FR3081514A1 - Ensemble propulsif d'aeronef et procede de reduction d'un debit d'air de ventilation dans l'ensemble propulsif d'aeronef - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble propulsif d'aéronef, comportant : - un générateur de gaz comportant une soufflante entourée par un carter (30), et - une nacelle (32) s'étendant autour dudit carter et définissant avec ce carter un compartiment (36) annulaire dans lequel sont logés des équipements, - des moyens d'entrée d'air (38) agencés pour qu'un débit d'air de ventilation pénètre dans ledit compartiment, et - des moyens de sortie d'air (44) agencés pour qu'un débit d'air de ventilation soit évacué dudit compartiment, caractérisé en ce qu'il comporte également : - des moyens de réglage de débit (40) configurés pour maintenir une valeur nominale du débit d'air de ventilation traversant au moins l'un desdits moyens d'entrée d'air et desdits moyens de sortie d'air en fonctionnement nominal, et pour réduire la valeur de ce débit d'air de ventilation lorsqu'un feu est détecté dans ledit compartiment.
Description
ENSEMBLE PROPULSIF D’AERONEF ET PROCEDE DE REDUCTION D’UN DEBIT D’AIR DE VENTILATION DANS L’ENSEMBLE PROPULSIF D’AERONEF
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un ensemble propulsif d’aéronef, ainsi qu’un procédé de réduction d’un débit d’air de ventilation dans un compartiment de l’ensemble propulsif d’aéronef.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De manière classique, un ensemble propulsif comprend une turbomachine entourée d’une nacelle. Une turbomachine, notamment d’aéronef, comprend une soufflante et un générateur de gaz comportant, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz, au moins un compresseur, une chambre de combustion et au moins une turbine. La soufflante est généralement disposée dans un carter de soufflante et un compartiment de soufflante est définit entre la nacelle et le carter de soufflante. La soufflante a pour rôle de générer un flux d’air dont une partie alimente le générateur de gaz et forme un flux primaire, et une autre partie s’écoule entre le générateur de gaz et le carter de soufflante et forme un flux d’air secondaire, qui génère une majeure partie de la poussée de la turbomachine.
Lorsqu’un feu survient dans le compartiment de soufflante et est détecté, un agent extincteur est injecté dans ce compartiment afin d’éteindre le feu. Le volume des réservoirs de l’agent extincteur nécessaire pour éteindre le feu, ainsi que la puissance du feu, dépendent de l’apport en oxygène dans le compartiment de soufflante, et donc du débit d’air de ventilation pénétrant dans ce compartiment.
Sur certaines turbomachines, l’air de ventilation provient, en vol de l’aéronef, d’une écope passive, telle qu’une écope à section de passage fixe constante, située sur une partie haute du compartiment de soufflante, par exemple entre une manche d’entrée d’air de la nacelle et le compartiment de soufflante. En vol de l’aéronef, l’air de ventilation est évacué à travers une grille de sortie à ailettes fixes située sur une partie basse du compartiment de soufflante, par exemple entre le compartiment de soufflante et le carter de soufflante de manière à ce que l’air de ventilation soit évacué dans le flux d’air secondaire.
Cependant, il est nécessaire de dimensionner cette écope pour à la fois délivrer suffisamment d’air de ventilation dans le compartiment de soufflante de sorte à convenablement ventiler et refroidir les équipements agencés dans ledit compartiment, et à la fois limiter l’apport d’air, et donc d’oxygène, en cas de feu au sein de ce compartiment.
L’objectif de la présente invention est ainsi de proposer une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.
EXPOSE DE L’INVENTION
A cet effet, l’invention concerne un ensemble propulsif d’aéronef, comportant :
- un générateur de gaz comportant une soufflante entourée par un carter, et
- une nacelle s’étendant autour dudit carter et définissant avec ce carter un compartiment annulaire dans lequel sont logés des équipements,
- des moyens d’entrée d’air agencés pour qu’un débit d’air de ventilation pénètre dans ledit compartiment, et
- des moyens de sortie d’air agencés pour qu’un débit d’air de ventilation soit évacué dudit compartiment, caractérisé en ce qu’il comporte également :
- des moyens de réglage de débit configurés pour maintenir une valeur nominale du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un desdits moyens d’entrée d’air et desdits moyens de sortie d’air en fonctionnement nominal, et pour réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans ledit compartiment.
