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Turboréacteur comprenant un bras de raccord de servitudes, et le bras de
raccord de servitudes
L'invention concerne un turboréacteur à double flux comportant un
carter extérieur de flux secondaire.
Un turboréacteur à double flux comprend, fonctionnellement, une
manche d'entrée d'air, une soufflante, un compresseur, une chambre de
combustion, une turbine et une tuyère d'échappement. Ces divers éléments sont
contenus dans des carters.
Généralement, il est suspendu à la structure d'un avion par deux carters :
un carter dit intermédiaire, placé juste en aval du carter de rétention des
aubes de
soufflante, et un carter d'échappement à l'arrière du moteur.
Dans le cas, par exemple, où un turboréacteur est placé sur le fuselage
d'un avion, en général en position arrière, le flux d'air secondaire doit être
contenu et guidé le long du turboréacteur jusqu'au carter d'échappement. Dans
ce but de guidage, un carter de flux secondaire externe structural, appelé
"outer
fan duct", est placé entre le carter intermédiaire et un anneau de suspension
relié
au carter d'échappement par une série de biellettes. Ce carter externe de flux
secondaire structural assure une double fonction, de contention et guidage du
flux d'air secondaire, d'une part, de reprise des efforts de poussée, d'autre
part.
Le flux d'air secondaire annulaire est guidé sur sa surface intérieure par
un carter interne appelé "inner fan duct", placé globalement concentrique au
carter externe structural, entre la base interne des bras du carter
intermédiaire et
le carter d'échappement.
Les divers fluides nécessaires au fonctionnement du turboréacteur, tels
que le carburant, l'huile et les fluides de commande d'organes accessoires du
moteur, doivent être acheminés depuis l'extérieur du turboréacteur, notamment
l'extérieur du carter externe structural, vers son noyau, c'est-à-dire
l'enceinte,
définie par le carter interne, contenant le compresseur, la chambre de
combustion, la turbine et la tuyère. Cet acheminement est effectué par des
canalisations communément appelées servitudes. L'invention concerne
particulièrement le passage des servitudes entre le carter externe du flux
secondaire et le carter interne.
Sur la figure 1, qui représente partiellement les éléments de l'enveloppe,
un turboréacteur 1 de l'art antérieur, on voit un carter intermédiaire 2 et un
anneau de suspension 3. L'anneau est fixé au carter d'échappement, non
représenté, par des biellettes. Un carter externe structural 4 monté entre le
carter
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2 et l'anneau 3 comprend des trappes d'accès 5 réparties sur sa circonférence,
autorisant l'accès à l'intérieur de l'enceinte qu'il définit, et notamment au
carter
interne. C'est par ces trappes 5 que sont montées les servitudes 7.
En référence à la figure 2, le carter interne comporte une pluralité de
plaques 6 de support de panneaux, s'étendant longitudinalement entre la base
des
bras du carter intermédiaire et le carter d'échappement. Elles sont destinées
à
supporter des panneaux qui définiront la surface du carter interne. Les
servitudes
7 sont amenées et fixées sur ces plaques supports de panneaux 6, auxquelles
l'opérateur a accès par les trappes d'accès 5 du carter externe structural 4,
sur une
semelle 8 en saillie radiale sur les plaques 6. Sur cette semelle 8 est
ensuite
montée, entre le carter externe structural 4 et carter interne non structural,
une
chemise profilée d'enveloppement des servitudes 7, afin d'assurer leur
protection
et un bon écoulement de la veine de gaz. Le montage de la chemise profilée se
fait également par les trappes 5. Ces dernières peuvent alors être refermées.
Le montage des servitudes tel qu'il vient d'être décrit présente de
nombreux inconvénients. Il est très fastidieux, les servitudes devant être
montées
une à une sur la semelle, selon un ordre de montage précis. L'accès au carter
interne par les trappes du carter externe structural est en outre peu
pratique. La
maintenance ou le démontage présentent enfin les mêmes inconvénients que le
montage.
