WO2018154256A1 - Carenage arriere pour pylone de turboreacteur en materiaux composites - Google Patents

Carenage arriere pour pylone de turboreacteur en materiaux composites Download PDF

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Sylvain SENTIS
Arnaud DELEHOUZE
Taillard FRANÇOIS
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Safran Nacelles SAS
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Definitions

  • the present invention relates to a rear fairing suspension pylon of an aircraft turbojet, and a nacelle comprising such a rear fairing.
  • the rear fairing of suspension pylon also designated by the acronym "APF” (in English terminology “aft pylon fairing”), is installed in the downstream extension of the pylon and the hot jet ejection nozzle of a turbojet engine. double flow.
  • the turbojet can be placed below or above the wing of the aircraft, in both cases it is supported by a pylon equipped with a rear fairing.
  • a type of rear fairing known suspension pylon for a turbofan engine forms a box comprising a main structure extending in the longitudinal direction of the turbojet engine.
  • the box comprises side walls, connected by connecting means to a floor forming a thermal protection disposed above the nozzle for ejecting hot gases leaving the turbojet engine.
  • connection means of the floor on the main structure comprise a set of tongues oriented substantially perpendicular to the floor, to accompany a displacement of the floor during differential thermal expansion between the various elements.
  • the bottom surface of the floor can be subjected to high temperatures, of the order of 600 to 800 ° C locally, while the side walls on the sides of the fairing are subjected to much lower temperatures.
  • the temperature differences between the different elements of the fairing, as well as the expansions generated by these temperatures, are then important.
  • This type of fairing is generally made of metallic materials, for example using a nickel alloy for the aerodynamic surfaces, and a titanium alloy for the structural elements.
  • a relatively heavy fairing is obtained, with significant differential thermal expansion problems due to the high thermal gradients, and differences in the coefficient of expansion of the different materials used.
  • a known type of thermal shield for a turbojet engine nacelle presented in particular in the document US-B2-7943227, comprises a curved panel made of a ceramic matrix composite material, designated by the acronym "CMC", comprising layers superimposed fabric constituting a preform, which is then impregnated with a ceramic matrix.
  • CMC ceramic matrix composite material
  • CMC ceramic matrix composite materials are much lighter and have reduced thermal expansions.
  • this type of ceramic matrix composite material CMC has weak mechanical characteristics between the different layers of fabric of the preform. Then there may be delamination problems between the layers affecting the mechanical strength of the fairing subjected to mechanical stresses and vibrations that can be significant.
  • the present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art.
  • a rear fairing for a tower now an aircraft turbojet provided to form an aerodynamic surface covering the base of this pylon, this fairing elongated in the longitudinal direction, comprising a floor adapted to be disposed facing the hot gas leaving the turbojet, and sidewalls constituting aerodynamic surfaces, characterized in that the floor and the side walls comprise ceramic matrix composite materials made from preforms formed of layers of warp or weft son superposed, these preforms having inter-layer weaving yarn connecting the layers to one another, and in that the preform comprises in one piece the floor and the side walls which are interconnected by folds forming at least in part sharp edges protruding towards the outside of the side walls.
  • Sharp edges separate the flow of hot combustion gases from the secondary fresh air stream.
  • the rear fairing according to the invention may comprise one or more of the following features, which may be combined with one another.
  • the longitudinal superposed layers of warp or weft thread forming the preform are interconnected with different inter-layer transverse weaving threads, which vary by taking different columns of longitudinal superposed warp or weft threads. , following the position in the longitudinal direction.
  • the different layers of longitudinal superimposed warp or weft threads of the outer edges are connected to one another as well as to the floor by inter-layer transverse weaving threads, and in that the warp or longitudinal overlapping weft of the floor are connected to the warp or weft threads superimposed on the side walls by inter-layer weaving threads, so that all the longitudinal fibers of the different floor zones, side walls and outer edges are connected together in a single preform.
  • the rear fairing may include partitions in elevation fixed on the floor.
  • the partitions have a preform which is formed in one piece with the preform of the floor. We obtain a significant solidarity of the partitions with the floor.
  • the preform of the floor may comprise on the top a separate part provided to form the partitions, which is connected to this preform of the floor by transverse fold lines.
  • the preform comprises in one piece the floor and the side walls which are interconnected by folds forming rounded edges.
  • the preform comprises in one piece the floor and the side walls which are interconnected by bends forming at least in part sharp edges protruding outwardly from the side walls
  • the preform advantageously comprises on each side to the outside of a fold line directly connecting the floor to the side wall, a protrusion made in the continuity of this floor, below the side wall.
