Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02868146 2014-09-22
WO 2013/144485 PCT/FR2013/050610
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Structure d'entrée d'air de nacelle de turboréacteur de type laminaire
La présente invention se rapporte à une structure d'entrée d'air
pour nacelle de turboréacteur.
Comme cela est connu en soit, un ensemble propulsif d'aéronef
comprend classiquement un turboréacteur logé à l'intérieur d'une nacelle.
La nacelle présente généralement une structure annulaire
comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane
destinée à entourer une soufflante dudit turboréacteur et son carter, et une
section aval destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur et
abritant le cas échéant des moyens d'inversion de poussée.
Elle peut être terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est
située en aval du turboréacteur.
La structure d'entrée d'air sert à optimiser la captation d'air
nécessaire à l'alimentation de la soufflante du turboréacteur et à le
canaliser
vers cette soufflante.
Une structure d'entrée d'air comprend notamment en amont une
structure de bord d'attaque couramment appelée lèvre d'entrée d'air.
La lèvre d'entrée d'air assure la captation de l'air et est rattachée
au reste de la structure d'entrée d'air qui assure la canalisation de l'air
capté
vers le turboréacteur.
Pour ce faire, le reste de la structure d'entrée d'air présente une
structure sensiblement annulaire comprenant un panneau externe assurant la
continuité aérodynamique externe de la nacelle et un panneau interne assurant
la continuité aérodynamique interne de la nacelle, notamment avec le carter de
soufflante au niveau de la section médiane. La lèvre d'entrée d'air assure la
jonction entre ces deux parois et peut notamment être intégrée au panneau
externe.
De telles nacelles comprenant une lèvre d'entrée d'air intégrée au
panneau externe sont dites laminaires et l'ensemble panneau externe/lèvre
d'entrée d'air peut être monté mobile en translation selon une direction
longitudinale de la nacelle, de manière à permettre son ouverture amont. Une
telle nacelle est décrite dans les documents FR 2 906 568 et EP 2 344 385, par
exemple.
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La surface interne de la structure d'entrée d'air est exposée à un
flux d'air important et est située à proximité des pâles de la soufflantes.
Elle est
donc située dans une zone de bruit important.
Afin de remédier au mieux à cette situation et en vue de diminuer la
pollution sonore générée par le turboréacteur, le panneau interne de la
section
d'entrée d'air est équipé d'une structure d'atténuation acoustique.
Cette structure d'atténuation acoustique se présente sous la forme
d'un panneau sandwich à âme alvéolaire possédant une peau externe percée,
dite peau acoustique, destinée à être exposée au bruit, et une peau interne
pleine assurant notamment al tenue mécanique du panneau. L'âme alvéolaire
constitue ainsi un résonateur apte à piéger les ondes sonores.
La lèvre d'entrée d'air peut également être équipée d'une structure
d'atténuation acoustique sur une portion interne de celle-ci.
Dans le cas d'une nacelle laminaire présentant un capot externe
mobile formé par le panneau externe et la lèvre d'entrée d'air, il existe une
jonction au niveau de la face interne de la structure d'entrée d'air entre
l'extrémité interne de la lèvre d'entrée d'air et l'extrémité amont du panneau
externe.
Afin d'assurer le positionnement, le centrage et le verrouillage de la
structure mobile sur le panneau interne fixe en position de fonctionnement, la
lèvre d'entrée d'air et le panneau interne sont équipés de brides de jonction,
de
moyens de verrouillage, joints d'étanchéité, bavette de continuité
aérodynamique, butoirs, etc...
Cette jonction entraîne une perte de la surface acoustique
disponible liée au volume nécessaire à la mise en place de ces joints,
bavettes,
et butoirs, entre autres.
Plus précisément, les butoirs servent de dispositif de centrage
entre la lèvre et le panneau interne et son fixés sur le panneau côté lèvre
d'entrée d'air au moyen de vis, avec un accès côté écrou à l'intérieur d'un C
de
fermeture. Le même principe d'assemblage est utilisé pour la bavette
aérodynamique.
