est pas toujours suffisamment rapide du fait de l'inertie des pièces mécaniques 10 formant la tuyère variable, en cas de modification très rapide des conditions de vol. Il est connu des dispositifs permettant de moduler très rapidement la section d'éjection du flux d'air principal. Néanmoins, ce type de dispositifs augmente le poids de la nacelle et comprend des mécanismes complexes qui pénalisent souvent la fiabilité globale et les performances propulsives par des pertes aérodynamiques 15 importantes. Une solution visant à éviter ce type de défaut dans les avions civils où le gain de masse, l'augmentation de la fiabilité et des performances propulsives, ainsi que la diminution des pertes aérodynamiques sont favorisés, est décrite dans le document WO 2012/098322. 20 En effet, ce document décrit un dispositif de modulation de la section d'éjection du flux d'air par la mise en oeuvre d'éjecteurs réinjectant un flux annexe dans le flux principal, ce flux annexe étant formé par un écoulement d'air aspiré plus en aval mélangé à un écoulement d'air issu du flux primaire. Un tel système est efficace, fiable et rapide pour modifier la taille de la section du flux d'air principal. 25 Toutefois, un tel dispositif présente notamment les inconvénients, d'une part, de nécessiter le prélèvement d'une fraction de la pression dynamique du flux principal ce qui diminue les performances et le rendement du turboréacteur, et, d'autre part, d'être onéreux. Par ailleurs, le développement de certains turboréacteurs conduit à 30 l'utilisation de turboréacteurs munis de pales de soufflante orientables. Dans une telle configuration l'inversion de la poussée s'effectue par l'inversion du pas des pales. Lors de l'inversion du pas des pales de la soufflante, une inversion du sens de l'écoulement dans la veine secondaire est générée, cet écoulement contournant une extrémité aval, ou bord de fuite, de la structure externe de la 35 nacelle.

Néanmoins, cette opération d'inversion de poussée est fortement perturbée par le bord de fuite de la nacelle dont la géométrie effilée engendre un décollement fort et engendre ainsi une obstruction importante rendant difficile la compatibilité en débit lors de cette phase d'atterrissage (« area match »). En d'autres termes, une telle configuration entraine un décollement de la couche limite et la création d'une recirculation de l'écoulement dans ladite veine secondaire. Un « bulbe » d'écoulement se créé au niveau du bord de fuite ce qui a pour conséquence de réduire la section efficace de la veine de l'écoulement. Une autre solution serait de munir la veine secondaire de simples buses 10 d'éjection dont les écoulements constituent seuls le flux annexe. Ce type de dispositif présente notamment les inconvénients de nécessiter un jet puissant mais également un débit important, et d'engendrer un écoulement en aval difficilement contrôlable. Un but de la présente invention est donc de proposer une nacelle ne présentant pas tout ou partie des inconvénients précités et répondant à tout ou partie 15 de ces besoins. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet une nacelle pour un turboréacteur d'aéronef double flux présentant un axe longitudinal et une section arrière comportant une veine secondaire annulaire formant un espace de circulation d'un flux d'air secondaire délimitée par au moins 20 une paroi de structure interne fixe et une paroi de structure externe, ladite nacelle comprenant au moins un dispositif de modulation de la section transversale dudit espace comportant des moyens de projection d'un flux annexe, la nacelle étant remarquable en ce que les moyens de projection comprennent : au moins une buse pour engendrer un premier écoulement de gaz ; et 25 au moins un conduit débouchant transversalement de part et d'autre de la structure externe pour communiquer entre l'extérieur de la nacelle et la veine secondaire de la section arrière pour conduire un deuxième écoulement d'air, la buse étant située sensiblement dans le conduit de sorte que le flux annexe projeté est formé par les premier et deuxième écoulements, et : 30 les moyens de projection présentant une configuration d'injection dans laquelle la buse est agencée pour diriger le premier écoulement vers la veine secondaire ; et/ou les moyens de projection présentant une configuration d'éjection dans laquelle la buse est agencée pour diriger le premier écoulement de gaz vers l'extérieur 35 de la nacelle.

Par « flux d'air principal qui circule », on entend la pénétration du flux d'air principal dans l'espace, la circulation dudit flux d'air dans cet espace et l'éjection ou la sortie de ce flux d'air hors de cet espace. Par « section transversale », on entend une section réalisation transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la nacelle. Le dispositif de modulation de la nacelle de l'invention, dans la configuration d'injection, engendre de manière quasi circonférentielle et réversible une distorsion de la couche limite formée par le contact entre le gaz du flux annexe et l'air du flux principal. L'épaisseur de cette distorsion de la couche limite engendre une réduction de la section de sortie ressentie par le flux principal ou section efficace. L'épaisseur de cette couche limite est plus ou moins grande en fonction des moyens de projection. Par conséquent, le dispositif de modulation de la nacelle de l'invention permet de manière simple, efficace, fiable et très rapide de modifier la taille de la section du flux d'air principal. Le temps de réponse du dispositif n'est pas limité par l'inertie de pièces mécaniques devant se mouvoir entre elles. Un tel dispositif permet en outre de s'affranchir de tout moyen de prélèvement d'air en aval de la veine secondaire. De cette manière, la pression dynamique du flux principal n'est pas diminuée, et les performances ainsi que le 20 rendement du turboréacteur sont améliorés. Par ailleurs, en configuration d'injection, le prélèvement d'une partie du flux d'air extérieur à travers la structure externe de la nacelle permet de récupérer une partie de la pression dynamique externe. De cette manière le deuxième écoulement, favorisé et entrainé par le premier écoulement engendré par la buse, est 25 à une pression beaucoup plus élevée que s'il avait été récupéré en aval du flux primaire, ce qui limite le besoin en pression pour le premier écoulement engendré par la buse. Un autre avantage est que le nombre de pièces mécaniques d'un tel dispositif est réduit, s'affranchissant notamment de tout dispositif de prélèvement 30 d'air du flux principal, ce qui permet de diminuer d'autant son encombrement et sa masse. Par ailleurs, grâce à un tel dispositif de modulation, la poussée générée peut alors être augmentée et la tramée de frottements dans la veine secondaire peut être réduite dans la configuration de vol lorsque l'écoulement du flux principal est en 35 jet direct dirigé de l'amont vers l'aval.

