FR3116306A1 - Cône d’échappement à résonateurs pour une turbomachine - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe, ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne et une peau externe, radialement externe et entourant la paroi interne (18), des cloisons (11) montées radialement entre la peau externe et la paroi interne (18) de façon à délimiter avec elles des caissons résonateurs (14). Des cloisons (11) sont fixées sur la paroi interne (18) par l’intermédiaire d’organes de fixation (21, 22, 23), et des glissières sont adaptées à coulisser dans des rainures pour prendre en compte les phénomènes de dilatations différentielles. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 5
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
Etat de la technique antérieure
La demande de brevet FR 2 987 079 divulgue un cône d’échappement 1 pour une turbomachine de l’art antérieur. Comme illustré aux figures 1 à 3, le cône d’échappement 1 s’étend suivant un axe X qui est confondu avec l’axe de la turbomachine. Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe X, qui est aussi un axe parallèle à l’axe d‘allongement de l’aéronef devant être équipé de cette(ces) turbomachine(s). Par ailleurs, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine, globalement le long de l’axe X, l’amont se trouvant à gauche et l’aval se trouvant à droite sur les figures.
Le cône d’échappement comporte une partie amont 2 et une partie aval 3.
La partie amont 2 comporte un organe annulaire axialement médian 4, s’étendant suivant l’axe X et présentant une extrémité amont 5 et une extrémité aval 6 de formes évasées. Un flasque annulaire amont 7 est fixé à l’extrémité amont 5 de l’organe médian 4, un flasque annulaire aval 8 étant fixé à l’extrémité aval 6.
Des moyens d’atténuation acoustique 9 sont montés autour de l’organe médian 4 et des flasques 7, 8. Les moyens d’atténuation acoustique 9 comportent une peau multiperforée 10, qui est sectorisée, entourant l’organe 4 et les flasques 7, 8, et des cloisons 11 (repérées aussi 11a et 11b) s’étendant radialement entre ladite peau 10 et la paroi annulaire de l’organe médian 4. Les cloisons 11 comportent en particulier des cloisons planes s’étendant axialement 11a et des cloisons planes s’étendant circonférentiellement 11b. Les cloisons 11a, 11b sont ainsi perpendiculaires et fixées entre elles par l’intermédiaire d’équerres boulonnées 13. Les cloisons 11a, 11b, la peau multiperforée 10 et la paroi annulaire de l’organe médian 4 délimitent des caissons résonateurs 14 de type Helmholtz, destinés à absorber un maximum d’énergie autour de leur fréquence de résonance qui est déterminée en fonction des dimensions des caissons 14 et des caractéristiques des perforations de la peau multiperforée 10. Ces caissons 14 permettent d’atténuer dans une certaine gamme de fréquence les ondes acoustiques produites à l’extrémité aval de la veine, dite primaire, délimitée entre le cône d’échappement 1 et une tuyère d’échappement de la turbomachine.
La partie aval 3 du cône d’échappement 1 comporte une zone amont 15 de forme évasée, qui est fixée au flasque aval, et qui se prolonge par une zone aval 16 tubulaire dont l’extrémité libre 17 correspond à l’extrémité aval du cône d’échappement 1.
Le cône 1 comporte en outre une bride de fixation annulaire, non représentée, destinée à assurer la fixation de l’extrémité amont du cône d’échappement 1 sur un carter d’échappement de la turbomachine. La bride de fixation est fixée sur le flasque amont 7 par l’intermédiaire de pattes de fixation élastiquement déformables, aptes à compenser d’éventuels phénomènes de dilatations différentielles dus à des différences de matériaux entre la bride de fixation et le flasque amont 7.
Toutefois, quelle que soit la forme de telles cloisons 11,11a,11b, il existe encore un besoin de prévoir une fixation de ces cloisons prenant en compte les phénomènes de dilatations différentielles qui peuvent en particulier être induits par une différence de coefficients de dilatation thermique entre deux matériaux et/ou par un gradient thermique radialement à l’axe X, ceci de façon à limiter les contraintes mécaniques sur les différents éléments.
Présentation de l’invention
L’invention vise à répondre à ces besoins, de manière simple, fiable et peu onéreuse.
