FR3102148A1 - PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT - Google Patents
PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT Download PDFInfo
- Publication number
- FR3102148A1 FR3102148A1 FR1911524A FR1911524A FR3102148A1 FR 3102148 A1 FR3102148 A1 FR 3102148A1 FR 1911524 A FR1911524 A FR 1911524A FR 1911524 A FR1911524 A FR 1911524A FR 3102148 A1 FR3102148 A1 FR 3102148A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- propulsion system
- heating
- wall
- heating elements
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 208
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000012781 shape memory material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000002654 heat shrinkable material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N nickel titanium Chemical compound [Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni] HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/04—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of exhaust outlets or jet pipes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C15/00—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
- B64C15/02—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being propulsion jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/16—Aircraft characterised by the type or position of power plants of jet type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/002—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/10—Varying effective area of jet pipe or nozzle by distorting the jet pipe or nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/001—Shrouded propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/20—Rotorcraft characterised by having shrouded rotors, e.g. flying platforms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/04—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of exhaust outlets or jet pipes
- B64D33/06—Silencing exhaust or propulsion jets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/90—Application in vehicles adapted for vertical or short take off and landing (v/stol vehicles)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics
- F05D2300/505—Shape memory behaviour
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
L’invention concerne un système propulsif (1, 1’) pour un aéronef, comprenant un rotor (2) et un carénage (3) de nacelle s’étendant autour dudit rotor par rapport à un axe (X) et comprenant un tronçon aval (20) dont une extrémité aval (21) forme une section de sortie (BF) du carénage (3) de nacelle ; et caractérisé en ce que le tronçon aval (20) comprend des parois radialement interne (20a) et externe (20b), dont au moins une partie de l’une desdites parois est réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, cette paroi étant munie d’éléments chauffants (23a, 23c) s’étendant dans des secteurs angulaires consécutifs différents autour dudit axe (X), chaque élément chauffant étant actionnable indépendamment et configuré pour déformer cette paroi dans une direction radiale audit axe (X) et centrée angulairement par rapport à son secteur angulaire, sous l’effet d’une commande de tension prédéterminée. Figure pour l'abrégé : Figure 3The invention relates to a propulsion system (1, 1 ') for an aircraft, comprising a rotor (2) and a nacelle fairing (3) extending around said rotor with respect to an axis (X) and comprising a downstream section (20), a downstream end (21) of which forms an outlet section (BF) of the nacelle fairing (3); and characterized in that the downstream section (20) comprises radially inner (20a) and outer (20b) walls, at least part of one of said walls of which is made of a thermo-deformable shape memory material, this wall being provided with heating elements (23a, 23c) extending in different consecutive angular sectors around said axis (X), each heating element being operable independently and configured to deform this wall in a direction radial to said axis (X) and angularly centered with respect to its angular sector, under the effect of a predetermined tension control. Figure for abstract: Figure 3
Description
La présente invention concerne le domaine des systèmes propulsifs pour aéronef. Elle se rapporte notamment à un système propulsif capable de fournir une composante de poussée latérale.The present invention relates to the field of propulsion systems for aircraft. It relates in particular to a propulsion system capable of providing a lateral thrust component.
La présente invention concerne également un aéronef comportant un tel système propulsif.The present invention also relates to an aircraft comprising such a propulsion system.
Un système propulsif pour aéronef comporte au moins un rotor ou une hélice comportant une pluralité de pales montées sur un arbre tournant.A propulsion system for an aircraft comprises at least one rotor or one propeller comprising a plurality of blades mounted on a rotating shaft.
Il existe des aéronefs, et notamment des Aéronefs à Décollage et Atterrissage Verticaux (ADAV ou VTOL acronyme pour « Vertical Take-Off and Landing » en langue anglaise), présentant des systèmes propulsifs à rotors simples lorsqu’ils ne comportent qu’un seul rotor ou contrarotatifs lorsqu’ils comportent des rotors regroupés par paire tournant en sens opposés.There are aircraft, and in particular Vertical Take-Off and Landing Aircraft (ADAV or VTOL acronym for " Vertical Take-Off and Landing " in English), having propulsion systems with simple rotors when they only have a single rotor or counter-rotating when they comprise rotors grouped in pairs rotating in opposite directions.
Ces systèmes propulsifs sont soit à rotors carénés (le rotor est alors entouré d’un carénage de nacelle annulaire), soit à rotors libres, les systèmes propulsifs et notamment les rotors (libres ou carénés) pouvant être montés sur un arbre de pivotement permettant l’orientation des systèmes propulsifs et donc des rotors entre une position verticale et une position horizontale, par exemple l’orientation à la verticale pour un décollage ou un atterrissage vertical et l’orientation à l’horizontale pour le vol d’avancement ou mode avion.These propulsion systems are either with ducted rotors (the rotor is then surrounded by an annular nacelle fairing), or with free rotors, the propulsion systems and in particular the rotors (free or ducted) being able to be mounted on a pivot shaft allowing the orientation of the propulsion systems and therefore of the rotors between a vertical position and a horizontal position, for example the vertical orientation for a vertical take-off or landing and the horizontal orientation for forward flight or airplane mode .
Les rotors carénés présentent plusieurs avantages intéressants, tels que :Ducted rotors have several attractive advantages, such as:
- une importante diminution de la signature sonore du rotor en émission directe ;a significant decrease in the sound signature of the rotor in direct emission;
- une protection des pales du rotor vis-à-vis des obstacles alentours ;protection of the rotor blades from surrounding obstacles;
- une amélioration des performances du rotor, notamment en vol stationnaire de l’aéronef ou à faible vitesse d’avancement.improved rotor performance, particularly when the aircraft is hovering or at low forward speed.
Cependant, les aéronefs VTOL à rotors carénés, notamment en vol stationnaire, n’ont pas la même manœuvrabilité que les hélicoptères classiques.However, VTOL aircraft with ducted rotors, especially in hovering flight, do not have the same maneuverability as conventional helicopters.
Pour des hélicoptères classiques, des corrections d’altitude et de placement peuvent être réalisées, dans le trièdre de référence en normes aéronautiques X, Y, Z, par :For conventional helicopters, altitude and placement corrections can be made, in the reference trihedron in aeronautical standards X, Y, Z, by:
- des corrections autour de l’axe de roulis X (axe de rotation de l’hélicoptère autour de son axe longitudinal) par une action à gauche ou à droite sur le pas cyclique (agissant sur l’orientation de la poussée du rotor, ici dans un plan perpendiculaire à l’axe X) ;corrections around the roll axis X (axis of rotation of the helicopter around its longitudinal axis) by an action to the left or to the right on the cyclic pitch (acting on the orientation of the thrust of the rotor, here in a plane perpendicular to the X axis);
- des corrections autour de l’axe de tangage Y (axe de de l’hélicoptère autour de son axe transversal) par une action en avant (à piquer) ou en arrière (à cabrer) sur le pas cyclique (agissant sur l’orientation de la poussée du rotor, ici dans un plan perpendiculaire à l’axe Y) ;corrections around the pitch axis Y (axis of the helicopter around its transverse axis) by an action forward (to nose down) or backward (to nose up) on the cyclic pitch (acting on the orientation of the rotor thrust, here in a plane perpendicular to the Y axis);
- des corrections autour de l’axe de lacet Z (axe de rotation dans un plan horizontal de l’hélicoptère autour de son axe vertical) par action sur le palonnier (agissant sur la poussée du rotor anti-couple de l’hélicoptère) ;corrections around the yaw axis Z (axis of rotation in a horizontal plane of the helicopter around its vertical axis) by action on the rudder (acting on the thrust of the helicopter's anti-torque rotor);
- des corrections en translation longitudinale selon l’axe X du trièdre de référence en normes aéronautiques (axe longitudinal) par une commande du pas cyclique/collectif (agissant sur l’orientation de la poussée du rotor, ici vers l’avant ou vers l’arrière) ;corrections in longitudinal translation along the X axis of the reference trihedron in aeronautical standards (longitudinal axis) by a control of the cyclic/collective pitch (acting on the orientation of the thrust of the rotor, here forwards or backwards back) ;
- des corrections en translation latérale selon l’axe Y du trièdre de référence en normes aéronautiques (axe transversal) par une commande du pas cyclique/collectif, (agissant sur l’orientation de la poussée du rotor, ici vers la droite ou vers la gauche) ;corrections in lateral translation along the Y axis of the reference trihedron in aeronautical standards (transverse axis) by a command of the cyclic/collective pitch, (acting on the orientation of the thrust of the rotor, here to the right or to the left );
- des corrections en translation verticale selon l’axe Z de référence par une commande du pas collectif vers le haut, vers le bas (agissant sur la poussée du rotor, mise de pas : commande tirée vers le haut).corrections in vertical translation along the reference Z axis by a command of the collective pitch up, down (acting on the thrust of the rotor, pitch setting: command pulled up).
Bien entendu, des corrections coordonnées du pas collectif et du palonnier, bien connues des pilotes, sont à apporter pour contrer les effets induits de perte de composante de portance et d’effet de couple.Of course, coordinated collective pitch and rudder pedal corrections, well known to pilots, must be made to counter the induced effects of loss of lift component and torque effect.
Pour les aéronefs VTOL à rotors carénés, les corrections de positionnement, ou les corrections permettant de contrer des rafales de vent en vol stationnaire, sont généralement complexes et rendent inconfortable le vol pour les passagers de l’aéronef.For VTOL aircraft with ducted rotors, positioning corrections, or corrections to counter gusts of wind in hovering flight, are generally complex and make the flight uncomfortable for the passengers of the aircraft.