Comme évoqué, selon une caractéristique complémentaire ou alternative, les moyens de projection présentent une configuration d'éjection dans laquelle la buse est agencée pour diriger le premier écoulement de gaz vers l'extérieur de la nacelle.

Ceci est particulièrement avantageux dans le cas, par exemple, où ce dispositif est mis en oeuvre sur une nacelle de turboréacteur comprenant une soufflante dont les pales sont orientables, c'est à dire à calage variable, formant inverseur de poussée. Lors de l'inversion du pas des pales de la soufflante, une inversion du sens de l'écoulement dans la veine secondaire est générée, cet écoulement étant dirigé de l'aval vers l'amont de la nacelle et contournant une extrémité aval ou bord de fuite de la structure externe de la nacelle. Le premier écoulement de gaz engendré par la buse et dirigé vers l'extérieur de la nacelle permet de créer un flux annexe formé par ledit premier écoulement et par le deuxième écoulement d'air provenant du flux principal alors localement entrainé dans le conduit par le premier écoulement. En d'autres termes, la buse des moyens de projection permet de forcer une partie du flux principal circulant dans la veine secondaire à s'écouler dans le conduit où il est ensuite projeté à l'extérieur de la nacelle, c'est-à-dire éjecté. Cela permet une séparation de l'écoulement du flux extérieur par rapport à la nacelle, c'est-à-dire le décollement de l'écoulement au niveau la paroi de la structure externe de la nacelle, du côté extérieur, et au moins au voisinage du bord de fuite. Les perturbations concentrées au niveau dudit bord de fuite sont alors réduites et la section efficace est augmentée, améliorant ainsi une aspiration d'air dans la veine secondaire du flux principal.

Cette section efficace est également augmentée grâce à l'aspiration elle- même crée par le conduit. En effet, cet effet d'aspiration permet de faire « recoller» l'écoulement du flux principal contre la paroi de la veine secondaire. La section efficace en inversion de poussée est alors plus proche d'une section nominale de ladite veine secondaire permettant d'alimenter correctement la soufflante fonctionnement à l'envers de l'aval vers l'amont. Ainsi, quelque soit la configuration d'injection ou d'éjection des moyens de projection, cesdits moyens de projection permettent la projection d'un flux annexe visant à permettre la modulation de la section transversale de la veine secondaire : en configuration d'injection, cette modulation est créée par la modulation de la distorsion de la couche limite formée par le contact entre le gaz du flux annexe et l'air du flux principal, ceci afin de faire varier et d'optimiser la section efficace de la veine secondaire en fonction de la phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef lorsque l'écoulement du flux secondaire est direct ; en configuration d'éjection, cette modulation est créée par la séparation de l'écoulement du flux extérieur par rapport à la nacelle due au contact entre le gaz du flux annexe et l'air du flux extérieur, ceci afin notamment de limiter les perturbations concentrées au niveau du bord de fuite et augmenter la section efficace de la veine secondaire, lorsque l'écoulement du flux secondaire est inversé. Selon une caractéristique technique avantageuse, la buse est orientable.

L'orientation de la buse permet, dans la configuration d'injection, et en fonction du flux annexe injecté dans la veine secondaire, de modifier les dimensions de la section transversale du flux d'air principal, c'est-à-dire de la moduler. En effet, l'orientation du flux annexe permet de modifier l'épaisseur de la couche limite formée par le contact entre le flux annexe et le flux principal, notamment en adaptant l'angle de confluence formé entre l'écoulement du flux annexe et le flux principal. Dans la configuration d'éjection, l'orientation de la buse permet également de modifier l'épaisseur de la couche limite formée par le contact entre le flux annexe et l'air extérieur, et notamment de contrôler le décollement de l'écoulement au niveau la paroi de la structure externe de la nacelle. La section efficace de la veine secondaire est également augmentée par réduction des perturbations, assurant également une modulation de la section transversale du flux d'air principal. Selon une caractéristique technique particulière, la buse comporte un boisseau mobile, électromagnétique ou à bascule mécanique ou hydraulique. Plus particulièrement, la buse présente au moins deux sorties de projection, de préférence au moins une dirigée vers la veine secondaire formant une sortie d'injection, et l'autre dirigée vers l'extérieur de la nacelle formant une sortie d'éjection. Cette caractéristique permet une meilleure rapidité d'exécution, en particulier lors de changements de configuration, de la configuration d'injection à la configuration d'éjection et inversement. Dans une configuration particulière, les moyens de projection, ou chacun des moyens de projection et en particulier chacun des boisseaux, sont orientables sensiblement entre -45° et +45° par rapport à un axe transversal ou radial de la nacelle, perpendiculaire à son axe longitudinal.

