FR3064028A1 - Groupe propulseur d'aeronef comportant une soufflante conjointement entrainee par deux moteurs - Google Patents

Groupe propulseur d'aeronef comportant une soufflante conjointement entrainee par deux moteurs Download PDF

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Jean-Michel ROGERO
Julien Guillemaut
Mathieu Belleville
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Airbus Operations SAS
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Airbus Operations SAS
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Abstract

L'invention porte sur un groupe propulseur d'aéronef comportant une soufflante (3). Il comporte un premier moteur (41) et un deuxième moteur (42) non coaxiaux et un dispositif de transmission d'énergie mécanique configuré pour permettre la mise en rotation de la soufflante (3) conjointement par le premier moteur (41) et le deuxième moteur (42). Cela permet la réalisation d'un groupe propulseur d'aéronef dont la soufflante peut être positionnée de sorte à ingérer la couche limite formée à la surface d'un élément de l'aéronef équipé du groupe propulseur, tout en permettant des modes opératoires dans le cas de certaines défaillances, et une certification pour un usage commercial d'un aéronef équipé d'un tel groupe propulseur, également objet de l'invention.

Description

© N° de publication : 3 064 028 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52059 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE
©) Int Cl8 : F 02 C 3/073 (2017.01), B 64 D 29/04
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 14.03.17. ©) Demandeur(s) : AIRBUS OPERATIONS Société par
©) Priorité : actions simplifiée — FR.
(72) Inventeur(s) : ABELE ANTOINE, ROGERO JEAN-
MICHEL, GUILLEMAUT JULIEN et BELLEVILLE
(43) Date de mise à la disposition du public de la MATHIEU.
demande : 21.09.18 Bulletin 18/38.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ©) Titulaire(s) : AIRBUS OPERATIONS Société par
apparentés : actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : ©) Mandataire(s) : SANTARELLI.
FR 3 064 028 - A1
GROUPE PROPULSEUR D'AERONEF COMPORTANT UNE SOUFFLANTE CONJOINTEMENT ENTRAINEE
PAR DEUX MOTEURS.
L'invention porte sur un groupe propulseur d'aéronef comportant une soufflante (3). II comporte un premier moteur (41 ) et un deuxième moteur (42) non coaxiaux et un dispositif de transmission d'énergie mécanique configuré pour permettre la mise en rotation de la soufflante (3) conjointement par le premier moteur (41 ) et le deuxième moteur (42).
Cela permet la réalisation d'un groupe propulseur d'aéronef dont la soufflante peut être positionnée de sorte à ingérer la couche limite formée à la surface d'un élément de l'aéronef équipé du groupe propulseur, tout en permettant des modes opératoires dans le cas de certaines défaillances, et une certification pour un usage commercial d'un aéronef équipé d'un tel groupe propulseur, également objet de l'invention.
Figure FR3064028A1_D0001
Figure FR3064028A1_D0002
Figure FR3064028A1_D0003
L’invention porte sur le domaine de l’architecture des groupes propulseurs d’aéronef.
Les aéronefs commerciaux actuellement exploités présentent une architecture générale commune avec un fuselage, une voilure comportant deux ailes, et un empennage arrière (et/ou le cas échéant canard). De tels aéronefs comportent un ou plusieurs groupes propulseurs, qui sont communément des turboréacteurs. Les groupes propulseurs peuvent être implantés selon diverses configurations. Ils peuvent par exemple être suspendus sous la voilure par des mâts de support, ou fixés à l’arrière du fuselage par des mâts ou au niveau de l’empennage.
Lors de leur déplacement dans l’air, les surfaces externes de l’aéronef influent sur l’écoulement de l’air. En particulier, lors du déplacement d’un profil aérodynamique dans l’air une couche limite se crée à la surface dudit profil aérodynamique. Cette couche limite correspond à la zone dans laquelle la vitesse d’écoulement du flux d’air est ralentie par la surface dudit profil (ou autre corps) du fait de la viscosité de l’air.