Avantageusement, la réduction du débit de ventilation en cas de feu dans le compartiment permet de réduire la masse de l’agent extincteur, ainsi que de son contenant, à provisionner et à embarquer dans l’aéronef. En effet, cela permet de diminuer l’air de ventilation, et donc l’apport en oxygène, dans le compartiment. En outre, cela permet ainsi de limiter la puissance du feu lorsque le moteur est éteint. En particulier, dix minutes peuvent s’écouler entre l’extinction du moteur et l’extinction du feu. Pendant ces dix minutes, le moteur est éteint et l’air entrant dans le moteur n’est plus comprimé. L’alimentation en air de ventilation du compartiment est alors limitée à quelques grammes par seconde de fuites en comparaison à une centaine de grammes par seconde en fonctionnement nominal. La puissance du feu est alors réduite, ce qui permet d’améliorer la robustesse et un gain de masse et de coût lors du dimensionnement du compartiment.
De plus, la réduction du débit de ventilation en cas de feu dans le compartiment permet d’éviter de limiter le dimensionnement de l’écope quant à l’approvisionnement en air de refroidissement des équipements en fonctionnement nominal. En effet, avec un débit d’air de ventilation plus important, le refroidissement des équipements agencés dans le compartiment est optimisé. Par conséquent, les températures maximales de ces équipements en fonctionnement nominal sont abaissées, ce qui permet d’allonger leurs durées de vie et même de les concevoir à partir de matériaux moins résistants à la chaleur, qui sont plus légers et moins coûteux.
Les moyens d’entrée d’air peuvent comporter une canalisation d’entrée d’air. Dans ce cas, les moyens de réglage de débit peuvent être aptes à réduire la section de passage d’entrée d’air de ladite canalisation.
Les moyens de réglage de débit peuvent comprendre une vanne à débit variable. Par exemple, les moyens de réglage de débit peuvent comprendre une vanne papillon.
Les moyens de réglage de débit peuvent comprendre une vanne fusible.
De façon avantageuse les moyens de réglage de débit comportant une vanne fusible sont simplifiés et allégés, puisqu’une vanne fusible ne comporte pas de mécanisme de réouverture des moyens d’entrée d’air.
Selon un mode de réalisation, les moyens de réglage de débit peuvent être adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation lorsque des moyens de commande reliés aux moyens de réglage de débit sont actionnés par un pilote de l’aéronef.
L’ensemble propulsif peut comprendre un capteur de température configuré pour mesurer la température dans le compartiment.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de réglage de débit peuvent être adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation lorsque la température mesurée par le capteur de température est supérieure ou égale à une température donnée.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de réglage de débit peuvent être adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation lorsqu’un système de régulation est actionné, le système de régulation étant configuré pour être actionné lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment. Le système de régulation est également adapté pour actionner des moyens de régulation de débit de carburant.
Avantageusement, le système de régulation permet à la fois l’actionnement des moyens de régulation de débit de carburant et la réduction de la section de passage d’entrée d’air de la canalisation. Ainsi, la réutilisation du système de régulation pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation permet d’éviter d’ajouter un dispositif supplémentaire dans l’ensemble propulsif.
Les moyens de sortie d’air peuvent comporter une grille de sortie d’air à ailettes. Dans ce cas, les moyens de réglage de débit sont aptes à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille de sortie d’air.
Selon un mode de réalisation, les ailettes sont réalisées en matériau thermoplastique. Ainsi, les ailettes sont conformées pour se dilater de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille de sortie d’air.
Alternativement, les ailettes comprennent une couche externe réalisée en un matériau intumescent. Ainsi, les ailettes sont conformées pour gonfler de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille de sortie d’air.
L’invention se rapporte également à un aéronef comportant au moins un ensemble propulsif selon l’invention.
L’invention concerne également un procédé de réduction d’un débit d’air de ventilation d’un compartiment d’un ensemble propulsif d’aéronef, au moyen d’un ensemble propulsif selon l’invention.
Le procédé comprend une étape de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un des moyens d’entrée d’air et des moyens de sortie d’air de façon à réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment.