Dans le cas où la buse présente une unique sortie de projection, une amplitude de mouvement d'au moins 1800 est nécessaire pour placer alternativement les moyens de projection dans les configurations d'injection et d'éjection, et notamment une amplitude de mouvement de 2700 pour couvrir les mêmes positions qu'un boisseau comprenant deux sorties de projections opposées à 180° et orientable entre -45° et +45° par rapport à l'axe radial de la nacelle.

Alternativement encore, le conduit et les buses sont orientables ensemble, les buses étant de préférence fixes par rapport au conduit. De cette manière, le conduit peut être orienté pour moduler le flux annexe, par exemple en plaçant les moyens de projection sur un bloc cylindrique. Avantageusement, le gaz du premier écoulement est de l'air prélevé sur le flux primaire. Cela permet d'éviter d'alourdir la nacelle par le stockage et le transport d'un gaz particulier. Selon une caractéristique technique particulière, le prélèvement du flux primaire est situé au niveau d'un compresseur haute pression du turboréacteur. Cela permet notamment de conférer au jet du premier écoulement une pression de jet suffisante pour aspirer et entrainer dans sa projection, le deuxième écoulement d'air. Avantageusement, pour créer l'injection et la déviation de la couche limite par le flux annexe, la pression statique du flux annexe injecté dans le flux secondaire est sensiblement égale à la pression totale du flux secondaire à l'endroit d'injection. De plus, la pression totale du flux annexe est de préférence significativement supérieure à sa pression statique de sorte à obtenir une vitesse de sortie de jet du flux annexe au moins supérieure à deux fois la vitesse du flux secondaire. Une telle caractéristique permet notamment d'obtenir une quantité de mouvement du jet du flux annexe qui soit suffisamment efficace pour créer la déviation de couche limite suffisante pour agir sur la section de passage du flux secondaire. Les moyens de projection sont situés de préférence à une distance suffisamment proche du bord de fuite pour limiter l'énergie du flux annexe nécessaire au décollement de la couche limite en configuration d'injection et réduire au mieux les perturbations sur le bord de fuite en configuration d'éjection, mais suffisamment éloignée de ce bord de fuite pour que ces moyens d'éjection puissent assurer leur fonction de modulation de la section transversale. Selon une autre caractéristique particulière, les moyens de projection sont situés à une distance inférieure à 0,5m d'une extrémité aval ou bord de fuite de la structure externe, de préférence à une distance comprise entre 0,1 et 0,25 m.

Dans une configuration particulière, la nacelle comprend, en plus du dispositif de modulation comprenant des moyens de projection d'un flux annexe, un dispositif complémentaire mécanique de modulation de la section transversale. En effet, les dispositifs de modulation fluidique et mécanique peuvent être cumulés sur une même nacelle. Selon un autre aspect l'invention concerne également un procédé de mise en oeuvre d'une nacelle telle que décrite ci-avant, remarquable en ce que : lorsque l'écoulement du flux principal est en jet direct dirigé de l'amont vers l'aval, le premier écoulement de gaz engendré par la buse est dirigé vers la veine secondaire de sorte que le flux annexe est injecté dans le flux principal: il s'agit là de la configuration d'injection permettant de moduler la section transversale de la veine secondaire en fonction de la phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef ; et/ou lorsque l'écoulement du flux principal est en jet inversé ou indirect c'est-à-dire dirigé de l'aval vers l'amont, le premier écoulement de gaz engendré par la buse est dirigé vers l'extérieur de la nacelle de sorte que le flux annexe est éjecté vers l'extérieur: il s'agit là de la configuration d'éjection permettant le décollement de l'écoulement au niveau la paroi de la structure externe de la nacelle, du côté extérieur, et la réduction des perturbations concentrées au niveau du bord de fuite augmentant en conséquence la section efficace de la nacelle et facilitant ainsi l'aspiration d'air dans la veine principale formant le flux principal lorsque l'aéronef est en phase d'atterrissage et est en mode d'inversion de poussée. Selon une caractéristique particulière, en configuration d'injection, plus la vitesse relative du flux principal augmente et plus la buse est orientée dans le sens des lignes de courant dans la veine secondaire, et inversement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique globale d'une nacelle de turboréacteur ; les figures 2 et 3 illustrent une section arrière d'une nacelle comprenant un dispositif de modulation d'une section transversale d'une veine secondaire et comportant des moyens de projection d'un flux annexe selon un mode de réalisation, respectivement dans une configuration d'injection et dans une configuration d'éjection ; les figures 4 et 5 sont des vues détaillées des moyens de projection du flux annexe illustré respectivement selon les figures 2 et 3 ; les figures 6 et 7, des schémas d'une section arrière d'une nacelle sur lesquels sont illustrées les perturbations, respectivement selon ce mode de réalisation de l'invention et selon l'art antérieur ; les figures 8 et 9, des schémas d'une section arrière d'une nacelle sur lesquels sont illustrées les perturbations et lignes de courant du flux principal et du flux extérieur, respectivement selon ce mode de réalisation de l'invention et selon l'art antérieur.

Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. Comme représenté sur la figure 1, une nacelle 1 présente une forme sensiblement tubulaire selon un axe longitudinal X. La nacelle comprend une section avant ou amont 20 avec une lèvre d'entrée 21 d'air formant une entrée d'air 22, une 15 section médiane 30 entourant une soufflante 101 d'un turboréacteur 100 et une section arrière ou aval 2. La section aval 2 comprend une structure interne fixe 5 (IFS) entourant la partie amont du turboréacteur 100, et une structure externe fixe (OFS) 6. L'IFS 5 et l'OFS 6 délimitent une veine secondaire 3 permettant le passage d'un flux d'air principal 4 pénétrant la nacelle 1 de l'invention au niveau de l'entrée 20 d'air 22. La nacelle 1 comporte donc des parois délimitant un espace, telle que l'entrée d'air 3 ou la veine secondaire 10, dans lequel le flux d'air principal 4 pénètre, circule et est éjecté. La nacelle 1 de l'invention se termine par une tuyère d'éjection 23 25 comprenant un module externe 24 et un module interne 25. Les modules interne 25 et externe 24 définissent un canal d'écoulement d'un flux d'air chaud 26 sortant du turboréacteur 100. Comme représenté sur les figures 2 et 3, la nacelle 1 selon un mode de réalisation de l'invention comprend un dispositif 7 de modulation de la section 30 transversale S dudit espace, le dispositif 7 de modulation étant est porté par la structure externe 6 et comporte des moyens de projection 8 d'un flux annexe 9. En effet, les moyens de projections sont ici situés dans une épaisseur de la structure externe 6 de la nacelle, entre une paroi intérieure du côté de la veine secondaire 3 et une paroi extérieure du côté extérieure de la nacelle 1.

Chacun des moyens de projection 8 sont, dans ce mode de réalisation situés sur le pourtour de la nacelle 1 et répartis ensemble de façon homogène le long de ce pourtour. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de projection 8 comprennent un conduit 11 formé par une fente circonférentielle continue dans la structure externe 6 de la nacelle 1, dans laquelle des buses 10 sont espacées de manière sensiblement régulière. Cette configuration a pour objectif d'obtenir une déformation de couche limite quasi axisymétrique afin d'éviter les distorsions dans le flux secondaire 3 du moteur.

Une autre variante peut être de répartir les moyens de projection 8 circonférentiellement, le plus resserré possible, en tenant compte des contraintes structurales de la nacelle 1. Les moyens de projection 8 comprennent au moins une buse 10 pour engendrer un premier écoulement 91 de gaz, et au moins un conduit 11 débouchant transversalement de part et d'autre de la structure externe 6 pour communiquer entre l'extérieur de la nacelle 1 et la veine secondaire 3 de la section arrière 2 pour conduire un deuxième écoulement 92 d'air entraîné par effet d'éjecteur par l'écoulement 91. Par exemple une buse 10 peut être associée à un conduit 11 qui lui est propre ou bien le conduit 11 peut être formé par une fente circonférentielle ou une pluralité de fentes s'étendant sur une section de la circonférence de la nacelle. La buse 10 est située sensiblement dans le conduit 11 de sorte que le flux annexe 9 projeté est formé par les premier 91 et deuxième 92 écoulements. Ladite buse 10 située dans le conduit 11 ne faisant pas saillie dans la veine secondaire, elle ne constitue pas un obstacle au flux principal 4.

