Brevet FR2840880A1 — publié le 20031219

revendications 37 a 45. BOUCLIER THERMIQUE CONTRE LES GAZ D'ECHAPPEMENT DE TURBINES A GAZ MONTEES SUR PYLONE La presente invention concerne en general des turbines a gaz montees sur pylone et, plus specifiquement, des boucliers thermiques contre les gaz d'echappement de turbines a gaz montees sur pyldne. Beaucoup de turbines a gaz et de turboreacteurs a double flux, montes sous les ailes, vent montes sur un pylone situe au-dessous de l'aile, comme cela est represente sur la figure 1. Du fait que le moteur est positionne de facon a obtenir une performance et un fonctionnement de l'aeronef et des systemes de propulsion qui soTent globalement optimaux, la soufflante et les echappements de la tuyere primaire du moteur sont, tres souvent, places sous l'aile. Le pylone qui supporte le moteur doit etre concu de facon a minimiser la trainee des systemes de propulsion et de l'avion. Le pylone et quelquefois l'aile, doivent etre proteges de la chaleur elevee generee par l'echappement de la tuyere primaire avec des boucliers thermiques. Les boucliers thermiques vent positionnes au fond de la partie arriere du pylone (pylone arriere) et au-dessus de l'echappement de la tuyere primaire. Quelques boucliers thermiques vent construits a partir de feuilles de metal, tel que des alliages d'Iconel@. Lorsque le titane est devenu plus accessible, des boucliers thermiques en titane, qui etaient fabriques en utilisant un procede de fonte de titane, ont remplace les boucliers thermiques en feuilles de metal. La figure 2 illustre un assemblage de bouclier thermique en feuilles de metal 10 qui est monte sur le dessous dun assemblage de pylone arriere s'etendant vers l'arriere approximativement a partir de la sortie de la tuyere primaire du turboreacteur a double flux. L' assemblage du bouclier thermique 10 comprend quatre composants 12, 14, 16 et 18, qui vent tous fabriques en titane produit a l' aide d'un procede de fonte de titane. Dans l'exemple de l'art anterieur represente sur la figure 2, le composant 12 est place le plus pres de la sortie de la tuyere primaire, et les composants 12, 14 et 16, vent tous concus avec des deflecteurs de jet 20, 22 et 24. Les deflecteurs de jet 20, 22 et 24 vent des rebords places le long des bords d'angle inferieurs des composants 12, 14 et 16. Les composants 12, 14 et 16 vent concus dans le but d'optimiser les performances aerodynamiques en ce qui concerne l'aile et l'ecoulement d' air produit par le moteur, c'est-a-dire, ltechappement de la soufflante et l'echappement de la tuyere primaire. Les deflecteurs de jet 20, 22 et 24 vent concus (et mis en forme) pour empecher l'echappement de la tuyere primaire et sa chaleur elevee d'atteindre la partie de la surface du pylone arriere qui est construite en materiau "falblement resistant a la temperature" tel que de l'aluminium et/ou du composite. Du fait que ['assemblage de bouclier thermique 10 selon l'art anterieur est fabrique en titane et mis en forme a l' aide d'un procede de fonte de titane, le cout de chaque assemblage de bouclier thermique est tres onereux, ce qui est du au grand nombre d'etapes complexes requises au cours du procede de fonte de titane. Le titane est plus leger en poids, solide, et tres resistant a la chaleur elevee. Cependant, le cout de la creation d'un assemblage de boucliers thermiques en fonte de titane est d' environ deux fois plus onereux que les boucliers thermiques en feuilles de metal selon l'art anterieur (en fonction de la taille et de la forme). C'est pourquoi, pour reduire de maniere significative le cout recurent de l' installation des moteurs, il existe la un besoin en boucliers thermiques qui fassent preuve des memes qualites de legerete et de resistance a la chaleur qu'un bouclier thermique en fonte de titane, pour un cout de production qui soit plus proche de celui d'un bouclier thermique en feuille de metal. La presente invention prevoit un assemblage de bouclier thermique solide et leger, avec un cout de production significativement plus teas que celui des boucliers thermiques qui vent tous produits a ['aide d'un procede de fonte de titane. Le bouclier thermique contre les gaz d'echappement comprend une pluralite de sections. La pluralite de sections comprend une ou plusieurs sections formees d'un premier materiau resistant aux chaleurs elevees a l' aide d'un procede de fonte, et une ou plusieurs sections formees d'un materiau resistant aux chaleurs elevees produit d'une maniere autre qu'un procede de fonte. Avantageusement, le premier materiau resistant aux chaleurs elevees est du titane, lequel est forme a ['aide d'un procede de fonte de titane. Avantageusement, le second materiau resistant aux chaleurs elevees comprend du titane qui est mis en forme a ['aide d'un procede de formage a chaud, ou bien a ['aide d'un procede de formage superplastique. La pluralite de sections est mise en forme aerodynamique et validee pour empecher