FR3096658A1

FR3096658A1 - Lèvre d’entrée d’air d’une nacelle de turbomachine d’aéronef comportant un dispositif de dégivrage par émission de micro-ondes.

Info

Publication number: FR3096658A1
Application number: FR1905567A
Authority: FR
Inventors: Thierry Le Docte; Caroline Coat-Lenzotti
Original assignee: Safran Nacelles SAS
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: FR3096658B1

Abstract

Une lèvre (2) d’entrée d’air (1) d'une nacelle de turbomachine d'aéronef s’étendant selon un axe X dans lequel circule un flux d’air d’amont vers l’aval, la lèvre (2) délimitant une cavité annulaire (20) et s’étendant de manière annulaire autour de l’axe X, la lèvre (2) comportant un dispositif de dégivrage (5), la lèvre (2) comportant un matériau composite comportant des fibres de renfort noyées dans une matrice organique, le dispositif de dégivrage (5) étant configuré pour émettre, dans la cavité annulaire (20), des micro-ondes (W) ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz de manière à chauffer la matrice du matériau composite de la lèvre (2). Figure de l’abrégé : Figure 7

Description

Lèvre d’entrée d’air d’une nacelle de turbomachine d’aéronef comportant un dispositif de dégivrage par émission de micro-ondes.

La présente invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef et vise plus particulièrement un dispositif de dégivrage d’une lèvre d’entrée d’air d’une nacelle d’une turbomachine d’aéronef.

De manière connue, un aéronef comporte une ou plusieurs turbomachines pour permettre sa propulsion par accélération d’un flux d’air qui circule d’amont en aval dans la turbomachine. Une turbomachine comporte une nacelle afin d’optimiser les flux d'air circulant intérieurement et extérieurement à la turbomachine.

En référence à la figure 1, il est représenté une turbomachine 100 s’étendant selon un axe X et comportant une soufflante 111 montée rotative autour de l’axe X afin d’accélérer un flux d’air F d’amont vers l’aval. Par la suite, les termes amont et aval sont définis par rapport à l’axe X orienté d’amont vers l’aval. De même, les termes intérieur et extérieur sont définis radialement par rapport à l’axe X de la turbomachine 100.

La turbomachine 100 comporte une nacelle radialement extérieure qui comprend une entrée d’air 101 s’étendant en amont de la soufflante 111. Une entrée d’air 101 permet de séparer le flux d’air entrant F en un flux d’air intérieur FINT qui est accéléré par la soufflante 111 et un flux d’air extérieur FEXT qui est guidé extérieurement à la nacelle.

En référence à la figure 1, l’entrée d’air 101 comporte une partie amont 102, connue de l’homme du métier sous la désignation de lèvre 102, et une partie aval 103. Dans cet exemple, la lèvre 102 est séparée de la partie aval 103 par une cloison interne 104.

De manière connue, la lèvre 102 comporte une paroi intérieure 121 tournée vers l’axe X et une paroi extérieure 122 qui est opposée à la paroi intérieure 121. Les parois 121, 122 sont reliées par une paroi amont 123 de manière à former avec la cloison interne 104 une cavité annulaire 120 connue de l’homme du métier sous la désignation de « D-Duct ». La partie aval 103 comporte un volume interne 130 dans lequel est généralement monté un ou plusieurs panneaux d’atténuation acoustique 131.

De manière connue, lors du vol d’un aéronef, du fait des conditions de température et de pression, du givre est susceptible de s’accumuler au niveau de la lèvre 102 pour former des blocs de givre qui sont susceptibles d’être ingérés par la turbomachine 100. De telles ingestions doivent être évitées afin d’améliorer la durée de vie de la turbomachine 100 et réduire les dysfonctionnements.

Pour éviter l’accumulation de givre, en référence à la figure 1, il est connu de prévoir un dispositif de dégivrage 105 dans la cavité annulaire 120 de la lèvre 102 de manière à chauffer les parois 121, 122, 123. On connaît dans l’art antérieur un dispositif de dégivrage pneumatique permettant de faire circuler de l’air chaud issu de la turbomachine, un dispositif de dégivrage résistif ou un dispositif de dégivrage par infrarouge qui consomment une énergie importante et abaissent le rendement de la turbomachine. En outre, de tels dispositifs de dégivrage augmentent de manière importante la masse de la nacelle.

