Brevet FR2929655A1 — publié le 20091009

L'invention se rapporte une nacelle de turboréacteur à double flux. Un avion est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes comprennent notamment un système mécanique d'actionnement d'inverseurs de poussée. Comme cela est illustré à la figure 1, une nacelle 1 présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air 2 en amont du turboréacteur, une section médiane 3 destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval 4 abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection 5 dont la sortie est située en aval du turboréacteur. Les nacelles modernes sont destinés à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des aubes internes du corps du moteur un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et par l'intermédiaire des aubes de la soufflante, un flux d'air froid (flux secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un canal annulaire 6, également appelé veine, formé entre un carénage du turboréacteur 7 et une paroi interne 8 de la nacelle. Les deux flux d'air sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle 1. Bien que l'invention n'est pas limitée au cas des nacelles équipées d'un inverseur mais s'applique également au cas des nacelles dites lisses, l'invention sera décrite ci-après dans le cas d'une nacelle avec inverseur. Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un avion, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette phase, l'inverseur obstrue la veine du flux froid et dirige ce dernier vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion. Les moyens mis en oeuvre pour réaliser cette réorientation du flux froid varient suivant le type d'inverseur. Outre sa fonction d'inversion de poussée, le capot mobile appartient à la section arrière et présente un côté aval formant une tuyère d'éjection visant à canaliser l'éjection des flux d'air. Cette tuyère peut venir en complément d'une tuyère primaire canalisant le flux chaud et est alors appelée tuyère secondaire. Le capot mobile est ainsi équipé, comme cela est connu du document US 5 806 302, d'au moins une tuyère mobile par rapport audit capot mobile, de manière à régler la section d'éjection du canal annulaire en fonction de la position de ladite tuyère. La tuyère mobile est également appelée structure mobile de réglage de la section tuyère. Comme cela apparaît dans ce document, la tuyère est mobile entre une position rentrée et une position sortie. En position rentrée, la tuyère mobile n'est pas totalement rétractée puisqu'elle fait saillie vers l'aval par rapport au capot mobile. Le débattement de la tuyère mobile ainsi obtenu est faible, de sorte que la section d'éjection ne peut être réglée que dans de faibles proportions. L'invention vise à remédier à cet inconvénient, en proposant un 15 inverseur de poussée permettant un réglage important de la section d'éjection. tout en limitant les perturbations aérodynamiques. A cet effet, l'invention concerne une nacelle de turboréacteur à double flux comprenant au moins une structure de capotage présentant une paroi interne destinée à délimiter une paroi externe d'un canal annulaire dans 20 lequel s'écoule un flux secondaire, ladite structure étant équipée d'au moins une tuyère mobile par rapport à ladite structure, de manière à régler la section d'éjection du canal annulaire en fonction de la position de ladite tuyère mobile, caractérisée en ce que ladite structure de capotage comporte une extrémité aval équipée d'une coiffe s'étendant en direction du canal annulaire et 25 présentant une extrémité libre, la tuyère mobile comportant une zone d'extrémité, tournée du côté aval, présentant une paroi externe comportant une première section située au droit de l'extrémité libre de la coiffe suivant l'axe de déplacement de la tuyère, et une seconde section agencée pour s'étendre dans le prolongement de la coiffe en position de croisière de la nacelle, de 30 manière à assurer une continuité de surface entre la structure de capotage et la tuyère mobile, la tuyère pouvant être déplacée entre une position rentrée dans laquelle la coiffe recouvre sensiblement la zone d'extrémité de la tuyère, ladite position de croisière, et une position sortie dans laquelle l'extrémité libre de la coiffe est située à proximité ou au contact de ladite première section de 35 paroi externe. Ainsi, la tuyère peut être déplacée entre une position complètement fermée ou rabattue dans laquelle elle est recouverte par la coiffe de sorte qu'elle ne fait pas saillie en aval de la structure