A cet effet, l’invention concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe, ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne (dite aussi ci-après « paroi interne ») et une peau multiperforée, radialement externe (dite aussi ci-après « peau externe ») et entourant ladite paroi interne, des cloisons montées radialement entre la peau externe et la paroi interne de façon à délimiter avec elles des caissons résonateurs, les cloisons étant liées à la paroi interne par l’intermédiaire d’organes de fixation et/ou d’organes de liaison, caractérisé en ce qu’au moins une des cloisons est liée à la paroi interne par l’intermédiaire d’au moins un organe de liaison comportant une glissière et une rainure, dont l’une est fixée avec la paroi annulaire radialement interne et l’autre est fixée avec ladite cloison, la glissière étant adaptée à coulisser dans la rainure.
Autrement dit, il est proposé :
- que, parmi lesdits organes de fixation et/ou d’organes de liaison, au moins un premier organe de fixation et au moins un deuxième organe de liaison lient (au moins) une des cloisons à la paroi interne, et, pour cela :
- que ledit au moins un premier organe de fixation comporte une première partie de fixation fixée avec la paroi interne et une seconde partie de fixation fixée avec une desdites cloisons, et
- que ledit au moins un deuxième organe de liaison comporte une glissière et une rainure, l’une fixée avec la paroi annulaire, l’autre fixée avec ladite cloison, la glissière étant adaptée à coulisser dans la rainure.
- que, parmi lesdits organes de fixation et/ou d’organes de liaison, au moins un premier organe de fixation et au moins un deuxième organe de liaison lient (au moins) une des cloisons à la paroi interne, et, pour cela :
- que ledit au moins un premier organe de fixation comporte une première partie de fixation fixée avec la paroi interne et une seconde partie de fixation fixée avec une desdites cloisons, et
- que ledit au moins un deuxième organe de liaison comporte une glissière et une rainure, l’une fixée avec la paroi annulaire, l’autre fixée avec ladite cloison, la glissière étant adaptée à coulisser dans la rainure.
« Lier » ou « liaison » a pour sens : assembler ou assemblage.
Ainsi, l’expression « une glissière et une rainure » pourrait être remplacée par « une liaison coulissante » ou « un assemblage coulissant ».
« Fixée avec » a pour sens monobloc avec, ou fixée à par un moyen adjoint (soudure, brasure, vissage, boulonnage, rivetage…).
Ainsi, on pourra assurer qu’au moins une des cloisons dispose :
- d’un « point fixe » de fixation à la paroi interne, et,
- d’une absorption de dilatation via au moins un couple rainure et glissière comme précité.
- d’un « point fixe » de fixation à la paroi interne, et,
- d’une absorption de dilatation via au moins un couple rainure et glissière comme précité.
La peau multiperforée pourra être réalisée en un matériau composite à matrice céramique (dits C.M.C.) ou en matériau métallique, par exemple de type Inconel, waspaloy, titane ou A286 (marques déposées). Les matériaux CMC utilisés pourront être des composites base carbure ou des composites base oxyde.
Les cloisons pourront être réalisées en un matériau métallique, par exemple d’un des types ci-avant, ou en matériau composite, par exemple en composite à matrice céramique (à base carbure ou à base oxyde).
La paroi interne pourra être réalisée en un matériau de type composite à matrice céramique (à base carbure ou à base oxyde) ou en matériau métallique par exemple, également d’un des types ci-avant.
Subsidiairement, on notera que lesdites cloisons pourront devoir se dilater de façon d’autant plus importante si elles sont en matériau métallique et que la paroi interne est en CMC car le coefficient de dilatation thermique du métal est plus élevé que celui du CMC.
Avec le possible coulissement relatif précité, on va pouvoir en particulier réduire les contraintes thermomécaniques induites par la dilatation contrariée entre les cloisons et la paroi interne.
Le premier organe de fixation peut être indéformable ou déformable (mais être alors assimilé à un organe de fixation indéformable). En d’autres termes, les organes de fixation et/ou organes de liaison seront alors conçus de façon que le déplacement de la seconde partie de fixation du premier organe par rapport à la première partie de fixation du premier organe de fixation soit inférieure au déplacement de la glissière dans la rainure du deuxième organe de liaison.