Un des objectifs de la présente demande de brevet est de proposer une lèvre d’entrée d’air de nacelle de turbomachine comportant un dispositif de dégivrage qui élimine au moins certains de ces inconvénients.

On connaît dans l’art antérieur par le brevet US6207940B1 un aéronef comportant des ailes latérales équipées chacune d’un dispositif de dégivrage permettant d’émettre des micro-ondes pour faire fondre le givre accumulé sur lesdites ailes latérales. En particulier, le dispositif de dégivrage émet des micro-ondes selon une fréquence de 20GHz à 40GHz de manière à exciter les particules d’eau comprises dans le givre. Un tel dispositif de dégivrage présente l’inconvénient d’être énergivore étant donné qu’il nécessite beaucoup d’énergie pour échauffer toutes les particules d’eau du givre. En outre, le dispositif de dégivrage émet des micro-ondes en dehors de l’aéronef, ce qui est susceptible d’engendrer des perturbations électromagnétiques pour les systèmes électroniques de l’aéronef. Un tel dispositif de dégivrage ne répond pas aux normes aéronautiques les plus exigeantes et ne peut pas être certifié.

L’invention concerne une lèvre d’entrée d'air d'une nacelle de turbomachine d'aéronef s’étendant selon un axe X dans lequel circule un flux d’air d’amont vers l’aval, la lèvre délimitant une cavité annulaire et s’étendant de manière annulaire autour de l’axe X, la lèvre comportant un dispositif de dégivrage.

La lèvre est remarquable par le fait qu’elle comporte un matériau composite comportant des fibres de renfort noyées dans une matrice organique et par le fait que le dispositif de dégivrage est configuré pour émettre, dans la cavité annulaire, des micro-ondes ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz de manière à chauffer la matrice du matériau composite de la lèvre.

Grâce à l’invention, le dispositif de dégivrage permet de chauffer la paroi sur laquelle se trouve le givre sans chauffer directement le givre. Ainsi, contrairement à l’art antérieur qui enseignait de chauffer directement les particules d’eau du givre par des micro-ondes avec une paroi transparente aux micro-ondes, la présente invention prend le contre-pied et propose de chauffer directement le matériau de la paroi qui supporte le givre, le givre étant chauffé de manière indirecte. Un tel dispositif de dégivrage permet d’économiser de l’énergie pour réaliser le dégivrage. En outre, de manière avantageuse, les micro-ondes restent dans la lèvre et ne se propagent pas à l’extérieur. Un tel dispositif de dégivrage n’engendre ainsi pas de perturbations électromagnétiques pour l’aéronef, ce qui permet sa certification aéronautique. En outre, grâce à l’invention, les performances de traitement acoustique ne sont pas affectées.

De manière préférée, la fréquence des micro-ondes est déterminée pour permettre une absorption d’au moins 90% des micro-ondes dans le matériau composite de la lèvre. Ainsi, toutes les micro-ondes sont utilisées pour le chauffage. Aucune perturbation électromagnétique n’est émise en dehors de la cavité annulaire.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif de dégivrage comporte au moins un générateur de micro-ondes.

Selon un aspect, le dispositif de dégivrage comporte au moins un guide de diffusion de micro-ondes logé dans la cavité annulaire et relié au générateur de micro-ondes. L’utilisation d’un guide de diffusion permet d’émettre les micro-ondes à différents endroits de la lèvre afin de la chauffer de manière interne.

De préférence, le guide de diffusion de micro-ondes se présente sous la forme d’une conduite ayant une surface interne réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes et des perforations pour l’émission des micro-ondes. Les micro-ondes sont ainsi conduites sans perte et émises aux positions des perforations pour chauffer précisément des portions de la lèvre.

De préférence encore, le guide de diffusion de micro-ondes comporte des perforations orientées vers l’aval et des performations orientées vers l’amont. Les perforations orientées vers l’amont sont plus nombreuses que les perforations orientées vers l’aval. Ainsi, la paroi amont, qui nécessite plus de dégivrage, est dégivrée de manière optimale.

De manière préférée, le guide de diffusion de micro-ondes s’étend de manière circonférentielle. Ainsi, la lèvre est dégivrée de manière circonférentielle.

Selon un aspect préféré, le dispositif de dégivrage comporte un unique guide de diffusion circonférentiel ou deux guides de diffusion complémentaires.