En général, les groupes propulseurs d’aéronef sont configurés de sorte à ne pas aspirer la couche limite créée sur une surface de l’aéronef. Ainsi, les groupes propulseurs sont communément montés de sorte que leur entrée d’air est située dans un flux d’air libre, qui n’est pas ou que peu perturbé par la surface de l’aéronef. Généralement, les groupes propulseurs sont disposés sous la voilure, ou à distance du fuselage pour un montage en partie arrière de l’aéronef.
Néanmoins, l’ingestion par le groupe propulseur de la couche limite présente un certain avantage, au moins en théorie, comparativement aux groupes propulseurs montés dans un flux d’air libre. En effet, lorsqu’un turboréacteur est monté dans un flux d’air libre, l’énergie cinétique en excès dans le jet est perdue. Lorsque le propulseur est immergé au cœur du flux plus lent de la couche limite, il y a moins d’d’énergie cinétique en excès, et il faut comparativement moins d’énergie pour obtenir une poussée égale. De plus, le groupe propulseur renvoie de l’énergie dans le sillage, ce qui réduit la traînée.
L’amélioration de l’efficacité de la propulsion des aéronefs est un enjeu majeur actuellement, afin de réduire leur consommation spécifique (c’est dire la consommation de carburant rapportée à la masse de l’aéronef).
L’ingestion de la couche limite par un groupe propulseur (désignée généralement par l’acronyme anglophone BLI pour « Boundary Layer Ingestion ») est envisagée selon diverses configurations.
Certaines configurations permettent l’ingestion de la couche limite sur une partie seulement de la surface d’entrée d’air du groupe propulseur (par exemple sur 180°). Ces configurations correspondent à un groupe propulseur monté affleurant à la surface sur laquelle s’écoule le flux d’air. Néanmoins de telles architectures soumettent les aubes du groupe propulseur à de fortes distorsions.
Une configuration envisagée dite à fuselage propulsif, dans laquelle un turboréacteur est implanté en partie arrière du fuselage et comporte une soufflante qui ceinture ledit fuselage permet une ingestion de la couche limite sur 360° de l’entrée d’air du groupe propulseur. L’ingestion de la couche limite sur 360° permet de maximiser l’ingestion de la couche limite et provoque moins de distorsion au niveau des aubes de la soufflante du turboréacteur.
Néanmoins, une telle architecture, comportant un seul groupe propulseur à soufflante ceinturant le fuselage, présente l’inconvénient de ne pouvoir être homologué pour des vols commerciaux du fait du risque de défaillance d’un propulseur unique.
L’invention vise ainsi à proposer un groupe propulseur d’aéronef permettant l’adoption d’une architecture d’aéronef résolvant au moins l’un des inconvénients précédemment énoncés.
Ainsi, l’invention porte sur un groupe propulseur d’aéronef comportant une soufflante, un premier moteur et un deuxième moteur non coaxiaux et un dispositif de transmission d’énergie mécanique entre :
- un premier arbre de sortie du premier moteur et un dispositif d’entraînement de la soufflante d’une part, et
- un deuxième arbre de sortie du deuxième moteur et le dispositif d’entraînement de la soufflante d’autre part. Le dispositif de transmission est configuré pour permettre la mise en rotation de la soufflante conjointement par le premier moteur et le deuxième moteur.
Le groupe propulseur proposé dans l’invention permet de positionner les moteurs dans un flux d’air non perturbé tandis que la soufflante est disposée de sorte à ingérer la couche limite formée à la surface d’un élément de l’aéronef équipé du groupe propulseur. La soufflante peut notamment être configurée pour ingérer la couche limite formée à la surface d’un fuselage d’aéronef. L’ingestion de la couche limite sur 360° de la soufflante permet d’en améliorer la consommation spécifique de carburant, sans que la soufflante ne subisse un haut niveau de distorsions. La présence de deux moteurs actionnant conjointement la soufflante permet d’envisager des modes opératoires dans le cas de certaines défaillances, et la certification de l’aéronef pour un usage commercial.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de transmission comprend un premier arbre de transmission lié au premier l’arbre de sortie du premier moteur, et un deuxième arbre de transmission lié au deuxième l’arbre de sortie du deuxième moteur. Le dispositif d’entraînement de la soufflante comporte alors une première entrée à laquelle est lié le premier arbre de transmission, une deuxième entrée à laquelle est lié le deuxième arbre de transmission, et une sortie à laquelle est liée la soufflante.