La présente invention vise à simplifier le montage, le démontage et la
maintenance des servitudes passant entre le carter externe structural et le
carter
interne non structural d'un turboréacteur.
Conformément à l'invention un turboréacteur à double flux, comprenant
un carter externe de flux secondaire, un carter interne de flux secondaire,
des
servitudes de transport de fluide situées à l'extérieur du carter externe de
flux
secondaire, des servitudes de transport de fluide situées à l'intérieur du
carter
interne de flux secondaire, est caractérisé par le fait qu'au moins un bras
modulaire amovible formant raccord de servitudes est agencé entre ledit carter
externe et ledit carter interne.
Grâce à l'invention, la connexion des servitudes extérieures au carter
externe de flux secondaire, aux servitudes intérieures au carter interne, est
réalisée simplement à l'aide d'ixn bras modulaire amovible, qu'il est aisé de
monter et de démonter. En effet, du fait qu'il est modulaire, le bras forme un
tout composé d'un ensemble préféfini d'éléments standards ; son caractère
amovible s'entend de la possibilité de l'enlever, dans son ensemble modulaire.
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Ce bras peut en outre être calibré pour diverses applications ou
turboréacteurs différents.
De préférence, le carter interne non structural comportant des
panneaux et des plaques longitudinales de support des panneaux, au moins une
plaque longitudinale de support de panneaux comprend une platine de réception
d'un bras modulaire amovible.
Conformément à une autre caractéristique, le carter externe comprend
au moins un orifice de passage d'un bras modulaire amovible.
Conformément à une autre caractéristique, le bras modulaire
comprend des éléments de canalisations, comprenant des moyens externes de
raccord à des servitudes, et destinés à être insérés dans des canaux
débouchant
sur la face externe de la platine.
Avantageusement dans ce cas, les canaux débouchent également sur
au moins une face différente de la platine et comprennent des moyens de
raccord
à des servitudes.
Avantageusement, la face externe de la platine comprend un
évidement de réception du bras modulaire, dans lequel sont percés les canaux.
L'invention concerne, à titre de produit intermédiaire, un bras
modulaire amovible pour le turboréacteur présenté ci-dessus, comportant une
tôle, percée d'orifices de passage d'éléments de canalisations calibrés, des
éléments de canalisations calibrés et une chemise profilée s'adaptant à la
tôle.
De préférence, les éléments de canalisations comportent, à l'une de
leurs extrémités, des moyens de raccord à des servitudes.
De préférence, les éléments de canalisations comportent, à l'une de
leurs extrémités, un joint torique d'étanchéité.
De préférence, la tôle comprend un renfoncement, sur lequel sont
percés les orifices, destiné à être emmanché dans la chemise profilée.
Selon un aspect, l'invention concerne un turboréacteur à double flux,
comprenant :
un carter externe de flux secondaire ;
un carter interne de flux secondaire agencé à l'intérieur dudit carter
externe de flux secondaire ;
un coeur qui comporte un compresseur et une chambre de combustion,
ledit coeur étant agencé à l'intérieur dudit carter interne, dans lequel ledit
carter
interne et ledit carter externe sont agencés de façon à contenir et à guider,
durant
le fonctionnement dudit turboréacteur, un flux secondaire s'écoulant à
l'extérieur dudit coeur entre lesdits conduits interne et externe ;
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des servitudes de transport de fluide situées à l'extérieur du carter
externe de flux secondaire ;
des servitudes de transport de fluide situées à l'intérieur du carter
interne de flux secondaire ; et
un bras modulaire disposé à l'intérieur dudit conduit externe et entre
ledit conduit externe et ledit conduit interne de façon à s'étendre à travers
ledit
écoulement du flux secondaire entre lesdits conduits interne et externe durant
le
fonctionnement du turboréacteur, dans lequel ledit bras modulaire assure une
liaison entre lesdites servitudes de transport de fluide situées à l'extérieur
du
carter externe de flux secondaire et lesdites servitudes de transport de
fluide
situées à l'intérieur du carter interne de flux secondaire,