  • the fairing may comprise in the longitudinal direction an assembly comprising the floor and side walls, which is formed by several parts attached together. This arrangement makes it possible to produce shorter pieces.
  • a fairing portion has at a connecting end on another fairing part, a length which is in inward withdrawal of the fairing, superimposed on the inside of the other part of fairing.
  • an interlocking arrangement is made to form an aerodynamic outer surface which remains smooth.
  • aerodynamic surfaces of the fairing comprise an acoustic treatment.
  • the preforms may be woven mainly with aluminum oxide fibers, aluminosilicates, silicon carbide or carbon, with each of these elements or with these elements in combination.
  • the invention also relates to a turbojet nacelle provided for an aircraft, characterized in that it comprises a rear fairing covering the base of a connecting pylon with the aircraft, according to any one of the preceding claims.
  • Figures 1 and 2 show rear fairings according to the invention, according to two variants, with rounded edges between floor and side walls;
  • Figures 3 and 4 are cross-sectional views of a rear fairing according to the invention, Figure 4 having an acoustic floor;
  • FIG. 5 shows a woven preform for a fairing according to the invention
  • Figures 6 and 7 show a rear fairing in two variants, with sharp edges between floor and side walls;
  • Figure 6a is a cross-sectional detail view of Figures 6 and 7, showing the sharp edge of separation of the flows connecting the floor to the side walls;
  • Figure 8 shows a preform provided to form the fairing shown in Figure 7;
  • Figures 9a and 9b show cross sections of a preform showing interlayer weaving yarns
  • Figure 10 shows a rear fairing in a variant with rounded edges and sharp edges between floor and side walls.
  • Figures 1 and 3 show a rear fairing designed to be disposed along a longitudinal axis of a turbojet engine nacelle at the base of a pylon supporting the turbojet, having a front side indicated by the arrow "AV".
  • the rear fairing comprises a substantially flat floor 2, connected directly on each side by a fold forming a rounded edge 6 to a side wall 4 in longitudinal elevation relative to this floor, to form aerodynamic outer surfaces guiding the gas flow.
  • the floor 2 guides below the hot gases leaving the turbojet, and the side walls 4 the cold air coming from the double flow.
  • the side walls 4 and the floor 2 are formed from a single woven preform, folded on both sides to form the side walls 4 connected to the floor 2 by a rounded edge 6 which separates the hot gas flows flowing under the floor of the cold air flows circulating on the sides of the side walls.
  • Each side wall 4 has in the upper part a row of holes 18 disposed parallel to the upper edge of the wall, constituting fasteners of the rear fairing to the pylon.
  • the rear fairing comprises inside two transverse partitions 10, 12 forming vertical elevations arranged transversely, each connecting at the same time the floor 2 and the two side walls 4.
  • the two transverse partitions 10, 12 have at their ends folded edges 14, folded parallel to the surfaces of the side walls 4.
  • the rear transverse partition 12 has a folded upper flange 16 parallel to the floor 2, which is intended to be assembled and fixed under the pylon.
  • the flaps of the ends of the partitions 10, 12 bent on the side walls 4 may be reinforced by fibers added between the parts of the preforms placed opposite, in order to produce a fibrous bond between these preforms, thus reducing the risk of delamination.
  • the layers of these fibers can be inserted by a sewing process comprising a single-sided yarn, called "tufting" in the English language, or a yarn on each side, called “stitching" in the English language, before the consolidation of the preform by the matrix.
  • Figures 2 and 4 show a rear fairing comprising successively in the longitudinal direction three parts 20, 22, 24 comprising each a floor 2 directly connected to the side walls 4 by rounded edges 6, using the same folded preform.
  • the fairing central portion 22 has a small length on the front side, a contour 26 slightly recessed towards the inside of the fairing, in a constant thickness, which is superimposed on the inside of the rear side of the fairing front part. to fix on it.
  • the fairing central portion 22 is connected to the rear fairing portion 24 by an edge-to-edge connection, which may have fastenings therebetween these two parts, including bands stuck straddling these two parts.
  • the rear fairing portion 24 closing rearwardly in a constricted manner has a vertical rear wall 28 which closes the rear end of the fairing, having on each side a flanged edge 30 inside the side wall 4.
  • the folded edges 30 may be reinforced as needed by fibers connecting each edge with the preform of the rear portion 24, glued with this preform during consolidation, or assembled by through fasteners.