Le dispositif de transmission peut comporter un réducteur.
Le dispositif de transmission peut comporter des moyens d’accouplement ou de désaccouplement entre les arbres de sortie des moteurs et la soufflante. Les moyens d’accouplement ou de désaccouplement entre les arbres de sortie des moteurs et la soufflante peuvent comporter un système d’accouplement ou de désaccouplement sur chacun des premier arbre de transmission et deuxième arbre de transmission.
Chacun des premier et deuxième moteurs peut être équipé d’une hélice de secours, et d’un dispositif d’entraînement débrayable entre le moteur et son hélice de secours respective. En alternative, les premier et deuxième moteurs comportent une turbine pouvant générer de la poussée par postcombustion.
L’invention porte également sur un aéronef comportant un fuselage oblong et comportant un groupe propulseur tel que précédemment décrit dans lequel la soufflante est fixée à une partie arrière du fuselage, sensiblement centrée sur un axe principal dudit fuselage, et le premier moteur et le deuxième moteur sont disposés de part et d’autre du fuselage.
Dans un tel aéronef, le premier moteur et le deuxième moteur peuvent par exemple être respectivement fixés à une extrémité d’un empennage horizontal ou en V. En alternative, le premier moteur et le deuxième moteur peuvent être fixés à une nacelle de la soufflante.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 représente selon un schéma de principe de la partie l’arrière d’un aéronef vue de dessus un premier exemple d’un groupe propulseur d’aéronef et son environnement immédiat, en tant qu’illustration de l’invention ;
- la figure 2 représente, selon un schéma de principe analogue à celui de la figure 1, le groupe propulseur d’aéronef de la figure 1 équipé de dispositifs connexes à l’invention;
- la figure 3 représente selon un schéma de principe analogue à celui des figures 1 et 2 un mode opératoire du groupe propulseur d’aéronef de la figure 2 en cas de défaillance de sa soufflante ;
- la figure 4 représente selon un schéma de principe analogue à celui des figures 1 à 3 un mode opératoire du groupe propulseur d’aéronef de la figure 2 en cas de défaillance d’un moteur ;
- la figure 5 représente selon un schéma de principe analogue à celui des figures 1 à 4 un deuxième exemple d’un groupe propulseur conforme à un mode de réalisation de l’invention et son environnement immédiat ;
- la figure 6 représente selon un schéma de principe analogue à celui des figures 1 à 5 un troisième exemple d’un groupe propulseur conforme à un mode de réalisation de l’invention et son environnement immédiat ;
- la figure 7 illustre selon une vue schématique en coupe le mode de réalisation de la figure 6 ;
- la figure 8 représente selon un schéma de principe analogue à celui des figures 1 à 6 un quatrième exemple d’un groupe propulseur conforme à un mode de réalisation de l’invention et son environnement immédiat ;
- La figure 9 représente selon un schéma de principe analogue à celui de la figure 8 une variante du mode de réalisation de la figure 8.
La figure 1 représente la partie arrière d’un aéronef comportant un fuselage 1 oblong, conformément à l’architecture employée actuellement pour les aéronefs commerciaux.
A l’arrière du fuselage 1, l’aéronef comporte un empennage 2, qui est en l’occurrence un empennage horizontal aussi appelé stabilisateur. L’empennage 2 horizontal ici représenté est un empennage à flèche inversée. Il comporte une première surface d’empennage 21 et une deuxième surface d’empennage 22.