L’étape de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation peut comprendre une sous-étape consistant à réduire la section de passage d’entrée d’air d’une canalisation d’entrée d’air des moyens d’entrée d’air.
Selon un mode de réalisation, préalablement à la sous-étape de réduction de la section de passage d’entrée d’air, le procédé peut comprendre une étape d’actionnement par un pilote de l’aéronef de moyens de commande reliés aux moyens de réglage de débit.
Préalablement à la sous-étape de réduction de la section de passage d’entrée d’air, le procédé peut comprendre une étape de mesure de la température dans le compartiment et une étape de comparaison de la température mesurée à une température donnée.
Selon un autre mode de réalisation, l’étape de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation peut comprendre une sous-étape consistant à réduire la section de passage d’entrée d’air d’une canalisation d’entrée d’air des moyens d’entrée d’air lorsque la température mesurée est supérieure ou égale à la température donnée.
L’étape de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation peut comprendre une sous-étape consistant à réduire la section des passages de sortie d’air à travers une grille de sortie d’air à ailettes des moyens de sortie d’air.
Les ailettes peuvent être réalisées en matériau thermoplastique. Dans ce cas, la sous-étape de réduction de la section des passages de sortie d’air peut comprendre la dilatation des ailettes de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille de sortie d’air.
Les ailettes peuvent comprendre une couche externe réalisée en un matériau intumescent. Dans ce cas, la sous-étape de réduction de la section des passages de sortie d’air peut comprendre le gonflement de la couche externe des ailettes de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille de sortie d’air.
DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue très schématique en coupe d’un ensemble propulsif d’aéronef selon l’invention,
- les figures 2 à 4 sont des vues très schématiques en coupe d’une partie d’un ensemble propulsif d’aéronef selon des modes de réalisation de l’invention,
- la figure 5 est une vue très schématique de l’ensemble propulsif de la figure 1 selon la coupe A-A,
- les figures 6a et 6b sont des vues très schématiques en coupe de moyens de réglage de débit respectivement en fonctionnement nominal de l’ensemble propulsif et lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment de l’ensemble propulsif selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 7 représente une vue très schématique de dessus de moyens de sortie d’air selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 8 représente un organigramme des étapes du procédé de réduction d’un débit d’air de ventilation d’un compartiment d’un ensemble propulsif selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1 représente un ensemble propulsif d’aéronef 10 comprenant un moteur ou une turbomachine 11, ici une turbomachine, entourée d’une nacelle 32.
La turbomachine 11 peut être un turboréacteur, qui comporte une soufflante 14 et un générateur de gaz 12. La turbomachine 11 peut être à double flux et à double corps, comme représentée sur la figure 1. Le générateur de gaz 12 comporte, d'amont en aval selon la direction d'écoulement des gaz, au moins un compresseur, ici un compresseur basse pression 16 et un compresseur haute pression 18, une chambre de combustion 20 et au moins une turbine, ici une turbine haute pression 22 et une turbine basse pression 24. Le générateur de gaz 12 définit une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz, illustré par la flèche 26.
Le rotor de la turbine haute pression 22 est solidaire du rotor du compresseur haute pression 18 de manière à former un corps haute pression, tandis que le rotor de la turbine basse pression 24 est solidaire du rotor du compresseur basse pression 16 de manière à former un corps basse pression. Le rotor de chaque turbine entraîne en rotation le rotor du compresseur associé autour d'un axe 28 sous l'effet de la poussée des gaz provenant de la chambre de combustion 20.
La nacelle 32 s’étend autour de la turbomachine 11 et définit autour de celle-ci une veine annulaire d’écoulement d’un flux d’air secondaire, illustré par la flèche 34. En particulier, un flux d’air traverse la soufflante 14 et se divise ensuite pour former les flux d’air primaire 26 et secondaire 34 précités.
La soufflante 14 est entourée par un carter 30 de soufflante. La nacelle 32 s’étend autour du carter 30 de soufflante. La nacelle 32 et le carter 30 de soufflante définissent un compartiment 36 annulaire, dit compartiment de soufflante. Le compartiment 36 est situé radialement entre le carter 30 de soufflante et un capot de la nacelle 32 de la turbomachine 11.