Par ailleurs, dans une telle configuration, la projection du flux formant le premier écoulement 91 permet de créer un phénomène d'entrainement de l'air dans le conduit 11 formant ainsi le deuxième écoulement 92. Dans le mode de réalisation tel qu'illustré, les moyens de projection 8 présentent deux configurations : une configuration d'injection dans laquelle la buse 10 est agencée pour diriger le premier écoulement 91 vers la veine secondaire 3 de la nacelle 1; et une configuration d'éjection dans laquelle la buse 10 est agencée pour diriger le premier écoulement 91 de gaz vers l'extérieur de la nacelle 1. Dans la configuration d'injection, le dispositif 7 permet, grâce aux 35 moyens de projection 8, de diriger le flux annexe 9 dans la veine secondaire 3 de sorte à moduler la section transversale S efficace. En effet, le dispositif 7 de modulation de la nacelle 1 permet, dans cette configuration d'injection, d'engendrer de manière ponctuelle et réversible une distorsion D1 de la couche limite formée par le contact entre le gaz du flux annexe 9 et l'air du flux principal 4. Cela permet ainsi de faire varier et d'optimiser la section transversale S efficace de la veine secondaire 3 en fonction de la phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef, lorsque l'écoulement du flux principal 4 est dirigé de l'amont vers l'aval de la nacelle. La configuration d'éjection, est utilisée quant à elle en cas d'inversion du sens de l'écoulement du flux principale 4 dans la veine secondaire, c'est-à-dire lorsque l'écoulement est dirigé de l'aval vers l'amont de la nacelle. Une telle inversion du sens de l'écoulement du flux principal 4 peut être mise en oeuvre par exemple par la variation de l'orientation des pales de la soufflante 101. Dans cette configuration d'éjection, le flux annexe 9 formé par ledit premier écoulement 91 et par le deuxième écoulement 92 d'air provenant du flux principal 4 alors localement entrainé dans le conduit 11 par le premier écoulement 91. En d'autres termes, la buse 10 des moyens de projection 8 permet de d'entrainer le flux du deuxième écoulement 92 de la veine secondaire 3 vers l'extérieur où il est éjecté. La configuration d'éjection est ainsi complémentaire de la configuration d'injection puisque les fonctions associées dans chacune des ces configurations interviennent dans des modes de fonctionnement distincts du turboréacteur correspondant à des phases de vol distinctes, l'un dans le sens d'un écoulement du flux principal 4 de l'amont vers l'aval de la nacelle 1, en phase de vol, l'autre dans le sens inverse pour assurer une inversion de la poussée, c'est-à-dire de l'aval vers l'amont de la nacelle 1, notamment en phase d'atterrissage. Un avantage lié à un tel dispositif 7 de modulation est qu'une telle nacelle 1 s'affranchit de deux dispositifs distincts pour chacune des configurations. Une telle nacelle permet donc un gain de masse pour un encombrement réduit. En référence aux figures 4 et 5, chacune des buses 10 comprend ici un boisseau 110. Chaque boisseau 110 présente un corps 111 sensiblement cylindrique comprenant deux extrémités 112, 113 opposées, chacune de ces extrémités formant 30 une sortie de projection : l'une 112, dirigée globalement vers la veine secondaire 3 formant une sortie d'injection 112 et l'autre 113, opposée à la sortie d'injection 112, dirigée globalement vers l'extérieur, formant une sortie d'éjection 113. Ces deux sorties d'injection 112 et d'éjection 113 permettent de s'affranchir d'une rotation d'au moins 180° de la buse 10 et ainsi réduire les dimensions du conduit 11 de sorte que sa 35 section peut être inférieure à une longueur du boisseau 110. Par ailleurs, en s'affranchissant d'un tel pivotement de la buse 10 dans le conduit 11, le risque d'obstruction dudit conduit 11 par la buse 10 elle-même est également réduit. Le corps 111 du boisseau 110, de forme allongée orientée sensiblement dans le sens d'allongement du conduit 11 et en particulier cylindrique, est ici relié à une base 114 solidaire d'une paroi intérieure 115 du conduit 11 sensiblement rectiligne. Par ailleurs, le boisseau 110 est alimenté en gaz par une conduite d'alimentation 116 en gaz traversant longitudinalement la base 114 dudit boisseau 110 et reliée à une conduite 117 sensiblement torique et s'étendant sur tout le pourtour de la nacelle 1 dans la structure externe 6.