Par exemple, dans le cas d’un quadrotors (i.e. un aéronef à quatre rotors), afin d’effectuer une correction dans la direction de l’axe X de référence, il est nécessaire de faire basculer l’aéronef vers l’avant autour de l’axe Y de référence (selon l’axe de tangage), puis d’effectuer une correction de la position atteinte (par exemple pour contrer une rafale de vent) et de revenir rapidement à une position neutre, dite « à plat ». De même, afin d’effectuer une correction dans la direction de l’axe Y de référence, il est nécessaire d’incliner, c’est-à-dire de faire rouler, l’aéronef vers et autour de l’axe X de référence (selon l’axe de roulis), puis d’effectuer une correction de la position atteinte et de revenir rapidement à une position neutre. Avec un tel quadrotors, lors d’un transport de passagers, ces derniers peuvent ressentir des balancements avant/arrière et/ou droite/gauche.For example, in the case of a quadrotor (i.e. an aircraft with four rotors), in order to make a correction in the direction of the reference X axis, it is necessary to tilt the aircraft forward around of the reference Y axis (according to the pitch axis), then to make a correction of the position reached (for example to counter a gust of wind) and to quickly return to a neutral position, called "flat" . Similarly, in order to make a correction in the direction of the reference Y axis, it is necessary to bank, i.e. to roll, the aircraft towards and around the X axis of reference (along the roll axis), then to correct the position reached and quickly return to a neutral position. With such a quadrotor, when transporting passengers, the latter may feel forward/backward and/or right/left swings.
Il a été proposé un moteur de turbine à gaz comprenant une tuyère bidimensionnelle comportant un panneau flexible apte à changer de position, sous l’action d’un vérin, de manière à réguler l’échappement du moteur.A gas turbine engine has been proposed comprising a two-dimensional nozzle comprising a flexible panel capable of changing position, under the action of a jack, so as to regulate the exhaust from the engine.
Il a également été proposé des moteurs de turbine à gaz comprenant des tuyères à géométries variables, de sorte à faire varier une surface de sortie de la tuyère.Gas turbine engines have also been proposed comprising nozzles with variable geometries, so as to vary an outlet surface of the nozzle.
Ainsi, ces solutions proposées proposent des tuyères dans lesquelles est mise en place la technologie de poussée vectorielle en deux dimensions.Thus, these proposed solutions propose nozzles in which the two-dimensional vector thrust technology is implemented.
Toutefois, aucune de ces solutions proposées ne propose de mise en place de la technologie de poussée vectorielle en trois dimensions dans des carénages de nacelles de systèmes propulsifs, notamment en mode VTOL à rotors, guidant le flux secondaire issu des dits rotors.However, none of these proposed solutions proposes the installation of three-dimensional vector thrust technology in the fairings of nacelles of propulsion systems, in particular in VTOL mode with rotors, guiding the secondary flow coming from said rotors.
Il existe donc un besoin de fournir une solution simple et efficace aux problèmes évoqués ci-dessus.There is therefore a need to provide a simple and effective solution to the problems mentioned above.
Un but de la présente invention est de proposer une solution permettant d’améliorer la manœuvrabilité des aéronefs de type VTOL, tout en diminuant les impacts de masse et de pertes aérodynamiques associés aux commandes de vol.An object of the present invention is to propose a solution making it possible to improve the maneuverability of aircraft of the VTOL type, while reducing the impacts of mass and aerodynamic losses associated with the flight controls.
En particulier, l’invention propose d’améliorer la manœuvrabilité des aéronefs de type VTOL en fournissant un système propulsif capable de fournir une composante de poussée latéralement à l’axe des rotors.In particular, the invention proposes to improve the maneuverability of VTOL-type aircraft by providing a propulsion system capable of providing a thrust component laterally to the axis of the rotors.
À cet effet, l’invention concerne un système propulsif pour un aéronef, comprenant au moins un rotor et un carénage de nacelle s’étendant autour dudit au moins un rotor par rapport à un axe de rotation dudit rotor, ce carénage de nacelle comprenant un tronçon aval dont une extrémité aval forme une section de sortie du carénage de nacelle ; et caractérisé en ce que le tronçon aval comprend une paroi radialement interne et une paroi radialement externe, au moins une partie de l’une desdites parois étant réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, et en ce que ladite paroi est munie d’une pluralité d’éléments chauffants, les éléments chauffants s’étendant dans des secteurs angulaires consécutifs différents autour dudit axe de rotation, chaque élément chauffant étant actionnable indépendamment des autres éléments chauffants et étant configuré pour déformer ladite paroi dans une direction qui est radiale à l’axe de rotation et qui est centrée angulairement par rapport au secteur angulaire sur lequel il s’étend, sous l’effet d’une commande de tension prédéterminée.To this end, the invention relates to a propulsion system for an aircraft, comprising at least one rotor and a nacelle fairing extending around said at least one rotor with respect to an axis of rotation of said rotor, this nacelle fairing comprising a downstream section of which a downstream end forms an exit section of the nacelle fairing; and characterized in that the downstream section comprises a radially internal wall and a radially external wall, at least a part of one of said walls being made of a thermo-deformable shape memory material, and in that said wall is provided of a plurality of heating elements, the heating elements extending in different consecutive angular sectors around said axis of rotation, each heating element being operable independently of the other heating elements and being configured to deform said wall in a direction which is radial to the axis of rotation and which is angularly centered with respect to the angular sector over which it extends, under the effect of a predetermined voltage command.
Le système propulsif selon l’invention peut être à rotor simple ou à rotors contrarotatifs, installés dans une nacelle fixe ou pivotante, à axe de pivotement traversant ou déporté.The propulsion system according to the invention can be with a single rotor or with counter-rotating rotors, installed in a fixed or pivoting nacelle, with a through or offset pivot axis.
Selon l’invention, le carénage est constitué à sa sortie d’air d’un matériau à mémoire de forme thermo-déformable et d’une pluralité d’éléments chauffants configurés pour faire varier automatiquement la forme de la nacelle et de là, l’orientation du flux d’air en sortie de celle-ci, afin de manœuvrer l’aéronef sur lequel ladite nacelle est installée. En particulier, les éléments chauffants permettent la modification de la géométrie de la paroi radialement externe ou de la paroi radialement interne de façon continue en fonction du courant les traversant (i.e. de la commande de tension prédéterminée) et agissant sur la rétractation locale du matériau à mémoire de forme.According to the invention, the fairing is made at its air outlet of a thermo-deformable shape memory material and of a plurality of heating elements configured to automatically vary the shape of the nacelle and from there, the orientation of the air flow at the outlet thereof, in order to maneuver the aircraft on which said nacelle is installed. In particular, the heating elements allow the modification of the geometry of the radially outer wall or of the radially inner wall in a continuous manner as a function of the current passing through them (i.e. of the predetermined voltage command) and acting on the local retraction of the material at shape memory.
Le profil du carénage a avantageusement une partie avale semi rigide dont les dimensions et la forme de la section de sortie en bord de fuite peuvent varier, de sorte que la section de sortie en bord de fuite peut être orientée latéralement sous l’effet d’un dispositif commandé, pour former un tube de courant produisant une poussée avec une composante latérale, dite poussée vectorielle ou orientée.The profile of the fairing advantageously has a semi-rigid downstream part whose dimensions and shape of the exit section at the trailing edge can vary, so that the exit section at the trailing edge can be oriented laterally under the effect of a controlled device, to form a current tube producing a thrust with a lateral component, called vectored or oriented thrust.
Le système propulsif selon l’invention permet ainsi d’améliorer la manœuvrabilité de l’aéronef dans lequel il est installé, notamment lors des manœuvres à faible vitesse d’avancement, comme les décollages et les atterrissages, tout en minimisant les nuisances sonores induites par le rotor du système propulsif et en assurant une sécurité de ce rotor par la présence du carénage de nacelle.The propulsion system according to the invention thus makes it possible to improve the maneuverability of the aircraft in which it is installed, in particular during maneuvers at low forward speed, such as take-offs and landings, while minimizing the noise pollution induced by the rotor of the propulsion system and by ensuring safety of this rotor by the presence of the nacelle fairing.
En effet, la forme du carénage est adaptée de façon continue en fonction de la déviation de la poussée commandée pour obtenir un placement précis de l’aéronef. Le profil du carénage peut donc être orienté latéralement en fonction des contraintes mécaniques du vol recherchées en mode VTOL, de sorte à produire une composante de poussée perpendiculaire à l’axe rotor.Indeed, the shape of the fairing is continuously adapted according to the deviation of the thrust commanded to obtain a precise placement of the aircraft. The fairing profile can therefore be oriented laterally according to the mechanical flight constraints sought in VTOL mode, so as to produce a thrust component perpendicular to the rotor axis.
Le système d’éléments chauffants est simple, peu encombrant, et a de faibles impacts en termes de masse en comparaison avec les solutions proposées dans l’art antérieur.The heating element system is simple, compact, and has low impacts in terms of mass compared to the solutions proposed in the prior art.
Lors des phases de vol en mode avion, le système d’éléments chauffants, qui est utile lors des phases à faible vitesse d’avancement, peut être désactivé.During flight phases in airplane mode, the heating element system, which is useful during phases at low forward speed, can be deactivated.
Chaque élément chauffant peut avoir une forme générale de portion annulaire. Les éléments chauffants peuvent s’étendre dans des secteurs angulaires consécutifs différents autour dudit axe de rotation de sorte que l’ensemble des éléments chauffants a une forme générale annulaire.Each heating element may have the general shape of an annular portion. The heating elements can extend in different consecutive angular sectors around said axis of rotation so that the set of heating elements has a generally annular shape.
Selon un premier mode de réalisation, au moins une partie de la paroi radialement externe est réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, et plus précisément thermo-rétractile.According to a first embodiment, at least part of the radially outer wall is made of a heat-deformable, and more precisely heat-shrinkable, shape-memory material.
Selon un deuxième mode de réalisation, au moins une partie de la paroi radialement interne est réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, et plus précisément thermo-extensible.According to a second embodiment, at least a part of the radially inner wall is made of a thermo-deformable, and more precisely thermo-extensible, shape-memory material.
Selon un troisième mode de réalisation, au moins une partie de la paroi radialement externe est réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, et plus précisément thermo-rétractile, et au moins une partie de la paroi radialement interne est réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable, et plus précisément thermo-extensible.According to a third embodiment, at least part of the radially outer wall is made of a heat-deformable, and more precisely heat-shrinkable, shape-memory material, and at least part of the radially inner wall is made of a thermo-deformable, and more precisely thermo-extensible, shape-memory material.
Selon un mode de réalisation, la pluralité d’éléments chauffants comporte des revêtements chauffants.According to one embodiment, the plurality of heating elements include heating coatings.
