Brevet FR2905991A1 — publié le 20080321

SYSTEME PROPULSIF INTEGRE COMPORTANT UN MOTEUR A TURBORÉACTEUR A DOUBLE FLUX L'invention concerne un système propulsif intégré pour un avion, comportant un moteur à turboréacteur à double flux, comprenant une nacelle portée par un carter intermédiaire du moteur et qui délimite un espace d'écoulement d'un flux secondaire autour du turboréacteur, ce flux secondaire étant destiné à fournir plus de 80% de la poussée. Le moteur est en général accroché sous une aile ou à une partie du fuselage ou de l'empennage de l'avion, au moyen d'un pylône qui est une pièce très robuste et très lourde et qui est fixé au moteur en plusieurs points au travers de suspensions par lesquelles passent tous les efforts transmis entre le moteur et l'avion. La fixation par pylône et suspensions se traduit aussi par un déport de la reprise de poussée par rapport à l'axe du moteur, qui entraîne une flexion globale de la ligne des carters du moteur. Le pylône est de plus fixé sur le moteur par des éléments qui traversent et obstruent partiellement la veine d'écoulement du flux secondaire à l'intérieur de la nacelle, ce qui amène à augmenter de façon correspondante les dimensions radiales de la nacelle alors que les constructeurs d'avion souhaiteraient plutôt diminuer ces dimensions, en particulier pour les moteurs à fort taux de dilution. La présente invention a pour objet un système propulsif du type décrit ci-dessus, qui évite les inconvénients précités de la technique antérieure de façon simple, efficace et économique, et qui de plus facilite les opérations de maintenance auxquelles le moteur est périodiquement soumis. Elle propose à cet effet un système propulsif intégré comprenant un moteur à turboréacteur à double flux, une nacelle portée par un carter intermédiaire du moteur et qui délimite un espace annulaire d'écoulement d'un flux secondaire autour du turboréacteur, ce système étant caractérisé en ce que la nacelle comporte une structure cylindrique aval en deux parties, dont l'une est une partie fixe comprenant des moyens de fixation d'organes d'accrochage du moteur sur une partie de l'avion ainsi que des moyens de 2905991 2 fixation sur le carter intermédiaire, et dont l'autre est une partie mobile portée par la partie fixe et est déplaçable entre une position de service où elle est appliquée sur la partie fixe pour le fonctionnement du moteur, et une position d'ouverture où elle est écartée de la partie fixe pour permettre l'accès à des 5 composants du moteur. Cette structure cylindrique aval de la nacelle, appelée OFS (Outer Fixed Structure) dans la technique, a une rigidité qui permet une transmission d'efforts entre le moteur et l'avion. Sa fixation sur le carter intermédiaire du moteur lui permet de supporter intégralement le moteur et de supprimer le 10 pylône utilisé dans la technique antérieure, qui est remplacé par des moyens beaucoup plus légers d'accrochage à l'avion, ce qui se traduit par un gain de poids important. En outre, la configuration de la structure cylindrique aval de la nacelle en deux parties dont l'une est mobile offre une possibilité d'accéder à des composants internes du turboréacteur pour la maintenance, sans avoir 15 à démonter l'ensemble de cette structure cylindrique aval. La partie mobile peut être déplaçable en rotation et/ou en translation par rapport à la partie fixe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur comprend des moyens de verrouillage permettant de solidariser la partie mobile sur la partie 20 fixe lors du fonctionnement du moteur, de façon à rigidifier l'ensemble de la structure aval de la nacelle et améliorer la transmission d'efforts du moteur à l'avion. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie mobile est formée de deux treillis semi-cylindriques articulés sur la partie fixe autour 25 d'axes longitudinaux permettant leur déplacement entre la position de service et la position de maintenance. Des panneaux de carénage ou de capotage sont montés sur ces treillis et forment une paroi externe de guidage du flux secondaire généré par la soufflante du moteur. Le moteur selon l'invention peut être équipé ou non d'un inverseur de 30 poussée. Dans le premier cas, les deux treillis semi-cylindriques sont ajourés pour que le flux secondaire généré par la soufflante puisse être dévié à travers ces treillis lors du fonctionnement de l'inverseur de poussée. Les 2905991 3 panneaux de carénage ou de capotage montés sur les deux treillis semicylindriques sont alors déplaçables en translation entre une position amont dans laquelle ils obturent les parties ajourées des deux treillis, et une position aval dans laquelle ils dégagent ces parties ajourées et autorisent le 5 fonctionnement de l'inverseur de poussée. Selon l'invention, les treillis peuvent s'ouvrir selon un angle compris entre 40 degrés et 180 degrés par rapport à la partie fixe, afin d'offrir un accès aisé à l'intérieur du moteur lors de la maintenance. L'invention concerne également une structure cylindrique aval de 10 nacelle d'un moteur d'avion du type décrit ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comporte deux parties, dont l'une est une partie fixe comprenant des moyens de fixation d'organes d'accrochage du moteur sur une partie de l'avion ainsi que des moyens de fixation sur le carter intermédiaire, et dont l'autre est une partie mobile portée par la partie fixe et formée de deux treillis 15 semi-cylindriques articulés autour de deux axes longitudinaux sur la partie fixe. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les deux treillis semi-cylindriques sont ajourés et des panneaux de carénage ou de capotage sont montés coulissants longitudinalement sur ces treillis. 20 De façon générale, l'ensemble propulsif selon l'invention peut être fixé par les moyens précités sur une partie quelconque d'un avion, et par exemple sous une aile, sur une aile, sur une structure intégrée à l'aile, sur le fuselage ou sur l'empennage de l'avion. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la 25 lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un système selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective et arrachement partiel d'un système selon l'invention, dans une position de 30 maintenance ; la figure 3 est une vue schématique de côté et en coupe partielle du système de la figure 2, dans une position de fonctionnement ; 2905991 4 - la figure 4 est une autre vue schématique en perspective et sans arrachement partiel du système des figures 2 et 3 dans une position de maintenance ; La figure 5 est une autre vue schématique en perspective du 5 système de la figure 4. Le système propulsif à moteur à turboréacteur à double flux qui est représenté schématiquement en figure 1 comprend essentiellement une nacelle 10 de forme cylindrique qui entoure une roue de soufflante à sa partie amont et un turboréacteur dont seule la partie arrière est visible en figure 1, la 10 roue de soufflante étant entraînée en rotation par la turbine du turboréacteur, d'une façon bien connue de l'homme du métier. Pendant le fonctionnement du moteur, la soufflante génère un flux d'air secondaire qui s'écoule à l'intérieur de la nacelle 10 vers l'arrière autour du turboréacteur et qui fournit 80% de la poussée du moteur.. Une partie de l'air 15 entrant dans le moteur alimente le compresseur d'entrée du turboréacteur, puis est mélangée à du carburant dans la chambre de combustion. Les gaz de combustion sortant de la chambre de combustion passent dans la turbine puis sont éjectés dans un carter d'échappement et sortent du turboréacteur comme indiqué par la flèche P en figure 1, dans laquelle la flèche voisine S 20 désigne la sortie du flux secondaire. La nacelle 10 du moteur comprend une partie cylindrique amont 12 appelée manche d'entrée d'air, une partie cylindrique intermédiaire 14 formée de capots portés par le carter intermédiaire du moteur, et une partie cylindrique aval 16 appelée généralement OFS (Outer Fixed Structure) qui 25 est selon l'invention une partie structurante transmettant les efforts et servant à la fixation du moteur sur une structure porteuse 18 faisant partie, par exemple, d'une aile d'avion. La partie aval 16 de la nacelle comprend, comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, des panneaux de capotage fixés sur une armature qui 30 comporte dans sa partie supérieure une poutre longitudinale 