Brevet FR2538453A1 — publié le 19840629

- Prises d'air de moteurs à turbine à gaz d'aviation. La présente invention a trait aux prises d'air de moteurs à turbine à gaz montés sur aéronefs et concerne en parti- culier les prises d'air de moteurs à turbine à gaz montés sur hélicoptères. Quand les hélicoptères doivent rester en vol stationnaire ou voler lentement, à faible altitude, il y a un risque que de la poussière, du sable ou d'autres corps étrangers, tels que des gouttelettes d'eau soient entraînés dans le ou les moteurs qui font marcher l'hélicoptère Si cela se produit, des dommages considérables peuvent être causés au moteur. Il est donc usuel de munir les moteurs à turbine à gaz montés sur les hélicoptères de séparateurs de débris, de formes diverses, en amont de leur prise d'air pour assurer que le plus de débris possible soit séparé de l'air avant de pénétrer dans le moteur Les séparateurs de débris peuvent avoir la forme de panneaux séparateurs à vortex ou, en va- riante, peuvent avoir la forme de panneaux de grillages ou toiles métalliques Les panneaux séparateurs à vortex sont bien connus dans l'art antérieur et comprennent habituelle- ment un panneau contenant plusieurs séparateurs à vortex. Chaque séparateur à vortex à son tour comprend un dispositif qui est conformé pour induire lair qui le traverse dans un vortex Ceci centrifuge les débris particulaires et les gouttelettes d'eau portées par l'air dans un collecteur de forme appropriée o ils sont emmagasinés pour en être enlevés ultérieurement ou basculés par dessus bord. Il est souhaitable d'avoir un séparateur de débris qui a une grande section droite afin d'une part d'assurer une séparation efficace et d'autre part de permettre une alimen- tation d'air adéquate au moteur Des séparateurs de débris de grande section droite provoquent une traînée élevée si ils font face vers l'avant et par conséquent, il est usuel de les disposer en faisant face latéralement Tandis que -2- ceci est efficace, quand l'hélicoptère est en vol station- naire ou avance lentement, ce n'est pas si efficace aux vitesses élevées vers l'avant, en raison du manque d'air dynamique qu'il fournit au moteur Si une partie du sépa- rateur est placée de façon à faire face vers l'avant pour assurer une alimentation d'air dynamique au moteur, en vol vers l'avant, il y a un danger qu'une partie de cet air dynamique soit perdue par la partie restante du séparateur faisant face latéralement Ceci conduit à une alimentation d'air insuffisante pour le moteur et par conséquent a un effet défavorable sur son efficacité et les performances. C'est un objet de la présente invention de réaliser un système de prise d'air de moteur à turbine à gaz monté sur aéronef ayant un séparateur de débris qui assure un courant d'air adéquat au moteur de l'aéronef sur lequel la prise d'air est montée aussi bien en vol stationnaire qu'en vol en avant. Conformément à la présente invention, un système de prise d'air pour moteur à turbine à gaz monté sur aéronef comprend un canal qui connecte la prise d'air d'un moteur à turbine à gaz avec l'extérieur de l'aéronef qui porte le moteur, le dit canal étant muni de deux parties de prise d'air dont - la première fait face en général vers l'avant et dont la seconde fait face en général latéralement, pour les deux par rapport à l'aéronef qui porte ledit moteur, chacune des dites parties de prise d'air étant constituée par un sépa- rateur de débris du type qui empêche le passage des débris mais permet le passage de l'air à travers, la prise étant munie d'un organe d'obturation qui est déplaçable d'une première position dans laquelle il empêche le courant d'air de passer à travers la partie d'entrée faisant face générale- ment latéralement quand ladite partie de prise d'air faisant face vers l'avant est exposée au courant d'air dynamique qui la traverse, vers une seconde position dans laquelle -3- il n'obture aucune des deux parties de prise d'air faisant face vers l'avant et latéralement, quand ladite partie de prise d'air faisant face vers l'avant n'est pas exposée au courant d'air dynamique qui la traverse. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'ex- emple non limitatif en regard des dessins ci-joints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins, la figure unique est une vue en coupe d'une partie d'un hélicoptère munie d'un système de prise d'air conforme à la présente invention. En se référant au dessin, une partie d'un hélicoptère 10 contient un moteur à turbine à gaz 11 qui est l'un de deux moteurs similaires constituant les organes moteurs de l'hé- licoptère Le moteur à turbine à gaz 11 a une prise d'air 12 qui est en communication avec l'extérieur 13 de l'héli- coptère 10 au moyen d'un système de prise d'air 14 Le sys- tème de prise d'air 14 comprend un canal 15 ayant une entrée d'air 16 et se termine à l'entrée d'air 12 du moteur La prise d'air 16 est couverte par deux panneaux jointifs 17 et 18 séparateurs centrifuges de débris (à vortex) Les panneaux séparateurs sont placés côte à côte et font un angle l'un par rapport à l'autre de sorte qu'un panneau 17 forme une partie de prise d'air faisant face en général vers l'a- vant et l'autre panneau 18 une partie de prise d'air faisant face en général latéralement (l'avant de l'hélicoptère 10 étant sur le côté gauche du dessin) Les panneaux séparateurs centrifuges 17 et 18 sont de structure classique et compren- nent plusieurs séparateurs à vortex, dont chacun induit l'air qui le traverse en un vortex de façon à séparer les débris et les gouttelettes d'eau de l'air et à diriger l'eau séparée -4- et les débris dans un réservoir approprié ou à le basculer par dessus bord Après la séparation des débris, l'air passe dans le canal 15 et de là dans l'entrée d'air 12 du moteur On notera cependant que les panneaux 17 et 18 n'ont pas nécessairement la forme de séparateurs centrifuges et que d'autres formes de séparateurs de débris tels que des panneaux à toiles métalliques peuvent être utilisés. Un panneau 19 est articulé sur les panneaux séparateurs 17 et 18 le long de leur ligne d'intersection 20 Le panneau 19 est libre de pivoter de façon que sa position angulaire soit commandée par les courants d'air traversant les pan- neaux séparateurs 17 et 18 et qui agissent sur lui Ainsi quand l'hélicoptère 10 est en vol stationnaire ou avance lentement, le moteur à turbine à gaz Il attire de l'air à travers les deux panneaux séparateurs 17 et 18 Il en résulte des courants d'air de pressiorssensiblement égales agissant sur chaque face du panneau 19, ce qui a pour effet de lui faire prendre une position d'équilibre comme repré- senté sur le dessin sur lequel il a un effet minimum sur les courants d'air qui traversent les panneaux séparateurs 17 et 18 Cependant, quand l'hélicoptère 10 est en marche rapide vers l'avant, le panneau séparateur 17 faisant face généralement vers l'avant est exposé à un courant d'air dynamique qui le traverse Par conséquent, dans ces condi- tions, la pression du courant d'air à travers le panneau séparateur 17 faisant face vers l'avant est supérieure à celle qui aspire à travers le panneau 18 faisant face laté- ralement Il en résulte que le courant d'air dynamique à travers le panneau 17 faisant face vers l'avant agit sur le panneau articulé 19 pour le faire pivoter vers une posi- tion dans laquelle il obture le panneau séparateur 18 faisant face latéralement Ainsi, en vol rapide vers l'avant, l'ali- mentation d'air du moteur 11 est assurée entièrement par l'air dynamique qui est dérivé du panneau séparateur 17 faisant face vers l'avant Quand la vitesse vers l'avant 2538/453 -5- de l'hélicoptère 10 décroît, le courant d'air dynamique à travers le panneau 17 décroît et, par suite, sa pression, ce qui fait revenir le panneau articulé 19 à la position représentée sur le dessin pour permettre la reprise d'un courant d'air à travers le panneau 18 faisant face latéralement. Le panneau articulé 19 qui est légèrement incurvé comme représenté sur le dessin, afin d'optimiser son efficacité aérodynamique, assure ainsi que quand le panneau séparateur 17 faisant face vers l'avant est exposé à un courant d'air dynamique qui le traverse, le panneau 18 faisant face laté- ralement est obturé par le panneau articulé 19 Par conséquent, le panneau articulé 19 assure qu'il n'y a pas de fuite d'air dynamique