Selon un autre mode de réalisation, la pluralité d’éléments chauffants comporte des résistances chauffantes.According to another embodiment, the plurality of heating elements comprises heating resistors.
Selon un mode de réalisation, la paroi réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable comporte au moins un circuit de chauffe configuré pour agir sur les éléments chauffants.According to one embodiment, the wall made of a thermo-deformable shape memory material comprises at least one heating circuit configured to act on the heating elements.
Selon un autre mode de réalisation, la paroi réalisée dans un matériau à mémoire de forme thermo-déformable comporte une pluralité de circuits de chauffe, chaque circuit de chauffe étant configuré pour agir sur au moins un des éléments chauffants. Ceci permet avantageusement d’obtenir un réchauffement graduel des éléments chauffants, et ainsi une déformation graduelle des parois radialement interne et radialement externe du tronçon aval.According to another embodiment, the wall made of a thermo-deformable shape memory material comprises a plurality of heating circuits, each heating circuit being configured to act on at least one of the heating elements. This advantageously makes it possible to obtain a gradual heating of the heating elements, and thus a gradual deformation of the radially internal and radially external walls of the downstream section.
Les circuits de chauffe peuvent fonctionner indépendamment les uns des autres.The heating circuits can operate independently of each other.
Chacune des parois radialement interne et radialement externe peut être munie d’une pluralité d’éléments chauffants, mis en chauffe par des circuits de chauffe. Le fonctionnement du ou des circuits de chauffe associés à la paroi radialement interne peuvent être indépendants du ou des circuits de chauffe associés à la paroi radialement externe.Each of the radially inner and radially outer walls can be provided with a plurality of heating elements, heated by heating circuits. The operation of the heating circuit(s) associated with the radially inner wall can be independent of the heating circuit(s) associated with the radially outer wall.
Avantageusement, le système propulsif comprend en outre des pontets de rigidification reliant les parois radialement interne et radialement externe du tronçon aval et permettant d’assurer un écart sensiblement constant entre les parois radialement interne et radialement externe du tronçon aval.Advantageously, the propulsion system further comprises stiffening bridges connecting the radially inner and radially outer walls of the downstream section and making it possible to ensure a substantially constant gap between the radially inner and radially outer walls of the downstream section.
Le carénage de nacelle peut comprendre un tronçon amont formant une section d’entrée du carénage de nacelle et un tronçon intermédiaire reliant les tronçons amont et aval.The nacelle fairing may comprise an upstream section forming an inlet section of the nacelle fairing and an intermediate section connecting the upstream and downstream sections.
Avantageusement, le tronçon intermédiaire est rigide et est relié par au moins un mât à un moteur du système propulsif. Cela procure au carénage de nacelle du système propulsif une structure rigide pouvant assurer une fonction de blindage.Advantageously, the intermediate section is rigid and is connected by at least one mast to an engine of the propulsion system. This provides the nacelle fairing of the propulsion system with a rigid structure capable of performing a shielding function.
La présente invention concerne également un aéronef caractérisé en ce qu’il comporte au moins un système propulsif présentant au moins l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées, le système propulsif étant monté pivotant sur l’aéronef par l’intermédiaire d’un arbre de pivotement déporté ou traversant par rapport au rotor.The present invention also relates to an aircraft characterized in that it comprises at least one propulsion system having at least any one of the aforementioned characteristics, the propulsion system being pivotally mounted on the aircraft by means of a pivot shaft offset or crossing with respect to the rotor.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :The present invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the description of a non-limiting example which follows, with reference to the accompanying drawings in which:
Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.The elements having the same functions in the different implementations have the same references in the figures.
Dans le présent exposé, les termes « axial », « interne » et « externe » sont utilisés en référence à l’axe de rotation du système propulsif selon l’invention.In this disclosure, the terms "axial", "internal" and "external" are used in reference to the axis of rotation of the propulsion system according to the invention.
Un système propulsif est généralement constitué :A propulsion system generally consists of:
- d’une nacelle ;a basket;
- d’un moteur et de son système de commande et de contrôle ;an engine and its command and control system;
- et, dans le cas d’une propulsion à hélice ou rotor, de son hélice ou rotor(s).and, in the case of propeller or rotor propulsion, its propeller or rotor(s).
La nacelle est l’élément qui permet d’intégrer le moteur à l’aéronef, elle est constituée :The nacelle is the element that allows the engine to be integrated into the aircraft, it consists of:
- de carénages de nacelle (permettant de capoter le moteur, de caréner les rotors, de capter l’air en écoulement en fonctionnement de l’aéronef, de créer un effet de poussée, inverser la poussée sur les systèmes propulsifs, …) ;nacelle fairings (allowing the engine to be cowled, the rotors to be shrouded, the flowing air to be captured when the aircraft is operating, to create a thrust effect, to reverse the thrust on the propulsion systems, etc.);
- d’équipements à monter sur le moteur (tel l’habillage moteur regroupant les réseaux électriques, hydrauliques, pneumatiques connus sous l’acronyme EBU de l’anglais « Engine Build-Up ») ; etequipment to be mounted on the engine (such as the engine casing comprising the electrical, hydraulic and pneumatic networks known by the acronym EBU for “ Engine Build-Up ”); And
- des systèmes d’accrochage à l’aéronef.aircraft attachment systems.
Les figures 1A et 1B illustrent, de manière simplifiée, un premier mode de réalisation d’un système propulsif 1 pour aéronef selon l’invention.Figures 1A and 1B illustrate, in a simplified manner, a first embodiment of a propulsion system 1 for an aircraft according to the invention.
Le système propulsif 1 comprend ici au moins un rotor 2 et un carénage 3 de nacelle s’étendant autour dudit au moins un rotor 2 par rapport à un axe de rotation X du rotor 2. Le carénage 3 fait avantageusement office, par sa forme et ses matériaux, d’écran acoustique. Le système propulsif 1 peut être monté fixe sur l’aéronef. Le système propulsif 1 peut encore être monté sur un arbre de pivotement 4, déporté par rapport à l’axe de rotation X du rotor 2. L’arbre de pivotement 4 est fixé par tout moyen au système propulsif 1, d’une part, et à l’aéronef, d’autre part, et permet l’orientation du système propulsif 1 sur l’aéronef, autorisant le basculement du système propulsif 1 autour de l’arbre de pivotement 4, selon la flèche F1, par l’intermédiaire d’actionneurs connus, entre une position horizontale telle qu’illustrée à la figure 1A, et une position verticale telle qu’illustrée à la figure 1B. Ce basculement permet de faire passer l’aéronef d’un mode classique comme pour un avion, à un mode VTOL ou hélicoptère.The propulsion system 1 here comprises at least one rotor 2 and a nacelle fairing 3 extending around said at least one rotor 2 with respect to an axis of rotation X of the rotor 2. The fairing 3 advantageously serves, by its shape and its materials, as an acoustic screen. The propulsion system 1 can be fixed mounted on the aircraft. The propulsion system 1 can still be mounted on a pivot shaft 4, offset with respect to the axis of rotation X of the rotor 2. The pivot shaft 4 is fixed by any means to the propulsion system 1, on the one hand, and to the aircraft, on the other hand, and allows the orientation of the propulsion system 1 on the aircraft, authorizing the tilting of the propulsion system 1 around the pivot shaft 4, according to the arrow F1, via known actuators, between a horizontal position as shown in Figure 1A, and a vertical position as shown in Figure 1B. This switchover makes it possible to switch the aircraft from a classic mode as for an airplane, to a VTOL or helicopter mode.
Le rotor 2 du système propulsif 1 est relié à l’aéronef par un mât 5 supportant un moteur 6, par exemple électrique, entrainant en rotation le rotor 2 par l’intermédiaire d’un arbre de puissance, de manière connue en soi. Selon l’exemple illustré nullement limitatif, chaque rotor 2 comprend deux pales 7.The rotor 2 of the propulsion system 1 is connected to the aircraft by a mast 5 supporting a motor 6, for example electric, driving the rotor 2 in rotation via a power shaft, in a manner known per se. According to the non-limiting example illustrated, each rotor 2 comprises two blades 7.
La figure 1C illustre un second mode de réalisation d’un système propulsif 1’ pour aéronef selon l’invention dans lequel le système propulsif 1’ peut être monté sur un arbre de pivotement 4’, traversant le rotor 2 de manière perpendiculaire par rapport à l’axe de rotation X du rotor 2. Le rotor 2 du système propulsif 1’ est relié à l’aéronef par un mât 5 supportant un moteur 6, par exemple électrique, entrainant en rotation le rotor 2 par l’intermédiaire d’un arbre de puissance, de manière connue en soi. Selon l’exemple de réalisation représenté, le mât 5 du rotor 2 est confondu avec l’arbre de pivotement 4’.Figure 1C illustrates a second embodiment of a propulsion system 1' for an aircraft according to the invention in which the propulsion system 1' can be mounted on a pivot shaft 4', passing through the rotor 2 perpendicularly with respect to the axis of rotation X of the rotor 2. The rotor 2 of the propulsion system 1' is connected to the aircraft by a mast 5 supporting a motor 6, for example electric, driving the rotor 2 in rotation via a power shaft, in a manner known per se. According to the embodiment shown, the mast 5 of the rotor 2 coincides with the pivot shaft 4'.
En référence aux figures 2 à 4, le carénage 3 de nacelle du système propulsif 1, 1’ selon l’invention comprend :With reference to Figures 2 to 4, the nacelle fairing 3 of the propulsion system 1, 1' according to the invention comprises:
- un tronçon amont 10 ;an upstream section 10;
- un tronçon aval 20 ; eta downstream section 20; And
- un tronçon intermédiaire 30 reliant lesdits tronçons amont 10 et aval 20.an intermediate section 30 connecting said upstream 10 and downstream 20 sections.
Le tronçon amont 10 forme une section d’entrée (ou dit autrement un bord d’attaque) BA ou entrée d’air du carénage 3 de nacelle.The upstream section 10 forms an entry section (or in other words a leading edge) BA or air inlet of the fairing 3 of the nacelle.