Des équipements sont logés dans le compartiment 36. Ces équipements peuvent être des boîtiers d’accessoires suspendus par des brides formées sur le carter 30 de soufflante ou sur la nacelle 32. Par exemple, ces équipements peuvent comprendre un réservoir d’huile, une pompe à huile, une pompe à carburant, un doseur de carburant (FMU, acronyme de « Fuel Monitoring Unit » en anglais), une pompe hydraulique, un ou plusieurs contrôleurs de moteur électronique (EEC, acronyme de l’anglais « Electronic Engine Controller »), un ou plusieurs ventilateurs, un démarreur, une vanne d’air de démarrage (de l’anglais « starter air valve »), un générateur à vitesse constante (IDG, acronyme de l’anglais « Integrated Drive Generator »), un système de filtrage du carburant (MFF, acronyme de « Main Fuel
Filter » en anglais), un générateur électrique à alternateur magnétique (PMA, acronyme de « Permanent Magnet Alternator » en anglais), un système de réchauffage du carburant (SFH, acronyme de « Servo Fuel Heater » en anglais), un débitmètre de carburant (FFM, acronyme de « Fuel Flow Meter » en anglais), un ou plusieurs vérins d’ouverture de l’inverseur de poussée (TRAS, acronyme de « Thrust Reverser Actuator System » en anglais), un détecteur de débris et particules dans le circuit d’huile (DMS, acronyme de « Debris Monitoring Sensor » en anglais), un système d’acquisition des mesures de pression (PSS, acronyme de « Pressure SubSystem » en anglais), un système d’antigivrage de la manche d’entrée d’air (EAI, acronyme de « Engine Anti-lce » en anglais), ou encore un échangeur thermique (MHX de l’anglais « Main Heat exchanger »).
Les figures 2 à 4 représentent une partie du compartiment 36 de l’ensemble propulsif 10 de la figure 1. Sur les figures 2 à 4, le sens des flux primaire et secondaire sont inversés par rapport à la figure 1, le sens du flux d’air secondaire étant représenté par la flèche 34.
L’ensemble propulsif 10 comporte des moyens d’entrée d’air 38, représentés sur les figures 2 à 4, agencés pour qu’un débit d’air de ventilation pénètre dans le compartiment 36. Par exemple, de l’air de ventilation entrant dans le compartiment 36 est représenté par la flèche 40. Les moyens d’entrée d’air 38 peuvent être agencés dans une partie haute 50 du compartiment 36.
De préférence, le carter 30 de soufflante comporte les moyens d’entrée d’air
38. En particulier, comme représenté sur les figures 2 à 4, les moyens d’entrée d’air 38 sont agencés pour qu’une extrémité desdits moyens d’entrée d’air 38 débouche sur une surface externe du carter 30 de soufflante, c’est-à-dire à l’air ambiant, par exemple dans le flux d’air secondaire, et qu’une autre extrémité desdits moyens d’entrée d’air 38 débouche sur une surface interne du carter 30 de soufflante, c’est-àdire dans le compartiment 36. De l’air provenant du flux secondaire peut ainsi être amené dans le compartiment 36. Bien entendu, la nacelle 32 peut comporter les moyens d’entrée d’air 38.
Les moyens d’entrée d’air 38 peuvent être agencés sur n’importe quel secteur angulaire du compartiment 36 autour de l’axe 28.
L’ensemble propulsif 10 comporte des moyens de sortie d’air 44 agencés pour qu’un débit d’air de ventilation soit évacué du compartiment 36. Par exemple, de l’air de ventilation sortant du compartiment 36 et évacué vers l’extérieur est représenté par la flèche 46. Les moyens de sortie d’air 40 peuvent être agencés sur une partie basse 52 du compartiment 36.
De préférence, la nacelle 32 peut comporter les moyens de sortie d’air 44. En particulier, comme représenté sur les figures 2 à 4, les moyens de sortie d’air 40 sont agencés pour qu’une extrémité desdits moyens de sortie d’air 40 débouche sur une surface interne de la nacelle 32, c’est-à-dire dans le compartiment 36, et qu’une autre extrémité desdits moyens de sortie d’air 40 débouche sur une surface externe de la nacelle 32, c’est-à-dire à l’air ambiant. Bien entendu, le carter 30 de soufflante peut comporter les moyens de sortie d’air 44.
Les moyens de sortie d’air 44 peuvent être agencés sur n’importe quel secteur angulaire du compartiment 36 autour de l’axe 28.