20 servant à la fixation de tiges ou de biellettes 22, 24 d'accrochage du moteur sur la structure porteuse 18. Ces organes d'accrochage 22, 24 constituent un 2905991 5 ensemble rigide et indéformable quand leurs extrémités sont fixées sur la poutre 20 et sur la structure porteuse 18. Ce mode de fixation du moteur sur une partie de l'avion permet de supprimer le pylône traditionnellement utilisé dans la technique antérieure, qui 5 est une pièce lourde et dont les points de fixation sur le moteur créent des distorsions de carcasse et obstruent partiellement la section de passage du flux secondaire dans la nacelle 10, ce qui amène à augmenter le diamètre de cette nacelle et constitue un inconvénient du point de vue des constructeurs d'avion. 10 Comme on le voit mieux en figure 2, l'ossature ou armature 26 de la partie cylindrique aval 16 de la nacelle comprend une bride annulaire amont 28 par laquelle elle peut être fixée sur au moins une partie de la périphérie d'une bride annulaire externe 30 du carter intermédiaire du moteur, cette fixation réalisée par boulonnage s'étendant au moins sur 180 autour de 15 l'axe du moteur et de préférence sur 360 , c'est-à-dire sur toute la circonférence de la bride annulaire 30. L'ossature 26 comprend également une partie annulaire aval 32, qui est reliée à la bride annulaire amont 28 par la poutre longitudinale 20 précitée et par un montant longitudinal inférieur 34 diamétralement opposé à la poutre 20 20. La partie annulaire aval 30 peut être reliée par des biellettes ou des tiges de liaison 36 à la partie d'extrémité aval d'une enveloppe cylindrique 38, appelée généralement IFS (Inner Fixed Structure) dans la technique et qui constitue la surface interne de guidage du flux secondaire. Avantageusement, cette enveloppe cylindrique interne 38 peut être une 25 pièce rigide dont l'extrémité amont est fixée par boulonnage sur une bride annulaire interne du carter intermédiaire du moteur et sert alors également à réduire les distorsions de carcasse. La partie cylindrique aval 16 de la nacelle comprend, selon l'invention, l'ossature ou armature 26 précitée, qui est montée fixe sur le moteur, et une 30 autre partie qui est mobile par rapport à la première et qui est portée par cette première partie, cette autre partie étant constituée, dans l'exemple représenté en figure 2, de deux treillis semi-cylindriques 40 qui sont articulés à l'une de 2905991 6 leurs extrémités sur la poutre 20 autour d'axes longitudinaux, de part et d'autre de cette poutre. Chaque treillis 40 peut pivoter autour de son axe d'articulation sur un angle compris entre 40 et 180 environ, pour donner accès à l'enveloppe cylindrique interne 38 et au turboréacteur afin de faciliter 5 la maintenance du moteur sous aile. Lorsque le moteur n'est pas équipé d'un inverseur de poussée, chaque treillis 40 peut comprendre une armature ou une ossature quelconque sur laquelle sont fixés des panneaux de capotage ou de carénage. Lorsque le moteur est équipé d'un inverseur de poussée, ces treillis 10 peuvent porter l'inverseur de poussée et être constitués d'une armature ajourée 42 formant un treillis permettant la fixation des grilles de l'inverseur de poussée et de panneaux de capotage 44 montés extérieurement sur cette armature de façon à pouvoir coulisser longitudinalement sur celle-ci, entre une position amont où ils obturent la grille de sortie de l'inverseur de poussée et 15 une position aval où ils dégagent cette grille de sortie de façon à permettre le fonctionnement de l'inverseur de poussée. Des moyens de verrouillage d'un type connu, par exemple à crochets, à mâchoires ou à griffes, sont prévus pour assurer le maintien en position des treillis semi-cylindriques 40 dans leur position de service sur l'ossature 26 de 20 la partie cylindrique aval 16 de la nacelle. Ces moyens de verrouillage peuvent être agencés sur la bride annulaire amont 28 de l'ossature 26 et/ou sur le montant longitudinal 34 diamétralement opposé à la poutre 20. Des moyens complémentaires de liaison entre la partie fixe 26 et la partie mobile constituée des deux treillis semi-cylindriques 40, tels que des moyens du type 25 connu sous la dénomination V-Groove , peuvent être