  • each fairing portion 20, 22, 24 comprises an acoustic zone 32 sandwiched in the thickness of the floor, having perforations of its aerodynamic surface opening inside on cavities, such as for example a structure honeycomb, in order to achieve attenuation of acoustic frequencies.
  • Figure 5 shows a three-dimensional woven preform, for a fairing without inner stiffeners, with weft yarns and strings of this weaving that can be placed in the longitudinal or transverse direction.
  • a folding of the preform along the fold lines 40 separating the floor 2 from the side walls 4, is made with a radius to form the rounded edges 6 shown in the examples above.
  • Figures 6 and 6a show a fairing comprising a fold along the fold lines 40 which are inside this fairing. Further along each fold line 40, an outwardly facing sharp edge 42 is formed protruding outwardly from the side walls 4 by a width L. A floor connection 2 is obtained with each side wall 4 having a "Y" section having a sharp edge turned outward 42, separating the flow of hot gases from the cold air flow.
  • FIG. 7 shows a fairing similar to that presented 6, further comprising a succession of three parallel transverse partitions 10, each having at the ends folded edges 14 fixed inside the side walls 4, and above a folded upper edge 16 parallel to the floor 2, intended to be fixed under the tower.
  • FIGS. 8, 9a and 9b show a preform comprising in a cross-section the floor 2 connected on each side to the side walls 4, by folds formed along the folding lines 40.
  • a protrusion of the preform is made in the continuity of the floor 2 outside each fold line 40, below the side walls 4, to form the outer edges 42.
  • FIG. 8 shows the preform comprising, on top, distinct parts intended to constitute the transverse partitions 10, which are connected to the preform of the floor 2 by transverse fold lines 50.
  • transverse partition 10 The distinct portion disposed on the rear side, connected forwards by a transverse fold line 50 to the floor 2, is straightened to form a transverse partition 10.
  • Each end of the transverse partitions 10 is provided to fold up forming a folded edge 14 coming to press inside a side wall 4.
  • the layers of superposed longitudinal warp or weft threads 44 shown in FIGS. 9a and 9b constituting the preform are connected to each other with different inter-layered weaving threads 46 arranged transversely, which vary by taking different columns of longitudinal threads, according to the position in the longitudinal direction as shown in these figures.
  • the elevations 10 formed inside the fairing may be formed by preform parts formed during the weaving of the general preform comprising the floor 2 and the side walls 4, or reported by an additional seam on this general preform.
  • FIG. 10 shows a rear fairing comprising in its front part on each side an outer sharp edge 42 connecting the floor 2 to the side walls 4, which progressively becomes from a transition point 60 a rounded edge 6.
  • a preform having in the length a transition of the weaving of the layers forming at the beginning the outer sharp edge 42, and then removing it to obtain the rounded edge 6.
  • CMC composite materials comprising a preform largely reinforced by the three-dimensional weave connecting the different layers to one another are made in a simple and economical manner, a rear fairing of a pylon having a reduced number of components, presenting at the same time a good temperature resistance, a low coefficient of thermal expansion and a homogeneity of this coefficient on the entire room, limiting the elongation problems related to the thermal gradient. This ensures a mechanical strength of the assembly.
  • ceramic fibers such as aluminum oxides or aluminosilicates may be used, which will be associated with a matrix of alumina or aluminosilicate powder. It is also possible to use carbon fibers associated with geopolymeric matrices resistant to high temperatures. It is also possible to optionally use SiC silicon carbide ceramic fibers associated with an SiC silicon carbide matrix.
  • the preforms can also be made by combining different of these fibers together, ensuring coherence with the matrix.
  • the CMC composite materials have a chemical inertia in the face of the oxidizing atmospheres of the combustion gases and the rejection of the turbojet engine fluid. Moreover one can easily provide an acoustic treatment of the walls.

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Abstract

L'invention a pour objet un carénage arrière pour un pylône maintenant un turboréacteur d'aéronef, prévu pour former une surface aérodynamique couvrant la base de ce pylône, ce carénage allongé dans la direction longitudinale, comprenant un plancher (2) prévu pour être disposé face aux gaz chauds sortant du turboréacteur, et des parois latérales (4) constituant des surfaces aérodynamiques, caractérisé en ce que le plancher (2) et les parois latérales (4)comportent des matériaux composites à matrice céramique réalisés à partir de préformes formées de couches de fils de chaîne ou de trame superposées, ces préformes disposant de fils de tissage inter-couches reliant les couches entre elles.