Selon un aspect, le dispositif de dégivrage comportant au moins un générateur de micro-ondes, le dispositif de dégivrage comporte une pluralité de guides de diffusion élémentaires logés dans la cavité annulaire et reliés au générateur de micro-ondes, chaque guide de diffusion élémentaire comportant une extrémité ouverte, les extrémités ouvertes sont écartées angulairement à la circonférence de la lèvre d’entrée d’air. Une telle caractéristique permet avantageusement de conduire une même puissance de micro-ondes à différentes positions angulaires de la lèvre.

De préférence, la lèvre comporte un organe de conduction thermique monté sur une surface externe de la lèvre. Un tel organe de conduction thermique permet de posséder une température uniforme bien qu’il soit en contact avec des parois recevant un nombre différent de micro-ondes.

De manière préférée, l’organe de conduction thermique est métallique, de préférence, se présente sous la forme d’un clinquant. Il peut ainsi être chauffé de manière uniforme en offrant de la robustesse en cas de choc.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif de dégivrage comporte une pluralité de générateurs de micro-ondes disposés dans la cavité annulaire et écartés angulairement par rapport à l’axe X. Les générateurs de micro-ondes permettent ainsi de dégivrer directement la lèvre sans recourir à des guides de diffusion.

Selon un aspect de l’invention, la lèvre d’air au moins un organe d’atténuation acoustique positionné sur une surface interne de la lèvre. Les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à la cavité annulaire. L’organe d’atténuation acoustique comporte un matériau transparent vis-à-vis des micro-ondes W. Cela permet avantageusement d’éviter de chauffer de manière inutile l’organe d’atténuation acoustique, ce qui affecterait le chauffage des parois de la lèvre et abaisserait le rendement.

L’invention concerne en outre une entrée d’air de nacelle de turbomachine d'aéronef comportant une lèvre telle que présentée précédemment.

De manière préférée, l’entrée d’air comporte une partie amont, formant la lèvre, et une partie aval qui sont séparées par une cloison interne.

De préférence, la cloison interne comporte une surface interne, orientée vers la cavité annulaire, qui est réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes. Une surface réfléchissante permet d’éviter de chauffer la cloison interne et permet de réfléchir les micro-ondes en direction des parois de la lèvre afin de les chauffer. Le rendement énergétique est ainsi amélioré.

De préférence, le générateur de micro-ondes est positionné dans la partie aval. Le générateur de micro-ondes n’encombre ainsi pas la lèvre qui peut ainsi être aisément dégivrée.

L’invention concerne également un procédé d’utilisation d’une lèvre d’entrée d'air d'une nacelle de turbomachine d'aéronef telle que présentée précédemment, le procédé comportant une étape d’émission dans la cavité annulaire de micro-ondes ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz de manière à chauffer la matrice du matériau composite de la lèvre.

L’invention concerne en outre une nacelle de turbomachine d'aéronef comportant une entrée d’air telle que présentée précédemment. L’invention concerne en outre une turbomachine comportant une nacelle telle que présentée précédemment.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :

est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine selon l’art antérieur ;

est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine selon une forme de réalisation de l’invention ;

est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une lèvre d’entrée d’air au cours d’une étape de dégivrage ;

est une représentation schématique en coupe longitudinale des transferts thermiques réalisés par un organe de conduction thermique ;

est une représentation schématique en perspective d’une entrée d’air avec un dispositif de dégivrage selon une première forme de réalisation ;

est une représentation schématique rapprochée du guide de diffusion du dispositif de dégivrage de la figure 5 ;

est une représentation en coupe longitudinale de l’entrée d’air selon la première forme de réalisation ;

est une représentation schématique en perspective d’une entrée d’air avec un dispositif de dégivrage selon une variante de la première forme de réalisation ;

est une représentation schématique en perspective d’une entrée d’air avec un dispositif de dégivrage selon une deuxième forme de réalisation ;

est une représentation schématique en perspective d’une entrée d’air avec un dispositif de dégivrage selon une troisième forme de réalisation.

Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

En référence à la figure 2, il est représenté une turbomachine T, selon une forme de réalisation de l’invention, s’étendant selon un axe X et comportant une soufflante 11 montée rotative autour de l’axe X afin d’accélérer un flux d’air F d’amont vers l’aval. Par la suite, les termes amont et aval sont définis par rapport à l’axe X orienté d’amont vers l’aval. De même, les termes intérieur et extérieur sont définis radialement par rapport à l’axe X de la turbomachine T. Dans cet exemple, la turbomachine T est un turboréacteur.

