FR3067004A1

FR3067004A1 - Systeme de propulsion d'un aeronef comportant une nacelle avec un systeme d'ouverture ameliore

Info

Publication number: FR3067004A1
Application number: FR1754741A
Authority: FR
Inventors: Frederic RIDRAY; Lionel Czapla; Frederic Piard
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: FR3067004B1; US20180346138A1

Abstract

L'invention concerne un système de propulsion (150) comprenant un mât (152), une turbomachine (202) avec un noyau (204) et une nacelle (154). La nacelle (154) comporte deux capots intérieurs (256a-b) et deux capots extérieurs (258a-b) autour des capots intérieurs (256a-b), où chaque capot extérieur (258a-b) est monté articulé par l'intermédiaire de charnières et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot extérieur (258a-b) est resserré autour du noyau (204) et une position ouverte dans laquelle le capot extérieur (258a-b) est écarté du noyau (204). En outre, chaque capot intérieur (256a-b) est monté articulé sur le mât (152) par l'intermédiaire de charnières fixes (257a-b) et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot intérieur (256a-b) est resserré autour du noyau (204) et une position ouverte dans laquelle le capot intérieur (256a-b) est écarté du noyau (204). La mise en place de charnières entre le mât et chaque capot intérieur permet de dissocier la rotation du capot intérieur de la rotation du capot extérieur associé.

Description

SYSTEME DE PROPULSION D’UN AERONEF COMPORTANT UNE NACELLE AVEC UN SYSTEME D’OUVERTURE AMELIORE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un système de propulsion d’un aéronef comportant une nacelle pour une turbomachine qui comporte un système d’ouverture amélioré. La présente invention concerne également un aéronef comportant au moins un tel système de propulsion.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

La Fig. 6 est une vue de l’arrière d’un système de propulsion 600 de l’état de la technique pour un aéronef. L’aéronef comporte un fuselage de part et d’autre duquel est fixée une aile 602. Le système de propulsion 600 comprend un mât 604, une turbomachine 606 présentant un noyau 608 et une nacelle 610.

Le mât 604 est fixé sous l’aile 602 et il porte le noyau 608 et la nacelle 610.

Afin d’assurer la maintenance de la turbomachine 606, la nacelle 610 présente des capots qui sont mobiles entre une position fermée dans laquelle les capots sont resserrés autour du noyau 608 et une position ouverte dans laquelle les capots sont écartés autour du noyau 608.

En particulier, la nacelle 610 présente deux capots intérieurs 612a-b (également appelés IFS pour « Internai Fixed Structure » en terminologie Anglo-Saxonne) et deux capots extérieurs 614a-b (également appelés OS pour « Outer Structure» en terminologie Anglo-Saxonne).

Chaque capot 612a-b, 614a-b prend globalement la forme d’un demi-cylindre et la nacelle 610 présente, de part et d’autre d’un plan milieu sensiblement vertical et passant par l’axe central du noyau 608, un capot intérieur 612a-b et un capot extérieur 614a-b associé.

En position fermée, les deux capots intérieurs 612a-b sont jointifs et forment globalement un cylindre qui entoure le noyau 608 et constitue la partie interne d’une veine secondaire et les deux capots extérieurs 614a-b sont jointifs et forment globalement un cylindre qui entoure les capots intérieurs 612a-b et constitue la partie externe de la veine secondaire.

Chaque capot extérieur 614a-b est monté articulé sur le mât 604 par l’intermédiaire de charnières dont les axes sont globalement parallèles à l’axe longitudinal de la turbomachine 606. Chaque capot intérieur 612a-b est fixé au capot extérieur 614a-b associé et la fixation est assurée par des éléments structurels inférieurs 616a-b et des éléments structurels supérieurs 618a-b. Ainsi, pour chaque capot extérieur 614a-b, le capot intérieur 612a-b associé est fixé au capot extérieur 614a-b en partie basse par un élément structurel inférieur 616a-b et en partie haute par un élément structurel supérieur 618a-b.

L’ouverture des capots intérieurs 612a-b est limitée par l’ouverture des capots extérieurs 614a-b dont l’ouverture est elle-même limitée par la proximité de l’aile 602.

L’ouverture limitée des capots intérieurs 612a-b ne facilite donc pas le travail de maintenance.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un objet de la présente invention est de proposer un système de propulsion qui comporte une nacelle équipée d’un système d’ouverture amélioré qui permet d’augmenter l’ouverture des capots intérieurs et ainsi faciliter le travail de maintenance.