l'ecoulement chaud - de l'echappement du moteur de surchauffer la partie d'un pylone arriere fabrique en materisu faiblement resistant a la chaleur. L'une, ou plusieurs, des sections formees a l' aide du procede de fonte de titane comprend des rebords deflecteurs de chaleur. L'une, ou plusieurs, des sections formees d'un materiau resistant a la chaleur produit d'une maniere autre qu'un procede de fonte de titane, peut, ou non, comprendre des rebords deflecteurs (de jet) de chaleur. La presente invention porte egalement sur un systeme de propulsion monte sous une aile d'aeronef, comprenant un moteur, une nacelle, un assemblage de pylone dote d'un pyldne arriere pour attacher le moteur a l'aile, ainsi qu'un assemblage de bouclier thermique contre les gaz d'echappement precedemment decrit. La presente invention porte egalement un procede de protection d'un pylone arriere d'aeronef, le procede comprenant la fourniture d'une ou plusieurs premieres sections formees d'un premier materiau resistant aux chaleurs elevees a l' aide d'un procede de fonte, et la fourniture d'une ou plusieurs sections additionnelles formees d'un second materiau resistant aux chaleurs elevees produit d'une maniere autre qu'un procede de fonte. Les modes de realisation preferes et en variante de la presente invention vent decrits ci-dessous en detail, en faisant reference aux dessins suivants: la figure 1 est une vue en perspective d'un pylone et d'un assemblage de bouclier thermique selon l'art anterieur i la figure 2 est une vue en perspective du type radiographique d'un assemblage de bouclier thermique tout en fonte de titane selon l'art anterieur; la figure 3 est une vue en perspective du type radiographique de ['assemblage de bouclier thermique forme selon la presente invention; et la figure 4 est une vue en perspective du quart arriere de la presente invention monte et mis en place sur un aeronef. La presente invention prevoit un assemblage de bouclier thermique ameliore et d'un cout rentable pour proteger un pylone de moteur d'aile de la chaleur elevee degagee de la tuyere primaire d'une turbine a gaz montee sur ce pylone, tout en prevoyant une performance aerodynamique correcte. La figure 3 illustre une vue en perspective du type radiographique d'un exemple non limitatif d'un assemblage de bouclier thermique 40 forme selon la presente invention. Dans cet exemple non limitatif, ['assemblage de bouclier thermique 40 comprend une premiere, une deuxieme, une troisieme et une quatrieme section 42, 50, 52 et 54. La premiere section 42 est fixee a un pylone moteur (non represente) le plus pres de l'echappement de la tuyere primaire (non representee). La position relative de ['assemblage de bouclier thermique 40 par rapport au pylone et au moteur est exposee plus en details sur la figure 4 ci-dessous. La premiere section 42 est un element de bouclier thermique en titane qui est cree de maniere appropriee a ['aide du procede de fonte de titane, qui est le meme procede que celui utilise pour produire ['ensemble des composants de ['assemblage de bouclier thermique 10 selon l'art anterieur. La premiere section 42 comprend egalement des deflecteurs de jet 46 posit ionnes sur le s bords exterieurs inferieurs de la premiere section 42. Les deuxieme, troisieme et quatrieme sections 50, 52 et 54 du bouclier thermique 40 vent placees a l'arriere de la premiere section 42 et vent fabriquees en materiaux resistant a la chaleur non fabriques en utilisant le procede de fonte de titane. De facon avantageuse, les deuxieme, troisieme et quatrieme sections 50, 52 et 54 sont, de maniere appropriee, fabriquees avec un materiau qui fournit la protection thermique adequate du pyldne (non represente) sans qu'il n'y ait besoin de deflecteurs de jet. Dans des exemples non limitatifs, les deuxieme, troisieme et quatrieme sections 50, 52 et 54 vent construites de maniere appropriee a partir de titane a l' aide d'un procede de formage a chaud, ou bien a l' aide d'un procede de formage de superplastique (SPF). Les contours aerodynamiques (les formes) des sections de bouclier thermique 42, 50, 52 et 54 et des deflecteurs de jet 46 vent realises en se basant sur des principes aerodynamiques, des essais, et/ou des analyses pour minimiser la trainee aerodynamique tout en empechant la migration de ltecoulement de l'echappement a haute temperature sur les surfaces de pyldne arriere qui ne disposent pas de protection (resistance) thermique adequate. Des caracteristiques additionnelles de ces contours peuvent comprendre, mais sans y etre limite, des barrieres de regulation de l' ecoulement d' air, des generateurs de tourbillons, et autres tels dispositifs "rajoutes", qui vent strategiquement places afin d'influer favorablement sur le champ thermique (en le minimisant). Dans d'autres exemples non limitatifs, les deuxieme, troisieme et quatrieme sections 50, 52 et 54 vent formees dans des materiaux appropries resistant a la chaleur, tel