La turbomachine T comporte une nacelle radialement extérieure qui comprend une entrée d’air 1 s’étendant en amont de la soufflante 11. Une entrée d’air 1 permet de séparer le flux d’air entrant F en un flux d’air intérieur FINT qui est accéléré par la soufflante 11 et un flux d’air extérieur FEXT qui est guidé extérieurement à la nacelle.

Comme illustré à la figure 2, une entrée d’air 1 comporte une partie amont 2, connue de l’homme du métier sous la désignation de lèvre 2, et une partie aval 3. Dans cet exemple, la lèvre 2 est séparée de la partie aval 3 par une cloison interne 4.

De manière connue, en référence aux figures 2 et 3, la lèvre 2 comporte une paroi intérieure 21 tournée vers l’axe X et une paroi extérieure 22 qui est opposée à la paroi intérieure 21, les parois 21, 22 sont reliées par une paroi amont 23 de manière à former avec la cloison interne 4 une cavité annulaire 20 connue de l’homme du métier sous la désignation de « D-Duct ». La partie aval 3 comporte un volume interne 30 dans lequel est monté un ou plusieurs panneaux d’atténuation acoustique 31. Par la suite les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à la cavité annulaire 20.

Selon l’invention, la lèvre 2 est réalisée en un matériau composite qui comporte des fibres de renfort noyées dans une matrice organique. A titre d’exemple, les fibres de renfort peuvent être en verre, en carbone, en nylon ou analogue. La matrice organique est de préférence, de type thermoplastique ou thermodurcissable. La matrice organique se présente de manière préférée sous la forme d’une résine polymère, en particulier, du type époxy. De manière préférée, la lèvre 2 possède des parois ayant une épaisseur de l’ordre de 2mm. De manière avantageuse, comme cela sera présenté par la suite, la matrice organique comporte des particules qui sont adaptées pour s’échauffer lorsqu’elles sont soumises à des micro-ondes W ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz.

Comme illustré à la figure 2, la lèvre 2 comporte un dispositif de dégivrage 5 configuré pour émettre, dans la cavité annulaire 20, des ondes micro-ondes W ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz de manière à chauffer la matrice organique du matériau composite de la lèvre 2. Grâce à l’invention, les micro-ondes W permettent d’échauffer le matériau composite de la lèvre 2 pour faire fondre tout givre accumulé sur la surface externe d’une paroi 21, 22, 23 de la lèvre 2. De manière avantageuse, les micro-ondes W sont confinées dans la lèvre 2 de manière à ne pas émettre des micro-ondes W en dehors de la lèvre 2. Aucune perturbation magnétique n’est ainsi engendrée par le dispositif de dégivrage 5 en dehors de la nacelle, ce qui permet une certification aéronautique.

De manière préférée, la fréquence des micro-ondes W est déterminée pour permettre une absorption d’au moins 90% des micro-ondes W dans la lèvre 2, de préférence, de 100%. De préférence, des résultats optimaux de dégivrage sont obtenus pour des ondes micro-ondes W ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 3GHz, de préférence, entre 2,3GHz et 2,6GHz, de préférence, de l’ordre de 2,45GHz pour exciter la matière organique. Une telle plage de fréquence permet de correspondre à la première fréquence de résonance de la lèvre 2 en matériau composite, ce qui accélère l’échauffement pour un coût énergétique réduit.

Selon un aspect préféré, en référence à la figure 3, la lèvre 2 comporte un organe de conduction thermique 6 monté sur une surface externe de la lèvre 2. Dans cet exemple, l’organe de conduction thermique 6 épouse la forme de la lèvre 2 de manière à être en contact thermique avec cette dernière et permettre, notamment, une diffusion des calories prélevées sur la lèvre 2. Autrement dit, l’organe de conduction thermique 6 permet l’amélioration de la chauffe en homogénéisant les températures de surface. Comme illustré à la figure 3, l’organe de conduction thermique 6 est en contact avec la paroi intérieure 21, la paroi extérieure 22 et la paroi amont 23 de la lèvre 2.

Afin de permettre, d’une part, de réaliser une conduction thermique optimale avec la lèvre 2 en matériau composite et, d’autre part, de protéger la lèvre 2 en matériau composite, l’organe de conduction thermique 6 est de préférence métallique, par exemple, en aluminium de manière à posséder une masse réduite, conduire la chaleur et résister à l’érosion et aux chocs extérieurs, notamment liés à des impacts de grêle ou de cailloux. De manière préférée, l’organe de conduction thermique 6 se présente sous la forme d’un clinquant métallique dont la fonction principale est de protéger le matériau composite de la lèvre 2 contre l’érosion et les petits chocs.