du canal 15 en retour vers l'extérieur 13 de l'hé- licoptère 10 du fait d'un renversement du courant d'air à travers le panneau séparateur 18 faisant face latéralement. Une telle perte d'air réduirait la quantité et la pression de l'air disponible pour le moteur 11, affectant défavorable- ment ses performances. Il peut être souhaitable dans certains cas de munir le panneau articulé 19 d'un type quelconque d'amortissement de son action de pivotement. La présente invention réalise donc une prise d'air pour un moteur à turbine à gaz monté sur un aéronef qui assure qu'une alimentation adéquate d'air pour le moteur est obtenue à la fois quand l'aéronef est en vol stationnaire ou en vitesse lente vers l'avant et quand il est en vitesse rapide vers l'avant. Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à une prise d'air pour un moteur à turbine à gaz monté sur un hélicoptère, elle est aussi applicable à d'autres types d'aéronefs qui sont susceptibles à la fois de vol station- -6- naire et de vol rapide vers l'avant. On appréciera aussi-que bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des panneaux séparateurs 17 et 18 faisant face généralement vers l'avant et latéralement, qui sont adjacents l'un à l'autre, ils pourraient en fait être écartés de façon à définir deux parties de prise d'air séparées. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -7- Revendications 1 Système de prise d'air pour un moteur à turbine à gaz monté sur un aéronef comprenant un canal qui connecte l'en- trée d'air d'-un moteur à turbine à gaz avec l'extérieur de l'aéronef qui porte le moteur, le canal étant muni de deux parties d'entrée d'air, dont la première fait face générale- ment vers l'avant et dont la seconde fait face généralement latéralement, caractérisé en ce que chacune des parties d'en- trée d'air ( 17, 18) est constituée par un séparateur de débris du type qui empêche le passage des débris, mais permet le passage de l'air à travers, ladite prise d'air étant munie d'un organe obturateur ( 19) qui est déplaçable entre une première position dans laquelle il empêche le courant d'air de traverser la partie d'entrée d'air ( 18) faisant face généralement latéralement quand la-partie ( 17) d'entrée d'air faisant face généralement vers l'avant est exposée à un courant d'air dynamique qui la traverse et une seconde position dans laquelle il n'obutre aucune des deux parties d'entrée d'air ( 17, 18) faisant face générale- ment vers l'avant et latéralement, quand la partie d'entrée d'air ( 17) faisant face vers l'avant n'est pas exposée à un courant d'air dynamique qui la traverse. 2 Système-de prise d'air selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'organe obturateur ( 19) est constitué par un panneau qui est monté à articulation à l'intérieur de la- prise d'air ( 14) et qui peut pivoter entre ladite première position dans laquelle il empêche le courant d'air de traver- ser la partie de prise d'air ( 18) faisant face latéralement et la seconde position dans laquelle il n'obture aucune des parties d'entrée d'air ( 17, 18) faisant face généralement vers l'avant et latéralement. 3 Système de prise d'air selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le panneau articulé ( 19) est exposé à tout courant d'air dynamique à travers-la partie de prise d'air -8- ( 17) faisant face vers l'avant de sorte que la pression de tout tel courant d'air dynamique sollicite le panneau arti- culé ( 19) vers la position dans laquelle il empêche le courant d'air à travers la partie de prise d'air ( 18) faisant fade latéralement. 4 Système de prise d'air selon-une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la prise d'air ( 14) a une configuration telle qu'elle constitue la prise d'air d'un moteur à turbine à gaz qui est adaptée à être utilisé sur un aéronef qui a la forme d'un hélicoptère. Système de prise d'air selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties de prise d'air ( 17, 18) sont disposées côte à côte. 6 Système de prise d'air selon une des revendications précédentes, caractérisé-en ce que les séparateurs de dé- bris ( 17, 18) sont constitués par des panneaux séparateurs centrifuges (à vortex).