de capotage, et une position complètement sortie dans laquelle la tuyère mobile fait largement saillie en aval de ladite structure. Quelle que soit la position de la tuyère mobile, les perturbations aérodynamiques sont limitées. En effet, en position rentrée de la tuyère mobile, cette dernière est recouverte par la coiffe de sorte qu'elle n'affecte pas l'écoulement du flux au niveau de l'extrémité aval de la paroi externe de la structure de capotage. En outre, en position de croisière, la tuyère mobile et la structure de capotage présentent une continuité de surface de manière à limiter les perturbations aérodynamiques. Enfin, en position sortie de la tuyère, bien qu'une certaine discontinuité de la pente apparaît entre la structure de capotage et la tuyère mobile, l'extrémité de la coiffe est située à proximité de la paroi externe de la tuyère mobile. Cet agencement permet de limiter les perturbations aérodynamiques. II est en outre à noter qu'une telle position ne correspond qu'à un fonctionnement de l'aéronef en faible vitesse. Selon une caractéristique de l'invention, la tuyère mobile comporte une zone de guidage, disposée en amont de la zone d'extrémité et montée coulissante dans un logement de la structure de capotage. Préférentiellement, en position rentrée de la tuyère mobile, la zone d'extrémité de la tuyère mobile est sensiblement alignée avec l'extrémité libre 25 de la coiffe. Selon une possibilité de l'invention, la nacelle comporte au moins un capot mobile présentant une paroi interne destinée à délimiter, dans une position de jet direct du capot mobile, la paroi externe du canal annulaire, la nacelle comportant des moyens de déviation aptes à dévier le flux secondaire 30 hors dudit canal annulaire, dans une position d'inversion de poussée du capot mobile. Dans le cas du document US 5 806 302, la manoeuvre de la tuyère mobile est réalisée par un système supplémentaire de commande d'entraînement, distinct du système d'entraînement du capot mobile et monté 35 sur ce dernier. Il est alors nécessaire de disposer de moyens d'alimentation de puissance qui soient mobiles. Avantageusement, la nacelle selon l'invention comporte un vérin télescopique comprenant une première tige d'actionnement du capot mobile et une seconde tige d'actionnement de la tuyère mobile, lesdites tiges étant actionnables indépendamment l'une de l'autre. De cette manière, il est possible de réaliser l'actionnement du vérin, et donc de la tuyère mobile et du capot mobile, à l'aide d'un seul système d'entraînement, ce qui permet de limiter la masse de la nacelle et augmenter sa fiabilité. En outre, le fait que la tuyère mobile soit entraînée par le même vérin de manoeuvre que le capot mobile permet d'optimiser le positionnement de l'attache d'entraînement de ladite tuyère mobile, qui peut se situer dans un plan proche de l'alignement avec la structure de la tuyère mobile, réduisant de ce fait les transferts d'effort et améliorant la fiabilité de manoeuvre. Selon une forme de réalisation de l'invention, la tuyère mobile est 15 montée coulissante sur le capot mobile par l'intermédiaire d'un système de rails intégré au capot mobile. Selon une caractéristique de l'invention, la tuyère mobile comporte au moins deux secteurs, par exemple quatre ou six secteurs, aptes à être actionnés indépendamment les uns des autres. 20 De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, une forme de réalisation de cette nacelle. Figure 1 est une vue schématique d'une nacelle en coupe longitudinale; 25 Figures 2 à 4 sont des vues schématiques agrandies, en coupe longitudinale, de la nacelle, respectivement en position rentrée, de croisière et sortie de la tuyère mobile. Figure 5 est une vue correspondant à la figure 3, représentant la structure de capotage. 30 Figures 6 et 7 sont des vues de détail du capot mobile formant la structure porteuse de la tuyère mobile, dans deux positions de la tuyère mobile. Une partie de la nacelle 1 selon l'invention est représentée schématiquement aux figures 2 à 5. Celle-ci comprend une structure de capotage comportant un cadre 35 avant fixe 8 ainsi qu'au moins un capot mobile 9 par rapport au cadre avant 8 le cadre avant et le capot mobile présentant chacun une paroi interne 10 destinée à délimiter, dans une position de jet direct du turboréacteur (figures 2 à 5), une paroi externe d'un canal annulaire 6 dans lequel s'écoule un flux secondaire F. Les positions amont et aval sont définies ci-après en référence à la direction et au sens d'écoulement du flux secondaire. Le capot mobile 