Une telle configuration permet effectivement de réduire les contraintes mécaniques exercées sur la paroi interne et/ou sur les cloisons, en particulier en cas de dilatations différentielles en fonctionnement. En effet, le premier organe de fixation assure le positionnement de la cloison correspondante et le deuxième organe de liaison est apte à bouger/générer un mouvement de la glissière dans la rainure, de manière à accompagner naturellement le déplacement de la zone correspondante de la cloison par rapport à la paroi interne du aux dilatations différentielles.
La dilatation, qui peut être plus importante, des cloisons peut s’effectuer sans être contrainte par la dilatation plus faible de la paroi interne.
De préférence, les cloisons ne seront pas fixées à la peau externe.
Par ailleurs, en liaison avec une cloison donnée, la rainure présentant une direction d’allongement (L), la glissière sera de préférence libre de coulisser dans cette rainure radialement audit axe X et/ou dans ladite direction d’allongement (L) par rapport audit au moins un premier organe de fixation.
A cette fin, la rainure pourra être ouverte radialement et longitudinalement (direction d’allongement). La rainure étant ouverte radialement vers l’extérieur, la cloison pourra s’y engager intérieurement et y coulisser.
Ainsi, on libèrera au minimum un degré de liberté de translation dans une ou deux directions par rapport au « point fixe » précité.
Autrement dit, dès lors qu’il n’y aura pas d’effort imposé aux cloisons, mais des champs thermiques qui leurs sont appliqués, l’orientation des couples glissières/rainures et leur(s) possible(s) mouvement(s) relatif(s) permettront de réduire les contraintes thermomécaniques dans les cloisons à partir du moment où ces couples offriront au minimum un degré de liberté de translation.
Typiquement, les cloisons pourvues de l’une des parties de ces couples glissières/rainures seront allongées parallèlement à l’axe X du cône d’échappement.
Selon la direction d’allongement (L) de la rainure, le déplacement autorisé par le deuxième organe de liaison correspondant pourra être compris entre 0 et 10 mm par exemple.
Le déplacement radial (à l’axe X) autorisé par ce même deuxième organe de liaison pourra être compris entre 0 et 5 mm par exemple.
Sur la cloison fixée à la paroi interne, ledit au moins un premier organe de fixation et ledit au moins un deuxième organe de liaison pourront être décalés axialement l’un de l’autre, donc parallèlement à l’axe X, ou avec une composante de décalage parallèle à cet axe X du cône d’échappement.
A ce sujet:
- ledit au moins un premier organe de fixation pourra être situé au niveau d’une zone axialement médiane de la cloison, et/ou
- ledit au moins un deuxième organe de liaison pourra être situé au niveau d’une extrémité axiale de la cloison.
- ledit au moins un premier organe de fixation pourra être situé au niveau d’une zone axialement médiane de la cloison, et/ou
- ledit au moins un deuxième organe de liaison pourra être situé au niveau d’une extrémité axiale de la cloison.
Ceci peut permettre de répartir au mieux lesdites zones de contraintes, de dilatation et de guidage via le couple glissière/rainure.
En prévoyant au moins deux deuxièmes organes de liaison, respectivement situés au niveau d’une première extrémité axiale et d’une deuxième extrémité axiale de la cloison, on pourra assurer peut-être le compromis précité le plus pertinent, ceci d’autant plus avec un premier organe de fixation situé au niveau d’une zone axialement médiane de cette cloison.
Toutefois, un dit deuxième organe de liaison pourra être situé au niveau de n’importe quelle zone de la cloison si une autre nécessité l’impose.
En relation avec un décalage axial entre le premier organe de fixation et le deuxième organe de liaison, on notera aussi que, si les cloisons comprennent :
- des premières cloisons allongées parallèlement audit axe X, et
- des secondes cloisons circonférentielles autour dudit axe X (repère C figure 5),
alors, de préférence, les secondes cloisons seront écartées radialement de la paroi interne et fixées uniquement avec les premières cloisons.
- des premières cloisons allongées parallèlement audit axe X, et
- des secondes cloisons circonférentielles autour dudit axe X (repère C figure 5),
alors, de préférence, les secondes cloisons seront écartées radialement de la paroi interne et fixées uniquement avec les premières cloisons.
Ainsi, il n’y aura alors de maintien et déplacement guidé des secondes cloisons circonférentielles que par l’intermédiaire des premières cloisons et de leurs dits premier(s) organe(s) de fixation et deuxième(s) organe(s) de liaison.