L’aéronef est doté, au niveau de sa partie arrière ici représentée, d’un groupe propulseur comportant une soufflante 3. La soufflante est de préférence centrée ou sensiblement centrée sur l’axe principal A du fuselage 1, ou dans le plan médian vertical du fuselage passant par l’axe principal A. La soufflante 3 peut constituer la partie extrême arrière du fuselage ou ceinturer le fuselage 1. La soufflante est incluse, dans le mode de réalisation représenté, dans une nacelle 31.
Le groupe propulseur comporte deux moteurs, à savoir un premier moteur 41 et un deuxième moteur 42. Chaque moteur 41,42 est installé à distance de l’axe principal A. Les moteurs sont à tout le moins non-coaxiaux, et sont par exemple disposés de part et d’autre du fuselage 1. En particulier, dans tous les modes de réalisation représentés, chaque moteur est installé à une distance de l’axe principal (A) du fuselage (1) supérieure au rayon de la soufflante (3). Cela permet d’éviter les interactions aérodynamiques entre la soufflante et les moteurs.
Dans l’exemple de la figure 1, le premier moteur 41 est installé à l’extrémité de la première surface d’empennage 21, et le deuxième moteur 42 est installé à l’extrémité de la deuxième surface d’empennage 22. Chaque moteur 41,42 peut être une turbomachine.
Chaque moteur est doté d’un arbre de sortie. Ainsi le premier moteur 41 est doté d’un premier arbre de sortie 43 et le deuxième moteur est doté d’un deuxième arbre de sortie 44.
Un dispositif de transmission est interposé entre les arbres de sortie 43, 44, et une entrée mécanique de la soufflante 3. La rotation des arbres de sortie 43, 44, entraîne la soufflante 3 en rotation. Dans l’exemple représenté, le dispositif de transmission comporte :
- un boîtier de renvoi 51 ;
- un premier arbre de transmission 52 disposé entre le premier arbre de sortie 43 du premier moteur 41 et le boîtier de renvoi 51 ;
- un deuxième arbre de transmission 53 disposé entre le deuxième arbre de sortie 43 du deuxième moteur 42 et le boîtier de renvoi 51 ;
- un arbre d’entraînement 54 de la soufflante 3.
La liaison entre le premier arbre de sortie 43 et le premier arbre de transmission 52 est avantageusement réalisé via un joint par exemple homocinétique ou comportant une démultiplication de vitesse, ou un cardan. Identiquement, la liaison entre le deuxième arbre de sortie 44 et le deuxième arbre de transmission 53 est avantageusement réalisée via un joint similaire.
Le dispositif de transmission permet la mise en rotation de la soufflante 3 conjointement par le premier moteur 41 et le deuxième moteur 42.
Le boîtier de renvoi peut comporter simplement deux pignons coniques d’entrée entraînant un troisième pignon conique de sortie. Le boîtier de renvoi peut comporter un différentiel afin d’autoriser, au moins transitoirement, une différence de régime entre les deux moteurs 41,42.
Dans tous les cas, le boîtier de renvoi, et plus généralement le dispositif de transmission, peut former réducteur, afin de réduire la vitesse et d’augmenter le couple entre les moteurs 41,42 et la soufflante 3.
La figure 2 présente un aspect du mode de réalisation de la figure 1, équipé de dispositifs permettant notamment de palier à une défaillance d’un des moteurs 41,42, ou de la soufflante 3. Le dispositif comporte ainsi des moyens d’accouplement ou de désaccouplement entre les arbres de sortie des moteurs 41,42 et la soufflante 3. En particulier, le premier arbre de transmission 52 est doté d’un premier système d’accouplement ou de désaccouplement 55. Le deuxième arbre de transmission 53 est doté d’un deuxième système d’accouplement ou de désaccouplement 56.
Chaque système d’accouplement ou de désaccouplement 55, 56 peut mettre en œuvre un dispositif de type connu, tel qu’un embrayage ou un accouplement par crabotage.