que de l'Iconel@, ou bien dans une combinaison de materiaux resistant a la chaleur autres que du titane formes a l' aide du procede de fonte de titane, tel que du titane et de l'Iconel@. La figure 4 illustre un exemple non limitatif d'un assemblage de bouclier thermique 56 qui comprend six sections avec une premiere section 58, formee de titane a l' aide d'un procede de fonte de titane et similaire a la premiere section 42 (figure 3) avec des deflecteurs de jet, et cinq sections additionnelles 66, formees de facon similaire aux deuxieme, troisieme et quatrieme sections , 52 et 54 (figure 3). L'assemblage de bouclier thermique 56 est positionne au niveau de l'echappement de la tuyere primaire 62, ou a proximite. L' assemblage de bouclier thermique 56 est attache a l' aide de divers mecanismes d' attache connus dans l'art anterieur, a une structure d' assemblage de pylone arriere 60. Les sections de ['assemblage de bouclier thermique 56 vent attachees les unes par rapport aux autres a l' aide de soudure de recouvrement ou autres mecanismes d' attache connus dans l'art anterieur et qui permettent une expansion thermique longitudinale de ces sections. Les cinq sections additionnelles 66 vent fabriquees de maniere appropriee sans deflecteurs de jet. Bien que le mode de realisation prefere de l' invention ait ete illustre et decrit, comme note ci dessus, de nombreux changements peuvent etre fan's sans s'ecarter de l' esprit et de la portee de ['invention. En consequence, la portee de l' invention n'est pas limitee par la description du mode de realization prefere. A la place, l' invention devrait etre entierement determiner en faisant reference aux revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Assemblage de bouclier thermique (40, 56) contre les gaz d'echappement de moteur dote d'une pluralite de sections, la pluralite de sections comprenant: - une ou plusieurs premieres sections (42, 58) formees d'un premier materiau resistant aux chaleurs elevees a l' aide d'un procede de fonte; et - une ou plusieurs sections additionnelles (50, 52, 54, 66) formees d'un second materiau resistant aux chaleurs elevees produit d'une maniere autre qu'un procede de fonte. 2. Assemblage de bouclier thermique (40) selon la revendication 1, dans lequel le premier materiau resistant aux chaleurs elevees est du titane. 3. Assemblage de bouclier thermique (40) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le second materiau resistant aux chaleurs elevees comporte du titane. 4. Assemblage de bouclier thermique (40) selon la revendication 3, dans lequel l'une ou plusieurs des sections additionnelles (50, 52, 54, 66) vent formees a ['aide d'un procede de formage a chaud. 5. Assemblage de bouclier thermique (40) selon la revendication 3, dans lequel l'une ou plusieurs des sections additionnelles (50, 52, 54, 66) vent formees a l' aide d'un procede de formage superplastique. 6. Assemblage de bouclier thermique (40) selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, dans lequel l'une ou plusieurs des premieres sections (42, 58) comprennent des rebords deflecteurs de jet de chaleur (46). 7. Assemblage de bouclier thermique (40) selon la revendication 1, dans lequel la pluralite de sections est mise en forme aerodynamiquement afin d'empecher l'ecoulement de l'echappement du moteur d'endommager un pylone arriere. 8. Systeme de propulsion d'aile d'aeronef, comprenant un moteur, une nacelle, un assemblage de pylone dote d'un pylone arriere (60) pour attacher le moteur a l'aile, ainsi qu'un assemblage de bouclier thermique (40, 56) contre les gaz d'echappement selon l'une quelconque des revendications 1 a 7. 9. Procede de protection d'un pylone arriere d'aeronef, le procede comprenant: - la fourniture d'une ou plusieurs premieres sections (42, 58) formees d'un premier materiau resistant aux chaleurs elevees a l' aide d'un procede de fonte; et - la fourniture d'une ou plusieurs sections additionnelles (50, 52, 54, 66) formees d'un second materiau resistant aux chaleurs elevees produit d'une maniere autre qu'un procede de fonte. 10. Procede selon la revendication 9, dans lequel le premier materiau resistant aux chaleurs elevees est du titane. 11. Procede selon la revendication 9 ou la revendication 10, dans lequel le second materiau resistant aux chaleurs elevees comporte du titane. 12. Procede selon la revendication 11, dans lequel l'une ou plusieurs des sections additionnelles (50, 52, 54, 66) vent formees a l' aide d'un procede de formage a chaud. 13. Procede selon la revendication 11, dans lequel l'une ou plusieurs des sections additionnelles (50, 52, 54, 66) vent formees a l' aide d'un procede de formage superplastique. 1 4. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 13, dans lequel l'une ou plusieurs des premieres sections (42, 58) comprennent des rebords deflecteurs de jet de chaleur. 1 5. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 14, dans lequel la pluralite de