La nacelle 32 peut comprendre une manche d’entrée d’air 43. En particulier, l’air de ventilation peut être prélevé sur une surface 41 de la manche d’entrée d’air 43, comme représenté à l’aide de la flèche 40 sur les figures 2 à 4, et s’écouler dans les moyens d’entrée d’air 38 pour pénétrer dans le compartiment 36. L’air de ventilation circule dans le compartiment 36 de manière à refroidir les équipements logés dans ce compartiment 36. Ensuite, l’air de ventilation est évacué du compartiment 36 vers l’air ambiant à travers les moyens de sortie d’air 44.
Le compartiment 36 étant annulaire, l’air de ventilation peut pénétrer dans le compartiment 36 et se séparer en deux flux, un premier flux, représenté par la flèche 74 sur la figure 5, refroidissant une première partie des équipements 76 logés dans une première partie du compartiment 36 et un deuxième flux, représenté par la flèche 78, refroidissant une deuxième partie des équipements 76 logés dans une deuxième partie du compartiment 36.
Les moyens d’entrée d’air 38 et les moyens de sortie d’air 44 peuvent être adjacents l’un à l’autre. Le compartiment 36 étant annulaire, l’air de ventilation peut pénétrer dans le compartiment 36, circuler le long de la forme annulaire du compartiment 36 afin de refroidir tous les équipements 76 logés dans le compartiment 36, c’est-à-dire les équipements de la première partie du compartiment et les équipements logés dans la deuxième partie du compartiment, puis être évacué du compartiment 36 vers l’air ambiant à travers les moyens de sortie d’air 44.
L’ensemble propulsif 10 comporte également des moyens de réglage de débit 48 configurés pour maintenir une valeur nominale du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un des moyens d’entrée d’air 38 et des moyens de sortie d’air 44 en fonctionnement nominal, et pour réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36. Autrement dit, en fonctionnement nominal de l’ensemble propulsif 10, la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38 et/ou les moyens de sortie d’air 44 est maintenue à sa valeur nominale, tandis que lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36, la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38 et/ou les moyens de sortie d’air 44 est réduite par rapport à sa valeur nominale.
Les moyens de réglage de débit 48 peuvent être configurés pour interrompre au moins l’un parmi le débit d’air de ventilation entrant dans le compartiment 36 par les moyens d’entrée d’air 38 et le débit d’air de ventilation sortant du compartiment 36 par les moyens de sortie d’air 44 lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36. Autrement dit, les moyens de réglage de débit 48 peuvent être configurés pour rendre nulle la valeur du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un des moyens d’entrée d’air 38 et des moyens de sortie d’air 44 lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36.
La nacelle 32 peut comporter les moyens de réglage de débit 48. Le carter 30 de soufflante peut comporter les moyens de réglage de débit 48.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens de réglage de débit 48 sont configurés pour réguler uniquement la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38.
Selon un deuxième mode de réalisation, les moyens de réglage de débit 48 sont configurés pour réguler uniquement la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens de sortie d’air 44.
En particulier, selon ces deux modes de réalisation, la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38, le compartiment 36 et les moyens de sortie d’air 44 est réduit, même lorsque les moyens de réglage de débit 48 sont configurés pour réguler uniquement la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38 ou de sortie d’air 44, puisque c’est le même débit d’air de ventilation qui traverse les moyens d’entrée d’air 38, le compartiment 36 et les moyens de sortie d’air 44.
Selon un troisième mode de réalisation, les moyens de réglage de débit 48 sont configurés pour réguler à la fois la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38, et à la fois la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens de sortie d’air 44. Par exemple, sur les figures 2 à 4, les moyens de réglage de débit 48 sont configurés pour réguler au moins la valeur du débit d’air de ventilation traversant les moyens d’entrée d’air 38.
Les moyens d’entrée d’air 38 peuvent comprendre au moins une canalisation 42 d’entrée d’air. La canalisation 42 d’entrée d’air peut être de forme générale cylindrique et présenter toute forme de section, notamment circulaire, ovale ou polygonale. Les moyens d’entrée d’air 38 peuvent comprendre une pluralité de canalisations 42 d’entrée d’air, par exemple agencées de façon adjacentes les unes aux autres ou régulièrement réparties autour de l’axe 28. Les moyens de réglage de débit 48 peuvent être aptes à réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 d’entrée d’air.