Le tronçon amont 10 est réalisé dans un matériau pouvant supporter des températures le rendant apte à assurer une fonction d’antigivrage lorsqu’il est approvisionné en air chaud.The upstream section 10 is made of a material that can withstand temperatures making it suitable for providing an anti-icing function when it is supplied with hot air.
Le tronçon intermédiaire 30 est rigide. Il est par exemple réalisé en alliage d’aluminium, en titane chargé 6% aluminium et 4% vanadium (TA6V), ou en composite fibre de carbone à matrice organique. Le tronçon intermédiaire 30 est avantageusement relié au moteur 6 du système propulsif 1, 1’ par au moins un mât 5, et, de préférence, par deux mâts 5 de sorte à solidariser mécaniquement le carénage 3 de nacelle au moteur 6 du système propulsif 1, 1’. Le tronçon intermédiaire 30 confère ainsi, par son matériau et sa configuration, une fonction de blindage au système propulsif 1, 1’.The intermediate section 30 is rigid. For example, it is made of aluminum alloy, titanium filled with 6% aluminum and 4% vanadium (TA6V), or carbon fiber composite with an organic matrix. The intermediate section 30 is advantageously connected to the engine 6 of the propulsion system 1, 1 'by at least one mast 5, and, preferably, by two masts 5 so as to mechanically secure the fairing 3 of the nacelle to the engine 6 of the propulsion system 1 , 1'. The intermediate section 30 thus confers, by its material and its configuration, a shielding function on the propulsion system 1.1'.
Une extrémité aval 21 du tronçon aval 20 forme une section de sortie (ou dit autrement un bord de fuite) BF ou une sortie d’air du carénage 3 de nacelle.A downstream end 21 of the downstream section 20 forms an outlet section (or in other words a trailing edge) BF or an air outlet from the fairing 3 of the nacelle.
Le tronçon aval 20 comprend une paroi radialement interne 20a et une paroi radialement externe 20b. Les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 assurent non seulement une fonction structurante du tronçon aval 20 mais également une fonction aérodynamique.The downstream section 20 comprises a radially inner wall 20a and a radially outer wall 20b. The radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 provide not only a structuring function of the downstream section 20 but also an aerodynamic function.
Les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 sont réalisées dans un matériau déformable semi rigide à mémoire de forme. Autrement dit, le matériau constituant les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 est à la fois rigide pour conférer au tronçon aval 20 une forme structurante et souple pour conférer au tronçon aval 20 une possibilité de déformation. Ainsi, les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 sont réalisées dans un matériau apte à réagir sous l’effet d’actionneurs tels que décrits ci-après. Lorsque les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 sont excitées par un ou des actionneurs, les parois se déforment et lorsque la contrainte d’excitation du ou des actionneurs s’arrête, les parois reprennent leur forme initiale. Selon un mode de réalisation, la paroi radialement interne 20a peut être réalisée en alliage, en composite, ou en matériau organique permettant à la paroi 20a de travailler dans un domaine élastique, alors qu’au moins une partie de la paroi radialement externe 20b peut être réalisée en matériau à mémoire de forme thermo-rétractile. Selon un autre mode de réalisation, la paroi radialement externe 20b peut être réalisée en alliage, en composite, ou en matériau organique permettant à la paroi 20b de travailler dans un domaine élastique, alors qu’au moins une partie de la paroi radialement interne 20a peut être réalisée en matériau à mémoire de forme thermo-extensible. Selon un autre mode de réalisation, au moins une partie de la paroi radialement interne 20a peut être réalisée en matériau à mémoire de forme thermo-extensible et au moins une partie de la paroi radialement externe 20b peut être réalisée en matériau à mémoire de forme thermo-rétractile. De préférence, le matériau à mémoire de forme thermo-déformable n’est agencé sur les parois radialement interne 20a et/ou radialement externe 20b qu’au niveau des actionneurs. En variante, les parois radialement interne 20a ou radialement externe 20b peuvent être entièrement réalisées en matériau à mémoire de forme thermo-déformable. Par exemple, les parois radialement interne 20a et externe 20b peuvent être réalisées en un alliage de nickel et titane (encore connu sous le nom « Kiokalloy ») tel que le NiTiNol ou le NiTiCu.The radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 are made of a semi-rigid deformable material with shape memory. In other words, the material constituting the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 is both rigid to give the downstream section 20 a structuring shape and flexible to give the downstream section 20 a possibility of deformation. Thus, the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 are made of a material capable of reacting under the effect of actuators as described below. When the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 are excited by one or more actuators, the walls are deformed and when the excitation stress of the actuator or actuators stops, the walls return to their initial shape. According to one embodiment, the radially inner wall 20a can be made of an alloy, a composite, or an organic material allowing the wall 20a to work in an elastic domain, while at least a part of the radially outer wall 20b can be made of heat-shrinkable shape-memory material. According to another embodiment, the radially outer wall 20b can be made of an alloy, a composite, or an organic material allowing the wall 20b to work in an elastic domain, while at least part of the radially inner wall 20a can be made of heat-extensible shape-memory material. According to another embodiment, at least part of the radially inner wall 20a can be made of thermo-extensible shape memory material and at least part of the radially outer wall 20b can be made of thermo-extensible shape memory material. -retractile. Preferably, the thermo-deformable shape memory material is arranged on the radially inner 20a and/or radially outer 20b walls only at the level of the actuators. As a variant, the radially inner 20a or radially outer 20b walls can be made entirely of heat-deformable shape-memory material. For example, the radially inner 20a and outer 20b walls can be made of a nickel and titanium alloy (also known as "Kiokalloy") such as NiTiNol or NiTiCu.
Le matériau à mémoire de forme constituant les parois radialement interne 20a et externe 20b est à sureté intégrée, c’est-à-dire qu’il est tel, que sa position de repos, autrement dit lorsqu’aucun actionneur n’agit sur le matériau à mémoire de forme en vue de sa déformation, correspond à une géométrie naturelle de stockage dudit matériau ou de plus longue durée d’utilisation. Ainsi, en cas de panne de l’actionneur, le matériau à mémoire de forme reprendra sa forme naturelle au repos et le carénage 3 de nacelle reprendra une géométrie sécurisée assurant une poussée axiale pour assurer le bon fonctionnement du système propulsif 1, 1’ de l’aéronef.The shape memory material constituting the radially inner 20a and outer 20b walls is fail-safe, that is to say it is such that its rest position, in other words when no actuator acts on the shape memory material with a view to its deformation, corresponds to a natural geometry for the storage of said material or for a longer period of use. Thus, in the event of an actuator failure, the shape memory material will return to its natural shape at rest and the nacelle fairing 3 will return to a secure geometry providing axial thrust to ensure the proper functioning of the propulsion system 1, 1' of the aircraft.
Les parois radialement interne 20a et externe 20b peuvent également présenter une épaisseur variable axialement et également azimutalement à proximité de pontets de rigidification 22 de sorte à modifier localement l’élasticité de la structure. Il est en outre possible d’optimiser localement les caractéristiques mécaniques du matériau à mémoire de forme constituant les parois radialement interne 20a et externe 20b en fonction des propriétés locales souhaitées le long du tronçon aval 20. Ainsi, il peut être envisagé que le tronçon aval 20 soit constitué d’une pluralité de tronçons de matériaux différents.The radially inner 20a and outer 20b walls can also have a variable thickness axially and also azimuthalally close to stiffening bridges 22 so as to locally modify the elasticity of the structure. It is also possible to locally optimize the mechanical characteristics of the shape memory material constituting the radially inner 20a and outer 20b walls according to the desired local properties along the downstream section 20. Thus, it can be envisaged that the downstream section 20 is made up of a plurality of sections of different materials.
Le tronçon aval 20 étant réalisé dans un matériau déformable, semi-rigide lui garantissant une forme structurale rigide de sorte à éviter son affaissement tant au repos que sous l’action d’un écoulement d’air en fonctionnement du système propulsif 1, 1’ et permettant ainsi au carénage 3 de nacelle de conserver un profil aérodynamique homogène de sa section de sortie BF. Avantageusement, l’extrémité aval 21 du tronçon aval 20 peut être réalisée en un matériau orthotrope présentant des modules élastiques adéquats.The downstream section 20 being made of a deformable, semi-rigid material guaranteeing it a rigid structural shape so as to avoid its sagging both at rest and under the action of an air flow in operation of the propulsion system 1, 1' and thus allowing the nacelle fairing 3 to maintain a homogeneous aerodynamic profile of its BF exit section. Advantageously, the downstream end 21 of the downstream section 20 can be made of an orthotropic material having adequate elastic moduli.
De plus, afin d’assurer un écart sensiblement constant entre les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20, des pontets de rigidification 22 sont ménagés angulairement à intervalles réguliers entre ces parois 20a, 20b.In addition, in order to ensure a substantially constant gap between the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20, stiffening bridges 22 are arranged angularly at regular intervals between these walls 20a, 20b.
Un but de la présente invention est de pouvoir bénéficier d’un carénage 3 de nacelle du système propulsif 1, 1’ dont il est possible de faire varier la section de sortie BF, ainsi que la forme de cette dernière, de manière à orienter la poussée du système propulsif.An object of the present invention is to be able to benefit from a fairing 3 of the nacelle of the propulsion system 1, 1', of which it is possible to vary the outlet section BF, as well as the shape of the latter, so as to orient the propulsion system thrust.
Ainsi, le tronçon aval 20 comprend des moyens permettant de faire varier la forme de la section de sortie BF.Thus, the downstream section 20 comprises means making it possible to vary the shape of the outlet section BF.
A cet effet, au moins l’une des parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 peut être réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques thermo-déformable, c’est-à-dire pouvant se déformer sous l’effet de la chaleur.To this end, at least one of the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 may be made of a material having thermo-deformable characteristics, that is to say capable of deforming under the effect of the heat.
Selon un mode de réalisation, au moins une partie de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques thermo-rétractable, c’est-à-dire pouvant se rétracter sous l’effet de la chaleur.According to one embodiment, at least part of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 is made of a material having heat-shrinkable characteristics, that is to say which can shrink under the effect of heat.