En référence à la figure 4, les micro-ondes W ne sont pas émises de manière uniforme sur la surface interne des parois 21, 22, 23 de la lèvre 2 et il en résulte l’apparition de zones chauffées ZW, recevant des micro-ondes W, et de zones non-chauffées ZNW, ne recevant pas des micro-ondes W. L’utilisation d’un organe de conduction thermique 6 permet avantageusement, par conduction thermique, de prélever des calories C dans une zone chauffée ZW et de les distribuer de manière à ce que l’organe de conduction thermique 6, sur lequel s’accumule le givre, possède une température sensiblement homogène. Cela permet avantageusement d’éviter d’accumuler du givre dans certaines zones non chauffées.

Un tel organe de conduction thermique 6 est particulièrement avantageux avec une utilisation de guides de diffusion des micro-ondes comme cela sera présenté par la suite. En effet, un tel guide de diffusion émet des micro-ondes dans des directions privilégiées.

Il va de soi qu’un tel organe de conduction thermique 6, en particulier un tel clinquant, est optionnel.

Selon un aspect de l’invention, en référence à la figure 3, la cloison interne 4 comporte une surface interne 4I, orientée vers la cavité annulaire 20, qui est réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes W. De manière préférée, la surface interne 4I se présente sous la forme d’un film réfléchissant, en particulier, un film de peinture afin d’éviter l’apparition de courts-circuits. Une telle caractéristique est avantageuse étant donné qu’elle permet de confiner les micro-ondes W dans le matériau composite de la lèvre 2 afin de la chauffer. Les micro-ondes W émises en directions de la cloison interne 4 sont avantageusement réfléchies pour atteindre des zones de la lèvre difficilement atteignables par émission directe de micro-ondes W. L’utilisation d’une cloison interne 4 réfléchissante participe de manière avantageuse au chauffage homogène du matériau composite de la lèvre 2.

De manière préférée, la cloison interne 4 possède une résistance mécanique élevée de manière à absorber tout ou partie de l’énergie d’un choc d’un oiseau. De préférence, la cloison interne 4 est métallique.

Dans cet exemple, la lèvre 2 comprend un organe d’atténuation acoustique 7 positionné sur une surface interne de la lèvre 2, en particulier, sur la surface interne de la paroi intérieure 21. Il va de soi que d’autres parois pourraient être recouvertes d’un tel l’organe d’atténuation acoustique 7. L’organe d’atténuation acoustique 7 est positionné dans la cavité annulaire 20.

De préférence, l’organe d’atténuation acoustique 7 se présente sous la forme d’une structure alvéolaire, en particulier, en nid d’abeille et permet de réaliser une atténuation acoustique. Un tel organe d’atténuation acoustique 7 est connu en soi de l’homme du métier. De préférence, l’organe d’atténuation acoustique 7 comporte un matériau transparent vis-à-vis des micro-ondes W, en particulier, un matériau connu sous sa désignation commerciale « Nextel ». Cela permet avantageusement de ne chauffer que la paroi de la lèvre 2 avec des micro-ondes W sans affecter l’organe d’atténuation acoustique 7. L’énergie destinée au dégivrage n’est ainsi pas gaspillée.

Dans cet exemple, toujours en référence à la figure 3, l’organe d’atténuation acoustique 7 est positionné entre une paroi intérieure 21 de la lèvre 2 et une paroi arrière 8, connue de l’homme du métier sous la désignation de « backskin ». La paroi arrière 8 est positionnée dans la cavité annulaire 20 et est configurée pour réfléchir les ondes acoustiques dans la structure alvéolaire de l’organe d’atténuation acoustique 7. Les ondes acoustiques pénètrent dans l’organe d’atténuation acoustique 7 via des perforations formées dans la paroi intérieure 21 et l’organe de conduction thermique 6 de manière à former un résonateur d’Helmholtz. De manière préférée, la paroi arrière 8 est réalisée dans un matériau transparent vis-à-vis des micro-ondes W, en particulier, dans un matériau en verre ou dans un matériau vitrocéramique.

En référence aux figures 5 à 10, plusieurs formes de réalisation d’un dispositif de dégivrage 5 vont être présentées afin d’émettre des micro-ondes W dans la cavité annulaire 20.