A cet effet, est proposé un système de propulsion pour un aéronef et comprenant :

- un mât,

- une turbomachine avec un noyau fixé au mât, et

- une nacelle dans laquelle est logée la turbomachine et qui comporte :

- deux capots intérieurs agencés autour du noyau, et

- deux capots extérieurs agencés autour des capots intérieurs, chaque capot extérieur comportant une partie amont et une partie aval qui s’étend à l’arrière de la partie amont et qui est mobile en translation par rapport à la partie amont entre une position avancée dans laquelle la partie aval est rapprochée de la partie amont et une position reculée dans laquelle la partie aval est éloignée de la partie amont pour dégager une fenêtre, les capots extérieurs étant mobiles entre une position fermée dans laquelle les capots extérieurs sont resserrés autour du noyau et une position ouverte dans laquelle les capots extérieurs sont écartés du noyau, chaque partie amont présentant une demi-couronne,

- des volets inverseurs où chacun est monté articulé sur une partie aval et mobile entre une position escamotée dans laquelle le volet inverseur obture la fenêtre et une position déployée dans laquelle le volet inverseur n’obture pas la fenêtre,

- pour chaque volet inverseur, un bras monté articulé par une de ses extrémités audit volet et par son autre extrémité à une demi-couronne, chaque capot intérieur étant monté articulé sur le mât par l’intermédiaire d’au moins une charnière intérieure et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot intérieur est resserré autour du noyau et une position ouverte dans laquelle le capot intérieur est écarté du noyau.

Une telle implémentation des capots intérieurs permet d’augmenter l’ouverture de ces capots intérieurs indépendamment de l’ouverture limitée des capots extérieurs et facilite ainsi la maintenance et le démontage moteur et ceci malgré la présence de volets inverseurs.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque capot extérieur est monté articulé sur le mât par l’intermédiaire de charnières extérieures.

Selon un autre mode de réalisation particulier, la turbomachine comprend un carter de soufflante, et chaque capot extérieur est monté articulé sur le carter de soufflante par l’intermédiaire de charnières extérieures.

Avantageusement, le noyau comporte sur sa périphérie une première rainure délimitée par un flanc amont et un flanc aval, chaque capot intérieur présente une nervure qui s’étend radialement à l’intérieur dudit capot intérieur et qui loge dans la première rainure en position fermée, le noyau comporte sur sa périphérie une deuxième rainure délimitée par un flanc amont et un flanc aval, chaque demicouronne présente une nervure qui s’étend radialement sur une face amont de ladite demi-couronne et qui loge dans la deuxième rainure en position fermée, le flanc aval de la deuxième rainure est séparé du flanc amont de la première rainure par un logement dans lequel se positionne la demi-couronne en position fermée.

L’invention propose également un aéronef comportant une aile à laquelle est fixé un système de propulsion selon l'une des variantes précédentes.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

la Fig. 1 est une vue de côté d’un aéronef selon l’invention, la Fig. 2 est une vue de côté et en coupe par un plan médian d’un système de propulsion selon l’invention dans une position avancée, la Fig. 3 est une vue similaire à celle de la Fig. 2 dans une position reculée, la Fig. 4 est une vue de l’arrière du système de propulsion selon l’invention dans une position ouverte, la Fig. 5 est un agrandissement du détail V de la Fig. 2, et la Fig. 6 est une vue de l’arrière d’un système de propulsion de l’état de la technique.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION

Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un aéronef en position d’avancement, c'est-à-dire comme il est représenté sur la Fig. 1.

La Fig. 1 montre un aéronef 100 qui comporte un fuselage 102 et une aile 104 de chaque côté du fuselage 102. Sous chaque aile 104, l’aéronef 100 présente un système de propulsion 150 qui comporte un mât 152, une turbomachine et une nacelle 154. Le mât 152 est fixé sous la structure de l’aile 104. La nacelle 154 est également fixée au mât 152 et la turbomachine est logée à l’intérieur de la nacelle 154.

Dans la description qui suit et par convention, on appelle X l'axe longitudinal de l’aéronef 100 orienté positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 100, on appelle Y la direction transversale qui est horizontale lorsque l’aéronef est au sol et Z la direction verticale ou hauteur verticale lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. L’axe longitudinal de la nacelle 154 et de la turbomachine est parallèle à l’axe longitudinal X.

La Fig. 2 montre le système de propulsion 150 avec la turbomachine 202 et la nacelle 154 dans une position avancée et la Fig. 3 montre le système de propulsion 150 avec la nacelle 154 dans une position reculée.