Cette conduite 117 torique est quant à elle alimentée en air prélevé sur le flux primaire du turboréacteur 100. Le gaz du premier écoulement 91 est donc de l'air sous pression de sorte qu'il n'est nécessaire de prévoir des réservoirs spécifiques de gaz qui seraient susceptibles d'alourdir la structure de la nacelle 1. En particulier ici le prélèvement (non représenté) du flux primaire est 15 situé au niveau d'un compresseur haute pression du turboréacteur 100. Chacun des boisseaux 110 peut être mobile et orientable. Plus précisément, chaque boisseau 110 peut être relié à sa base 114 par une liaison pivot permettant audit boisseau 110 de pivoter autour d'un axe tangent au pourtour sensiblement circulaire de la structure externe 6 de la nacelle 1, soit encore autour 20 d'un axe perpendiculaire à l'axe transversal Y de ladite nacelle 1. Dans ce cas, le corps 111 cylindrique du boisseau 110 peut être orientable entre -45 et +45° par rapport à l'axe transversal Y de la nacelle 1. Du fait des deux sorties d'injection 112 et d'éjection 113 opposées, une telle plage de pivotement est suffisante et permet de réduire les dimensions du conduit 11 de sorte 25 que sa section peut être inférieure à une longueur du boisseau 110. Par ailleurs, de préférence alternativement, le conduit 11 peut être orientable. Ceci permet notamment de moduler le flux annexe 9 tout en conservant une buse 10 de forme allongée aérodynamique qui reste fixe par rapport audit conduit 11 et placée dans le sens d'allongement du conduit 11 malgré ce changement 30 d'orientation. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas où le conduit 11 est formé par une fente circonférentielle continue dans la structure externe 6 de la nacelle 1, dans laquelle les buses 10 sont formées par des boisseaux 110 solidaires et fixes par rapport au conduit 11 et réparties de façon homogènes. A l'intérieur du corps 111 cylindrique du boisseau 110 est logée une 35 vanne 118 permettant de commander l'ouverture et/ou la fermeture des deux sorties d'injection 112 et d'éjection 113. Le flux projeté formant ainsi le premier écoulement 91 dont la direction dépend de la configuration d'injection ou d'éjection choisie. La vanne 118 permet également de commander et faire varier la puissance du jet du premier écoulement 91. La ou les vannes 118 peuvent être 5 contrôlées par des capteurs, notamment des capteurs reliés au turboréacteur 100, en particulier au FADEC (« Full Authority Digital Engine Control »). De façon similaire, la rotation du ou des boisseau(x) peut être quant à elle contrôlée par des capteurs, notamment des capteurs reliés au turboréacteur 100, en particulier au FADEC. La mise en rotation pourra être effectuée par moteur 10 électrique muni d'une vis à billes ou d'un vérin hydraulique approprié. Par ailleurs, le conduit 11 débouche transversalement de part et d'autre de la paroi de la structure externe 6 pour communiquer entre : - l'extérieur de la nacelle 1 via une extrémité externe 11A du conduit 11 ; et - la veine secondaire 3 via une extrémité interne 11B du conduit 11. 15 Chacune des extrémités externe 11A et interne 11B du conduit 11 est ouverte respectivement vers l'extérieur et vers la veine secondaire 3 de la nacelle 1. Dans la configuration d'injection il est avantageux que des parois du conduit 11 qui le délimitent présentent une forme telle qu'elles évitent tout décollement du deuxième écoulement 92 lors de son passage dans ledit conduit 11. Le deuxième écoulement 92 20 subit une déviation importante qui l'amène globalement d'une direction parallèle à celle d'une surface extérieure de la structure externe 6 de la nacelle 1, c'est-à-dire d'une direction sensiblement longitudinale, à la direction du jet projeté du flux annexe 9 lors de son injection dans la veine secondaire 3. L'entrée du conduit 11 pourra également de manière avantageuse être 25 constituée par une entrée d'air enterrée par exemple de type NACA, c'est-à-dire normalisé par le Comité consultatif national pour l'aéronautique (NACA) afin de canaliser l'écoulement très soigneusement en entrée du conduit 11, une entrée d'air de type « LOUVER» formant une écope en forme de « V » inversé. Par ailleurs une section de passage de le deuxième écoulement 92 sera avantageusement conçue pour 30 diminuer le long du conduit 11 quand le deuxième écoulement se dirige de l'extérieur de la nacelle à la veine secondaire 3, c'est-à-dire encore de son extrémité externe 11A vers son extrémité interne 11B (non illustré sur les figures). Une telle caractéristique est particulièrement avantageuse en cas de pluralité de conduits 11 séparés. Dans le mode de réalisation illustré, l'extrémité externe 11A présente au 35 niveau de sa jonction avec une surface extérieure de la structure externe 6 un bord présentant une paroi convexe, tel qu'un arrondi. Par ailleurs, le conduit 11 présente une certaine inclinaison par rapport à l'axe transversal Y de la nacelle de sorte que son extrémité externe 11A du côté extérieur de la structure externe 6 est située longitudinalement plus en amont que son extrémité interne 11B débouchant dans la veine annulaire 3. Une telle inclinaison permet en outre de réduire la tramée de frottement dans la veine annulaire dans la configuration d'injection. La configuration d'éjection est utilisée de manière moins fréquente et de façon plus éphémère que la configuration d'injection puisque cette configuration est celle d'une inversion de poussée. Ceci justifie que les caractéristiques relatives à la configuration d'injection soient favorisées.

Toutefois, l'inclinaison du conduit 11 est choisie de sorte à ne pas dégrader de façon importante la fonction des moyens de projection 8 en configuration d'éjection. De façon avantageuse, où cette inclinaison représente un bon compromis, cette inclinaison ou pente est choisie de sorte à ce que les moyens de projections, notamment le conduit 11 forme un angle compris entre -45° et +45° par rapport à l'axe transversal Y de la nacelle 1, et de préférence encore compris entre -25° et +25°. Dans ce mode de réalisation le conduit forme un angle de -22,5° par rapport à l'axe transversal Y de la nacelle 1. En configuration d'injection, le prélèvement d'une partie du flux d'air extérieur au niveau de la structure externe 6 de la nacelle 1 permet de récupérer une partie de la pression dynamique externe. De cette manière le deuxième écoulement 92 aspiré et entrainé par le premier écoulement 91 engendré par la buse 10 est à une pression beaucoup plus élevée que s'il avait été récupéré en aval du flux primaire, ce qui limite le besoin en pression pour le premier écoulement 91 engendré par la buse 10.