Selon une première forme de réalisation, en référence aux figures 5 à 7, le dispositif de dégivrage 5 comporte un générateur de micro-ondes 50 relié à un guide de diffusion de micro-ondes 51 logé dans la cavité annulaire 20. Dans cette forme de réalisation, le guide de diffusion de micro-ondes 51 est circonférentiel afin d’émettre des micro-ondes dans toutes la cavité annulaire 20.

Le générateur de micro-ondes 50 se présente de manière préférée sous la forme de d’un klystron, d’un magnétron, d’un transistor ou analogue. De préférence, le générateur de micro-ondes 50 a une puissance comprise entre 20 kW et 100 kW en fonction du diamètre de la lèvre 2.

Comme illustré aux figures 5 et 7, le générateur de micro-ondes 50 est alimenté en énergie électrique par un câble électrique 53. De manière préférée, dans un souci de réduction de l’encombrement, le générateur de micro-ondes 50 est positionné dans la partie aval 3 de l’entrée d’air 1, c’est-à-dire en aval de la lèvre 2 et de la cloison interne 4. Le guide de diffusion de micro-ondes 51 est monté à travers la cloison interne 4 comme illustré à la figure 7. Selon un aspect préféré, le générateur de micro-ondes peut être positionné en dehors de l’entrée d’air 1, en particulier, en aval du volume interne 30, afin de bénéficier de contraintes d’encombrement réduites et de conditions de ventilation améliorées. Les micro-ondes sont ainsi acheminées par au moins un guide de diffusion de micro-ondes qui appartient à l’entrée d’air 1.

Dans cet exemple, le guide de diffusion de micro-ondes 51 se présente sous la forme d’une conduite ayant une surface interne réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes W. De manière préférée, la surface interne se présente sous la forme d’un film réfléchissant, en particulier en un film de peinture afin d’éviter l’apparition de courts-circuits. Le guide de diffusion de micro-ondes 51 est en matière plastique ou métallique.

Comme illustré à la figure 6 illustrant une zone rapprochée F6 de la figure 5, le guide de diffusion de micro-ondes 51 comporte des perforations 52 pour l’émission des micro-ondes W. De manière préférée, les perforations 52 sont réparties sur la longueur du guide de diffusion de micro-ondes 51 de manière à permettre une émission circonférentielle et dégivrer toute la surface angulaire de la lèvre 2. Ainsi, les micro-ondes W sont générées dans le générateur de micro-ondes 50 puis émises dans le guide de diffusion de micro-ondes 51 dans lequel elles sont réfléchies avant d’être émises via les perforations 52. L’orientation des perforations 52 permet ainsi de définir l’orientation des micro-ondes W et donc la position des zones chauffées de la lèvre 2. Ainsi, par voie de conséquence, le nombre et l’orientation des perforations 52 permet de régler la densité de chauffage dans la lèvre 2.

Comme illustré à la figure 3, le guide de diffusion des micro-ondes 51 comporte des perforations 52 orientées vers l’aval et des perforations 52 orientées vers l’amont. Selon un aspect de l’invention, les perforations 52 orientées vers l’amont sont plus nombreuses que les perforations 52 orientées vers l’aval de manière à concentrer le chauffage vers l’amont de la cavité annulaire 20, c’est-à-dire, vers la lèvre 2. Comme illustré à la figure 5, le guide de diffusion des micro-ondes 51 est ouvert à son extrémité.

Une variante de la première forme de réalisation de l’invention est représentée à la figure 8. Par souci de clarté et de concision, les éléments en commun à la forme de réalisation de la figure 5 ne vont pas être détaillés de nouveau, seules les différences seront présentées.

Comme illustré à la figure 8, le dispositif de dégivrage 5 comporte deux guides de diffusion de micro-ondes 51a, 51b afin de couvrir la circonférence de la cavité annulaire 20. De manière préférée, les deux guides de diffusion de micro-ondes 51a, 51b possèdent la même longueur angulaire, en particulier, de l’ordre de 180° et sont diamétralement opposés. Une telle variante permet avantageusement d’augmenter la modularité, ce qui simplifie la fabrication et la maintenance. Il va de soi que les guides de diffusion 51a, 51b pourraient être complémentaires à la circonférence sans être de même longueur.

Une deuxième forme de réalisation de l’invention est représentée à la figure 9. Par souci de clarté et de concision, les éléments en commun à la première forme de réalisation ne vont pas être détaillés de nouveau, seules les différences seront présentées.