Les moyens de réglage de débit 48 peuvent comprendre une vanne à débit variable. Par exemple, les moyens de réglage de débit 48 comprennent une vanne papillon pilotée, comme représentée sur les figures 6a et 6b, ou une vanne à soupape ou tout autre type de vanne qui permet de contrôler un débit d’air de ventilation étant évacué du compartiment. En particulier, les moyens de réglage de débit 48 comprennent un système à deux positions, une position dans laquelle la canalisation 42 d’entrée d’air de ventilation est ouverte et l’air de ventilation traverse dans la canalisation 42 jusqu’au compartiment 36, et une position dans laquelle la canalisation 42 d’entrée d’air de ventilation est fermée et l’air de ventilation ne pénètre pas dans le compartiment 36.
La figure 6a représente une vanne papillon lors du fonctionnement nominal de la turbomachine. Le papillon 54 est ouvert, de manière à laisser passer l’air de ventilation dans la canalisation 42 d’entrée d’air dans le compartiment 36, l’acheminement de l’air de ventilation étant représenté à l’aide des flèches 56.
Comme représenté sur la figure 6b illustrant la vanne papillon lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36, le papillon 54 est fermé, de manière à diminuer, voire empêcher, l’air de ventilation de passer dans le compartiment 36, l’acheminement de l’air de ventilation étant représenté à l’aide de la flèche 56. La fermeture du papillon permet d’assurer une diminution de la quantité d’air de ventilation arrivant dans le compartiment 36 par rapport à la figure 6a.
La valeur du débit d’air de ventilation entrant dans la canalisation 42 d’entrée d’air est, en cas de feu dans le compartiment 36, limité à l’aide des moyens de réglage de débit 48. En particulier, les moyens de réglage de débit 48 permettent de fermer complètement la canalisation 42 d’entrée d’air, par exemple lorsque le pilote de l’aéronef réalise une procédure d’extinction de la turbomachine en cas de feu dans le compartiment 36.
Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 2, les moyens de réglage de débit 48 sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 lorsque des moyens de commande 58 reliés aux moyens de réglage de débit 48 sont actionnés par un pilote de l’aéronef. Autrement dit, la réduction de la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 au moyen des moyens de réglage de débit 48 peut être déclenchée manuellement par un pilote de l’aéronef lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36.
Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 3, l’ensemble propulsif 10 peut comprendre au moins un capteur de température 60 configuré pour mesurer la température dans le compartiment 36. Le capteur de température 60 peut être agencé dans la partie haute 50 du compartiment 36, comme représenté sur la figure 3, ou bien dans la partie basse 52 du compartiment 36. L’ensemble propulsif 10 peut comprendre une pluralité de capteurs de température régulièrement répartis dans le compartiment 36. Les moyens de réglage de débit 48 sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 lorsque la température mesurée par le capteur de température 60 est supérieure ou égale à une température donnée. La température donnée est choisie pour être significative de la présence d’un feu dans le compartiment 36. Autrement dit, la réduction de la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 au moyen des moyens de réglage de débit 48 peut être déclenchée automatiquement, par exemple à l’aide d’un système de contrôle 62 de l’aéronef ou de l’ensemble propulsif, en cas de détection d’une surtempérature dans le compartiment 36.
Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 4, les moyens de réglage de débit 48 sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 lorsqu’un système de régulation 64 est actionné. Le système de régulation 64 est configuré pour être actionné lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36. Le système de régulation 64 est adapté pour actionner des moyens de régulation de débit de carburant 66. En particulier, lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36, le système de régulation 64 reçoit un signal, puis envoie un signal à différents moyens de régulation de débit carburant 66, par exemple des vannes de coupure du carburant. Le système de régulation 64 peut être configuré pour, lorsqu’il reçoit un signal indiquant qu’un feu est détecté dans le compartiment 36, déclencher la réduction de la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 au moyen des moyens de réglage de débit 48. Autrement dit, le signal reçu par le système de régulation 64 permet à la fois la fermeture des vannes de coupure du carburant et la réduction de la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42.