9 est équipé d'au moins une tuyère 11 mobile par rapport audit capot mobile, de manière à régler la section d'éjection du canal annulaire 6 en fonction de la position de ladite tuyère 11. La disposition de la tuyère mobile 11 dans la structure du capot mobile 9 est facilitée par le fait qu'un logement destiné à accueillir une grille n'est pas ménagé dans la structure du capot mobile 9, comme cela est généralement le cas dans l'art antérieur. La nacelle 1 comporte un vérin télescopique 12 comportant une première et une seconde tiges 13, 14, actionnables séparément l'une de l'autre. La première tige 13 est reliée au capot mobile 9, la seconde tige 14 étant reliée à la tuyère mobile 11, de manière à pouvoir actionner indépendamment chacun de ces éléments. La nacelle 1 est en outre équipée de moyens 15, tels que des volets, aptes à dévier ou à inverser le flux secondaire F dans une position d'inversion de poussée ou déployée du capot mobile 9 (non représentée au dessin). La structure de ces moyens d'inversion n'est pas essentielle à l'invention, ces derniers pouvant être de tout type connu de l'homme du métier. Le capot mobile 9 comporte une extrémité aval 16 équipée d'une coiffe 17 s'étendant en direction du canal annulaire et présentant une extrémité libre 18. Comme cela apparaît à la figure 5, l'invention peut être appliquée a une structure de nacelle lisse, c'est à dire sans inverseur intégré. Une telle structure permet de diminuer le poids de la nacelle 1 tout en évitant une diminution trop importante de la résistance de la structure ainsi formée. La tuyère mobile 11 comporte une zone d'extrémité 19, tournée du côté aval. Celle-ci présente une paroi externe comportant une première section 20 située au droit de l'extrémité libre 18 de la coiffe 17 suivant l'axe de déplacement de la tuyère 11, et une seconde section 21 agencée pour s'étendre dans le prolongement de la coiffe 17 en position de croisière de la nacelle, comme cela apparaît à la figure 3. Ainsi, dans une telle position. l'agencement de la tuyère mobile 11 assure une continuité de surface entre le capot mobile 9 et la tuyère 11. La zone d'extrémité 19 comporte en outre une paroi interne 22 dont le contour peut être défini en fonction de la forme recherchée du canal annulaire 6. La tuyère mobile 11 comporte en outre une zone de guidage 23, disposée en amont de la zone d'extrémité 19 et montée coulissante dans un logement 24 du capot mobile 9, par l'intermédiaire de rails de guidage (non représentés). La zone de guidage 23 et la zone d'extrémité 19 sont disposées de part et d'autre d'un axe A, sensiblement confondu avec la première section 20, 10 et passant sensiblement pas l'extrémité 18 de la coiffe 17. La zone de guidage 23 comporte une face avant 25, formant un angle aigu avec l'axe A, et présentant une forme complémentaire à celle de la coiffe 17. La zone de guidage 23 est agencée de sorte que, en position sortie (figure 4), la face avant 25 est située en arrière et à proximité de la coiffe 17. 15 La tuyère 11 est mobile entre une position rentrée (figure 2) dans laquelle la coiffe 17 recouvre sensiblement la zone d'extrémité 19 de la tuyère 11, ladite position de croisière (figure 3), et une position sortie (figure 4) dans laquelle l'extrémité libre 18 de la coiffe 17 est située à proximité ou au contact de ladite première section 20. 20 Comme cela est représentée à la figure 2, en position rentrée de la tuyère mobile, la zone d'extrémité 19 de la tuyère mobile 11 est sensiblement alignée avec l'extrémité libre 18 de la coiffe 17. Selon d'autres possibilités de l'invention, la zone d'extrémité 19 pourrait déborder légèrement de la coiffe 17 ou encore être située légèrement en retrait de celle-ci. 25 Ainsi, quelle que soit la position de la tuyère mobile 11, les perturbations aérodynamiques sont limitées. En effet, en position rentrée de la tuyère mobile 11, cette dernière est recouverte par la coiffe 17 de sorte qu'elle n'affecte pas l'écoulement du flux F au niveau de l'extrémité aval de la paroi externe de la structure de 30 capotage. En outre, en position de croisière, la tuyère mobile 11 et la structure de capotage 8, 9 présentent une continuité de surface de manière à limiter les perturbations aérodynamiques. Enfin, en position sortie de la tuyère 11, bien qu'une certaine 35 discontinuité de la pente apparaît entre la structure de capotage 8, 9 et la tuyère mobile 11, l'extrémité 18 de la coiffe 17 est située à proximité de la paroi externe 20 de la tuyère mobile 11. Cet agencement permet également de