Selon la deuxième forme de réalisation, comme illustré à la figure 9, le dispositif de dégivrage 5 comporte une pluralité de guides de diffusion élémentaires 54. Chaque guide de diffusion élémentaire 54 comporte une extrémité ouverte 55 de manière à émettre des micro-ondes W dans la cavité annulaire 20. Les extrémités ouvertes 55 sont écartées angulairement à la circonférence de la lèvre 2 de manière à permettre son chauffage. De manière préférée, chaque guide de diffusion élémentaire 54 possède une enveloppe fermée, c’est-à-dire, dénuée de perforations afin de concentrer l’émission des micro-ondes par l’extrémité ouverte 55. Il va néanmoins de soi que son enveloppe pourrait comprendre des perforations. De manière préférée, chaque guide de diffusion élémentaire 54 possède une surface interne réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes W. De manière préférée, chaque guide de diffusion élémentaire 54 est une fibre optique. De préférence, chaque guide de diffusion élémentaire 54 est coudé de manière à ce que son extrémité ouverte 55 soit orientée vers la lèvre 2, de préférence, sensiblement longitudinalement vers l’amont.

Dans cette forme de réalisation, les guides de diffusion élémentaire 54 possèdent des longueurs différentes et sont reliés au générateur de micro-ondes 50 de manière à émettre des micro-ondes W à des positions angulaires différentes de la lèvre 2. De manière avantageuse, le nombre de guides de diffusion élémentaire 54 peut être adapté de manière à régler la densité angulaire d’émission de micro-ondes W. De manière préférée, les guides de diffusion élémentaire 54 sont rassemblés sous la forme d’un toron de fibres optiques de longueurs différentes.

Une troisième forme de réalisation de l’invention est représentée à la figure 10. Par souci de clarté et de concision, les éléments en commun à la première forme de réalisation ne vont pas être détaillés de nouveau, seules les différences seront présentées.

Selon la troisième forme de réalisation, comme illustré à la figure 10, le dispositif de dégivrage 5 comporte une pluralité de générateurs de micro-ondes 56 disposés dans la cavité annulaire 20 et écartés angulairement par rapport à l’axe X. Contrairement aux autres formes de réalisation dans lesquelles au moins un guide de diffusion de micro-ondes W est utilisé, il est proposé dans cette forme de réalisation d’utiliser plusieurs générateurs de micro-ondes 56 qui émettent directement dans la cavité annulaire 20. A cet effet, les générateurs de micro-ondes 56 sont logés directement dans la cavité annulaire 20.

Les générateurs de micro-ondes 56 sont écartés angulairement à la circonférence de la lèvre 2, de préférence de manière uniforme, afin de permettre son chauffage. Les générateurs de micro-ondes 56 sont alimentés par des câbles électriques 53. Une telle architecture permet d’être simple à maintenir, un générateur de micro-ondes 56 défaillant pouvant être remplacé de manière rapide et pratique. En outre, même en cas de défaillance d’un unique générateur de micro-ondes 56, les performances du dégivrage sont réduites mais celui-ci demeure opérationnel. La fiabilité est accrue du fait de la redondance. De manière avantageuse, lors de l’utilisation de générateurs de micro-ondes 56, les micro-ondes sont émises dans toutes les directions et il n’est avantageusement pas nécessaire de recourir à un organe de conduction thermique 6 ou des cloisons réfléchissantes 4 pour permettre une homogénéisation de la chauffe.

Dans cette forme de réalisation, les générateurs de micro-ondes 56 sont de préférence des transistors. De manière préférée, pour des transistors ayant des puissances de l’ordre de 1kW, un écartement de 20cm entre les transistors est adapté.

Il a été présenté précédemment un dispositif de dégivrage permettant un chauffage homogène à la circonférence mais il va de soi que le chauffage pourrait être réglé en fonction de la position angulaire.

De plus, il va de soi que les formes de réalisation pourraient être combinées afin de permettre un dégivrage optimal en fonction des zones angulaires à dégivrer de la lèvre 2.

De manière avantageuse, un dispositif de dégivrage 5 selon l’invention possède une efficacité énergétique de l’ordre de 85% qui est très supérieure aux standards actuels.