Plus précisément, la paroi radialement externe 20b comporte une pluralité d’éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d. Chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d a une forme générale de portion annulaire. Les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d s’étendent dans des secteurs angulaires consécutifs différents autour de l’axe X de rotation de sorte que l’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d a une forme générale annulaire. La paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 est donc divisée en portions annulaires, chaque portion annulaire étant associée à un élément chauffant en forme générale de portion annulaire.More specifically, the radially outer wall 20b comprises a plurality of heating elements 23a, 23b, 23c, 23d. Each heating element 23a, 23b, 23c, 23d has the general shape of an annular portion. The heating elements 23a, 23b, 23c, 23d extend in different consecutive angular sectors around the X axis of rotation so that the set of heating elements 23a, 23b, 23c, 23d has a generally annular shape. The radially outer wall 20b of the downstream section 20 is therefore divided into annular portions, each annular portion being associated with a heating element in the general shape of an annular portion.
Chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d est configuré pour fournir de la chaleur afin de déformer, plus précisément, de rétracter, la portion annulaire de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 sur laquelle il s’étend. En particulier, la paroi radialement externe 20b comporte un ou une pluralité de circuits de chauffe (non représentés) configurés pour agir sur les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d. Avantageusement, chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d de la paroi radialement externe 20b comprend un circuit de chauffe qui lui est propre, les circuits de chauffe ayant alors des fonctionnements indépendants les uns des autres.Each heating element 23a, 23b, 23c, 23d is configured to supply heat in order to deform, more precisely, to retract, the annular portion of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 over which it extends. In particular, the radially outer wall 20b comprises one or a plurality of heating circuits (not shown) configured to act on the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d. Advantageously, each heating element 23a, 23b, 23c, 23d of the radially outer wall 20b comprises a heating circuit of its own, the heating circuits then having operations independent of each other.
Plus précisément, selon un premier mode de réalisation, la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 est munie d’une pluralité de revêtements chauffants, ou selon un deuxième mode de réalisation, d’une pluralité de résistances chauffantes. Le ou les circuits de chauffe sont configurés pour chauffer les revêtements chauffants, ou les résistances chauffantes. Chaque revêtement chauffant ou résistance chauffante est configuré pour fournir la chaleur permettant de déformer, et plus précisément permettant de rétracter, la portion annulaire de la paroi radialement externe 20b sur laquelle il s’étend, qui est alors réalisée en un matériau thermo-rétractile.More specifically, according to a first embodiment, the radially outer wall 20b of the downstream section 20 is provided with a plurality of heating coatings, or according to a second embodiment, with a plurality of heating resistors. The heating circuit or circuits are configured to heat the heating coatings, or the heating resistors. Each heating coating or heating resistance is configured to supply the heat making it possible to deform, and more precisely making it possible to retract, the annular portion of the radially outer wall 20b on which it extends, which is then made of a heat-shrinkable material.
En particulier, la paroi radialement externe 20b est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques de mémoire de forme de sorte à lui permettre de retrouver sa forme et ses dimensions lorsque le ou les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d ne sont plus mis en chauffe.In particular, the radially outer wall 20b is made of a material having shape memory characteristics so as to allow it to regain its shape and dimensions when the heating element(s) 23a, 23b, 23c, 23d are no longer in use. heated.
Les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d peuvent être mis en chauffe par tout moyen connu en soi, tel que par exemple par des circuits électrique résistifs circulant dans les revêtements chauffants.The heating elements 23a, 23b, 23c, 23d can be heated by any means known per se, such as for example by resistive electric circuits circulating in the heating coatings.
Chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d est actionnable indépendamment des autres éléments chauffants et est configuré pour déformer la paroi radialement externe 20b dans une direction qui est radiale par rapport à l’axe X de rotation et qui est centrée angulairement par rapport au secteur angulaire sur lequel il s’étend, sous l’effet d’une commande de tension prédéterminée. Ainsi, chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d est configuré pour déformer la portion annulaire du tronçon aval 20 à laquelle il est associé.Each heating element 23a, 23b, 23c, 23d is operable independently of the other heating elements and is configured to deform the radially outer wall 20b in a direction which is radial with respect to the axis X of rotation and which is angularly centered with respect to the angular sector over which it extends, under the effect of a predetermined voltage command. Thus, each heating element 23a, 23b, 23c, 23d is configured to deform the annular portion of the downstream section 20 with which it is associated.
Chaque élément chauffant 23a, 23b, 23c, 23d relié à un dispositif automatique (non représenté) permettant d’envoyer le courant de chauffe dans les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d par application d’une commande de tension adaptée selon la configuration désirée pour le carénage 3 de nacelle pour obtenir la composante de poussée latérale voulue. En particulier, le dispositif automatique alimente en courant ou non les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d indépendamment des autres éléments chauffants.Each heating element 23a, 23b, 23c, 23d connected to an automatic device (not shown) making it possible to send the heating current to the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d by application of a voltage command adapted according to the configuration for the nacelle fairing 3 to achieve the desired lateral thrust component. In particular, the automatic device supplies current or not to the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d independently of the other heating elements.
Selon l’exemple de réalisation illustré aux figures 5 à 7, le système propulsif 1, 1’ comporte quatre éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d en forme de quart d’anneau : un premier élément chauffant 23a s’étendant sur une première partie (la partie haute sur les figures) de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20, un deuxième élément chauffant 23b s’étendant sur une deuxième partie (la partie à droite sur les figures) de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20, un troisième élément chauffant 23c s’étendant sur une troisième partie (la partie basse sur les figures) de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 et un quatrième élément chauffant 23d s’étendant sur une quatrième partie (la partie gauche sur les figures) de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20. Les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d sont disposés de sorte à former un anneau. Sur les figures, les éléments chauffants sont présentés dans la partie supérieure (haute), la partie inférieure (basse), et les parties latérales (gauche et droite) du tronçon aval, mais peuvent bien entendu être intégrés dans des secteurs angulaires différents, ces secteurs angulaires dépendant de l’orientation du système propulsif lors de son installation sur l’aéronef. Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée à cet exemple de réalisation, et le système propulsif 1, 1’ peut comporter deux, trois ou plus de quatre éléments chauffants.According to the embodiment illustrated in Figures 5 to 7, the propulsion system 1, 1' comprises four heating elements 23a, 23b, 23c, 23d in the shape of a quarter ring: a first heating element 23a extending over a first part (the upper part in the figures) of the radially outer wall 20b of the downstream section 20, a second heating element 23b extending over a second part (the part on the right in the figures) of the radially outer wall 20b of the downstream section 20, a third heating element 23c extending over a third part (the lower part in the figures) of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 and a fourth heating element 23d extending over a fourth part (the left part on the figures) of the radially outer wall 20b of the downstream section 20. The heating elements 23a, 23b, 23c, 23d are arranged so as to form a ring. In the figures, the heating elements are shown in the upper part (upper), the lower part (lower), and the lateral parts (left and right) of the downstream section, but can of course be integrated in different angular sectors, these angular sectors depending on the orientation of the propulsion system when it is installed on the aircraft. Of course, the invention is in no way limited to this example embodiment, and the propulsion system 1, 1' can comprise two, three or more than four heating elements.
La figure 2 représente un système propulsif 1, 1’ selon l’invention dont le carénage 3 de nacelle est montré en position neutre, c’est-à-dire poussée axiale pure. La figure 5 représente les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d dans cette position neutre. Aucun des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d n’est activé, et donc ne reçoit de courant. La déformation locale de l’ensemble des éléments chauffants est donc nulle. L’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d forme un anneau.Figure 2 shows a propulsion system 1, 1' according to the invention whose nacelle fairing 3 is shown in neutral position, that is to say pure axial thrust. Figure 5 shows the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d in this neutral position. None of the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d is activated, and therefore receives no current. The local deformation of all the heating elements is therefore zero. All of the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d form a ring.
La figure 3 représente un système propulsif 1, 1’ selon l’invention dont le carénage 3 de nacelle est montré dans une position où le flux est dévié vers le haut. La figure 6 représente les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d dans cette position de poussée dissymétrique vers le bas. Une commande pour créer un déplacement latéral de la nacelle vers le bas nécessite de déformer la section de sortie de la nacelle vers le haut, de façon à créer une force orientée du haut vers le bas. L’élément chauffant 23a est activé pour le rétracter. Une consigne de tension est calculée en fonction de l’entrée de la commande de vol, puis est envoyée à l’élément chauffant 23a, via le circuit de chauffe. Sous l’effet de la chaleur produite par l’élément chauffant 23a, la paroi radialement externe 20b située au niveau de cet élément chauffant se rétracte, ce qui entraine l’étirement local de la paroi radialement interne 20a. En effet, sous l’effet de la chaleur émise par l’élément chauffant 23a soumis au circuit de chauffe, la longueur de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 diminue localement par rapport à sa longueur au repos, ce qui entraine la flexion locale de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 selon la flèche F2 sur les figures 3 et 6. L’élément chauffant 23a déforme la paroi radialement externe 20b dans une direction radiale (flèche F2 sur la figure 6) par rapport à l’axe X de rotation et centrée angulairement par rapport au secteur angulaire α sur lequel il s’étend, c’est-à-dire verticalement et vers le haut sur la figure 6. L’élément chauffant 23a est donc soumis à une tension de commande, tandis que les éléments chauffants 23b, 23c, 23d ne sont pas alimentés. Autrement dit, les éléments chauffants 23b, 23c, 23d sont en position de repos. L’actionnement de l’élément chauffant 23a a pour conséquence une déformation locale, c’est-à-dire une expansion E radiale et locale de la section de sortie BF. La section de sortie du carénage est donc dissymétrique, et sa forme résulte des caractéristiques mécaniques de la structure soumise à la chaleur de l’élément chauffant 23a. Lorsque l’élément chauffant 23a est activé, il y a une expansion E radiale et locale de la section de sortie BF du carénage 3, c’est-à-dire que l’on observe une flèche locale de la structure du côté de l’élément chauffant 23a activé. La dimension radiale (dans la direction de la flèche F2) de l’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d (l’élément chauffant 23a étant activé et les éléments chauffants 23b, 23c, 23d étant au repos) est égale à la somme de la dimension radiale D23 de l’ensemble des éléments chauffants au repos et de l’expansion E. L’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d forme un anneau, dont une partie (ici la partie supérieure) est déformée.FIG. 3 represents a propulsion system 1, 1′ according to the invention whose nacelle fairing 3 is shown in a position where the flow is deflected upwards. FIG. 6 represents the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d in this asymmetrical downward thrust position. A command to create a lateral displacement of the nacelle downwards requires deforming the exit section of the nacelle upwards, so as to create a force directed from the top downwards. The heating element 23a is activated to retract it. A voltage setpoint is calculated according to the input of the flight command, then is sent to the heating element 23a, via the heating circuit. Under the effect of the heat produced by the heating element 23a, the radially outer wall 20b located at the level of this heating element retracts, which causes the local stretching of the radially inner wall 20a. Indeed, under the effect of the heat emitted by the heating element 23a subjected to the heating circuit, the length of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 decreases locally compared to its length at rest, which causes bending of the radially inner wall 20a of the downstream section 20 according to the arrow F2 in FIGS. 3 and 6. The heating element 23a deforms the radially outer wall 20b in a radial direction (arrow F2 in FIG. 6) with respect to the axis X of rotation and angularly centered with respect to the angular sector α over which it extends, that is to say vertically and upwards in FIG. 6. The heating element 23a is therefore subjected to a control voltage , while the heating elements 23b, 23c, 23d are not powered. In other words, the heating elements 23b, 23c, 23d are in the rest position. The actuation of the heating element 23a results in a local deformation, that is to say a radial and local expansion E of the output section BF. The outlet section of the fairing is therefore asymmetrical, and its shape results from the mechanical characteristics of the structure subjected to the heat of the heating element 23a. When the heating element 23a is activated, there is a radial and local expansion E of the outlet section BF of the fairing 3, that is to say that a local deflection of the structure is observed on the side of the heating element 23a activated. The radial dimension (in the direction of the arrow F2) of all the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d (the heating element 23a being activated and the heating elements 23b, 23c, 23d being at rest) is equal to the sum of the radial dimension D23 of all the heating elements at rest and the expansion E. All the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d form a ring, part of which (here the upper part) is distorted.