Les moyens de réglage de débit 48 peuvent comprendre une vanne fusible. La vanne fusible est configurée pour être en position d’ouverture de la canalisation 42 d’entrée d’air en fonctionnement nominal de la turbomachine. Suite à la détection d’un feu dans le compartiment 36, la vanne fusible est en position de fermeture de la canalisation 42 d’entrée d’air. La vanne fusible ne comporte pas de mécanisme de réouverture de la canalisation 42 d’entrée d’air. Autrement dit, une intervention de maintenance d’un opérateur serait nécessaire pour la réouverture de la vanne fusible, et donc de la canalisation 42 d’entrée d’air. Comme l’opération de maintenance est nécessaire suite à la détection d’un feu dans le compartiment 36, les moyens de réglage de débit 48 comportant une vanne fusible sont simplifiés et allégés, puisque la vanne fusible ne comporte pas de mécanisme de réouverture de la canalisation 42 d’entrée d’air.
Les moyens de sortie d’air 44 peuvent comprendre une grille 68 de sortie d’air à ailettes, notamment représentée sur la figure 7. Les moyens de sortie d’air 44 peuvent comprendre une pluralité de grilles 68 de sortie d’air à ailettes, par exemple agencées de façon adjacentes les unes aux autres ou régulièrement réparties autour de l’axe 28. La grille 68 de sortie d’air comporte des ailettes 70 agencées entre des orifices 72. Les orifices 72 définissent des passages de sortie d’air et peuvent présenter toute forme de section, notamment circulaire, ovale, polygonale ou rectangulaire aux coins arrondis comme représenté sur la figure 7. Les ailettes 70 sont avantageusement orientées de manière à fluidifier l’évacuation de l’air de ventilation sortant du compartiment 36 vers l’air ambiant. Les moyens de réglage de débit 48 peuvent être aptes à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille 68 de sortie d’air.
Selon un mode de réalisation, les ailettes 70 sont réalisées en matériau thermoplastique. En cas de feu dans le compartiment 36, l’élévation de la température de l’air de ventilation s’échappant du compartiment 36 a pour effet de chauffer le matériau thermoplastique des ailettes 70 et de faire dilater ces ailettes. Ainsi, la dilatation des ailettes 70 conduit à l’obstruction partielle, voire totale, des passages de sortie d’air de la grille 68 de sortie d’air, ce qui permet de réduire, voire interrompre, le débit de ventilation sortant du compartiment 36. Le matériau thermoplastique peut être adapté pour que la réduction de la section des passages de sortie d’air à travers la grille 68 de sortie d’air soit atteinte en une durée inférieure ou égale à cinq minutes à partie de la détection du feu dans le compartiment 36. Le système d’extinction du feu, incluant notamment la quantité d’agent extincteur nécessaire à éteindre un feu dans le compartiment 36, peut ainsi être dimensionné sur la base du débit d’air de ventilation réduit.
Selon un autre mode de réalisation, les ailettes 70 comprennent une couche externe réalisée en un matériau intumescent, c’est-à-dire d’un matériau qui a la propriété de gonfler sous l’effet de la chaleur. Par exemple, les ailettes 70 peuvent être recouvertes d’une peinture intumescente. Ainsi, le gonflement des ailettes 70 conduit à l’obstruction partielle, voire totale, des passages de sortie d’air de la grille 68 de sortie d’air, ce qui permet de réduire, voire interrompre, le débit de ventilation sortant du compartiment 36.
Les étapes d’un procédé de réduction du débit d’air de ventilation du compartiment 36 de l’ensemble propulsif 10 sont représentées sur la figure 8.
Le procédé comprend une étape 100 de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un des moyens d’entrée d’air 38 et des moyens de sortie d’air 44 de façon à réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans le compartiment 36.
L’étape 100 peut comprendre une sous-étape 110 consistant à réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 d’entrée d’air.
Selon un mode de réalisation, préalablement à la sous-étape 110, le procédé peut comprendre une étape 120 d’actionnement par un pilote de l’aéronef de moyens de commande 58, les moyens de commande 58 étant reliés aux moyens de réglage de débit 48.
Selon un mode de réalisation, préalablement à la sous-étape 110, le procédé peut comprendre une étape 130 de mesure de la température dans le compartiment 36, puis une étape 140 de comparaison de la température mesurée à une température donnée. L’étape 100 peut comprendre une sous-étape 150 consistant à réduire la section de passage d’entrée d’air de la canalisation 42 d’entrée d’air lorsque la température mesurée est supérieure ou égale à la température donnée.