Selon l’invention, le dispositif de dégivrage 5 peut être utilisé pour réaliser de l’antigivrage (en conditions givrantes) ou du dégivrage (en présence de givre). Dans ce dernier cas, le dispositif de dégivrage 5 peut être activé de manière intermittente, en particulier, afin de dégivrer des zones angulaires de la lèvre 2 de manière séquentielle. A cet effet, les zones angulaires peuvent être alimentées en micro-ondes W via un multiplexeur. De manière préférée, le dispositif de dégivrage 5 peut être associé à un régulateur disposant de mesures de température et/ou de mesures de présence de givre afin d’activer le dispositif de dégivrage 5 avec parcimonie selon les besoins.

De manière préférée, le générateur de micro-ondes W et ou le système de régulation peuvent être redondés de manière à améliorer la fiabilité.

Claims

Lèvre (2) d’entrée d'air (1) d'une nacelle de turbomachine (T) d'aéronef s’étendant selon un axe X dans lequel circule un flux d’air (F) d’amont vers l’aval, la lèvre (2) délimitant une cavité annulaire (20) et s’étendant de manière annulaire autour de l’axe X, la lèvre (2) comportant un dispositif de dégivrage (5), lèvrecaractérisée par le faitqu’elle comporte un matériau composite comportant des fibres de renfort noyées dans une matrice organique, le dispositif de dégivrage (5) est configuré pour émettre, dans la cavité annulaire (20), des micro-ondes (W) ayant une fréquence comprise entre 2GHz et 5GHz de manière à chauffer la matrice du matériau composite de la lèvre (2).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon la revendication 1, dans laquelle la fréquence des micro-ondes est déterminée pour permettre une absorption d’au moins 90% des micro-ondes (W) dans le matériau composite de la lèvre (2).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 1 et 2, dans laquelle le dispositif de dégivrage (5) comporte au moins un générateur de micro-ondes (50).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon la revendication 3, dans laquelle le dispositif de dégivrage (5) comporte au moins un guide de diffusion de micro-ondes (51, 51a, 51b, 54) logé dans la cavité annulaire (20) et relié au générateur de micro-ondes (50).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon la revendication 4, dans laquelle le guide de diffusion de micro-ondes (51, 51a, 51b) se présente sous la forme d’une conduite ayant une surface interne réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes (W) et des perforations (52) pour l’émission des micro-ondes (W).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon la revendication 5, dans laquelle le guide de diffusion de micro-ondes (51, 51a, 51b) comportant des perforations (52) orientées vers l’aval et des performations (52) orientées vers l’amont, les perforations (52) orientées vers l’amont sont plus nombreuses que les perforations (52) orientées vers l’aval.
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 4 à 6, dans laquelle le guide de diffusion de micro-ondes (51, 51a, 51b) s’étend de manière circonférentielle.
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle, le dispositif de dégivrage (5) comportant au moins un générateur de micro-ondes (50), le dispositif de dégivrage (5) comporte une pluralité de guides de diffusion élémentaires (54) logés dans la cavité annulaire (20) et reliés au générateur de micro-ondes (50), chaque guide de diffusion élémentaire (54) comportant une extrémité ouverte (55), les extrémités ouvertes (55) sont écartées angulairement à la circonférence de l’entrée d’air (1).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle la lèvre (2) comporte un organe de conduction thermique (6) monté sur une surface externe de la lèvre (2).
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le dispositif de dégivrage (5) comporte une pluralité de générateurs de micro-ondes (56) disposés dans la cavité annulaire (20) et écartés angulairement par rapport à l’axe X.
Lèvre (2) d’entrée d’air (1) selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle, la lèvre (2) comprenant au moins un organe d’atténuation acoustique (7) positionné sur une surface interne de la lèvre (2), l’organe d’atténuation acoustique (7) comporte un matériau transparent vis-à-vis des micro-ondes (W).
Entrée d’air (1) d'une nacelle de turbomachine (T) d'aéronef, l’entrée d’air (1) comportant une partie amont, formant une lèvre (2) selon l’une des revendications 1 à 11, et une partie aval (3) qui sont séparées par une cloison interne (4).
Entrée d’air (1) selon la revendication 12, dans laquelle la cloison interne (4) comporte une surface interne (4I), orientée vers la cavité annulaire (20), qui est réfléchissante vis-à-vis des micro-ondes (W).
Entrée d’air (1) selon l’une des revendications 12 et 13, dans laquelle le dispositif de dégivrage (5) comporte au moins un générateur de micro-ondes (50) positionné dans la partie aval (3).