dans lequel, le carter interne comprenant des panneaux et des plaques
longitudinales de support des panneaux, au moins une plaque longitudinale de
support de panneaux comprend une platine de réception dudit bras modulaire.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de
la forme de réalisation préférée du turboréacteur et de son bras modulaire de
raccord de servitudes de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur
lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une
enveloppe de turboréacteur de l'art antérieur ;
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- la figure 2 représente une vue schématique en perspective des
servitudes montées sur une plaque de support de carter interne de l'art
antérieur ;
- la figure 3 représente une vue de profil en coupe du turboréacteur de
l'invention ;
- la figure 4 représente une vue schématique en perspective d'une partie
du bras modulaire de l'invention ;
- la figure 5 représente une vue de dessous schématique en perspective
partiellement en coupe du bras modulaire de l'invention ;
- la figure 6 représente une vue schématique en perspective d'une autre
partie du bras modulaire de l'invention ;
- la figure 7 représente une vue de profil du bras modulaire de
l'invention ;
- la figure 8 représente une vue schématique en perspective des supports
de panneaux du carter interne non structural du turboréacteur de l'invention ;
- la figure 9 représente une vue en coupe transversale d'un support de
panneaux du carter interne non structural du turboréacteur, dans lequel sont
insérés des éléments de canalisations du bras modulaire de l'invention, et
- la figure 10 représente une vue schématique de face en perspective du
turboréacteur de l'invention.
En référence à la figure 3, le turboréacteur 10 de l'invention comprend,
d'amont en aval dans le sens de l'écoulement du gaz, une manche d'entrée
d'air,
une soufflante 11, un compresseur 12, une chambre de combustion 13, une
turbine 14 et un conduit d'échappement 15. La soufflante est contenue dans un
carter de rétention de soufflante 16, en aval duquel est monté un carter
intermédiaire 17, soutenu par des bras 18 reposant sur une base interne
annulaire
19 s'étendant autour du carter de compresseur 20. Le conduit 15 est contenu
dans un carter d'échappement 21. Un anneau de suspension 22, destiné à être
fixé à une suspension du turboréacteur à un avion, est fixé au carter
d'échappement 21 par des biellettes non représentées.
Entre la base interne annulaire 19, d'une part, et le carter d'échappement
21, d'autre part, est monté un 'carter interne 23 non structural, couramment
appelé "inner fan duct", qui enveloppe le coeur du turboréacteur 10, dans le
but
de contenir et guider le flux secondaire s'écoulant à l'extérieur de ce
dernier.
Entre le carter intermédiaire 17, d'une part, et l'anneau de suspension 22,
d'autre part, est monté un carter externe de flux secondaire 24, structural,
couramment appelé "outer fan duct", dont le rôle est de contenir et de guider,
sur
sa surface externe, le flux secondaire s'écoulant à l'extérieur du coeur du
turboréacteur 10, mais aussi de reprendre les efforts de poussée entre
l'anneau de
suspension 22 et le carter intermédiaire 17, auquel est reliée l'autre
suspension
du turboréacteur 10 à l'avion.
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Conformément à l'invention, un bras modulaire radial 25 de raccord de
servitudes est disposé, dans le but de raccorder des servitudes, entre le
carter
externe 24 et le carter interne 23. Son rôle est d'assurer la continuité entre
des
5 servitudes situées à l'extérieur du carter externe de flux secondaire 24 et
d'autres
situées à l'intérieur du carter interne 23.
En référence à la figure 4, le bras modulaire 25 comprend une tôle 26
globalement rectangulaire, légèrement incurvée, dans laquelle est pratiqué un
renfoncement 27, ici de forme ovale. Dans le renfoncement 27 sont percés des
orifices 28 de passage d'éléments de canalisations 29, ici au nombre de dix.
Plus
précisément, dans chaque orifice 28, un élément de canalisation 29 peut être
inséré et fixé; par exemple par un boulonnage, au niveau de cet orifice 28,
comme il sera vu plus précisément plus loin. Les éléments de canalisations 29
sont ici métalliques.