Description

CARENAGE ARRIERE POUR PYLONE DE TURBOREACTEUR EN MATERIAUX
COMPOSITES
La présente invention concerne un carénage arrière de pylône de suspension d'un turboréacteur d'aéronef, ainsi qu'une nacelle comportant un tel carénage arrière.
Le carénage arrière de pylône de suspension, désigné aussi par l'acronyme « APF » (en terminologie anglaise « aft pylon fairing »), est installé dans le prolongement aval du pylône et de la buse d'éjection des gaz chauds d'un turboréacteur à double flux. Le turboréacteur peut être disposé en dessous ou au-dessus de l'aile de l'aéronef, dans les deux cas il est soutenu par un pylône équipé d'un carénage arrière.
Un type de carénage arrière connu de pylône de suspension pour un turboréacteur à double flux, présenté notamment par le document EP-A2-2583900, forme un caisson comprenant une structure principale s'étendant selon la direction longitudinale du turboréacteur. Le caisson comporte des parois latérales, reliées par des moyens de raccordement à un plancher formant une protection thermique disposée au-dessus de la buse d'éjection des gaz chauds sortant du turboréacteur.
Les moyens de raccordement du plancher sur la structure principale comportent un ensemble de languettes orientées sensiblement perpendiculairement à ce plancher, permettant d'accompagner un déplacement du plancher lors des dilatations thermiques différentielles entre les différents éléments.
On notera que la surface inférieure du plancher peut être soumise à des températures élevées, de l'ordre de 600 à 800°C localement, alors que les parois latérales sur les flancs du carénage sont soumises à des températures beaucoup plus basses. Les différences de température entre les différents éléments du carénage, ainsi que les dilatations générées par ces températures, sont alors importantes.
Ce type de carénage est généralement réalisé en matériaux métalliques, en utilisant par exemple un alliage de nickel pour les surfaces aérodynamiques, et un alliage de titane pour les éléments de structure. On obtient un carénage relativement lourd, et présentant des problèmes de dilatations thermiques différentielles importantes dues aux forts gradients thermiques, et aux différences de coefficient de dilatation des différents matériaux utilisés.
De plus le carénage est soumis à des vibrations élevées, dues notamment aux turbulences des gaz éjectés, qui entraînent un travail en fatigue des matériaux. Par ailleurs un type de bouclier thermique connu pour une nacelle de turboréacteur, présenté notamment par le document US-B2-7943227, comporte un panneau galbé réalisé avec un matériau composite à matrice céramique, désigné par l'acronyme « CMC », comprenant des couches de tissu superposées constituant une préforme, qui est ensuite imprégnée d'une matrice céramique.
Par rapport aux matériaux métalliques, les matériaux composites à matrice céramique CMC sont beaucoup plus légers, et présentent des dilatations thermiques réduites.
Toutefois ce type de matériau composite à matrice céramique CMC présente de faibles caractéristiques mécaniques entre les différentes couches de tissu de la préforme. On peut avoir alors des problèmes de délaminage des couches entre elles affectant la tenue mécanique du carénage soumis à des contraintes mécaniques et à des vibrations qui peuvent être importantes.
La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un carénage arrière pour un pylône maintenant un turboréacteur d'aéronef, prévu pour former une surface aérodynamique couvrant la base de ce pylône, ce carénage allongé dans la direction longitudinale, comprenant un plancher prévu pour être disposé face aux gaz chauds sortant du turboréacteur, et des parois latérales constituant des surfaces aérodynamiques, caractérisé en ce que le plancher et les parois latérales comportent des matériaux composites à matrice céramique réalisés à partir de préformes formées de couches de fils de chaîne ou de trame superposées, ces préformes disposant de fils de tissage inter-couches reliant les couches entre elles, et en ce que la préforme comporte d'une seule pièce le plancher et les parois latérales qui sont reliés entre eux par des pliages formant au moins en partie des arêtes vives dépassant vers l'extérieur des parois latérales.
Un avantage de ce carénage arrière est qu'on dispose de la légèreté du matériau composite à matrice céramique ainsi que de sa bonne tenue aux différents agents chimiques, tout en lui ajoutant une résistance mécanique élevée, sans risque de délaminage des couches entre elles, grâce au tissage de cette préforme comprenant des fils de liaison inter-couches, tel qu'un tissage en trois dimensions « 3D » orthogonal ou couche à couche, appelé aussi tissage « interlock » en langue anglaise.
Les arêtes vives permettent de séparer le flux des gaz chauds de combustion du flux d'air frais secondaire.