En outre, le premier moteur 41 est équipé d’une première hélice de secours 61 et le deuxième moteur 42 est équipé d’une deuxième hélice de secours 62. Les hélices de secours 61, 62 sont avantageusement du type repliable. Lorsqu’elles ne sont pas entraînées en rotation, elles sont repliées afin d’en limiter la traînée aérodynamique. Elles peuvent en outre être intégrées aux carénages des moteurs 41,42, de sorte que leur impact sur la traînée aérodynamique est nul ou quasiment nul.
La première hélice de secours 61 est liée au premier moteur 41 par un premier dispositif d’entraînement débrayable. La deuxième hélice de secours 62 est liée au deuxième moteur 42 par un deuxième dispositif d’entraînement débrayable. Les dispositifs d’entraînement débrayables permettent de mettre en prise ou non le moteur avec l’hélice correspondante. Un réducteur peut être interposé entre le moteur et l’hélice de secours correspondante. Néanmoins, en l’absence de réducteur, une hélice légère de petit diamètre, adaptée à tourner à haute vitesse peut être employée pour cette fonction de secours, pour laquelle le rendement est peu important.
Le mode de réalisation représenté à la figure 2 permet de répondre à divers types de défaillance du groupe propulseur en permettant à l’aéronef de poursuivre son vol dans un mode de fonctionnement dégradé.
La figure 3 illustre le mode de fonctionnement que peut adopter le groupe propulseur en cas de défaillance de la soufflante 3. Une défaillance de la soufflante 3 inclut par exemple une rupture de pâle. Ainsi, lorsque la soufflante ne peut plus assurer la propulsion de l’aéronef, les systèmes d’accouplement ou de désaccouplement 55, 56 sont tous les deux ouverts, c’est-à-dire mis dans une configuration de désaccouplement, de sorte que la soufflante 3 n’est plus entraînée par les moteurs 41, 42. Les premier et deuxième dispositifs d’entraînement débrayables sont actionnés de sorte que le premier moteur 41 entraîne la première hélice de secours 61 en rotation, et le deuxième moteur 42 entraîne la deuxième hélice de secours 62 en rotation.
Le désaccouplement des systèmes d’accouplement ou de désaccouplement 55, 56 et l’accouplement des dispositifs d’entraînement débrayables peut être réalisé de manière très rapide, en quelques secondes, par exemple de l’ordre de trois secondes, de sorte que l’aéronef peut poursuivre son vol propulsé par les hélices de secours. Dans ce mode opératoire, le rendement du groupe propulseur, et le cas échéant ses performances, sont moindres que lorsque la soufflante 3 est mise en rotation par les deux moteurs 41,42, mais l’aéronef peut poursuivre son vol de manière sûre.
La figure 4 illustre le mode de fonctionnement que peut adopter le groupe propulseur en cas de défaillance d’un des moteurs. Dans l’exemple ici représenté, le deuxième moteur 42 présente une panne l’empêchant de fonctionner. Le deuxième système d’accouplement ou de désaccouplement 56 est alors ouvert, c’est-à-dire mis dans une configuration de désaccouplement, tandis que le premier système d’accouplement ou de désaccouplement 55 reste fermé, c’est-à-dire dans une configuration d’accouplement. Ainsi, seul le premier moteur 41 actionne la soufflante 3, tandis que le deuxième moteur 42 qui est en panne est arrêté ne prélève pas de couple sur le dispositif de transmission du groupe propulseur.
Le point de fonctionnement du premier moteur 41 est adapté pour permettre la poursuite du vol de l’aéronef, et son atterrissage. La possibilité ainsi offerte à l’aéronef de voler avec un seul moteur opérationnel est un élément important pour sa certification pour des vols commerciaux.
Les figures 5 à 9 illustrent des modes de réalisation alternatifs de l’invention. Chacun de ces modes permet la propulsion de l’aéronef selon un mode nominal dans lequel le premier moteur 41 et le deuxième moteur 42 entraînent la soufflante 3 en rotation, et selon les modes dégradés décrits cidessus en regard des figures 3 et 4.