A l’intérieur de la nacelle 154 est logée la turbomachine 202 qui comporte un noyau 204 qui est fixé au mât 152 par l’intermédiaire d’une attache moteur avant et d’une attache moteur arrière. La turbomachine 202 comprend également un carter de soufflante 206 dans lequel est logée une soufflante 208 à l’arrière de laquelle s’étend une veine secondaire 210 dans laquelle circule un flux secondaire 212 provenant de l’entrée d’air à travers la soufflante 208.

Comme pour la nacelle de l’état de la technique, la nacelle 154 selon l’invention présente deux capots intérieurs 256a-b (également appelés IFS pour « Internai Fix Structure » en terminologie Anglo-Saxonne) et deux capots extérieurs 258a-b (également appelés OS pour « Outer Structure » en terminologie Anglo-Saxonne).

La veine secondaire 210 est délimitée à l’arrière de la soufflante 208 entre les capots intérieurs 256a-b et les capots extérieurs 258a-b.

Chaque capot extérieur 258a-b comporte une partie amont 259a-b qui est fixe en vol et une partie aval 257a-b qui s’étend à l’arrière de la partie amont 259a-b et qui, lors de la phase de freinage, est mobile en translation par rapport à la partie amont 259a-b globalement parallèlement à l’axe longitudinal de la nacelle 154.

Les parties aval 257a-b sont mobiles entre une position avancée (Fig. 2) et une position reculée (Fig. 3) et inversement. En position avancée, chaque partie aval 257ab est positionnée le plus en avant possible de manière à être rapprochée de la partie amont 259a-b correspondante afin de former une continuité aérodynamique. En position reculée, chaque partie aval 257a-b est positionnée le plus en arrière possible de manière à être éloignée de la partie amont 259a-b correspondante pour dégager une fenêtre 216 entre la veine secondaire 210 et l’extérieur.

La nacelle 154 comporte un système d’actionnement assurant le déplacement en translation des parties aval 257a-b de la position avancée à la position reculée et inversement. Le système d’actionnement comprend par exemple un ou des moteurs ou un ou des vérins, où chacun est commandé par une unité de contrôle, par exemple du type processeur, qui commande les déplacements dans un sens ou dans l’autre selon les besoins de l’aéronef 100.

En position reculée, la fenêtre 216 est délimitée en amont par rapport à l’axe longitudinal X par les parties amont 259a-b et en aval par rapport à l’axe longitudinal X par les parties aval 257a-b.

Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, les parties aval 257a-b portent des grilles (cascades en terminologie Anglo-Saxonne) 218 et en position reculée, les grilles 218 se trouvent en regard de la fenêtre 216.

La nacelle 154 comporte également des volets inverseurs 214 où chacun est monté articulé sur une partie aval 257a-b. Chaque volet inverseur 214 est mobile entre une position escamotée (Fig. 2) et une position déployée (Fig. 3) et inversement.

En position escamotée, chaque volet inverseur 214 obture la fenêtre 216 et n’est pas en travers de la veine secondaire 210. En position déployée, chaque volet inverseur 214 n’obture pas la fenêtre 216 et est orienté vers le noyau 204 en travers de la veine secondaire 210 permettant le passage du flux secondaire 212 de la veine secondaire 210 vers l’extérieur.

Chaque capot intérieur 256a-b et extérieur 258a-b prend globalement la forme d’un demi-cylindre et la nacelle 154 présente, de part et d’autre d’un plan milieu sensiblement vertical et passant par l’axe central du noyau 204, un capot intérieur 256a-b et un capot extérieur 258a-b associé. Ainsi, les capots intérieurs 256a-b sont agencés autour du noyau 204 et les capots extérieurs 258a-b sont agencés autour des capots intérieurs 256a-b.

Chaque capot intérieur 256a-b et extérieur 258a-b est articulé entre une position ouverte et une position fermée. La Fig. 4 montre la nacelle 154 avec les capots en position ouverte qui est une position utilisée en particulier dans le cadre de la maintenance du système de propulsion 150. La position fermée constitue la position normale d’utilisation du système de propulsion 150. Pour des raisons de lisibilité sur la Fig. 4, l’un des capots intérieur 256b a été découpé.

En position fermée, les deux capots intérieurs 256a-b sont jointifs et forment globalement un cylindre qui entoure et s’appuie sur le noyau 204 et constitue la partie interne de la veine secondaire 210 et les deux capots extérieurs 258a-b forment globalement un cylindre qui entoure les capots intérieurs 256a-b et constitue la partie externe de la veine secondaire 210.