Le carénage arrière selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon une caractéristique technique particulière, les couches de fils de chaîne ou de trame superposées longitudinaux formant la préforme sont reliées entre elles avec différents fils de tissage inter-couches disposés transversalement, qui varient en prenant différentes colonnes de fils de chaîne ou de trame superposées longitudinaux, suivant la position dans la direction longitudinale.
Selon une autre caractéristique avantageuse, les différentes couches de fils de chaîne ou de trame superposées longitudinaux des arêtes extérieures sont reliées entre elles ainsi qu'au plancher par des fils de tissage inter-couches transversaux, et en ce que les fils de chaîne ou de trame superposées longitudinaux du plancher sont reliées aux fils de chaîne ou de trame superposées des parois latérales par des fils de tissage inter-couches, de sorte que l'ensemble des fibres longitudinales des différentes zones plancher, parois latérales et arêtes extérieures, sont reliées ensemble en une préforme unique.
En particulier, le carénage arrière peut comporter des cloisons en élévation fixées sur le plancher.
Avantageusement, les cloisons présentent une préforme qui est formée d'une pièce avec la préforme du plancher. On obtient une solidarisation importante des cloisons avec le plancher.
Dans ce cas, la préforme du plancher peut comporter sur le dessus une partie distincte prévue pour constituer les cloisons, qui est reliée à cette préforme du plancher par des lignes de pliage transversales.
Selon un mode de réalisation, la préforme comporte d'une seule pièce le plancher et les parois latérales qui sont reliés entre eux par des pliages formant des arêtes arrondies.
Dans le cas où la préforme comporte d'une seule pièce le plancher et les parois latérales qui sont reliés entre eux par des pliages formant au moins en partie des arêtes vives dépassant vers l'extérieur des parois latérales, la préforme comporte avantageusement de chaque côté vers l'extérieur d'une ligne de pliage raccordant directement le plancher à la paroi latérale, une excroissance réalisée dans la continuité de ce plancher, en-dessous de la paroi latérale.
En particulier, le carénage peut comporter dans la direction longitudinale un ensemble comprenant le plancher et des parois latérales, qui est formé par plusieurs parties rattachées ensemble. Cette disposition permet de réaliser des pièces plus courtes.
Dans ce cas, avantageusement une partie de carénage présente à une extrémité de raccordement sur une autre partie de carénage, une longueur qui est en retrait vers l'intérieur du carénage, se superposant à l'intérieur de l'autre partie de carénage. On réalise de cette manière un emboîtement permettant de former une surface extérieure aérodynamique qui reste lisse.
Avantageusement, des surfaces aérodynamiques du carénage comportent un traitement acoustique.
En particulier, les préformes peuvent être tissées majoritairement de fibres d'oxyde d'aluminium, d'aluminosilicates, de carbure de silicium ou de carbone, avec chacun de ces éléments ou avec ces éléments en combinaison.
L'invention a aussi pour objet une nacelle de turboréacteur prévue pour un aéronef, caractérisée en ce qu'elle comporte un carénage arrière recouvrant la base d'un pylône de liaison avec l'aéronef, selon l'une quelconque des revendications précédentes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
les figures 1 et 2 présentent des carénages arrière selon l'invention, suivant deux variantes, avec arêtes arrondies entre plancher et parois latérales ;
les figures 3 et 4 sont des vues en coupe transversale d'un carénage arrière selon l'invention, la figure 4 présentant un plancher acoustique ;
- la figure 5 présente une préforme tissée pour un carénage selon l'invention ;
les figures 6 et 7 présentent un carénage arrière suivant deux variantes, avec arêtes vives entre plancher et parois latérales ;
la figure 6a est une vue de détail en section transversale des figures 6 et 7, présentant l'arête vive de séparation des flux reliant le plancher aux parois latérales la figure 8 présente une préforme prévue pour former le carénage présenté figure 7 ;
les figures 9a et 9b présentent des coupes transversales d'une préforme montrant des fils de tissage inter-couches ; et
la figure 10 présente un carénage arrière suivant une variante avec arêtes arrondies puis arêtes vives entre plancher et parois latérales.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. Les différentes figures présentées ci-après illustrent différentes options possibles pour la réalisation du carénage selon l'invention, qui peuvent être mixées entre elles de toutes les manières possibles.
Les figures 1 et 3 présentent un carénage arrière prévu pour être disposé suivant un axe longitudinal d'une nacelle de turboréacteur à double flux, à la base d'un pylône supportant ce turboréacteur, comportant un côté avant indiqué par la flèche « AV ».