Une autre possibilité de montage est que les cloisons en cause soient uniquement formées de cloisons parallèles, ou audit axe X et présentant donc typiquement et indifféremment une forme globalement plane ou ondulée.
On rappelle à ce sujet que tout ce qui précède peut s’appliquer à toute forme de cloison, qu’elle soit notamment ondulée ou formée de creux et de bosses, donc non plane, c’est-à-dire non rectiligne.
Comme noté précédemment, l’expression allongé, ou décalé « parallèlement à l’axe X » doit être comprise comme strictement parallèle à l’axe ou avec une composante parallèle à cet axe.
Pour former le couple glissière/rainure, deux réalisations ont plus particulièrement été retenues.
Dans la première, la cloison liée à la paroi interne présente un rebord situé le long d’un bord longitudinal s’étendant le long de la paroi interne à laquelle ladite cloison est liée. Le rebord définit la glissière et la rainure est de forme complémentaire. Elle comprend elle-même un rebord. En outre un jeu radial est réservé entre les rebords respectifs de la cloison et de la rainure.
Ainsi, au-delà du jeu radial, la cloison sera retenue radialement vis-à-vis de la paroi interne, évitant que les dilatations différentielles précitées entre cloison(s) et paroi interne entraîne un déplacement radial trop important, écartant exagérément la(les) cloison(s) de ladite paroi interne.
En tant que jeu radial, celui précité de quelques mm (de préférence inférieur ou égal à 5 mm) sera de préférence retenu.
Notamment si ce risque d’excès de déplacement radial s’avère en fait limité, ou en ayant optimisé le(s) décalage(s) axial(aux) et/ou radial(aux) précité(s) il est toutefois proposé de se dispenser de rainure.
Ainsi peut-on prévoir, dans une deuxième réalisation, que ladite au moins une des cloisons liée avec la paroi interne se présente comme une plaque dont un bord longitudinal s’étendant le long de ladite paroi interne définira ladite glissière, laquelle, radiale, comme l’est la rainure
dans laquelle cette glissière est adaptée à coulisser, permettra une dilatation radiale, sans retenue, entre ladite au moins une des cloisons et la paroi interne à laquelle elle est liée.
Les parties de fixation de chaque organe de fixation ou liaison peuvent être fixées à la cloison ou à la paroi interne correspondante par boulonnage, rivetage, brasage ou soudage. Le type de fixation utilisée est notamment fonction des matériaux utilisés pour la réalisation de la paroi interne, de la cloison et/ou des organes de fixation.
La paroi interne peut être formée au moins en partie par un organe annulaire axialement médian, s’étendant suivant l’axe du cône d’échappement et présentant une extrémité amont et une extrémité aval de forme évasée. Un flasque annulaire amont peut être fixé à l’extrémité amont de l’organe médian, un flasque annulaire aval pouvant fixé à l’extrémité aval.
Le cône d’échappement peut comporter une partie aval comportant une zone amont de forme évasée, qui est fixée au flasque aval, et qui se prolonge par une zone aval tubulaire dont l’extrémité libre correspond à l’extrémité aval du cône d’échappement.
Le cône d’échappement peut comporter une bride de fixation annulaire, destinée à assurer la fixation de l’extrémité amont du cône d’échappement sur un carter d’échappement de la turbomachine. La bride de fixation peut être fixée sur la paroi interne ou sur le flasque amont par l’intermédiaire de pattes de fixation élastiquement déformables, aptes à compenser d’éventuels phénomènes de dilatations différentielles.
L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un cône d’échappement du type précité.
L’invention concerne également un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une turbomachine du type précité.
Brève description des figures
Description détaillée de l’invention
Les figures 4 à 9 illustrent un cône d’échappement 1 pour une turbomachine d’aéronef, conformément à une forme de réalisation de l’invention. Le cône d’échappement 1 s’étend selon l’axe X longitudinal précité et comporte, de l’amont vers l’aval, c’est-à-dire de gauche à droite à la :
- une partie amont 2 comprenant une bride de fixation 17 ainsi que, radialement à l’axe X, une paroi interne 18 entourée par une peau externe 10, et
- une partie aval 3.
- une partie amont 2 comprenant une bride de fixation 17 ainsi que, radialement à l’axe X, une paroi interne 18 entourée par une peau externe 10, et
- une partie aval 3.