La figure 4 représente un système propulsif 1, 1’ selon l’invention dont le carénage 3 de nacelle est montré dans une position où le flux est dévié vers le bas. La figure 7 représente les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d dans cette position de poussée dissymétrique vers le haut. Une commande pour créer un déplacement latéral de la nacelle vers le haut nécessite de déformer la section de sortie de la nacelle vers le bas, de façon à créer une force orientée du bas vers le haut. L’élément chauffant 23c est activé pour le rétracter. Une consigne de tension est calculée en fonction de l’entrée de la commande de vol, puis est envoyée à l’élément chauffant 23c, via le circuit de chauffe. Sous l’effet de la chaleur produite par l’élément chauffant 23c, la paroi radialement externe 20b située au niveau de cet élément chauffant se rétracte, ce qui entraine l’étirement local de la paroi radialement interne 20a. En effet, sous l’effet de la chaleur émise par l’élément chauffant 23c soumis au circuit de chauffe, la longueur de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 diminue localement par rapport à sa longueur au repos, ce qui entraine la flexion locale de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 selon la flèche F3 sur les figures 4 et 7. L’élément chauffant 23c déforme la paroi radialement externe 20b dans une direction radiale (flèche F3 sur la figure 7) par rapport à l’axe X de rotation et centrée angulairement par rapport au secteur angulaire β sur lequel il s’étend, c’est-à-dire verticalement et vers le bas sur la figure 7. L’élément chauffant 23c est donc soumis à une tension de commande, tandis que les éléments chauffants 23a, 23b, 23d ne sont pas alimentés. Autrement dit, les éléments chauffants 23a, 23b, 23d sont en position de repos. L’actionnement de l’élément chauffant 23c a pour conséquence une déformation locale, c’est-à-dire une expansion E radiale et locale de la section de sortie BF. La section de sortie du carénage est donc dissymétrique, et sa forme résulte des caractéristiques mécaniques de la structure soumise à la chaleur de l’élément chauffant 23c. Lorsque l’élément chauffant 23c est activé, il y a une expansion E radiale et locale de la section de sortie BF du carénage 3, c’est-à-dire que l’on observe une flèche locale de la structure du côté de l’élément chauffant 23c activé. La dimension radiale (dans la direction de la flèche F3) de l’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d (l’élément chauffant 23c étant activé et les éléments chauffants 23a, 23b, 23d étant au repos) est égale à la somme de la dimension radiale D23 de l’ensemble des éléments chauffants au repos et de l’expansion E. L’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d forme un anneau, dont une partie (ici la partie inférieure) est déformée.FIG. 4 represents a propulsion system 1, 1′ according to the invention whose nacelle fairing 3 is shown in a position where the flow is deflected downwards. FIG. 7 represents the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d in this asymmetric upward thrust position. A command to create a lateral displacement of the nacelle upwards requires deforming the output section of the nacelle downwards, so as to create a force directed from the bottom upwards. The heating element 23c is activated to retract it. A voltage setpoint is calculated according to the input of the flight command, then is sent to the heating element 23c, via the heating circuit. Under the effect of the heat produced by the heating element 23c, the radially outer wall 20b located at the level of this heating element retracts, which causes the local stretching of the radially inner wall 20a. Indeed, under the effect of the heat emitted by the heating element 23c subjected to the heating circuit, the length of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 decreases locally compared to its length at rest, which causes bending of the radially inner wall 20a of the downstream section 20 according to the arrow F3 in FIGS. 4 and 7. The heating element 23c deforms the radially outer wall 20b in a radial direction (arrow F3 in FIG. 7) with respect to the axis X of rotation and angularly centered with respect to the angular sector β over which it extends, that is to say vertically and downwards in FIG. 7. The heating element 23c is therefore subjected to a control voltage , while the heating elements 23a, 23b, 23d are not powered. In other words, the heating elements 23a, 23b, 23d are in the rest position. The actuation of the heating element 23c results in a local deformation, that is to say a radial and local expansion E of the output section BF. The outlet section of the fairing is therefore asymmetrical, and its shape results from the mechanical characteristics of the structure subjected to the heat of the heating element 23c. When the heating element 23c is activated, there is a radial and local expansion E of the outlet section BF of the fairing 3, that is to say that a local deflection of the structure is observed on the side of the heating element 23c activated. The radial dimension (in the direction of the arrow F3) of all the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d (the heating element 23c being activated and the heating elements 23a, 23b, 23d being at rest) is equal to the sum of the radial dimension D23 of all the heating elements at rest and the expansion E. All the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d form a ring, part of which (here the lower part) is distorted.
Une commande pour créer un déplacement latéral de la nacelle vers la droite nécessite de déformer la section de sortie de la nacelle vers la gauche, de façon à créer une force orientée de la gauche vers la droite (et dévier le flux vers la gauche). Dans ce cas de poussée dissymétrique vers la droite (non représenté), l’élément chauffant 23d est activé pour le rétracter. Une consigne de tension est calculée en fonction de l’entrée de la commande de vol, puis est envoyée à l’élément chauffant 23d, via le circuit de chauffe. Sous l’effet de la chaleur produite par l’élément chauffant 23d, la paroi radialement externe 20b située au niveau de cet élément chauffant se rétracte, ce qui entraine l’étirement local de la paroi radialement interne 20a. En effet, sous l’effet de la chaleur émise par l’élément chauffant 23d soumis au circuit de chauffe, la longueur de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 diminue localement par rapport à sa longueur au repos, ce qui entraine la flexion locale de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20. L’élément chauffant 23d déforme la paroi radialement externe 20b dans une direction radiale par rapport à l’axe X de rotation et centrée angulairement par rapport au secteur angulaire ϕ sur lequel il s’étend. L’élément chauffant 23d est donc soumis à une tension de commande, tandis que les éléments chauffants 23a, 23b, 23c ne sont pas alimentés. Autrement dit, les éléments chauffants 23a, 23b, 23c sont en position de repos. La dimension radiale de l’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d (l’élément chauffant 23d étant activé et les éléments chauffants 23a, 23b, 23c étant au repos) est égale à la somme de la dimension radiale D23 de l’ensemble des éléments chauffants au repos et de l’expansion E. L’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d forme un anneau, dont une partie (ici la partie latérale gauche) est déformée.A command to create a lateral displacement of the nacelle to the right requires deforming the exit section of the nacelle to the left, so as to create a force directed from the left to the right (and to deflect the flow to the left). In this case of asymmetrical thrust to the right (not shown), the heating element 23d is activated to retract it. A voltage setpoint is calculated according to the input of the flight command, then is sent to the heating element 23d, via the heating circuit. Under the effect of the heat produced by the heating element 23d, the radially outer wall 20b located at the level of this heating element retracts, which causes the local stretching of the radially inner wall 20a. Indeed, under the effect of the heat emitted by the heating element 23d subjected to the heating circuit, the length of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 decreases locally compared to its length at rest, which causes bending local area of the radially inner wall 20a of the downstream section 20. The heating element 23d deforms the radially outer wall 20b in a radial direction with respect to the X axis of rotation and angularly centered with respect to the angular sector ϕ on which it is extends. The heating element 23d is therefore subjected to a control voltage, while the heating elements 23a, 23b, 23c are not powered. In other words, the heating elements 23a, 23b, 23c are in the rest position. The radial dimension of all the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d (the heating element 23d being activated and the heating elements 23a, 23b, 23c being at rest) is equal to the sum of the radial dimension D23 of the all heating elements at rest and expansion E. All heating elements 23a, 23b, 23c, 23d form a ring, part of which (here the left side part) is deformed.