Le carénage arrière comporte un plancher 2 sensiblement plat, raccordé directement de chaque côté par un pli formant une arête arrondie 6 à une paroi latérale 4 en élévation longitudinale par rapport à ce plancher, pour former des surfaces extérieures aérodynamiques guidant les flux de gaz. En particulier le plancher 2 guide en dessous les gaz chauds sortant du turboréacteur, et les parois latérales 4 l'air froid venant du double flux.
Les parois latérales 4 ainsi que le plancher 2 sont formés à partir d'une unique préforme tissée, pliée sur les deux côtés afin de former les parois latérales 4 reliées au plancher 2 par une arête arrondie 6 qui sépare les flux de gaz chauds circulant sous le plancher des flux d'air froid circulant sur les côtés des parois latérales.
Chaque paroi latérale 4 comporte en partie supérieure une rangée de perçages 18 disposée parallèlement au bord supérieur de la paroi, constituant des fixations du carénage arrière au pylône.
Le carénage arrière comporte à l'intérieur deux cloisons transversales 10, 12 formant des élévations verticales disposées transversalement, reliant chacune à la fois le plancher 2 et les deux parois latérales 4.
Les deux cloisons transversales 10, 12 comportent à leurs extrémités des rebords pliés 14, rabattus parallèlement aux surfaces des parois latérales 4. La cloison transversale arrière 12 comporte un rebord supérieur plié 16 parallèlement au plancher 2, qui est prévu pour être assemblé et fixé sous le pylône.
Les rabats des extrémités des cloisons 10, 12 pliés sur les parois latérales 4 peuvent être renforcées par des fibres ajoutées entre les parties des préformes mises en vis-à-vis, afin de produire une liaison fibreuse entre ces préformes réduisant ainsi le risque de délaminage. Les couches de ces fibres peuvent être insérées par un procédé de couture comportant un fil d'un seul côté, appelé « tufting » en langue anglaise, ou un fil de chaque côté, appelé « stitching » en langue anglaise, avant la consolidation de la préforme par la matrice.
Les figures 2 et 4 présentent un carénage arrière comportant successivement dans la direction longitudinale trois parties 20, 22, 24 comprenant chacune un plancher 2 directement relié aux parois latérales 4 par des arêtes arrondies 6, en utilisant une même préforme pliée.
La partie centrale de carénage 22 présente du côté avant sur une petite longueur un contour 26 légèrement en retrait vers l'intérieur du carénage, suivant une épaisseur constante, qui vient se superposer à l'intérieur du côté arrière de la partie avant de carénage 20 pour se fixer dessus.
De cette manière on obtient une grande surface de liaison entre la partie avant 20 et la partie centrale 22 de carénage, assurant une continuité des surfaces aérodynamiques extérieures du carénage au niveau de la liaison entre ces deux parties. De plus on assure une continuité mécanique entre les deux parties 20, 22 par un procédé de liaison comme l'insertion de fibres reliant les deux préformes avant la consolidation, le collage des deux préforme lors de la consolidation, ou encore l'assemblage par des fixations traversantes entre les deux pièces.
La partie centrale de carénage 22 est reliée à la partie arrière de carénage 24 par un raccordement bord à bord, qui peut comporter à l'intérieur des fixations entre ces deux parties, notamment des bandes collées à cheval sur ces deux parties.
La partie arrière de carénage 24 se terminant vers l'arrière de manière resserrée, comporte une cloison arrière verticale 28 qui ferme l'extrémité arrière du carénage, présentant de chaque côté un bord 30 rabattu à l'intérieur de la paroi latérale 4. Les bords rabattus 30 peuvent être selon le besoin renforcés par des fibres reliant chaque bord avec la préforme de la partie arrière 24, collés avec cette préforme lors de la consolidation, ou assemblés par des fixations traversantes.
Le plancher 2 de chaque partie de carénage 20, 22, 24 comporte une zone acoustique 32 prise en sandwich dans l'épaisseur du plancher, présentant des perforations de sa surface aérodynamique débouchant à l'intérieur sur des cavités, telles que par exemple une structure en nid d'abeille, afin de réaliser une atténuation de fréquences acoustiques.
La figure 5 présente une préforme tissée en trois dimensions, pour un carénage sans raidisseurs intérieurs, avec des fils de trame et de chaînes de ce tissage qui peuvent être mis dans la direction longitudinale ou transversale.