La paroi interne 18 et la peau externe 10 s’étendent chacune annulairement autour de l’axe X qui est (aussi) l’axe de rotation de la turbomachine.
La bride de fixation 17 est annulaire (elle s’étend donc autour de l’axe X) et est destinée à assurer la fixation de l’extrémité amont du cône d’échappement 1 sur un carter d’échappement de la turbomachine. La bride de fixation 17 est fixée sur la paroi interne 18 par l’intermédiaire de pattes de fixation élastiquement déformables 19, aptes à compenser d’éventuels phénomènes de dilatations différentielles.
La paroi interne 18 peut être réalisée en un matériau de type composite à matrice céramique (base carbure ou base oxyde) ou en matériau métallique, par exemple de type Inconel, waspaloy, titane ou A286 (marques déposées).
Comme dans l’exemple de l’art antérieur précité (voir ), la peau externe 10 est multiperforée (tel l’orifice 118), pour laisser de l’air de veine passer du pourtour de la peau externe 10 jusqu’au volume interne 128 limité en périphérie radialement extérieure par la paroi interne 18.
La peau externe 10 peut être réalisée en un matériau composite à matrice céramique (base carbure ou base oxyde), ou en matériau métallique, par exemple de type Inconel, waspaloy, titane ou A286 (marques déposées).
Des cloisons 11 sont montées radialement entre la peau externe 10 et la paroi interne 18 de façon à délimiter avec elles des caissons résonateurs 14. Les cloisons 11 s’étendent dans la direction générale de l’axe X du cône 1.
Les cloisons 11 sont, dans cet exemple, de forme générale ondulée. Les ondulations s’étendent circonférentiellement de part et d’autre d’un plan médian radial s’étendant suivant ledit axe X.
Certaines au moins des cloisons 11 peuvent toutefois être planes, ou rectilignes, comme dans l’exemple de la ou 9.
Les cloisons 11 peuvent être réalisées en un matériau métallique, par exemple de type Inconel, waspaloy, titane ou A286 (marques déposées) ou en matériau composite à matrice céramique (base carbure ou base oxyde).
Dès lors que les cloisons 11 adjacentes deux à deux présentent des ondulations, celles-ci peuvent être en contact les unes par rapport aux autres au niveau de zones de contact 20 (voir ), de façon à délimiter les caissons 14 entre les ondulations. Les cloisons adjacentes 11 peuvent être fixées l’une à l’autre au niveau des zones de contact 20, par exemple par soudage, par assemblage mécanique ou par collage.
Chaque cloison 11 est fixée à la paroi interne 18 par l’intermédiaire d’organes de fixation et d’organes de liaison 21, 22, 23, en particulier, un premier organe de fixation 21 et au moins un deuxième organe de liaison 22 ou 23. Les cloisons 11 ne sont par contre pas fixées à la peau externe 10. En l’espèce, aucune cloison 11 ne l’est.
Chaque organe de fixation 21 comporte une première partie de fixation 24 fixée à la paroi interne 18 et une seconde partie de fixation 25 fixée à la cloison 11 correspondante. La en schématise un exemple.
Pour aider à une répartition favorable des zones de contraintes, de dilatation et de guidage de la (des) cloison(s), sur ladite au moins une de ces cloisons fixée à la paroi interne 18, le premier organe de fixation 21 et le(s) deuxième(s) organe(s) de liaison (ici les deux organes de liaison 22,23) seront avantageusement décalés axialement entre eux.
Chaque premier organe de fixation 21 est indéformable ou peu déformable (et est alors assimilé à un organe de fixation indéformable).
Chaque deuxième organe de liaison 22 ou 23 comporte une glissière 26 apte à coulisser dans une rainure 28 et ainsi à autoriser le déplacement du deuxième organe de liaison 22 ou 23 correspondant par rapport au premier organe de fixation 21 correspondant, ainsi que le déplacement relatif entre la cloison 11 pourvue de ces organes de fixation/liaison et la paroi interne 18.
En d’autres termes, les organes de fixation 21 peuvent avoir été conçus de façon que le déplacement, en cas de contrainte, de la seconde partie de fixation 25 du premier organe par rapport à la première partie de fixation 24 (ou inversement) du premier organe de fixation 21 soit inférieure au déplacement de la glissière 26 dans la rainure 28 du deuxième organe de liaison 22 ou 23.