Bien que des systèmes d’accouplement ou de désaccouplement 55, 56 ne sont pas représentés aux figures 5 à 9 qui visent à présenter de manière générale des alternatives architecturales, de tels systèmes peuvent être présents afin de permettre la mise en œuvre des modes dégradés.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 5, le stabilisateur (empennage 2 horizontal) est fixé à la nacelle 31 de la soufflante 3. En particulier, l’empennage 2 horizontal est composé d’une première surface d’empennage 21 et d’une deuxième surface d’empennage 22, situées de part et d’autre de la nacelle 31 de la soufflante 3.
Ce mode de réalisation présente l’avantage de supprimer les interactions aérodynamiques entre l’empennage horizontal 2 et la soufflante 2. II nécessite cependant une adaptation structurelle importante de la partie arrière de l’aéronef qui en est doté. Tout comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, chacun des premier et deuxième moteurs 41,42 est porté par une surface de l’empennage 2 horizontal. Dans cette configuration, la soufflante peut être entraînée par une couronne externe, ce qui simplifie la mise en rotation de la soufflante et permet l’adoption aisée de la réduction (rapport de transmission) souhaitée.
Le mode de réalisation de la figure 5 peut en alternative être adopté pour un empennage 2 en V, chacun des premier et deuxième moteurs 41,42 étant dans ce cas porté par une surface de l’empennage en V, chacune desdites surfaces étant liée à une extrémité à la nacelle 31.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, le premier moteur 41 et le deuxième moteur 42 sont liés directement à la nacelle 31 de la soufflante 3. Les moteurs 41,42 étant positionnés dans une zone à l’arrière de la nacelle 31, ils présentent des hélices de secours 61, 62, afin qu’elles n’interfèrent pas mécaniquement avec la nacelle 31.
Selon cette configuration, la transmission mécanique entre les moteurs 41, 42 et la soufflante 3 peut être réalisée à l’intérieur d’aubages fixes en sortie de la nacelle 31. En effet, la nacelle 31 est avantageusement dotée, dans tous les modes de réalisation, d’aubages fixes permettant de guider le flux d’air en sortie du carénage. Ces aubages fixes sont communément appelés « OGV » selon l’acronyme anglophone pour « Outlet Guide Vane ».
La figure 7 représente le dispositif de la figure 6 selon une vue en coupe selon le plan de couple CC représenté à la figure 6. Le premier arbre de transmission 52 est intégré dans un premier aubage fixe 32 de la nacelle 31 ; le deuxième arbre de transmission 53 est intégré dans un deuxième aubage fixe 33 de la nacelle 31.
Dans l’exemple ici représenté, le premier aubage fixe 32 et le deuxième aubage fixe 33 de la nacelle 31 s’étendent horizontalement, respectivement « à neuf heures » et « à trois heures » dans la nacelle 31 (en prenant un cadran d’horloge comme référence pour décrire la position et la direction d’extension des aubages fixes).
Les aubages fixes structurels 34 permettent la reprise des efforts induits par les moteurs vers une structure principale de l’aéronef. Ces efforts sont notamment liés à la rotation des moteurs et aux variations de leur vitesse de rotation, à la mise en rotation des arbres de transmission 52, 53, et le cas échéant à la rotation et la traction générée par les hélices de secours 61, 62. Les aubages structurels 34 sont, dans l’exemple ici représenté, au nombre de quatre et positionnés « à deux heures », « à quatre heures », « à 8 heures » et « à dix heures ». Les aubages structurels 34 sont liés deux à deux par une portion structurelle 35 de la nacelle 31.
La figure 8 et la figure 9 présentent respectivement un mode de réalisation et une variante de ce mode de réalisation dans lequel la soufflante 3 est positionnée en avant des moteurs 41,42 qui sont portés par un empennage 2 horizontal. L’empennage 2 peut alternativement être un empennage en V. Du fait de sa position, l’empennage 2 peut présenter une flèche importante.
Les configurations des figures 8 et 9 présentent l’avantage que la soufflante ne subit pas les turbulences liées au sillage de l’empennage 2.