Un pliage de la préforme le long des lignes de pliage 40 séparant le plancher 2 des parois latérales 4, est fait avec un rayon pour former les arêtes arrondies 6 présentées dans les exemples ci-dessus.
Les figures 6 et 6a présentent un carénage comprenant un pliage le long des lignes de pliage 40 qui se trouvent à l'intérieur de ce carénage. De plus le long de chaque ligne de pliage 40, une arête vive tournée vers l'extérieur 42 est formée en dépassant vers l'extérieur des parois latérales 4 suivant une largeur L. On obtient un raccordement du plancher 2 avec chaque paroi latérale 4 présentant une section en « Y » disposant d'une arête vive tournée vers l'extérieur 42, séparant le flux des gaz chauds du flux d'air froid.
La figure 7 présente un carénage similaire à celui présenté 6, comportant de plus une succession de trois cloisons transversales parallèles 10, présentant chacune aux extrémités des rebords pliés 14 fixés à l'intérieur des parois latérales 4, et au-dessus un rebord supérieur plié 16 parallèlement au plancher 2, prévu pour être fixé sous le pylône.
Les figures 8, 9a et 9b présentent une préforme comprenant dans une section transversale le plancher 2 raccordé de chaque côté aux parois latérales 4, par des pliages formés suivant les lignes de pliage 40.
Une excroissance de la préforme est réalisée dans la continuité du plancher 2 à l'extérieur de chaque ligne de pliage 40, en-dessous des parois latérales 4, pour former les arêtes extérieures 42.
La figure 8 présente la préforme comportant sur le dessus des parties distinctes prévues pour constituer les cloisons transversales 10, qui sont reliées à la préforme du plancher 2 par des lignes de pliage transversales 50.
La partie distincte disposée du côté arrière, reliée vers l'avant par une ligne de pliage transversale 50 au plancher 2, est redressée pour former une cloison transversale 10.
La partie distincte disposée du côté avant, reliée vers l'avant et vers l'arrière par une ligne de pliage transversal 50 au plancher 2, est coupée selon une ligne de coupe transversale 52. Chaque côté est ensuite redressé suivant sa ligne de pliage 50 pour former une cloison transversale 10.
Chaque extrémité des cloisons transversales 10 est prévue pour se replier en formant un bord plié 14 venant se plaquer à l'intérieur d'une paroi latérale 4.
Les couches de fils de chaîne ou de trame longitudinaux 44 superposées présentées par les figures 9a et 9b constituant la préforme sont reliées entre elles avec différents fils de tissage inter-couches 46 disposés transversalement, qui varient en prenant différentes colonnes de fils longitudinaux, suivant la position dans la direction longitudinale comme présenté dans ces figures.
On notera que les différentes couches de fils longitudinaux 44 des arêtes extérieures 42 sont reliées entre elles ainsi qu'au plancher 2 par des fils de tissage intercouches transversaux 46, et que les fils longitudinaux du plancher sont aussi reliées aux fils longitudinaux des parois latérales 4 par ces fils de tissage inter-couches. De cette manière par l'intermédiaire de différentes fibres transversales des fils de tissage intercouches 46, l'ensemble des fibres longitudinales des différentes zones plancher 2, parois latérales 4 et arêtes extérieures 42, sont reliées ensemble en une préforme unique.
D'une manière générale, les élévations 10 formées à l'intérieur du carénage peuvent être réalisées par des parties de préforme formées lors du tissage de la préforme générale comprenant le plancher 2 et les parois latérales 4, ou rapportées par une couture additionnelle sur cette préforme générale.
La figure 10 présente un carénage arrière comportant dans sa partie avant de chaque côté une arête vive extérieure 42 reliant le plancher 2 aux parois latérales 4, qui devient progressivement à partir d'un point de transition 60 une arête arrondie 6. Pour cela on réalise une préforme présentant dans la longueur une transition du tissage des couches formant au début l'arête vive extérieure 42, puis la supprimant ensuite pour obtenir l'arête arrondie 6.
On réalise d'une manière simple et économique avec les matériaux composites CMC comprenant une préforme largement renforcée par le tissage en trois dimensions reliant les différentes couches entre elles, un carénage arrière de pylône disposant d'un nombre réduit de composants, présentant à la fois une bonne tenue en température, un faible coefficient de dilatation thermique et une homogénéité de ce coefficient sur l'ensemble de la pièce, limitant les problèmes d'élongation liés au gradient thermique. On assure ainsi une robustesse mécanique de l'ensemble.
Pour la réalisation des préformes on peut utiliser des fibres céramiques telles que des oxydes d'aluminium ou d'aluminosilicates, qui seront associées à une matrice de poudre d'alumine ou d'aluminosilicate. On peut également utiliser des fibres de carbones associées à des matrices géo-polymères résistant à des températures élevées. On peut encore éventuellement utiliser des fibres de céramiques au carbure de silicium SiC associées à une matrice en carbure de silicium SiC.
On peut encore réaliser les préformes par combinaisons de différentes de ces fibres entre elles, en assurant la cohérence avec la matrice.
De plus les matériaux composites CMC présentent une inertie chimique face aux atmosphères oxydantes des gaz de combustion et au rejet de fluide du turboréacteur. Par ailleurs on peut prévoir facilement un traitement acoustique des parois.

Claims

REVENDICATIONS
1. Carénage arrière pour un pylône maintenant un turboréacteur d'aéronef, prévu pour former une surface aérodynamique couvrant la base de ce pylône, ce carénage allongé dans la direction longitudinale, comprenant un plancher (2) prévu pour être disposé face aux gaz chauds sortant du turboréacteur, et des parois latérales (4) constituant des surfaces aérodynamiques, caractérisé en ce que le plancher (2) et les parois latérales (4) comportent des matériaux composites à matrice céramique réalisés à partir de préformes formées de couches de fils de chaîne ou de trame superposées, ces préformes disposant de fils de tissage inter-couches (46) reliant les couches entre elles, et en ce que la préforme comporte d'une seule pièce le plancher (2) et les parois latérales (4) qui sont reliés entre eux par des pliages formant au moins en partie des arêtes (42) dépassant vers l'extérieur des parois latérales (4).
2. Carénage arrière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches de fils de chaîne ou de trame superposées (44) longitudinaux formant la préforme sont reliées entre elles avec différents fils de tissage inter-couches (46) disposés transversalement, qui varient en prenant différentes colonnes de fils de chaîne ou de trame superposées (44) longitudinaux, suivant la position dans la direction longitudinale.
3. Carénage arrière selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : les différentes couches de fils de chaîne ou de trame superposées (44) longitudinaux des arêtes extérieures (42) sont reliées entre elles ainsi qu'au plancher (2) par des fils de tissage inter-couches (46) transversaux, et en ce que les fils de chaîne ou de trame superposées (44) longitudinaux du plancher (2) sont reliées aux fils de chaîne ou de trame superposées (44) des parois latérales (4) par des fils de tissage inter-couches (46),
de sorte que l'ensemble des fibres longitudinales des différentes zones plancher (2), parois latérales (4) et arêtes extérieures (42), sont reliées ensemble en une préforme unique.
4. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des cloisons en élévation (10) fixées sur le plancher (2).
5. Carénage arrière selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cloisons (10) présentent une préforme qui est formée d'une pièce avec la préforme du plancher (2).
6. Carénage arrière selon la revendication 5, caractérisé en ce que la préforme du plancher (2) comporte sur le dessus une partie distincte prévue pour constituer les cloisons (10), qui est reliée à cette préforme du plancher (2) par des lignes de pliage transversales (50).
7. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la préforme comporte d'une seule pièce le plancher (2) et les parois latérales (4) qui sont reliés entre eux par des pliages formant des arêtes arrondies (6).
8. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la préforme comporte de chaque côté vers l'extérieur d'une ligne de pliage (40) raccordant directement le plancher (2) à la paroi latérale (4), une excroissance réalisée dans la continuité de ce plancher (2), en-dessous de la paroi latérale (4).
9. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte dans la direction longitudinale un ensemble comprenant le plancher (2) et des parois latérales (4), qui est formé par plusieurs parties rattachées ensemble.
10. Carénage arrière selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie de carénage (22) présente à une extrémité de raccordement sur une autre partie de carénage (20), une longueur qui est en retrait (26) vers l'intérieur du carénage, se superposant à l'intérieur de l'autre partie de carénage (20).
11. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des surfaces aérodynamiques comportent un traitement acoustique (32).
12. Carénage arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les préformes sont tissées majoritairement de fibres d'oxyde d'aluminium, d'aluminosilicates, de carbure de silicium ou de carbone, avec chacun de ces éléments ou avec ces éléments en combinaison.
13. Nacelle de turboréacteur prévue pour un aéronef, caractérisée en ce qu'elle comporte un carénage arrière recouvrant la base d'un pylône de liaison avec l'aéronef, selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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