limiter les perturbations aérodynamiques. Les figures 6 et 7 représentent la structure porteuse de la tuyère mobile et montrent plus particulièrement un exemple de disposition de l'interface de guidage latéral de la tuyère mobile 11, dans deux positions de ladite tuyère. La tuyère mobile 11 est montée coulissante sur le capot mobile 9 par l'intermédiaire d'un système de rails 29 intégré au capot mobile 9. La tuyère mobile peut être du type monobloc à quatre ou six secteurs régulièrement répartis. Les secteurs peuvent être manoeuvrés indépendamment ou simultanément les uns par rapport aux autres. La fonction réglage de section de tuyère est entièrement dissociée de toute autres fonction de la nacelle. En outre, le capot mobile 9 est guidé en translation par l'intermédiaire d'un système de rail, comme cela est connu de l'homme du métier. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette nacelle, décrites ci-dessus à titre d'exemples, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que la tuyère mobile pourrait être associée à une nacelle lisse comme le montre la figure 5 et non à une nacelle équipée d'un inverseur de poussée, et que la tuyère mobile pourrait être déplacée entre deux positions seulement sur les trois positions permises, par exemple entre une position rentrée et une position de croisière ou encore entre une position sortie et une position de croisière. REVENDICATIONS1. Nacelle (1) de turboréacteur à double flux comprenant au moins une structure de capotage (8, 9) présentant une paroi interne (10) destinée à délimiter une paroi externe d'un canal annulaire (6) dans lequel s'écoule un flux secondaire (F), ladite structure étant équipée d'au moins une tuyère mobile (11) par rapport à ladite structure (8, 9), de manière à régler la section d'éjection du canal annulaire (6) en fonction de la position de ladite tuyère mobile (11), caractérisée en ce que ladite structure de capotage (8, 9) comporte une extrémité aval équipée d'une coiffe (17) s'étendant en direction du canal annulaire (6) et présentant une extrémité libre (18), la tuyère mobile (11) comportant une zone d'extrémité (19), tournée du côté aval, présentant une paroi externe comportant une première section (20) située au droit de l'extrémité libre (18) de la coiffe (17) suivant l'axe (A) de déplacement de la tuyère (11), et une seconde section (21) agencée pour s'étendre dans le prolongement de la coiffe (17) en position de croisière de la nacelle (1), de manière à assurer une continuité de surface entre la structure de capotage (8, 9) et la tuyère mobile (11), ladite tuyère pouvant être déplacée entre une position rentrée dans laquelle la coiffe (17) recouvre sensiblement la zone d'extrémité (19) de la tuyère (11), ladite position de croisière, et une position sortie dans laquelle l'extrémité libre (18) de la coiffe (17) est située à proximité ou au contact de ladite première section (20) de paroi externe. 2. Nacelle (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tuyère mobile (11) comporte une zone de guidage (23), disposée en amont de la zone d'extrémité (19) et montée coulissante dans un logement (24) de la structure de capotage (8, 9). 3. Nacelle (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que, en position rentrée de la tuyère mobile (11), la zone d'extrémité (49) de la tuyère mobile (11) est sensiblement alignée avec l'extrémité libre (18) de la coiffe (17). 4. Nacelle (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un capot mobile (9) présentant une paroi interne (10) destinée à délimiter, dans une position de jet direct du capot mobile, la paroi externe du canal annulaire (6), la nacelle comportant des moyens de déviation aptes à dévier le flux secondaire (F) hors dudit canal annulaire (6), dans une position d'inversion de poussée du capot mobile (9). 5. Nacelle selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un vérin télescopique (12) comportant une première tige (13)d'actionnement du capot mobile (9) et une seconde tige (14) d'actionnement de la tuyère mobile (11), lesdites tiges (12, 13) étant actionnables indépendamment l'une de l'autre. 6. Nacelle selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la tuyère mobile (11) est montée coulissante sur le capot mobile (9) par l'intermédiaire d'un système de rails (29) intégré au capot mobile (9). 7. Nacelle selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tuyère mobile (11) comporte au moins deux secteurs, par exemple quatre ou six secteurs, aptes à être actionnés indépendamment les uns des autres.