Chaque élément de canalisation 29 est un raccord de servitude, entre une
servitude à l'extérieur du carter externe 24 et son prolongement à l'intérieur
du
carter interne 23. Chaque élément de canalisation 29 est calibré en fonction
de la
servitude pour laquelle il assure la fonction de raccord. Le diamètre de
l'orifice
28 est calibré en fonction de l'élément de canalisation 29 qu'il reçoit.
Par interne ou externe, pour une pièce ou une partie de pièce, on
entendra, par la suite, une portion qui, une fois montée, est placée
respectivement radialement vers l'intérieur ou l'extérieur du turboréacteur
10.
En référence à la figure 5, chaque élément de canalisation 29 comporte
une jupe 31 de positionnement et d'étanchéité, qui lui est solidaire et est
destinée
à venir en butée sur la face interne du renfoncement 27. Ainsi, lors du
montage
du bras modulaire 25, chaque élément de canalisation 29 est inséré, par son
extrémité la plus proche de la jupe 31, dans l'orifice 28 qui lui est destiné,
jusqu'à ce que la jupe 31 vienne en butée sur la face interne du renfoncement
27.
Un écrou 30 est ensuite vissé, sur un filetage de l'élément de canalisation 29
prévu à cet effet, du côté externe du renfoncement 27, assurant le maintien de
l'élément de canalisation 29 dans son orifice 28, entre l'écrou 30 et la jupe
31.
D'autres pièces intermédiaires d'étanchéité ou de positionnement, notamment du
côté externe du renfoncement 27, peuvent être prévues. A l'extrémité la plus
proche de la jupe 31, des éléments de canalisations 29 comportent, au-delà de
l'écrou 30, des moyens de raccord 50 à une servitude, par exemple ici un
filetage
50 sur l'élément de canalisation 29 considéré. Ces moyens de raccord 50
permettent de connecter la servitude se trouvant à l'extérieur du carter
externe
24, et pour laquelle on veut assurer un raccord avec une servitude à
l'intérieur de
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l'enceinte définie par le carter interne 23, à l'élément de canalisation 29,
qui a été
préalablement dimensionné pour assurer cette connexion.
Tous les éléments de canalisations 29 sont fixés dans leur orifice 28
respectif. Il est prévu le même nombre d'orifices 28 que d'éléments de
canalisations 29. Si tel n'était pas le cas, les orifices 28 non utilisés
seraient
bouchés. Dans la forme de réalisation représentée de l'invention, les éléments
de
canalisations 29 comportent un coude 32 à proximité de leur jupe 31 et
s'étendent globalement de façon rectiligne de part et d'autre de ce coude 32.
Les
éléments de canalisations 29 ont tous la même forme, exception faite de leur
diamètre, et s'étendent donc tous parallèles les uns aux autres une fois
montés.
En référence à la figure 6, le bras modulaire amovible 25 de l'invention
comporte en outre une chemise profilée 33. La chemise 33 comporte un corps de
chemise 34 de section globalement ovale, correspondant à la forme ovale du
renfoncement 27, et allongé de façon à s'adapter à la distance séparant le
carter
interne 23 du carter externe 24. La chemise 33 est creuse et ouverte des deux
côtés, et comporte un rebord externe 35, globalement perpendiculaire au corps
de chemise 34, et dont la forme correspondant à la forme de la tôle 26.
La forme ovale est liée au départ à la forme ovale que l'on souhaite
donner à la chemise 33 du bras modulaire 35. En effet, une fois le
turboréacteur
monté, la chemise 33 s'étend entre le carter interne 23 et le carter externe
24, par
conséquent dans le flux secondaire, sa forme devant être adaptée en fonction
de
l'écoulement du flux secondaire autour d'elle. La forme ovale peut bien sûr
être
remplacée par toute forme appropriée.