Pour un déplacement radial relatif entre la cloison 11 et la paroi interne 18, la rainure 28 est ouverte radialement, ici vers l’extérieur. Cette ouverture 260 (figures 6, 7) est traversée par la cloison 11. La direction d’allongement de l’ouverture 260 est celle (L) de la rainure 28, de sorte que, via la glissière 26, la cloison 11 soit donc libre de coulisser longitudinalement dans la rainure, dans cette direction.
Une telle configuration permet de réduire les contraintes mécaniques exercées sur la paroi interne 18 et/ou sur les cloisons 11, en particulier en cas de dilatations différentielles en fonctionnement. En effet, les premiers organes de fixation 21 assurent le positionnement de la cloison correspondante 11 et les deuxièmes organes de liaison 22 et/ou 23 sont aptes à se déformer (c’est-à-dire à laisser la glissière 26 coulisser dans la rainure 28) de manière à accompagner naturellement le déplacement des cloisons 11 (ou d’au moins une de ces cloisons) par rapport à la paroi interne 18, du fait desdites dilatations différentielles.
Ce décalage peut être strictement axial, donc strictement parallèle à l’axe X, avec :
- une cloison 11 plane, dressée radialement et allongée parallèlement à l’axe X, et
- une ou des deuxième(s) organe(s) de liaison, donc au moins un couple glissière 26/rainure 28, orienté(s) pour une possible translation strictement parallèle à l’axe X et/ou radial à cet axe.
- une cloison 11 plane, dressée radialement et allongée parallèlement à l’axe X, et
- une ou des deuxième(s) organe(s) de liaison, donc au moins un couple glissière 26/rainure 28, orienté(s) pour une possible translation strictement parallèle à l’axe X et/ou radial à cet axe.
Comme par exemple sur la , ce « décalage axial » peut toutefois être à composante axiale. Le couple glissière 26/rainure 28 peut être de biais, incliné d’un angle α non nul par rapport à une droite parallèle à l’axe X et présenter une composante qui se projette sur cette droite.
Ceci pourra être en particulier le cas avec une cloison 11 de forme générale ondulée.
Comme dans l’exemple de la , les caissons résonateurs 14 peuvent ne comprendre que des cloisons 11 allongées globalement parallèlement à l’axe X.
Mais, comme dans l’exemple de la ou 9, les cloisons 11 précitées, et donc les caissons résonateurs 14, peuvent comprendre des premières cloisons 11a allongées globalement parallèlement à l’axe X et des secondes cloisons 11b circonférentielles autour dudit axe X.
Les premières cloisons 11a et secondes cloisons 11b peuvent en particulier être radiales à l’axe X.
Les secondes cloisons 11b sont écartées radialement de la paroi interne 18 (distance radiale l1 ) et fixées uniquement avec les premières cloisons 11a.
C’est donc par l’intermédiaire des premières cloisons 11a que les secondes cloisons 11b sont liées à la paroi interne 18, via lesdits premier(s) organe(s) de fixation 21 et deuxième(s) organe(s) de liaison, tels que 22, 23.
Les premières cloisons 11a et les secondes cloisons 11b sont assemblées par soudage ou par assemblage mécanique entre elles, comme par exemple avec des équerres boulonnées 13 (voir ou 9).
Les secondes cloisons 11b peuvent s’étendre de part et d’autre d’une première cloison 11a, en plusieurs endroits le long de la direction suivant laquelle la première cloison est allongée, axe X, comme illustré .
Suivant la réalisation retenue, le libre coulissement de la glissière 26 dans la rainure 28 de l’un au moins, ou de chaque, deuxième organe de liaison 22, 23 est ainsi apte à autoriser un déplacement circonférentiel et/ou un déplacement axial et/ou un déplacement radial d’au moins une cloison 11, via le déplacement de l’un au moins, ou de chaque, deuxième organe de liaison 22, 23 par rapport au premier organe de fixation 21 correspondant (de la même cloison, a priori).
Dans la direction suivant laquelle les cloisons 11 (quand il n’y a qu’elles), ou les premières cloisons 11a, sont allongées parallèlement à l’axe X, le déplacement autorisé de la glissière 26 dans sa rainure 28 peut être compris entre 0 et 10 mm par exemple. Celui radial (comme via le jeu radial J ) peut être compris entre 0 et 5 mm par exemple.