Comme cela est visible sur la figure 2, dans la position d'injection le dispositif de modulation 7 de la nacelle 1 engendre de manière contrôlée une distorsion D1 de la couche limite formée par le contact entre l'air du flux annexe 9 et l'air du flux principal 4. L'épaisseur de cette distorsion D1 de la couche limite engendre une réduction de la section S de sortie ressentie par le flux principal 4 appelée section efficace. Les avantages de la configuration d'éjection sont illustrés en particulier sur les figures 6, 7, 8 et 9. Les figures 6 et 7 illustrent des schémas d'une section arrière 2 d'une nacelle 1 sur lesquels sont illustrées les perturbations P, respectivement selon ce mode de réalisation de l'invention et selon l'art antérieur, le dispositif de modulation 7 étant dans illustré dans une configuration d'éjection. Cela permet notamment d'illustrer les avantages du dispositif de modulation 7 dans cette dite configuration d'éjection par rapport à l'art antérieur. Sur ces figures le sens du flux principal 4 est représenté par une flèche, c'est-à-dire que le flux principal 4 circule dans la veine secondaire 3 de la nacelle 1 de l'aval vers l'amont. L'écoulement du flux principal 4 contourne une extrémité aval, ou bord de fuite 61, de la paroi de la structure externe 6 de la nacelle 1. Dans cette configuration d'éjection, le premier écoulement 91 d'air engendré par la buse 10 et dirigé vers l'extérieur de la nacelle 1 permet de créer un flux annexe 9 formé par ledit premier écoulement 91 et par le deuxième écoulement 92 d'air. Le deuxième écoulement d'air 92 provient du flux principal 4 en étant entrainé dans le conduit 11 par le premier écoulement 91. Dans cette position d'éjection, les moyens de projection 8 du dispositif de modulation 7 permettent de créer une distorsion D2 de la couche limite formée par le contact entre l'air du flux annexe 9 et l'air du flux extérieur. L'épaisseur de cette distorsion D2 de la couche limite engendre alors un décollement de l'écoulement au niveau la paroi extérieure de la structure externe 6 de la nacelle 1. Les perturbations P concentrées au niveau du bord de fuite 61 sont également réduites et la section efficace dans la veine secondaire 3 est augmentée ce qui permet d'améliorer en conséquence une aspiration de l'air dans ladite veine secondaire 3. Ces deux avantages sont plus particulièrement illustrés sur les figures 8 et 9 qui illustrent des schémas de section arrière 2 de la nacelle 1, de la même façon que les figures 6 et 7 mais sur lesquelles sont illustrées, en outre, les lignes de courant du flux principal 4 et du flux extérieur, respectivement selon ce mode de réalisation de l'invention (figure 8) et selon l'art antérieur (figure 9). Par ailleurs, les moyens de projection 8 sont situés à une distance : suffisamment proche du bord de fuite 61 pour limiter l'énergie du flux annexe 9 nécessaire au décollement de la couche limite en configuration d'injection et réduire au mieux les perturbations P sur le bord de fuite 61 en configuration d'éjection, mais également : suffisamment éloignée de ce bord de fuite 61 pour que ces moyens de projection 8 puissent assurer leur fonction de modulation de la section transversale dans la configuration d'injection.

Pour ce faire, les moyens de projection 8 sont situés à une distance inférieure à 0,5m du bord de fuite 61 de la paroi de la structure externe 6, de préférence à une distance comprise entre 0,1 et 0,25 m. Lors de l'utilisation du dispositif de modulation 7, et en phase de vol, un procédé de modulation de la section transversale S de la nacelle 1, est tel que lorsque l'écoulement du flux principal 4 est en jet direct, dirigé de l'amont vers l'aval, le premier écoulement 91 de gaz engendré par la buse 10 est dirigé vers la veine secondaire 3 de sorte que le flux annexe 9 est injecté dans le flux principal 4. La sortie d'injection 112 est alors mise en oeuvre par la vanne 118.

Lors d'une phase d'atterrissage, lorsque le pas des pales de la soufflante est inversé, l'écoulement du flux principal 4 est alors inversé dirigé de l'aval vers l'amont, le premier écoulement 91 de gaz engendré par la buse 10 est dirigé vers l'extérieur de sorte que le flux annexe 9 est éjecté à l'extérieur de la nacelle. Durant cette étape, la sortie d'éjection 113 du boisseau 110 et opposée à la sortie d'injection 112, est alors mise en oeuvre par la vanne 118. Ainsi, lors de l'atterrissage de l'aéronef, la capacité de freinage de celui-ci est améliorée en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée engendrée par le turboréacteur. Une contre-poussée engendrée par l'orientation des pales de soufflante vient alors s'ajouter au freinage des roues de l'avion.

Par ailleurs, lors de la phase de vol et en configuration d'injection, la buse 10 est agencée pour que son orientation varie en fonction de la vitesse relative du flux principale. Plus précisément, et de façon avantageuse, plus la vitesse relative du flux principal 4 augmente et plus ladite buse 10 est orientée dans le sens des lignes de courant dans la veine secondaire 3 (voir figure 8).

Inversement, plus la vitesse plus la vitesse relative du flux principal 4 est faible et plus ladite buse 10 est orientée perpendiculairement aux lignes de courant dans la veine secondaire 3. Une telle commande de l'orientation des buses 10 est de préférence prédéfinie par des moyens de commande de sorte à faciliter le pilotage de l'aéronef 30 par le pilote. Pour cela les moyens de commande sont généralement reliées au FADEC et aux capteurs éventuellement prévus pour détecter la position des buses 10. Un autre avantage lié à la configuration d'éjection est particulièrement visible sur la figure 8 en comparaison avec l'art antérieur illustré sur la figure 9. En effet, une telle configuration d'éjection empêche également un phénomène de 35 refoulement (boucle) lorsque les pales de la soufflante sont inversées pour une soufflante à pas variable.