En référence à la figure 7, mais aussi à la figure 5, le bras modulaire 25
de l'invention, une fois assemblé, comporte la tôle 26, sur laquelle sont
fixés les
éléments de canalisation 29, autour desquels est enfilée la chemise profilée
33,
dont la forme s'adapte à l'ensemble. Le rebord 35 de la chemise 33 est agencé,
comme nous l'avons vu précédemment, pour épouser la forme de la face interne
de la tôle 26, le renfoncement 27 de la tôle étant enchâssé, du côté interne
où il
fait saillie, dans le corps 34 de la chemise 33, dimensionné à cet effet. La
chemise 33 est rendue solidaire, par soudage ou brasage par exemple, de la
tôle
26, formant, avec elle et les éléments de canalisations 29, le bras modulaire
25
de l'invention. Une fois le bras 25 assemblé, les éléments de canalisations 29
font saillie, à l'opposé de la tôle 26, hors de l'enceinte définie par la
chemise 33.
En référence à la figure 8, le carter interne 23 comprend une pluralité de
plaques longitudinales supports de panneaux 36, ici au nombre de quatre, qui
forment, avec d'autres éléments de maintien tels qu'un anneau 37, l'armature
du
carter interne 23. En référence 'à la figure 10, le carter interne 23 est
formé
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lorsque des panneaux 38 sont placés entre les supports de panneaux successifs
36, calés dans des évidements 47 prévus à cet effet, créant ainsi la surface
requise pour l'enveloppement du coeur du turboréacteur 10 et le guidage du
flux
secondaire.
Sur les supports de panneaux 36, dans la partie centrale qui n'est pas en
contact avec les panneaux 38, est agencée une platine 39 de réception d'un
bras
modulaire 25 de raccord de servitudes. Une telle platine 39 comprend un
évidement longitudinal 40, formant un épaulement 41 qui suit une forme
globalement ovale correspondant à la section de l'extrémité interne de la
chemise 33 du bras modulaire 25.
En référence à la figure 9, l'évidement 40 est percé d'une pluralité de
canaux 42, ici au nombre de dix, de réception et de raccord d'éléments de
canalisations 29 du bras modulaire 25 de l'invention. Chaque canal 42 comprend
une portion 43 débouchant sur la surface de l'évidement 40, ici en vue de face
perpendiculaire à cette surface,. un coude 51 et une portion 44 parallèle à la
surface de l'évidement 40, donc perpendiculaire à la première portion 43,
débouchant sur une paroi longitudinale latérale du support 36 dans lequel le
canal 42 est percé. Dans la forme de réalisation préférée du turboréacteur 10
de
l'invention, deux rangées parallèles de cinq canaux 42 sont percées sur
l'évidement 40, les canaux 42 débouchant, selon la rangée à laquelle ils
appartiennent, sur l'une ou l'autre des parois longitudinales latérales du
support
36. Il va de soi, qu'au lieu de déboucher sur les faces latérales du support
36, les
canaux 42 pourraient déboucher sur sa face interne.
Il est possible de connecter, au niveau de la portion 44 d'un canal 42
débouchant sur la partie latérale du support 36, dûment dimensionnée, une
servitude 45 située à l'intérieur de l'enceinte définie par le carter interne
non
structural 23. Des raccords 46, bien connus de l'homme du métier, peuvent être
prévus à cet effet sur le support'36. Les raccords 46 et les canaux 42 sont
bien
sûr dimensionnés en fonction de la servitude à laquelle ils doivent servir de
raccord.
Chaque canal 42 est dimensionné, dans sa portion 43 débouchant sur la
surface de l'évidement 40, pour recevoir l'extrémité d'un élément de
canalisation
29. Cette dernière peut être munie d'un joint torique 48 d'étanchéité. Dans
l'exemple de forme de réalisation de l'invention ici décrite, les dix canaux
42
sont dimensionnés pour recevoir chacun l'extrémité de l'élément de
canalisation
29 du bras modulaire 25 correspondant à leur position.