Une commande pour créer un déplacement latéral de la nacelle vers la gauche nécessite de déformer la section de sortie de la nacelle vers la droite, de façon à créer une force orientée de la droite vers la gauche (et dévier le flux vers la droite). Dans ce cas de poussée dissymétrique vers la gauche (non représenté), l’élément chauffant 23b est activé pour le rétracter. Une consigne de tension est calculée en fonction de l’entrée de la commande de vol, puis est envoyée à l’élément chauffant 23b, via le circuit de chauffe. Sous l’effet de la chaleur produite par l’élément chauffant 23b, la paroi radialement externe 20b située au niveau de cet élément chauffant se rétracte, ce qui entraine l’étirement local de la paroi radialement interne 20a. En effet, sous l’effet de la chaleur émise par l’élément chauffant 23b soumis au circuit de chauffe, la longueur de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 diminue localement par rapport à sa longueur au repos, ce qui entraine la flexion locale de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20. L’élément chauffant 23b déforme la paroi radialement externe 20b dans une direction radiale par rapport à l’axe X de rotation et centrée angulairement par rapport au secteur angulaire θ sur lequel il s’étend. L’élément chauffant 23b est donc soumis à une tension de commande, tandis que les éléments chauffants 23a, 23c, 23d ne sont pas alimentés. Autrement dit, les éléments chauffants 23a, 23c, 23d sont en position de repos. La dimension radiale de l’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d (l’élément chauffant 23b étant activé et les éléments chauffants 23b, 23c, 23d étant au repos) est égale à la somme de la dimension radiale D23 de l’ensemble des éléments chauffants au repos et de l’expansion E. L’ensemble des éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d forme un anneau, dont la une partie (ici la partie latérale droite) est déformée.A command to create a lateral displacement of the nacelle to the left requires deforming the exit section of the nacelle to the right, so as to create a force directed from the right to the left (and to deflect the flow to the right). In this case of asymmetrical thrust to the left (not shown), the heating element 23b is activated to retract it. A voltage setpoint is calculated according to the input of the flight command, then is sent to the heating element 23b, via the heating circuit. Under the effect of the heat produced by the heating element 23b, the radially outer wall 20b located at the level of this heating element retracts, which causes the local stretching of the radially inner wall 20a. Indeed, under the effect of the heat emitted by the heating element 23b subjected to the heating circuit, the length of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 decreases locally compared to its length at rest, which causes bending local area of the radially internal wall 20a of the downstream section 20. The heating element 23b deforms the radially external wall 20b in a radial direction with respect to the axis X of rotation and angularly centered with respect to the angular sector θ on which it is extends. The heating element 23b is therefore subjected to a control voltage, while the heating elements 23a, 23c, 23d are not powered. In other words, the heating elements 23a, 23c, 23d are in the rest position. The radial dimension of all the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d (the heating element 23b being activated and the heating elements 23b, 23c, 23d being at rest) is equal to the sum of the radial dimension D23 of the all heating elements at rest and expansion E. All heating elements 23a, 23b, 23c, 23d form a ring, one part of which (here the right side part) is deformed.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, au moins une partie de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques thermo-extensible, pouvant s’étendre sous l’effet de la chaleur.According to another embodiment not shown, at least part of the radially inner wall 20a of the downstream section 20 is made of a material having thermo-extensible characteristics, which can expand under the effect of heat.
Plus précisément, la paroi radialement interne 20a comporte une pluralité d’éléments chauffants. Chaque élément chauffant a une forme générale de portion annulaire. Les éléments chauffants s’étendent dans des secteurs angulaires consécutifs différents autour de l’axe X de rotation de sorte que l’ensemble des éléments chauffants a une forme générale annulaire. La paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 est donc divisée en portions annulaires, chaque portion annulaire étant associée à un élément chauffant en forme générale de portion annulaire.More specifically, the radially inner wall 20a comprises a plurality of heating elements. Each heating element has the general shape of an annular portion. The heating elements extend in different consecutive angular sectors around the X axis of rotation so that the assembly of heating elements has a generally annular shape. The radially internal wall 20a of the downstream section 20 is therefore divided into annular portions, each annular portion being associated with a heating element in the general shape of an annular portion.
Chaque élément chauffant est configuré pour fournir de la chaleur afin de déformer, plus précisément, s’étendre, la portion annulaire de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 sur laquelle il s’étend. En particulier, la paroi radialement interne 20a comporte un ou une pluralité de circuits de chauffe (non représentés) configurés pour agir sur les éléments chauffants. Avantageusement, chaque élément chauffant de la paroi radialement interne 20a comprend un circuit de chauffe qui lui est propre, les circuits de chauffe ayant alors des fonctionnements indépendants les uns des autres.Each heating element is configured to supply heat in order to deform, more precisely, to extend, the annular portion of the radially internal wall 20a of the downstream section 20 on which it extends. In particular, the radially internal wall 20a comprises one or a plurality of heating circuits (not shown) configured to act on the heating elements. Advantageously, each heating element of the radially internal wall 20a comprises a heating circuit which is specific to it, the heating circuits then having operations independent of each other.
Plus précisément, selon un premier mode de réalisation, la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 est munie d’une pluralité de revêtements chauffants, ou selon un deuxième mode de réalisation, d’une pluralité de résistances chauffantes. Le ou les circuits de chauffe sont configurés pour chauffer les revêtements chauffants, ou les résistances chauffantes. Chaque revêtement chauffant ou résistance chauffante est configuré pour fournir la chaleur permettant de déformer, et plus précisément permettant d’étendre, la portion annulaire de la paroi radialement interne 20a sur laquelle il s’étend, qui est alors réalisée en un matériau thermo-extensible.More specifically, according to a first embodiment, the radially internal wall 20a of the downstream section 20 is provided with a plurality of heating coatings, or according to a second embodiment, with a plurality of heating resistors. The heating circuit or circuits are configured to heat the heating coatings, or the heating resistors. Each heating coating or heating resistance is configured to supply the heat making it possible to deform, and more precisely making it possible to extend, the annular portion of the radially internal wall 20a on which it extends, which is then made of a thermo-extensible material .
En particulier, la paroi radialement interne 20a est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques de mémoire de forme de sorte à lui permettre de retrouver sa forme et ses dimensions lorsque le ou les éléments chauffants ne sont plus mis en chauffe.In particular, the radially internal wall 20a is made of a material having shape memory characteristics so as to allow it to regain its shape and dimensions when the heating element(s) are no longer heated.
Les éléments chauffants peuvent être mis en chauffe par tout moyen connu en soi, tel que par exemple par des circuits électrique résistifs circulant dans les revêtements chauffants.The heating elements can be heated by any means known per se, such as for example by resistive electric circuits circulating in the heating coatings.
Chaque élément chauffant est actionnable indépendamment des autres éléments chauffants et est configuré pour déformer la paroi radialement interne 20a dans une direction qui est radiale par rapport à l’axe X de rotation et qui est centrée angulairement par rapport au secteur angulaire sur lequel il s’étend, sous l’effet d’une commande de tension prédéterminée. Ainsi, chaque élément chauffant est configuré pour déformer la portion annulaire du tronçon aval 20 à laquelle il est associé.Each heating element is operable independently of the other heating elements and is configured to deform the radially internal wall 20a in a direction which is radial with respect to the axis X of rotation and which is angularly centered with respect to the angular sector on which it is extends, under the effect of a predetermined voltage command. Thus, each heating element is configured to deform the annular portion of the downstream section 20 with which it is associated.
Chaque élément chauffant est relié à un dispositif automatique (non représenté) permettant d’envoyer le courant de chauffe dans les éléments chauffants par application d’une commande de tension adaptée selon la configuration désirée pour le carénage 3 de nacelle pour obtenir la composante de poussée latérale voulue. En particulier, le dispositif automatique alimente en courant ou non les éléments chauffants indépendamment des autres éléments chauffants.Each heating element is connected to an automatic device (not shown) making it possible to send the heating current to the heating elements by applying a voltage command adapted according to the desired configuration for the fairing 3 of the nacelle to obtain the thrust component desired side. In particular, the automatic device supplies current or not to the heating elements independently of the other heating elements.
La pluralité d’éléments chauffants a un fonctionnement analogue au fonctionnement décrit pour les éléments chauffants de la paroi radialement externe en relation avec les figures 2 à 7.The plurality of heating elements has an operation similar to the operation described for the heating elements of the radially outer wall in relation to FIGS. 2 to 7.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, au moins une partie de la paroi radialement interne 20a du tronçon aval 20 est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques thermo-extensible et au moins une partie de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20 est réalisée dans un matériau présentant des caractéristiques thermo-rétractable.According to another embodiment not shown, at least part of the radially inner wall 20a of the downstream section 20 is made of a material having heat-extensible characteristics and at least part of the radially outer wall 20b of the downstream section 20 is made of a material with heat-shrinkable characteristics.
Le tronçon intermédiaire 30 étant rigide, le tronçon aval 20 est fixe par l’intermédiaire de ses parois radialement interne 20a et externe 20b solidaires du tronçon intermédiaire 30, et la section de sortie BF étant libre, la rétractation de la paroi radialement externe 20b et le fléchissement de la paroi radialement interne 20a entrainent le déplacement de la section de sortie BF selon une direction radialement externe représentée par la flèche F2 à la figure 6 et par la flèche F3 à la figure 7 entrainant ainsi une augmentation d’une dimension dans une direction radiale à l’axe X (jusqu’à une valeur D23 + E) et une modification locale de la forme de la section de sortie BF.The intermediate section 30 being rigid, the downstream section 20 is fixed via its radially internal 20a and external 20b walls integral with the intermediate section 30, and the outlet section BF being free, the retraction of the radially external wall 20b and the deflection of the radially inner wall 20a causes the displacement of the outlet section BF in a radially outer direction represented by the arrow F2 in Figure 6 and by the arrow F3 in Figure 7, thus causing an increase in one dimension in a direction radial to the X axis (up to a D23+E value) and a local change in the shape of the BF output section.
Les paroi radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 étant réalisées dans un matériau présentant également des caractéristiques de mémoire de forme, il leur est possible de retrouver leur forme et leur dimension de repos, de sorte que la section de sortie BF retrouve également sa dimension radiale minimale D23 lorsque les éléments chauffants 23a, 23b, 23c, 23d ne sont plus actifs.Since the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 are made of a material that also has shape memory characteristics, it is possible for them to recover their shape and their dimension at rest, so that the outlet section BF recovers also its minimum radial dimension D23 when the heating elements 23a, 23b, 23c, 23d are no longer active.