Chaque premier organe de fixation 21 est par exemple situé au niveau d’une zone axialement médiane de la cloison 11 ou 11a correspondante. Au moins un deuxième dit organe de liaison 22, 23 peut être situé au niveau d’une extrémité axiale de la cloison 11 ou 11a. Ecarter les uns des autres les organes de fixation et les organes de liaison favorisent l’absorption des efforts sans contrainte excessive.
L’ensemble formé par une glissière 26 et sa rainure 28 peut être une partie s’étendant uniquement dans la direction circonférentielle, notamment lorsque l’organe de liaison 22 ou 23 est situé à une extrémité axiale de la cloison 11 ou 11a.
Les parties de fixation 24, 25 de chaque organe de fixation 21 peuvent assurer une fixation à la cloison 11 ou 11a ou à la paroi interne 18 correspondante par boulonnage, vissage rivetage, brasage ou soudage. Le type de fixation utilisée est notamment fonction des matériaux utilisés pour la réalisation de la paroi interne 18, de la cloison 11 et/ou des organes de fixation et de liaison.
Chaque glissière 26 peut être mononobloc avec la cloison 11 ou 11a ou avec un support 29 fixé rigidement à la paroi interne 18. Cette fixation peut être un rivetage ou un boulonnage ou une soudure ou un brasage ou un vissage.
Chaque rainure 28 peut être mononobloc avec la cloison 11 ou 11a ou avec un support 29 fixé rigidement à la paroi interne 18. Cette fixation peut être un rivetage ou un boulonnage ou une soudure ou un brasage ou un vissage (voir de tels moyens de fixation rigide repérés 29a,29b figures 6 et 7).
La solution la plus simple peut être, comme sur les figures 6 ou 7, que la glissière 26 soit mononobloc avec la cloison 11 et que sa rainure 28 soit mononobloc avec un support 29 fixé rigidement à la paroi interne 18.
A noter également que, le long d’un bord longitudinal 110a faisant face à la paroi interne 18, une dite cloison 11 peut présenter un rebord 112. Ce rebord 112 définira alors la glissière 26, de sorte que la cloison 11 ainsi réalisée, comme dans l’exemple de la , soit ainsi retenue radialement vis-à-vis de la paroi interne 18, via la rainure 28 qui est de forme complémentaire à la glissière, qui présente donc elle-même un rebord longitudinal 114.
Dans ce cas, le rebord longitudinal 112 forme un T et le rebord longitudinal complémentaire 114 est double, avec deux pans latéraux 114a,114b le long desquelles peut coulisser la forme en T.
Le jeu radial J est maintenu entre eux. Et un espace radial L2 existe entre la paroi 18 et le bord longitudinal 110a de la cloison 11 pourvu du rebord 112.
Une autre possibilité est, comme dans l’exemple de la , que la cloison 11 ou 11a considérée, liée à la paroi interne 18, se présente comme une plaque dont le bord longitudinal 110b faisant face et s’étendant le long de ladite paroi interne 18 définira une glissière 26 simple, sans rebord. La glissière 26 sera alors dépourvue de rebords de retenue radiale de la cloison. La glissière 26, qui est alors simplement radiale, comme l’est sa rainure 28, permet une dilatation radiale, sans retenue, entre la cloison 11 considérée et la paroi interne 18 à laquelle cette cloison est liée, avec donc un déplacement radial de fait, possible, par glissement entre la paroi 18 et la cloison 11 ou 11a. Un jeu ou espace radial l2 existe. On peut prévoir que l2= L2 et/ou l1=l2.
Concernant l’espace radial, ou la distance radiale l1, l2 ou L2, précité, de quelques mm (0.5mm à 2mm par exemple), il existera de préférence partout, entre la paroi 18 et toute cloison 11, 11a ou 11b.