La répartition et le diamètre des canaux 42 sur la surface de l'évidement
40 du support 36 est comparable à la répartition et au diamètre des orifices
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sur la surface du renfoncement 27 du bras modulaire 25. La platine 39 est
exactement agencée et conçue pour la réception d'un bras modulaire 25
particulier : ses canaux 42 sont agencés pour recevoir les éléments de
canalisations 29, tandis que l'épaulement 41 de l'évidement 40 est agencé pour
supporter l'extrémité interne du corps 34 de la chemise 33.
Le montage des servitudes et leur raccord entre le carter externe 24 et le
carter interne 23 du turboréacteur 10 de l'invention vont maintenant être
décrits
plus en détails, en prenant l'exemple d'un raccord par un unique bras
modulaire
25.
Les supports de panneaux 36 du carter interne 23 du turboréacteur 10
sont montés autour du coeur du turboréacteur 10, entre la base interne 19 des
bras 18 du carter intermédiaire 17 et le carter d'échappement 21. Les
servitudes,
s'étendant à l'intérieur de l'enceinte qui sera définie par le carter interne
23 et
destinées à être raccordées avec des servitudes situées à l'extérieur du
carter
externe 24, sont alors connectées aux portions 43 des canaux 42 qui leur sont
destinées, sur les raccords 46, prévus à cet effet, du support 36 sur lequel
est
agencée la platine 39 de réception du bras modulaire 25.
Cette connectique interne étant effectuée, il est possible de placer les
panneaux 38 sur leurs supports 36 et de former ainsi le carter interne non
structural 23. Le carter externe structural 24 est alors monté, entre le
carter
intermédiaire 17 et l'anneau de suspension 22.
Le bras modulaire 25 est ensuite glissé, à travers un orifice 49 oval
prévu à cet effet sur le carter externe 24, entre ce dernier et le carter
interne 23.
L'orifice 49 se situe à l'aplomb de la platine 39, de façon qu'il est
possible, juste
en insérant le bras 25 dans l'orifice 49, de venir insérer les extrémités des
éléments de canalisations 29 dans les portions 43 de canalisations 42 de la
platine 39 destinées à les recevoir, sans nécessité d'accéder à l'espace
défini par
le carter interne 23 et le carter externe 24. La tôle 26 du bras 25 est alors
fixée
de façon amovible au carter externe structural 24, par exemple grâce à des
inserts, ou tout autre moyen convenable. Elle pourrait également être brasée,
ce
qui rendrait toutefois plus délicate une opération de démontage du bras 25.
Les servitudes s'étendant à l'extérieur du carter externe 24, et devant être
raccordées aux servitudes internes susmentionnées, peuvent alors être
connectées aux moyens de raccord 50 des éléments de canalisations 29, le choix
s'effectuant évidemment en fonction de la servitude déjà connectée à chaque
élément de canalisation 29 par le biais de la platine 39.
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Ainsi, grâce au bras modulaire 25 de l'invention, le raccord des
servitudes entre le carter externe structural 24 et le carter interne non
structural
23 est assuré, le bras 25, en coopération avec la platine 39 et l'orifice 49
du
carter externe structural 24, permettant ici le raccord des servitudes. Ce
raccord
est montable et démontable aisément, sans devoir démonter notamment la
connectique interne effectuée au niveau des parois latérales des supports 36.
Il va de soi que plusieurs ensemble de bras 25, platine 39 et orifice 49
peuvent être prévus, soit sur différents supports de panneaux 36 du carter
interne
non structural 23, soit même sur un même support 36, par exemple le long de ce
dernier.
Dans la forme de réalisation décrite du turboréacteur 10 de l'invention,
le bras modulaire 25, ses orifices 28 de passage d'éléments de canalisations
29,
les éléments de canalisations 29 et leurs raccords 50, les canaux 42 et leurs
raccords 46 sont calibrés en fonction des servitudes qu'ils permettent de
raccorder. Il va de soi que l'ensemble de ces éléments pourraient être
calibrés de
façon standard, les raccords 46, 50 ou d'autres raccords permettant une
adaptation suivant le type et le calibre des servitudes devant être
connectées.