La bride côté lèvre est également utilisée comme appui pour la
mise en place d'un joint d'étanchéité périphérique et sert également d'appui
pour les butoirs et la bavette aérodynamique. Toutes ces fonctions impactent
le
début de la zone acoustique de part et d'autre de ladite zone de jonction.
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Il existe donc un besoin pour une solution de centrage et maintien
d'une telle structure permettant de réduire la zone de jonction non équipable
avec une structure d'atténuation acoustique.
Pour ce faire, la présente invention se rapporte à une structure
d'entrée d'air pour nacelle de turboréacteur comprenant au moins un panneau
interne destinée à être rattaché à un carter de soufflante du turboréacteur et
à
constituer ainsi une partie fixe de ladite entrée d'air, et au moins un
panneau
externe mobile en translation selon une direction sensiblement longitudinale
de
la nacelle et intégrant une portion de lèvre d'entrée d'air apte à assurer une
jonction entre le panneau interne fixe et le panneau externe, ladite portion
de
lèvre d'entrée d'air et ledit panneau interne fixe étant chacun équipés au
moins
au niveau d'une extrémité de jonction, d'une structure d'atténuation
acoustique,
caractérisé en ce qu'au moins l'une des extrémités de jonction est équipée
d'au
moins un heurtoir radial apte à venir en contact avec une bride de jonction
correspondante présentée par l'autre extrémité de jonction lorsque le panneau
externe mobile est en position de fermeture.
Ainsi, en prévoyant d'équiper directement les panneaux
d'atténuation acoustique d'éléments de centrage (heurtoir/bride), il n'y a
plus
de perte de surface acoustique due à la fixation de ces éléments.
De manière préférentielle, heurtoir est intégré au panneau
acoustique de son extrémité de jonction. Alternativement, le heurtoir pourra
être rapporté, notamment par collage.
De manière préférentielle, la bride correspondante est intégrée au
panneau acoustique de son extrémité de jonction. Bien évidemment,
alternativement, elle pourra également être rapportée, notamment par collage.
De manière avantageuse, la structure comprend plusieurs heurtoirs
répartis sur une circonférence de l'extrémité de jonction.
Avantageusement, au moins une des surfaces de contact du
heurtoir et de la bride est équipée d'un revêtement à faible coefficient de
frottement. Il pourra notamment s'agir d'un revêtement de type téflon.
Un tel revêtement, bande téflon ou autre, permet d'obtenir un
revêtement à faible coefficient de frottement qui ainsi peut servir de pièce
d'usure.
Préférentiellement, la jonction de panneaux acoustiques est
équipée d'au moins un joint formant bavette aérodynamique.
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De manière préférentiellement, la jonction est équipée d'au moins
un joint d'étanchéité. Avantageusement, le joint d'étanchéité est situé entre
un
panneau acoustique, et la bride.
La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la
description détaillée qui suit en regard du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est une représentation schématique partielle en
coupe longitudinale d'une structure d'entrée d'air dite
laminaire équipée d'un dispositif de centrage selon l'art
antérieur,
- les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques
partielles en coupe longitudinale d'une jonction entre un
panneau interne et une portion de lèvre d'entrée d'air équipée
d'un système de centrage selon l'invention,
- les figures 4a, 4b, 5a, 5b et 6a à 6d sont des représentations
schématiques partielles des étapes de mise en place d'un joint
formant bavette aérodynamique,
- les figures 7 et 8 sont des représentations schématiques en
coupe longitudinales d'une variante de réalisation de l'invention,
- la figure 9 est une représentation schématique en coupe
transversale correspondant à la structure d'entrée d'air des
figures 7 et 8,
- les figures 10a à 10d sont des représentations schématiques
partielles de la mise en place du joint formant bavette
aérodynamique
La présente invention s'applique plus particulièrement aux nacelles
dites laminaires présentant une structure d'entrée d'air 1 dont une paroi
externe 2 est montée mobile en translation selon une direction longitudinale
de
la nacelle et intègre une portion de lèvre 2a d'entrée d'air.
Plus précisément, une telle structure d'entrée d'air pour nacelle de
turboréacteur comprend au moins un panneau interne 3 destinée à être
rattaché à un carter de soufflante (non visible) du turboréacteur et à
constituer
ainsi une partie fixe de ladite entrée d'air 1, et au moins un panneau externe
2
mobile en translation selon une direction sensiblement longitudinale de la
nacelle et intégrant une portion de lèvre 2a d'entrée d'air apte à assurer une
jonction AO entre le panneau interne fixe 3 et le panneau externe 2.
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Par ailleurs, ladite portion de lèvre 2a d'entrée d'air et ledit panneau
interne 3 fixe sont chacun équipé au moins au niveau d'une extrémité de
jonction, d'une structure d'atténuation acoustique se présentant sous la forme
d'un panneau 5, 6 sandwiches à âme alvéolaire.
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Conformément à l'art antérieur et tel que représenté sur la figure 1,
le centrage de la paroi externe 2 et de la lèvre d'entrée 2a d'air avec le
panneau interne 3 est assuré au niveau d'une jonction AO entre ladite portion
de lèvre 2a d'entrée d'air et ladite paroi interne 3 au moyen de heurtoirs 7
fixés
dans le panneau acoustique 5 côté lèvre 2a par l'intermédiaire d'une vis 7a
avec un accès côté écrou à l'intérieur d'un C de fermeture 7b.
Une bavette aérodynamique 8 visant à optimiser l'écoulement du
flux d'air au niveau de la jonction entre les panneaux est fixée selon le même
principe.
Une bride 9 fixée dans le panneau interne 3 vient, lors de la
fermeture du panneau externe 2, en appui contre un joint 10 porté par une
bride 11 correspondante de la portion de lèvre 2a d'entrée d'air afin
d'assurer
l'étanchéité de l'intérieur de la structure d'entrée d'air 1. Cette bride
permet
également un appui pour les heurtoirs 7 et pour la bavette 8 aérodynamique.
Comme expliqué précédemment, ces fonctions impactent le début
des zones acoustiques tant sur la portion de lèvre 2a d'entrée d'air que sur
le
panneau externe 3. Ainsi, les panneaux acoustiques 5, 6 doivent généralement
être arrêtés avant la jonction AO proprement dite entre ces deux structures.
Il
en résulte une perte de surface acoustique, et ce dans une zone où elle est
particulièrement nécessaire.
Il existe ainsi un besoin pour une solution de centrage et fermeture
permettant de conserver des panneaux acoustiques s'étendant au maximum
jusqu'à la jonction AO entre la portion de lèvre 2a d'entrée d'air et le
panneau
interne 3.
A cette fin et comme représenté schématiquement sur les figures 2
et 3, le panneau acoustique 6 du panneau interne 3 présente une extrémité de
jonction équipée d'un heurtoir 81 radial sur lequel est apte à venir reposer
une
bride 91 de jonction correspondante équipant une extrémité de jonction du
panneau acoustique 5 de la portion de lèvre 2a d'entrée d'air lorsque celle-ci
est en position de fermeture.
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Le heurtoir 81 porte une bande de revêtement 82 de type téflon à
faible coefficient de frottement. Alternativement, la bande de revêtement 82 à
faible coefficient de frottement pourra être portée par la bride 91 de
jonction.
Cette bande de revêtement possède une double fonction, à savoir
de réduction des frottements lors de la fermeture de l'entrée d'air, et de
pièce
d'usure.
La bande de revêtement peut-être disposée soit côté heurtoir 81,
soit fixée sous la bride 91, ou être présente sur les deux éléments.
Afin d'assurer l'étanchéité de l'intérieur de la structure d'entrée d'air
1, la bride de jonction 91 présente un retour 91a d'extrémité portant un joint
d'étanchéité 10 apte à coopérer avec une bride 92 d'étanchéité correspondante
portée par le panneau interne (figure 2).
Alternativement (figure 3), un joint d'étanchéité 101 peut être monté
au niveau de l'extrémité de jonction du panneau interne 3 et venir en contact
avec la bride de jonction 91 afin d'assurer l'étanchéité au plus près de
ladite
jonction AO. Le joint 101 pourra être intégré ou rapporté sur la bride de
jonction
91 notamment pour venir en appui contre le panneau interne 3 lors de la
fermeture.
La bride de jonction 91 et la bride 92 du panneau interne 3 peuvent
être alors utilisées pour la mise en place de butées axiales 20 et/ou de
verrous
entre la portion de lèvre 2a/panneau externe 2 et le panneau interne 3.
De préférence, le joint d'étanchéité 10, 101 équipera toute la
circonférence de la structure.
Les heurtoirs 81 seront également avantageusement disposés le
long de la circonférence de la structure 1 et préférentiellement répartis de
manière discrète, avantageusement uniformément. Bien évidemment, il pourra
également s'agir d'un heurtoir 81 continu décrivant sensiblement toute la
circonférence.
Comme on le constate sur les figures, grâce à l'invention les débuts
des surfaces acoustiques de la portion de lèvre 2a d'entrée d'air et du
panneau
interne 3 sont au plus près de la jonction AO entre ces deux panneaux, ce qui
améliore le traitement acoustique de l'ensemble de la structure d'entrée d'air
1.
Bien évidemment, la disposition inverse (heurtoir 81 sur la portion
de lèvre 2a, et bride de jonction 91 sur le panneau interne 3) est également
possible.
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La jonction AO entre la portion de lèvre 2a d'entrée d'air et le
panneau interne 3 peut-être par ailleurs équipée d'un joint formant bavette
aérodynamique 102.
Sa mise en place est détaillée sur les figures 4a, 4b, 5a, 5b et 6a à
6d.
La bavette aérodynamique 102 présente une structure souple
élastique montée sur une peau supérieure d'un panneau acoustique 5 de la
portion de lèvre 2a d'entrée d'air.
La bavette 102 s'étend le long de l'épaisseur dudit panneau
acoustique 5 au niveau de son extrémité de jonction AO et présente un retour
inférieur 102a s'étendant de part et d'autre de ladite jonction AO, tant sur
la
portion de lèvre 2a d'entrée d'air que sur le panneau interne (non représenté
sur les figures 4a, 4b, 5a, 5b), assurant ainsi un recouvrement aérodynamique
de la jonction.
Les figures 4a et 5a sont des vues de face en coupe transversale
dudit joint 102 formant bavette aérodynamique.
La mise en place du joint 102 autour de l'épaisseur du panneau
acoustique de la portion de lèvre d'entrée d'air s'effectuera par
l'intermédiaire
d'une cale 103 de montage.
Comme visible sur les figures 6a à 6d, une partie inférieure de la
bavette (côté veine) s'écarte du panneau acoustique et permet le montage du
panneau acoustique appartenant au panneau interne.
Les figures 7 à 9 et 10a à 10d sont des vues d'un deuxième mode
de réalisation d'une structure d'entrée d'air 110 selon l'invention dans
lequel les
heurtoirs 81 appartiennent au panneau acoustique 5 de la portion de lèvre 2a
et la bride de jonction 91 appartient au panneau acoustique 6 du panneau
interne 3.
Plus précisément, la figure 7 est en vue en coupe longitudinale
prise sensiblement au niveau de moyens de verrouillage 21 (ou butées axiales
20). Le figure 8 est une vue en coupe longitudinale prise en section courante.
La figure 9 est une vue en coupe transversale de face en section
courante.
Les figures 10a à 10d sont sensiblement équivalentes aux figures
6a à 6d et illustrent la mise en place du joint 102 formant bavette
aérodynamique.
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On notera également que dans ce mode de réalisation, le joint 102
réalise également la fonction du joint d'étanchéité 10 et 101 au moyen d'une
languette supérieure 104 qui vient en contact contre la bride de jonction 91
lors
de la fermeture de la structure (direction de fermeture représentée par la
flèche
sur la figure 10c).
Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de
réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle
comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs
combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
Il convient notamment de noter que l'entrée d'air translatable forme
de manière générale un manchon amovible ajustable sur un conduit que forme
la structure de base de la nacelle. Ainsi, le système de centrage et
d'étanchéité
objet de la présente invention peut s'appliquer de manière générale à tout
type
de manchon amovible que l'on souhaiterait positionner de manière centrée et
étanche sur une extrémité d'un conduit.