L’étape 100 peut comprendre une sous-étape 160 consistant à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille 68 de sortie d’air à ailettes. Sur la figure 8, la sous-étape 160 est représentée en combinaison avec l’une des sousétapes 110 et 150. Bien entendu, la sous-étape 160 peut être une alternative aux sous-étapes 110 et 150.
Lorsque les ailettes 70 sont réalisées en matériau thermoplastique, la sousétape 160 peut comprendre une phase 170 de dilatation des ailettes 70 de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille 68 de sortie d’air.
Lorsque les ailettes 70 comprennent une couche externe réalisée en un matériau intumescent, la sous-étape 160 peut comprendre une phase 180 de gonflement de la couche externe des ailettes 70 de manière à réduire la section des passages de sortie d’air à travers la grille 68 de sortie d’air.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Ensemble propulsif (10) d’aéronef, comportant :- un générateur de gaz (12) comportant une soufflante (14) entourée par un carter (30), et- une nacelle (32) s’étendant autour dudit carter et définissant avec ce carter un compartiment (36) annulaire dans lequel sont logés des équipements (76),- des moyens d’entrée d’air (38) agencés pour qu’un débit d’air de ventilation pénètre dans ledit compartiment, et- des moyens de sortie d’air (44) agencés pour qu’un débit d’air de ventilation soit évacué dudit compartiment, caractérisé en ce qu’il comporte également :- des moyens de réglage de débit (40) configurés pour maintenir une valeur nominale du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un desdits moyens d’entrée d’air et desdits moyens de sortie d’air en fonctionnement nominal, et pour réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans ledit compartiment.
- 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d’entrée d’air (38) comportent une canalisation (42) d’entrée d’air, et lesdits moyens de réglage de débit (40) sont aptes à réduire la section de passage d’entrée d’air de ladite canalisation.
- 3. Ensemble de soufflante selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens de réglage de débit (40) comprennent une vanne à débit variable, par exemple une vanne papillon, ou une vanne fusible.
- 4. Ensemble selon l’une des revendications 2 ou 3 quand elle dépend de la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de réglage de débit (40) sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de ladite canalisation (42) lorsque des moyens de commande (58) reliés auxdits moyens de réglage de débit sont actionnés par un pilote de l’aéronef.
- 5. Ensemble selon l’une des revendications 2 ou 3 quand elle dépend de la revendication 2, comprenant également un capteur de température (60) configuré pour mesurer la température dans ledit compartiment (36), et dans lequel lesdits moyens de réglage de débit (40) sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de ladite canalisation (42) lorsque la température mesurée par ledit capteur est supérieure ou égale à une température donnée.
- 6. Ensemble selon l’une des revendications 2 à 5 quand la revendication 3 dépend de la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de réglage de débit (40) sont adaptés pour réduire la section de passage d’entrée d’air de ladite canalisation (42) lorsqu’un système de régulation (64) est actionné, le système de régulation étant configuré pour être actionné lorsqu’un feu est détecté dans ledit compartiment (36) et étant adapté pour actionner des moyens de régulation de débit de carburant (66).
- 7. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de sortie d’air (44) comportent une grille (68) de sortie d’air à ailettes, et lesdits moyens de réglage de débit (40) sont aptes à réduire la section des passages de sortie d’air à travers ladite grille de sortie d’air.
- 8. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel lesdites ailettes (70) sont réalisées en matériau thermoplastique ou comprennent une couche externe réalisée en un matériau intumescent.
- 9. Aéronef comportant au moins un ensemble propulsif selon l’une des revendications 1 à 8.
- 10. Procédé de réduction d’un débit d’air de ventilation d’un compartiment (36) d’un ensemble propulsif (10) d’aéronef, au moyen d’un ensemble propulsif (10) selon l’une des revendications 1 à 8, le procédé comprend une étape de réglage de la valeur du débit d’air de ventilation traversant au moins l’un 5 desdits moyens d’entrée d’air (38) et desdits moyens de sortie d’air (44) de façon à réduire la valeur de ce débit d’air de ventilation lorsqu’un feu est détecté dans ledit compartiment.
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