L’augmentation progressive de la tension de commande induite par le dispositif automatique fait varier progressivement la forme de la section de sortie BF. En particulier, il y a une déformation, radialement à l’axe X et localement, des parois radialement interne 20a et radialement externe 20b en matériau déformable à mémoire de forme du tronçon aval 20 associées à l’élément chauffant. Ceci fait, par conséquent, varier les dimensions et la forme de la section de sortie BF qui passe ainsi d’une dimension radiale minimale D23 et d’une forme circulaire dans la configuration en mode poussée axiale telle qu’illustrée à la figure 2 à une dimension radiale D23 + E supérieure à la dimension radiale minimale D23, avec une déformation dans au moins une direction radiale de la forme circulaire de l’ensemble des éléments chauffants dans la configuration en mode poussée dissymétrique du carénage 3 de nacelle telle qu’illustrée aux figures 3 et 4.The gradual increase in the control voltage induced by the automatic device gradually varies the shape of the BF output section. In particular, there is a deformation, radially to the X axis and locally, of the radially inner 20a and radially outer 20b walls of deformable material with shape memory of the downstream section 20 associated with the heating element. This, therefore, varies the dimensions and shape of the output section BF which thus changes from a minimum radial dimension D23 and a circular shape in the configuration in axial thrust mode as illustrated in Figure 2 to a radial dimension D23+E greater than the minimum radial dimension D23, with deformation in at least one radial direction of the circular shape of the heater assembly in the asymmetric thrust mode configuration of the nacelle fairing 3 as illustrated in Figures 3 and 4.
De même, la réduction progressive de la tension de commande induite par le dispositif automatique fait passer progressivement le carénage 3 de nacelle d’une configuration en mode poussée dissymétrique telle qu’illustrée aux figures 3 et 4 à une configuration en mode poussée axiale telle qu’illustrée à la figure 2.Similarly, the progressive reduction of the control voltage induced by the automatic device gradually changes the fairing 3 of the nacelle from a configuration in asymmetrical thrust mode as illustrated in Figures 3 and 4 to a configuration in axial thrust mode such that 'shown in Figure 2.
Le passage de la configuration de la figure 5 à la configuration de la figure 6 ou de la figure 7 du tronçon aval 20 du carénage 3 de nacelle, et inversement, se fait en continu en fonction du courant alimentant le circuit de chauffe, les pontets de rigidification 22 assurant un écart sensiblement constant entre les parois radialement interne 20a et radialement externe 20b du tronçon aval 20 lors des changements de configuration de la section (dimensions et forme) de sortie BF (autrement dit de la section de sortie) du carénage 3 de nacelle.The transition from the configuration of Figure 5 to the configuration of Figure 6 or Figure 7 of the downstream section 20 of the fairing 3 of the nacelle, and vice versa, is done continuously depending on the current supplying the heating circuit, the jumpers stiffening 22 ensuring a substantially constant gap between the radially inner 20a and radially outer 20b walls of the downstream section 20 during configuration changes of the BF outlet section (dimensions and shape) (in other words of the outlet section) of the fairing 3 of nacelle.
L’échauffement local des éléments chauffants peut être distribué en fonction des flèches locales souhaitées et de l’élasticité locale des parois radialement interne 20a et externe 20b du tronçon aval 20.The local heating of the heating elements can be distributed according to the desired local sags and the local elasticity of the radially internal 20a and external 20b walls of the downstream section 20.
Avantageusement, plusieurs circuits de chauffe peuvent être envisagés pour chauffer les revêtements chauffants 23a, 23b, 23c, 23d de sorte à obtenir un réchauffement graduel du revêtement chauffant et ainsi une déformation graduelle de la paroi radialement externe 20b du tronçon aval 20.Advantageously, several heating circuits can be envisaged to heat the heating coatings 23a, 23b, 23c, 23d so as to obtain a gradual heating of the heating coating and thus a gradual deformation of the radially outer wall 20b of the downstream section 20.
L’invention a principalement été décrite pour un système propulsif comportant quatre éléments chauffants, mais le système propulsif peut bien entendu comporter moins ou plus d’éléments chauffants.The invention has mainly been described for a propulsion system comprising four heating elements, but the propulsion system can of course comprise fewer or more heating elements.
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1911524A FR3102148B1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT |
PCT/FR2020/051798 WO2021074514A1 (en) | 2019-10-16 | 2020-10-12 | Propulsion system for an aircraft |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1911524 | 2019-10-16 | ||
FR1911524A FR3102148B1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3102148A1 true FR3102148A1 (en) | 2021-04-23 |
FR3102148B1 FR3102148B1 (en) | 2022-07-01 |
Family
ID=69572096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1911524A Active FR3102148B1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3102148B1 (en) |
WO (1) | WO2021074514A1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB766985A (en) * | 1952-07-25 | 1957-01-30 | Geoffrey Michael Lilley | Improvements in or relating to jet noise suppression means |
EP1612416A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-04 | Rolls-Royce Plc | Shape memory material actuator |
WO2007093760A1 (en) * | 2006-02-18 | 2007-08-23 | Rolls-Royce Plc | A gas turbine engine |
WO2008045081A1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | United Technologies Corporation | Variable fan nozzle using shape memory material |
GB2448320A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-15 | Pericles Pilidis | Aircraft engine variable area nozzle having expandable rear section |
US20100018212A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Spirit Aerosystems, Inc. | Dilating fan duct nozzle |
US20110030380A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | The Boeing Company | High stiffness shape memory alloy actuated aerostructure |
US20130327047A1 (en) * | 2008-11-05 | 2013-12-12 | John Richard Webster | Gas turbine engine variable area exhaust nozzle |
EP2730773A2 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-14 | Rolls-Royce plc | A gas turbine engine exhaust nozzle |
DE102013226496A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-07-02 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Aircraft gas turbine with adjustable discharge nozzle of the bypass duct |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6718752B2 (en) * | 2002-05-29 | 2004-04-13 | The Boeing Company | Deployable segmented exhaust nozzle for a jet engine |
US20070018035A1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Saiz Manuel M | Lifting and Propulsion System For Aircraft With Vertical Take-Off and Landing |
US8157207B2 (en) * | 2006-08-09 | 2012-04-17 | The Boeing Company | Jet engine nozzle exit configurations, including projections oriented relative to pylons, and associated systems and methods |
US8613398B2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-12-24 | General Electric Company | Apparatus and methods for linear actuation of flow altering components of jet engine nozzle |
-
2019
- 2019-10-16 FR FR1911524A patent/FR3102148B1/en active Active
-
2020
- 2020-10-12 WO PCT/FR2020/051798 patent/WO2021074514A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB766985A (en) * | 1952-07-25 | 1957-01-30 | Geoffrey Michael Lilley | Improvements in or relating to jet noise suppression means |
EP1612416A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-04 | Rolls-Royce Plc | Shape memory material actuator |
WO2007093760A1 (en) * | 2006-02-18 | 2007-08-23 | Rolls-Royce Plc | A gas turbine engine |
WO2008045081A1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | United Technologies Corporation | Variable fan nozzle using shape memory material |
GB2448320A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-15 | Pericles Pilidis | Aircraft engine variable area nozzle having expandable rear section |
US20100018212A1 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Spirit Aerosystems, Inc. | Dilating fan duct nozzle |
US20130327047A1 (en) * | 2008-11-05 | 2013-12-12 | John Richard Webster | Gas turbine engine variable area exhaust nozzle |
US20110030380A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | The Boeing Company | High stiffness shape memory alloy actuated aerostructure |
EP2730773A2 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-14 | Rolls-Royce plc | A gas turbine engine exhaust nozzle |
DE102013226496A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-07-02 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Aircraft gas turbine with adjustable discharge nozzle of the bypass duct |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021074514A1 (en) | 2021-04-22 |
FR3102148B1 (en) | 2022-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3722210B1 (en) | Propulsive system for an aircraft | |
CA2936324C (en) | Blade for a turbine engine propeller, in particular a propfan engine, propeller, and turbine engine comprising such a blade | |
EP0107543B1 (en) | Increased thrust tail rotor arrangement for a rotor craft | |
WO2023170358A1 (en) | Aeronautical thruster | |
EP2001739B1 (en) | Aerodynamic or hydrodynamic profile which can be deformed in a continuous and controlled manner | |
WO2023170357A1 (en) | Propulsion assembly for an aircraft | |
FR2929591A1 (en) | Airplane e.g. civil transport airplane, has pivot axes arranged along inclined orientation, not in horizontal along airplane locating direction or vertical along another airplane locating direction to form V-arrangement | |
FR2791319A1 (en) | Turboprop aircraft with engine pods mounted on the main wing tips, comprises rotating front sections enabling very short/vertical take off capability | |
WO2012107650A1 (en) | Airplane having a rear propulsion system | |
WO2022208002A1 (en) | Vane comprising a structure made of composite material, and associated manufacturing method | |
CA2850243A1 (en) | Blade for a fan of a turbomachine, notably of the unducted fan type, corresponding fan and corresponding turbomachine | |
EP3765364A1 (en) | Procedure for maneuvering a hybrid aerodyne of the vtol or stol type | |
WO2020128377A1 (en) | Propulsion system for an aircraft | |
EP3722203B1 (en) | Propulsion system for an aircraft | |
FR3102148A1 (en) | PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT | |
EP4045409B1 (en) | Propulsion system for an aircraft | |
EP4045408B1 (en) | Propulsion system for an aircraft | |
EP4025789B1 (en) | Polyspherical hub of a turbomachine for adjustable blades | |
EP4367022A1 (en) | Aeronautical thruster | |
FR3094957A1 (en) | PROPULSION SYSTEM FOR AN AIRCRAFT | |
WO2024213858A1 (en) | Aeronautical propulsion unit with improved acoustics | |
FR3039218A1 (en) | TURBOMACHINE WITH CONTRAROTATIVE BLOWERS COMPRISING TURBINE BLADES DETACHABLES | |
FR3135706A1 (en) | POWERTRAIN, AIRCRAFT AND IMPLEMENTATION IN FULL FLIGHT | |
FR3078944A1 (en) | HYBRID AERODYNE OF VTOL OR STOL TYPE (ROTOR TIMING) | |
BE551376A (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210423 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |