Brevet FR2516979A1 — publié le 19830527

La présente invention concerne un dispositif d'admis- sion d'air pour moteur à turbine à gaz et elle a trait plus particulièrement à un dispositif d'admission d'air pour moteur à turbine à gaz qui est agencé pour enlever un corps étranger lourd, tel qu'un oiseau, entraîné dans l'air avant que celui-ci ne pénètre dans le compresseur du moteur. La pénétration de corps étrangers lourds, tels que des oiseaux, dans des moteurs à turbine à gaz, peut produire de sérieux dommages et, dans certains cas, provoquer un arrêt total du moteur Une solution au problème de la péné- tration de corps étrangers lourds a consisté à munir le dispositif d'admission d'air du moteur d'un séparateur à inertie qui utilise l'inertie du corps pour le diriger vers un conduit de contournement du moteur à partir duquel. il est évacué Cela est cependant indésirable puisqu'il est nécessaire d'établir un écoulement d'air permanent dans le conduit de dérivation et il en résulte une dimi- nution des performances du moteur En outre, de tels conduits de dérivation peuvent être d'une fabrication conteuse. L'invention a pour but de fournir un dispositif d'admission d'air pour moteur à turbine à gaz qui soit agencé pour enlever un corps étranger lourd, tel qu'un oiseau, de l'écoulement d'air le traversant et qui, avant la pénétration d'un corps étranger lourd, n'ait aucune influence perturbatrice sur les performances du moteur. Conformément à la présente invention, un dispositif d'admission d'air pour moteur à turbine à gaz comprend un conduit primaire pourvu d'une entrée d'air et d'une sortie d'air, ladite sortie d'air étant agencée pour décharger de l'air provenant du conduit primaire dans le compresseur d'un moteur à turbine à gaz, ledit conduit primaire ayant une forme au moins partiellement incurvée de façon qu'un corps étranger d'un poids supérieur à une valeur prédé- terminée et qui a pénétré par ladite entrée d'air vienne * 2 percuter une partie de la paroi dudit conduit primaire, ladite partie de paroi interne étant cassante et formant une barrière entre ledit conduit primaire et un conduit secondaire, ledit conduit secondaire et ladite partie de paroi cassante étant agencés et disposés de manière que ledit corps percuteur passe au travers de ladite partie de paroi cassante, pénètre dans le conduit secondaire et soit ensuite déchargé de celui-ci en un endroit éloigné dudit conduit primaire. Ladite partie de la paroi dudit conduit primaire est de préférence rendue cassante par la formation de lignes d'affaiblissement dans celle-ci. Ladite partie de ladite paroi du conduit primaire peut être formée à partir d'une tôle d'alliage léger, lesdites lignes d'affaiblissement étant constituées par des zones d'épaisseur réduite de ladite tôle. Lesdites zones d'épaisseur réduite de ladite tôle peuvent être agencées de manière que, quand cette tôle est pénétrée par un corps étranger, elle se divise le long d'au moins certaines desdites lignes d'affaiblisse- ment de façon à former une pluralité de pans qui restent chacun fixa sur ladite tôle. Ladite partie de la paroi du conduit primaire, ledit conduit primaire et ledit conduit secondaire sont, de préférence, profilés et dimensionnés de manière que ledit corps étranger puisse être un oiseau. Le dispositif d'admission d'air peut être agencé de façon à être placé sur le côté inférieur d'un moteur à turbine à gaz. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif et sur lesdessins annexés dans lesquels:- la Fig 1 est une vue en coupe latérale d'un dispo- sitif d'admission d'air conforme à la présente invention, qui est fixé sur un moteur à turbiné à gaz; la Fig 2 est une vue faite dans la direction de la flèche A du dispositif d'admission d'air représenté sur la Fig 1; la Fig 3 est une vue de la partie cassante du dis- positif d'admission d'air représenté sur la Fig 1; la Fig 4 est une vue latérale de la partie cassante représentée sur la Fig 3, après qu'elle ait été pénétrée par un corps étranger; la Fig 5 est une vue en coupe faite sur la ligne B-B de la Fig 3. En référence à la Fig 1, un moteur à turbine à gaz, défini dans son ensemble par des lignes en traits inter- rompus en 10, est pourvu d'une botte de vitesses il com- portant à sa sortie une bride d'entraînement 12 destinée à entraîner une hélice (non représentée) Le moteur à turbine à gaz 10 et sa boite de vitesses il sont logés à l'intérieur d'une nacelle 13 dont une partie est repré- sentée sur la Fig 1 La nacelle 13 contient également un conduit primaire 14 qui est pourvu d'une entrée d'air 15 et d'une sortie d'air 16 L'entrée d'air 15, qu'on peut également voir sur la Fig 2, a une section droite de forme approximativement elliptique et est placée en dessous de la boite de vitesses Il La sortie d'air 16 a une forme annulaire dans l'ensemble et elle est agencée pour décharger de l'air du conduit primaire 14 dans le compresseur 17 du moteur à turbine à gaz 10. En conséquence, le conduit primaire 14 passe d'une forme approximativement elliptique correspondant à l'entrée d'air 15 jusqu'à la forme généralement annulaire de la sortie d'air 16 Cependant, il est à noter que l'entrée d'air 15 pourrait être placée, si nécessaire, au-dessus de la boite de vitesses il. Pour permettre la disposition de l'entrée d'air 15 en dessous de la boite de vitesses 11, le conduit primaire 14 a une forme partiellement incurvée, comme le montre la Fig 1 En conséquence, de l'air qui passe par le conduit primaire 14 sur son trajet aboutissant au compres- seur 17 du moteur à turbine à gaz est canalisé de façon à suivre un parcours tortueux Si l'air passant par le con- duit primaire 14 entraîne unc orps étranger, et si ce corps a un poids supérieur à une certaine valeur, il ne suit pas le trajet de l'écoulement de l'air, mais il vient au contraire buter contre une partie 18 de la paroi 14 a du conduit primaire 14. La partie 18 de la paroi 14 a qui est percutée par ce corps étranger dépassant un certain poids est cassante de façon à être traversée par ledit corps Plus spécifiquement, la partie de paroi 18, qui est représentée de façon plus détaillée sur la Fig 3, est formée d'une tôle constituée d'un aliiage-d'aluminium et qui a été affaiblie par des lignes d'affaiblissement 19 Les lignes d'affaiblissement 19 sont formées par décapage chimique de la partie de paroi 18 pour produire des réductions localisées d'épaisseur. Les lignes d'affaiblissement 19 sont agencées de manière que celles qui sont adjacentes à la périphérie 20 de la partie de paroi 18 aient une plus grande épaisseur que les autres Ainsi, si la partie de paroi 18 est percutée par un corps étranger dont le poids est supérieur à une certaine valeur, elle est divisée de la manière indiquée sur la Fig 4 de façon à former plusieurs pans 21, les lignes d'affaiblissement 19 de plus grande épaisseur agissant comme des charnières tandis que les autres lignes d'affaiblissement 19 plus minces se rompent. Le degré de courbure du conduit primaire 14 et l'épaisseur des lignes d'affaiblissement 19 de la partie de paroi 18 sont sélectionnés de manière que la partie de paroi 18 soit percutée et pénétrée seulement par un corps étranger -dont le poids est supérieur à une valeur prédéterminée La valeur de ce poids prédéterminé est sélectionnée de manière qu'un corps étranger ayant pénétré par l'entrée d'air 15 ayant un poids tel qu'il risquerait d'endommager le moteur à turbine à gaz 10 s'il était introduit dans celui-ci, vienne percuter et pénétrer la partie de paroi 18 Le corps étranger le plus courant ayant un tel poids et qui soit susceptible de pénétrer dans un moteur à turbine à gaz est un oiseau. En conséquence, la partie de paroi 18 est dimensionnée de manière que, lorsqu'elle est ainsi percutée, elle s'ouvre de façon à définir une ouverture qui soit suffi- samment grande pour permettre le passage d'un oiseau. La partie de paroi 18, lorsqu'elle est intacte, définit également une barrière entre le conduit primaire 14 et un conduit secondaire 21 Le conduit secondaire 21 est également placé à l'intérieur de la nacelle 13 et il est pourvu d'une sortie 22 située sur le côté inférieur de la nacelle 13 Le conduit secondaire 21 est incliné vers le bas et il est dimensionné de manière que, si un corps étranger vient percuter et pénètre la partie de paroi 18, il passe dans le conduit secondaire 21 et soit ensuite déchargé de celui-ci par l'intermédiaire de la sortie 22. On se rend compte par conséquent que, si un corps étranger d'un poids supérieur à une valeur prédéterminée, tel qu'un oiseau, pénètre par l'entrée d'air 15, il vient percuter et traverse la partie de paroi 18 avant d'être déchargé de la nacelle 15 par l'intermédiaire du conduit secondaire 21 Une pénétration de la partie de paroi 18 crée évidemment un écoulement de dérivation pour l'air introduit par l'entrée 15, Cependant, cela n'a qu'une faible influence sur les conditions d'admission et, par conséquent, sur les performances du moteur à turbine à gaz 10 La partie de paroi endommagée 18 peut être ensuite remplacée de la façon la plus commode. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à une partie de paroi cassante 18 se présentant sous la forme d'une tôle d'alliage léger qui a été affaiblie, il va de soi qu'on pourrait utiliser, le cas échéant, d'autres matières cassantes appropriées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'admission d'air pour un compresseur de moteur à turbine à gaz comprenant un conduit primaire pourvu d'une entrée d'air et d'une sortie d'air, ladite sortie d'air étant agencée pour décharger de l'air prove- nant du conduit primaire dans le compresseur du moteur à turbine à gaz, ledit conduit primaire ayant une section droite de forme au moins partiellement incurvée de façon qu'un corps étranger d'un poids supérieur à un poids pré- déterminé qui a pénétré par l'entrée d'air vienne percuter une partie de la paroi du conduit primaire, caractérisé en ce que ladite partie de paroi ( 18) est cassante et définit une barrière entre ledit conduit primaire ( 14) et un conduit secondaire ( 21), ledit conduit secondaire ( 21) et ladite partie de paroi cassante ( 18) étant agencés et disposés de manière qu'un tel corps percuteurpasse au travers de ladite partie de paroi cassante ( 18), pénètre dans ledit conduit secondaire ( 21) et soit ensuite déchargé de celui-ci en un endroit éloigné dudit conduit primaire ( 14). 2. Dispositif d'admission d'air pour compresseur de moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie ( 18) de la paroi dudit conduit primaire est rendue cassante par la formation de lignes d'affaiblissement ( 19) dans celle-ci. 3. Dispositif d'admission d'air pour compresseur de moteur à turbine à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites parties ( 18) de la paroi du conduit primaire ( 14) sont formées d'une tôle d'alliage léger, lesdites lignes d'affaiblissement ( 19) étant cons- tituées par des zones d'épaisseur réduite de ladite tôle. 4. Dispositif d'admission d'air pour compresseur de moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites zones d'épaisseur réduite ( 19) de ladite tôle sont agencées de manière que, lorsque cette tôle est pénétrée par un corps étranger, elle soit divisée le long d'au moins certaines des lignes d'affai- blissement ( 19) de façon à définir plusieurs pans ( 21) qui restent chacun fixés sur ladite tôle. 5, Dispositif d'admission d'air pour compresseur de moteur à turbine à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite partie ( 18) de la paroi du conduit primaire ( 14), ledit conduit primaire ( 14) et ledit conduit secondaire ( 21) sont profilés et dimensionnés de manière que ledit corps étranger puisse être un oiseau. 6. Dispositif d'admission d'air pour compresseur de moteur à turbine à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ce dispositif d'admission d'air est agencé pour être placé sur le côté inférieur d'un moteur à turbine à gaz ( 10).