Claims (12)
- Cône d’échappement (1) pour une turbomachine d’aéronef, ledit cône (1) s’étendant selon un axe (X) et comprenant :
- une paroi annulaire (18), radialement interne par rapport audit axe (X), et une peau multiperforée (10), radialement externe par rapport audit axe (X) et entourant ladite paroi interne (18),
- des cloisons (11) montées, par rapport audit axe (X), radialement entre la peau externe (10) et la paroi interne (18) de façon à délimiter avec elles des caissons résonateurs (14), les cloisons (11) étant liées à la paroi interne (18) par l’intermédiaire d’organes de fixation et/ou d’organes de liaison (21, 22, 23),
caractérisé en ce que, parmi lesdits organes de fixation et/ou organes de liaison (21, 22, 23), au moins un premier organe de fixation (21) et au moins un deuxième organe de liaison (22, 23) lient une des cloisons (11) à la paroi interne (18), et, pour cela :
- ledit au moins un premier organe de fixation (21) comporte une première partie de fixation (24) fixée avec la paroi annulaire (18) et une seconde partie de fixation (25) fixée avec une desdites cloisons (11), et
- ledit au moins un deuxième organe de liaison (22, 23) comporte une glissière (26) et une rainure (28), l’une fixée avec la paroi annulaire (18), l’autre fixée avec une desdites cloisons (11), la glissière (26) étant adaptée à coulisser dans la rainure (28). - Cône d’échappement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure (28) présentant une direction d’allongement (L), la glissière (26) est libre de coulisser dans la rainure (28), radialement audit axe (X) et/ou dans la direction d’allongement par rapport audit au moins un premier organe de fixation (21).
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, sur ladite au moins une des cloisons (11), les parties (25 et 18 ou 26) fixées avec elle dudit au moins un premier organe de fixation (21) et dudit au moins un deuxième organe de liaison (22, 23), respectivement, sont décalées axialement l’une de l’autre.
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, sur ladite au moins une des cloisons (11), la seconde partie de fixation (25) dudit au moins un premier organe de fixation (21) est située au niveau d’une zone axialement médiane de la cloison (11).
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, sur ladite au moins une des cloisons (11) liée à la paroi interne (18), la partie (18 ou 26) fixée avec elle dudit au moins un deuxième organe de liaison (22) est située au niveau d’une extrémité axiale de la cloison (11).
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, sur ladite au moins une des cloisons (11), au moins deux parties (18 ou 26) fixées avec elle appartenant à deux deuxièmes organes de liaison (23) respectivement situés au niveau d’une première extrémité axiale et d’une deuxième extrémité axiale de la cloison (11).
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une des cloisons (11) présente un rebord (112) le long d’un bord longitudinal (110a) s’étendant le long de la paroi interne (18) à laquelle la cloison est liée, le rebord (112) définissant ladite glissière (26) et la rainure (28) étant de forme complémentaire et présentant donc un rebord (114), un jeu radial (J) étant réservé entre les rebords respectifs de la cloison et de la rainure.
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite au moins une des cloisons (11) liée à la paroi interne (18) se présente comme une plaque dont un bord longitudinal (110b) s’étendant le long de ladite paroi interne (18) définit ladite glissière (26), laquelle, radiale, comme l’est la rainure (28) dans laquelle elle est adaptée à coulisser, permet une dilatation radiale, sans retenue, entre ladite au moins une des cloisons (11) et la paroi interne (18) à laquelle cette cloison est liée.
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cloisons (11) comprenant au moins un dit premier organe de fixation (21) et au moins un deuxième organe de liaison (22, 23) sont allongées parallèlement audit axe (X) et présentent une forme globalement plane ou ondulée.
- Cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cloisons (11) comprennent des premières cloisons (11a) allongées parallèlement audit axe (X) et des secondes cloisons (11b) circonférentielles autour dudit axe (X), les secondes cloisons (11b) étant écartées radialement (l1) de la paroi interne (18) et fixées uniquement avec les premières cloisons (11a), par l’intermédiaire desquelles elles sont ainsi liées à la paroi interne (18), via lesdits au moins un dit premier organe de fixation (21) et au moins un deuxième organe de liaison (22, 23).
- Turbomachine d’aéronef, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un cône d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes.
- Aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une turbomachine selon la revendication 11.
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| FR2011850A FR3116306B1 (fr) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | Cône d’échappement à résonateurs pour une turbomachine |
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Cited By (1)
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| FR3137722A1 (fr) * | 2022-07-11 | 2024-01-12 | Safran Ceramics | Ensemble de turbine de turbomachine |
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2020
- 2020-11-18 FR FR2011850A patent/FR3116306B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3116306B1 (fr) | 2023-03-03 |
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