Chaque capot extérieur 258a-b est monté articulé sur une structure fixe par l’intermédiaire de charnières extérieures et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot extérieur 258a-b est resserré autour du capot intérieur 256a-b associé et donc du noyau 204 et une position ouverte dans laquelle le capot extérieur 258a-b est écarté du noyau 204.

Selon un premier mode de réalisation, la structure fixe est le mât 152 et chaque capot extérieur 258a-b est alors monté articulé sur le mât 152, en particulier dans le cas où le mât 152 présente une attache avant sur le carter de soufflante 206.

Selon un deuxième mode de réalisation, la structure fixe est le carter de soufflante 206 directement ou indirectement à travers une structure portée par le carter de soufflante 206 et chaque capot extérieur 258a-b est monté articulé sur le carter de soufflante 206, en particulier dans le cas où le mât 152 présente une attache avant sur le noyau 204.

Chaque capot intérieur 256a-b est monté articulé sur le mât 152 par l’intermédiaire d’au moins une charnière intérieure 220a-b et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot intérieur 256a-b est resserré autour du noyau 204 et une position ouverte dans laquelle le capot intérieur 256a-b est écarté du noyau 204.

Les charnières extérieures qui sont associées aux capots extérieurs 258a-b sont distinctes des charnières intérieures 220a-b qui sont associées aux capots intérieurs 256a-b.

La mise en place de charnières intérieures 220a-b entre le mât 152 et chaque capot intérieur 256a-b permet de dissocier la rotation du capot intérieur 256a-b de la rotation du capot extérieur 258a-b associé et donc de pouvoir augmenter l’ouverture des capots intérieurs 256a-b sans augmenter l’ouverture des capots extérieurs 258a-b.

La Fig. 5 montre un agrandissement de la zone d’accrochage sur le noyau 204.

Chaque partie amont 259a-b présente également une demi-couronne 222a-b qui est globalement concentrique avec la partie amont 259a-b et qui, comme les capots intérieurs 256a-b, sont jointifs en position fermée et forment globalement une couronne qui entoure et s’appuie sur le noyau 204.

Pour chaque volet inverseur 214, la nacelle 154 présente un bras 224 qui est monté articulé par une de ses extrémités audit volet 214 et par son autre extrémité à une demi-couronne 222a-b.

Ainsi, lors du passage de la position avancée à la position reculée, le déplacement en translation d’un volet inverseur 214 du fait du déplacement translation des parties aval 257a-b et le maintien en position des demi-couronnes 222a-b entraînent un pivotement de chaque bras 224 et donc du volet inverseur 214 qui y est fixé dans le sens permettant d’atteindre la position déployée. A l’inverse, le passage de la position reculée à la position avancée, permet au volet inverseur 214 d’atteindre la position escamotée.

L’agencement des bras 224 sur les demi-couronnes 222a-b distinctes des capots intérieurs 256a-b permet les ouvertures en deux temps des capots intérieurs 256a-b et des capots extérieurs 258a-b, en effet, si les bras 224 étaient fixés aux capots intérieurs

256a-b, ces ouvertures dissociées ne seraient pas possibles.

Pour verrouiller les capots intérieurs 256a-b l’un avec l’autre en position fermée, il est prévu au moins un verrou qui verrouille les bords des deux capots intérieurs

256a-b l’un avec l’autre. En particulier, un verrou est disposé en regard de chaque charnière intérieure 220a-b ou peut être décalé en fonction du besoin mécanique.

De la même manière, pour verrouiller les capots extérieurs 258a-b l’un avec l’autre en position fermée, il est prévu au moins un verrou qui verrouille les bords des deux capots extérieurs 258a-b l’un avec l’autre.

Pour assurer la tenue structurelle en zone 6heure de la nacelle 154 en position fermée, le système de propulsion 150 présente un élément structural 260, qui prend globalement la forme d’un mât aérodynamique, qui est fixé en partie basse du noyau 204 au niveau du plan milieu et qui pointe vers le bas. A l’intérieur de l’élément structural 260 passent les différents systèmes moteur et de drainage.

En position fermée, les capots intérieurs 256a-b viennent s’arrimer de manière étanche autour de l’élément structural 260 et l’élément structural 260 s’étend de part et d’autre des capots intérieurs 256a-b.

De la même manière, les capots extérieurs 258a-b viennent s’arrimer de manière étanche à l’extrémité de l’élément structural 260.

L’arrimage des capots extérieurs 258a-b et des capots intérieurs 256a-b à l’élément structural 260 s’effectue par tous moyens de fixation appropriés comme des verrous.