La différence entre le mode de réalisation de la figure 8 et la variante de la figure 9 réside dans le fait que les hélices de la variante de la figure 9 sont propulsives. Elles sont installées à l’arrière des moteurs 41,42. Un avantage de l’emploi d’hélices propulsives est qu’il n’est pas nécessaire de prévoir un arbre de sortie double pour les moteurs. Un tel arbre qui doit traverser l’ensemble du moteur (notamment le compresseur lorsque le moteur est une turbomachine) entraîne une complexité supplémentaire du moteur.
L’invention est décrite précédemment selon certains exemples de modes de réalisation non limitatifs, dont certaines caractéristiques sont interchangeables selon le résultat souhaité. Par exemple, des hélices de secours propulsives peuvent être employées pour le mode de réalisation de la figure 1 et pour celui de la figure 5. Des hélices de secours tractives peuvent être employées pour une variante du mode de réalisation de la figure 6 dans lequel les moteurs seraient implantés en avant de la nacelle.
Dans tous les modes de réalisation précédemment décrits comportant des hélices de secours, lorsque les moteurs comportent des turbines, les hélices peuvent être remplacées pour assurer la fonction de propulsion de secours ou auxiliaire par un système de postcombustion.
Dans les modes de réalisation décrits précédemment dans lesquels les moteurs sont portés par un empennage, l’empennage peut être horizontal ou en V. Dans les modes de réalisation dans lesquels les moteurs sont portés par un empennage, qu’il soit horizontal ou en V, les moteurs peuvent être montés en bout d’empennage comme dans les exemples représentés, ou dans une position intermédiaire (par exemple suffisante pour dégager le moteur du flux d’air aspiré ou refoulé par la soufflante, tout en limitant la longueur de l’arbre de transmission lié audit moteur).
L’emploi d’un différentiel dans le dispositif de transmission permet de compléter ou de supprimer les systèmes d’accouplement ou de désaccouplement des arbres de transmission.
Outre une turbomachine, d’autres technologies de moteur, tel qu’un moteur à combustion interne à piston ou rotatif peuvent être employées.
Bien que décrite dans une variante carénée, la soufflante mise en œuvre peut, dans tous les modes de réalisation de l’invention décrits à l’exception du mode de réalisation des figures 6 et 7, être dépourvue de carénage (c’est-à-dire du type généralement désigné par l’expression anglophone « open rotor », pouvant se traduire par « rotor ouvert »).
L’invention ainsi développée dans l’invention permet la réalisation d’un groupe propulseur d’aéronef dont la soufflante peut être positionnée de sorte à ingérer sur 360° la couche limite formée à la surface d’un élément de l’aéronef équipé du groupe propulseur, par exemple à la surface d’un fuselage oblong d’aéronef.
Cela permet, avec l’adoption d’une soufflante de grand diamètre, de limiter la consommation spécifique de l’aéronef équipé du groupe propulseur, comparativement à l’emploi de deux groupes propulseurs dans un flux d’air libre. L’emploi de deux moteurs actionnant conjointement, ou le cas échéant individuellement, la soufflante permet d’envisager des modes opératoires dans le cas de certaines défaillances, et la certification de l’aéronef pour un usage commercial.
Les avantages précités peuvent en outre être obtenus avec une augmentation de masse relativement faible comparativement à une configuration classique employant deux turboréacteurs. En effet, comme précédemment détaillé les hélices de secours peuvent être petites et légères. Le dispositif de transmission peut comporter un unique réducteur au lieu d’un réducteur par moteur. La grande distance pouvant être adoptée entre les moteurs du groupe propulseur permet en outre de s’affranchir de protéger chaque groupe propulseur en cas de défaillance de l’autre groupe propulseur pouvant entraîner des projections externes au moteur (selon un mode de défaillance généralement désigné par l’acronyme anglophone UERF pour «
Uncontained Engine Failure >>). Une telle protection est généralement réalisée, lorsque les groupes propulseurs sont proches et/ou ne sont pas séparés l’un de l’autre par un élément formant écran, par un blindage qui peut avoir une masse importante. Les deux soufflantes généralement employées sont remplacées par une unique soufflante, mais de dimension supérieure afin de conserver le même rapport de pression à travers ladite soufflante.