L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple le dispositif de modulation 7 fluidique selon l'invention, 5 c'est-à-dire dont la modulation de la section transversale S et effectuée au moyen d'un flux annexe 9, peut être associé à un dispositif complémentaire mécanique de modulation de la section transversale S. Par ailleurs, mêmes si les configurations d'injection et d'éjection sont complémentaires, elles peuvent être prévues indépendamment l'une de l'autre. On 10 peut effectivement prévoir une configuration d'injection telle que décrite ci avant où, avantageusement, du côté extérieur de la nacelle et au niveau du ou des conduit(s) 11, une écope est prévue pour canaliser une partie du flux extérieur dans le conduit 11. La configuration d'éjection seule peut également être prévue sur une nacelle indépendamment. Dans ce cas une écope ou bavette peut être prévue sur la structure 15 externe 6 au niveau du ou des conduit(s) 11. Dans les deux cas, ces deux configurations répondent à une problématique communie liée à la modulation de la section transversale S de la nacelle. En outre, la buse 10, et en particulier le boisseau 110, peut présenter une unique sortie d'éjection et d'injection. Dans ce cas, la buse 10, et plus 20 particulièrement le corps cylindrique du boisseau 110, est orientable entre -45° et +225° (soit 45°+180°) par rapport à l'axe transversal Y de la nacelle 1 c'est-à-dire, en d'autres termes, entre -135° et + 135° par rapport à l'axe longitudinale X de la nacelle 1. Toutefois un tel mode de réalisation présente une réactivité plus longue du fait du pivotement plus importante nécessaire à la buse 10 et un volume plus important du 25 conduit 11 qui doit alors présenter des dimensions suffisantes pour ne pas gêner ce pivotement. Par ailleurs, les moyens de projection 8 peuvent comporter soit un conduit 11 par buse 10 associée, soit comporter un conduit 11 unique ou un nombre plus faible de conduits 11 par rapport au nombre de buses 10. Dans ce cas le conduit 30 peut être formé par une ou plusieurs fente(s) ou tranchée(s) annulaire(s) s'étendant sur tout ou partie du pourtour de la nacelle 1 et dont ses bords amont et aval qui la délimitent longitudinalement seraient reliés par exemple par des pièces structurelles, comme des raidisseurs tels que des nervures de liaison ou comme une grille, placées entre cesdits bords amont et aval.

Toutefois, la configuration dans laquelle les moyens de projection comportent un conduit 11 par buse 10 associée permet de limiter les discontinuités dans la veine secondaire 3 à l'intérieure de laquelle circule le flux principal 4.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Nacelle (1) pour un turboréacteur (100) d'aéronef double flux présentant un axe longitudinal (X) et une section arrière (2) comportant une veine secondaire (3) annulaire formant un espace de circulation d'un flux d'air secondaire (4) délimitée par au moins une paroi de structure interne fixe (5) et une paroi de structure externe (6), ladite nacelle comprenant au moins un dispositif (7) de modulation de la section transversale (S) dudit espace comportant des moyens de projection (8) d'un flux annexe (9), la nacelle (1) étant caractérisée en ce que les moyens de projection (8) comprennent : au moins une buse (10) pour engendrer un premier écoulement (91) de gaz ; et au moins un conduit (11) débouchant transversalement de part et d'autre de la structure externe (6) pour communiquer entre l'extérieur de la nacelle (1) et la veine secondaire (3) de la section arrière (2) pour conduire un deuxième écoulement (92) d'air, la buse (10) étant située sensiblement dans le conduit (11) de sorte que le flux annexe (9) projeté est formé par les premier (91) et deuxième (92) écoulement, et : les moyens de projection (8) présentant une configuration d'injection dans laquelle la buse (10) est agencée pour diriger le premier écoulement (91) vers la veine secondaire (3) et/ou les moyens de projection (8) présentant une configuration d'éjection dans laquelle la buse (10) est agencée pour diriger le premier écoulement (91) de gaz vers l'extérieur de la nacelle (1).
2. 2. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la buse (10) est orientable.
3. 3. Nacelle (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de projection (8) sont orientables entre -45 et +45° par rapport à un axe transversal (Y) de la nacelle (1).
4. 4. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la buse (10) comporte un boisseau mobile, électromagnétique 30 ou à bascule mécanique ou hydraulique.
5. 5. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le gaz du premier écoulement (91) est de l'air prélevé sur le flux primaire.
6. 6. Nacelle (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le 35 prélèvement du flux primaire est situé au niveau d'un compresseur haute pression du turboréacteur (100).
7. 7. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conduit (11) est formé par une fente circonférentielle traversée par des éléments structuraux.
8. 8. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisée en ce que les moyens de projection (8) sont situés à une distance (d) inférieure à 0,5m d'une extrémité aval (61) de la structure externe (6), de préférence à une distance (d) comprise entre 0,1 et 0,25 m.
9. 9. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que qu'elle comprend, en plus du dispositif (7) de modulation 10 comprenant des moyens de projection (8) du flux annexe (9), un dispositif complémentaire mécanique de modulation de la section transversale (S).
10. 10. Procédé de mise en oeuvre d'une nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : lorsque l'écoulement du flux principal (4) est en jet direct dirigé de l'amont 15 vers l'aval, le premier écoulement (91) de gaz engendré par la buse (10) est dirigé vers la veine secondaire (3) de sorte que le flux annexe (9) est injecté dans le flux principal (4) ; et/ou lorsque l'écoulement du flux principal (4) est en jet inversé dirigé de l'aval vers l'amont, le premier écoulement (91) de gaz engendré par la buse (10) est dirigé 20 vers l'extérieur de la nacelle (1) de sorte que le flux annexe (9) est éjecté vers l'extérieur.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que plus la vitesse relative du flux principal (4) augmente et plus la buse (10) est orientée vers l'avant pour s'opposer plus efficacement à l'entraînement de l'écoulement 4. 25