La Fig. 5 montre plus particulièrement un mode de liaison entre le noyau 204 et les capots intérieurs 256a-b, d’une part, et les demi-couronnes 222a-b, d’autre part.

Le noyau 204 comporte sur sa périphérie, une première rainure 502 délimitée par un flanc amont 504a et un flanc aval 504b et chaque capot intérieur 256a-b présente une nervure 506 qui s’étend radialement à l’intérieur dudit capot intérieur 256a-b et qui loge dans la première rainure 502 en position fermée.

Le noyau 204 comporte sur sa périphérie, une deuxième rainure 512 délimitée par un flanc amont 514a et un flanc aval 514b et chaque demi-couronne 222a-b présente une nervure 516 qui s’étend radialement sur une face amont de ladite demicouronne 222a-b et qui loge dans la deuxième rainure 512 en position fermée.

La première rainure 502 est en aval de la deuxième rainure 512 et le flanc aval

514b de la deuxième rainure 512 est séparé du flanc amont 504a de la première rainure 502 par un logement 520 dans lequel se positionne la demi-couronne 222a-b en position fermée pour venir en appui contre le noyau 204.

Claims

REVENDICATIONS

1) Système de propulsion (150) pour un aéronef (100) et comprenant :

- un mât (152),

- une turbomachine (202) avec un noyau (204) fixé au mât (152), et

- une nacelle (154) dans laquelle est logée la turbomachine (202) et qui comporte :

- deux capots intérieurs (256a-b) agencés autour du noyau (204), et

- deux capots extérieurs (258a-b) agencés autour des capots intérieurs (256a-b), chaque capot extérieur (258a-b) comportant une partie amont (259a-b) et une partie aval (257a-b) qui s’étend à l’arrière de la partie amont (259a-b) et qui est mobile en translation par rapport à la partie amont (259a-b) entre une position avancée dans laquelle la partie aval (257a-b) est rapprochée de la partie amont (259a-b) et une position reculée dans laquelle la partie aval (257a-b) est éloignée de la partie amont (259a-b) pour dégager une fenêtre (216), les capots extérieurs (258a-b) étant mobiles entre une position fermée dans laquelle les capots extérieurs (258a-b) sont resserrés autour du noyau (204) et une position ouverte dans laquelle les capots extérieurs (258a-b) sont écartés du noyau (204), chaque partie amont (259a-b) présentant une demi-couronne (222a-b),

- des volets inverseurs (214) où chacun est monté articulé sur une partie aval (257a-b) et mobile entre une position escamotée dans laquelle le volet inverseur (214) obture la fenêtre (216) et une position déployée dans laquelle le volet inverseur (214) n’obture pas la fenêtre (216),

- pour chaque volet inverseur (214), un bras (224) monté articulé par une de ses extrémités audit volet (214) et par son autre extrémité à une demi-couronne (222ab), chaque capot intérieur (256a-b) étant monté articulé sur le mât (152) par l’intermédiaire d’au moins une charnière intérieure (257a-b) et est mobile entre une position fermée dans laquelle le capot intérieur (256a-b) est resserré autour du noyau (204) et une position ouverte dans laquelle le capot intérieur (256a-b) est écarté du noyau (204).
2) Système de propulsion (150) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque capot extérieur (258a-b) est monté articulé sur le mât (152) par l’intermédiaire de charnières extérieures.

ίο
3) Système de propulsion (150) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbomachine (202) comprend un carter de soufflante (206), et en ce que chaque capot extérieur (258a-b) est monté articulé sur le carter de soufflante (206) par l’intermédiaire de charnières extérieures.

5
4) Système de propulsion (150) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le noyau (204) comporte sur sa périphérie une première rainure (502) délimitée par un flanc amont (504a) et un flanc aval (504b), en ce que chaque capot intérieur (256a) présente une nervure (506) qui s’étend radialement à l’intérieur dudit capot intérieur (256a) et qui loge dans la première rainure (502) en position fermée, en 10 ce que le noyau (204) comporte sur sa périphérie une deuxième rainure (512) délimitée par un flanc amont (514a) et un flanc aval (514b), en ce que chaque demicouronne (222a-b) présente une nervure (516) qui s’étend radialement sur une face amont de ladite demi-couronne (222a-b) et qui loge dans la deuxième rainure (512) en position fermée, en ce que le flanc aval (514b) de la deuxième rainure (512) est séparé 15 du flanc amont (504a) de la première rainure (502) par un logement (520) dans lequel se positionne la demi-couronne (222a-b) en position fermée.
5) Aéronef (100) comportant une aile (104) à laquelle est fixé un système de propulsion (150) selon l'une des revendications précédentes.