utilisés pour assurer une transmission d'effort entre ces deux parties dans la position de service de la partie mobile pendant le fonctionnement du moteur. La réalisation de la partie cylindrique aval 16 de la nacelle en deux parties, respectivement fixe et mobile, facilite beaucoup la maintenance du 30 moteur sous l'aile de l'avion, cette maintenance étant d'autant plus réalisable que l'enveloppe cylindrique interne 38 ou IFS comprend également des panneaux amovibles, comme représenté en figure 5, pour un accès direct à Revendications 1- Système propulsif intégré comprenant un moteur à turboréacteur à double flux et une nacelle (10) portée par un carter intermédiaire qui délimite un espace annulaire d'écoulement d'un flux secondaire autour du turboréacteur, caractérisé en ce que la nacelle comporte une structure cylindrique aval (16) en deux parties, dont l'une est une partie fixe (26) comprenant des moyens (20) de fixation d'organes (22, 24) d'accrochage du moteur sur une partie (18) de l'avion ainsi que des moyens de fixation sur le carter intermédiaire, et dont l'autre est une partie mobile (40) portée par la partie fixe (26) et déplaçable entre une position de service où elle est appliquée sur la partie fixe (26) pour le fonctionnement du moteur, et une position d'ouverture où elle est écartée de la partie fixe pour permettre l'accès à des composants du moteur. 2- Système propulsif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie mobile (40) est déplaçable en rotation et/ou translation par rapport à la partie fixe. 3- Système propulsif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage permettant de solidariser la partie 20 mobile (40) sur la partie fixe (26) dans la position de service. 4- Système propulsif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins certains des moyens de verrouillage sont montés sur une bride annulaire (28) et sur un montant longitudinal (34) de la partie fixe. 5- Système propulsif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en 25 ce que la partie mobile comprend deux treillis (40) semi-cylindriques pouvant être symétriques, articulés autour d'axes longitudinaux sur la partie fixe (26). 6- Système propulsif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux treillis semi-cylindriques (40) sont ajourés et forment un support de grilles (42) de sortie d'un inverseur de poussée. 30 7- Système propulsif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des panneaux de carénage ou de capotage (44) sont montés coulissants 2905991 9 longitudinalement sur les deux treillis (40) pour permettre le fonctionnement de l'inverseur de poussée. 8- Système propulsif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les treillis (40) s'ouvrent selon un angle compris entre 40 degrés et 180 5 degrés par rapport à la partie fixe. 9- Système propulsif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe sensiblement cylindrique (38) formant une surface interne de guidage du flux secondaire, fixée à son extrémité amont sur le carter intermédiaire et comprenant à son extrémité aval des moyens de 10 support et de guidage du carter d'échappement, cette enveloppe comportant des panneaux amovibles d'accès à des composants du turboréacteur situés en regard de la partie mobile (40) de la structure cylindrique aval de la nacelle. 10- Structure cylindrique aval de nacelle d'un moteur d'avion tel que décrit 15 dans l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte deux parties, dont l'une est une partie fixe (26) comprenant des moyens (20) de fixation d'organes d'accrochage du moteur sur une partie de l'avion ainsi que des moyens (28) de fixation sur le carter intermédiaire, et dont l'autre est une partie mobile portée par la partie fixe et formée de deux treillis (40) semi- cylindriques articulés autour d'axes longitudinaux sur la partie fixe. 11- Structure cylindrique aval de nacelle selon la revendication 10, caractérisée en ce que les deux treillis semi-cylindriques (40) sont ajourés. 12- Structure cylindrique aval de nacelle selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce qu'elle comprend des panneaux de capotage (44) montés coulissants longitudinalement sur les treillis (40).30