L’emploi des hélices (ou le cas échéant de postcombustion) est envisageable dans les phases de montées à incidence maximale, ce qui permet corolairement de limiter la taille (et la masse) de la soufflante. Les hélices on alors le rôle d’hélices auxiliaires, et servent également au besoin d’hélices de secours.
Enfin, selon le mode de réalisation considéré, l’invention peut permettre la réalisation de nouvelles fonctions : l’emploi d’un mécanisme comportant des pignons entre les moteurs et la soufflante permet d’envisager de faire tourner la soufflante à l’envers, par exemple pour certaines manœuvres de l’aéronef au sol. La configuration générale proposée permet d’envisager d’orienter le flux d’air sortant de la soufflante (ou la soufflante elle-même) afin de réaliser une poussée vectorielle.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Groupe propulseur d’aéronef comportant une soufflante (3), caractérisé en ce qu’il comporte un premier moteur (41) et un deuxième moteur (42) non coaxiaux et un dispositif de transmission d’énergie mécanique entre :
    - un premier arbre de sortie (43) du premier moteur (41) et un dispositif d’entraînement de la soufflante (3) d’une part, et
    - un deuxième arbre de sortie (44) du deuxième moteur (42) et le dispositif d’entraînement de la soufflante (3) d’autre part, le dispositif de transmission étant configuré pour permettre la mise en rotation de la soufflante (3) conjointement par le premier moteur (41) et le deuxième moteur (42).
  2. 2. Groupe propulseur d’aéronef selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de transmission comprend :
    - un premier arbre de transmission (52) lié au premier l’arbre de sortie (43) du premier moteur (41), et
    - un deuxième arbre de transmission (53) lié au deuxième l’arbre de sortie (44) du deuxième moteur (42), le dispositif d’entraînement de la soufflante (3) comportant une première entrée à laquelle est lié le premier arbre de transmission (52), une deuxième entrée à laquelle est lié le deuxième arbre de transmission (53), et une sortie à laquelle est liée la soufflante (3).
  3. 3. Groupe propulseur d’aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission comporte un réducteur.
  4. 4. Groupe propulseur d’aéronef selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de transmission comporte des moyens d’accouplement ou de désaccouplement entre les arbres de sortie (43,44) des moteurs (41,42) et la soufflante (3).
  5. 5. Groupe propulseur d’aéronef selon la revendication 2 et la revendication 4, dans lequel les moyens d’accouplement ou de désaccouplement entre les arbres de sortie (43,44) des moteurs (41,42) et la soufflante (3) comportent un système d’accouplement ou de désaccouplement (55,56) sur chacun des premier arbre de transmission (52) et deuxième arbre de transmission (53).
  6. 6. Groupe propulseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des premier et deuxième moteurs (41,42) est équipé d’une hélice de secours (61,62), et d’un dispositif d’entraînement débrayable entre le moteur (41,42) et son hélice de secours (61,62) respective.
  7. 7. Groupe propulseur selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les premier et deuxième moteurs (41,42) comportent une turbine pouvant générer de la poussée par postcombustion.
  8. 8. Aéronef comportant un fuselage (1) oblong et comportant un groupe propulseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :
    la soufflante (3) est fixée à une partie arrière du fuselage (1), sensiblement centrée sur un axe principal (A) dudit fuselage (1), et le premier moteur (41) et le deuxième moteur (42) sont disposés de part et d’autre du fuselage (1).
  9. 9. Aéronef selon la revendication 8, dans lequel le premier moteur (41) et le deuxième moteur (42) sont respectivement fixés à une extrémité d’un empennage (2) horizontal ou en V.
  10. 10. Aéronef selon la revendication 8, dans lequel le premier moteur (41) et le deuxième moteur (42) sont fixés à une nacelle (31) de la soufflante (3).
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