Brevet FR2939410A1 — publié le 20100611

SYSTEME DE FERMETURE D'UN CAPOT DE SOUFFLANTE POUR AERONEF Domaine de l'invention L'invention concerne un système de fermeture d'un capot de soufflante monté autour d'un réacteur d'aéronef. L'invention trouve des applications dans le domaine de la protection des réacteurs d'aéronef et, en particulier, dans le domaine de l'accès aux réacteurs par des capots articulés directement ou indirectement sur les mâts supportant les réacteurs. Etat de la technique Dans un réacteur d'aéronef, par exemple un réacteur à double flux, la maintenance est généralement assurée en ouvrant deux capots pivotants, entourant au moins partiellement le réacteur. La figure 1 représente un exemple d'aéronef quadriréacteurs, dont deux réacteurs la, lb seulement sont visibles. La figure 2 représente schématiquement un exemple de réacteur. Un réacteur comporte généralement une structure d'entrée d'air, un module de soufflante (Fan Cowl, en termes anglo-saxons) et au moins un inverseur de poussée. Le réacteur 1 est installé dans une nacelle 5 fixée généralement à la voilure 6 par l'intermédiaire d'un mât 7. La nacelle 5 est montée suivant l'axe longitudinal de l'aéronef. Les capots pivotants 3, appelés capots de soufflante, font partie intégrante de la nacelle 5. Ces capots de soufflante 3 sont intercalés entre la structure d'entrée d'air 4, formant l'avant (dans le sens de l'écoulement de l'air) de la nacelle et une partie arrière 2 de la nacelle, dans laquelle sont généralement logés les inverseurs de poussée. Ils sont donc placés sensiblement autour du module de soufflante. Le module de soufflante est donc entouré par deux capots réalisés à partir de deux panneaux dont la section transversale a la forme sensiblement d'un croissant. Chacun de ces capots de soufflante est articulé autour de charnières montées de part et d'autre du mât réacteur, parallèlement à l'axe du réacteur. L'ouverture des capots de soufflante permet au personnel chargé de la maintenance d'accéder au réacteur et aux éléments relatifs au réacteur. Lorsqu'ils sont fermés, les capots assurent la continuité aérodynamique extérieure de la nacelle. La fermeture des capots est assurée généralement par un système de blocage axial en haut du capot et par des moyens de verrouillage, du type verrou à crochet, en bas du capot. Ces moyens de verrouillage relient les bords inférieurs des deux capots, c'est-à-dire les bords des capots situés en regard l'un de l'autre. Lorsque les capots de la soufflante sont déverrouillés, leur ouverture est possible en les faisant basculer vers l'extérieur et vers le haut à partir du dessous du réacteur. Lorsque les capots sont fermés, un système d'alignement situé au bas des capots permet de s'assurer que les deux capots sont bien alignés. Une fois l'alignement réalisé, les capots sont verrouillés au moyen des verrous à crochet. Avec de tels capots de soufflante et un tel système de fermeture des capots, on s'aperçoit que, sur certains modèles d'aéronefs, il existe une déflexion du capot de soufflante au niveau de l'entrée d'air. Cette déflexion peut être de l'ordre de 20 mm. Il est à noter que cette déflexion est constatée essentiellement du côté opposé au fuselage de l'aéronef, c'est-à-dire en partie extérieure de la nacelle, du fait notamment des efforts aérodynamiques. On a schématisé, sur la figure 3, deux nacelles droite et gauche d'un aéronef avec, en traits mixtes, le désaffleurement des capots, essentiellement sur les cotés extérieurs des nacelles. Une telle déflexion entraîne des désaffleurements au niveau de la jonction entre la structure d'entrée d'air et le capot. Ces désaffleurements peuvent être à l'origine d'un phénomène d'écopage d'air, c'est-à-dire d'une entrée d'air sous le capot qui vient perturber l'aérodynamisme externe de la nacelle ainsi que la ventilation de la zone interne au capot, entrainant des pertes de performances aérodynamiques de l'aéronef. Sur la figure 4, on a représenté schématiquement le phénomène d'écopage, suite à un désaffleurement d'un capot de soufflante. Un écopage important, suite à un désaffleurement important, peut même avoir pour effet de pressuriser les faces internes du capot qui, sous l'effet de cette pression, se soulève, entrainant des dommages du capot voire même la perte dudit capot. En outre, un désaffleurement important peut entrainer des vibrations; des mouvements relatifs, dus à l'écopage, peuvent déconnecter les verrous à crochet et ainsi remettre en cause l'intégrité de la fonction de verrouillage desdits crochets. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un système de limitation des déplacements relatifs et circonférentiels en vol, entre le capot de soufflante et la structure d'entrée d'air, qui incorpore des rampes afin de faciliter la fermeture du capot. De façon plus précise, l'invention concerne un système de fermeture d'un capot de soufflante sur un réacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble constitué : - d'un dispositif mâle solidaire du capot, et - d'un dispositif femelle solidaire du réacteur et comportant un élément inférieur formant au moins une première rampe de guidage et un élément supérieur formant au moins une seconde rampe de guidage, ledit dispositif femelle étant apte à assurer, d'une part, un guidage du dispositif mâle lors de l'ouverture et/ou de la fermeture du capot de soufflante et, d'autre part, une limitation des déplacements radiaux et circonférentiels du dispositif mâle. Le système de fermeture de capot de soufflante de l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le dispositif mâle comporte un socle fixé sur le capot et un doigt anguleux apte à glisser le long des rampes de guidage du dispositif femelle. - le doigt anguleux a une forme de demi-U, comportant un pied perpendiculaire au socle et une jambe formant, avec le pied, un angle compris entre 90° et 180°. - la première rampe de l'élément inférieur est parallèle à une face inférieure de la jambe du doigt anguleux, assurant un positionnement radial dudit doigt anguleux. - l'élément supérieur a sensiblement la forme d'un boomerang comportant deux faces reliées par un coude. - l'une des faces, située en regard de la première rampe de guidage de l'élément inférieur, forme la seconde rampe de guidage et assure un positionnement circonférentiel du doigt anguleux et l'autre face forme une troisième rampe de guidage, sensiblement parallèle au capot lorsqu'il est en position fermée et assurant un guidage du doigt anguleux lors de la fermeture du capot. - il comporte un jeu ajustable, d'une part, entre l'élément inférieur et le doigt anguleux et, d'autre part, entre le doigt anguleux et l'élément supérieur. - l'élément inférieur et l'élément supérieur sont fixées sur une structure d'entrée d'air du réacteur. L'invention concerne également une nacelle de réacteur d'aéronef comportant au moins un système de fermeture tel que décrit précédemment. L'invention concerne également un aéronef comportant un tel système de fermeture. Brève description des dessins La figure 1, déjà décrite, représente une vue de coté d'un aéronef avec plusiers nacelles. La figure 2 représente schématiquement une nacelle d'aéronef avec son capot de soufflante. La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe de deux nacelles avec leur désaffleurement respectif. La figure 4 représente schématiquement un phénomène d'écopage dans un capot de soufflant. La figure 5 représente une vue en coupe d'un capot de soufflante, dans une position fermée et dans une position ouverte. La figure 6 représente un système fermeture de capot de soufflante selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La figure 5 représente une vue en coupe d'un capot de soufflante dans une position fermée et dans une position ouverte. Comme montré sur cette figure, le capot 3 a une section en forme sensiblement de croissant, ou de demi-couronne. Le capot 3 s'articule autour d'un axe de rotation X, formé par les charnières placées le long du mât réacteur. Sur la figure 5, on a représenté le capot 3 dans sa position fermée, c'est-à-dire lorsqu'il entoure une moitié du module de soufflante du réacteur. On a représenté également le capot 3 dans sa position ouverte, permettant un accès au réacteur. L'ouverture du capot 3 permet, alors, aux personnes chargées de la maintenance d'intervenir sur le réacteur lui-même et sur les systèmes environnants. L'ouverture du capot 3 est effectuée manuellement par le personnel de maintenance. Son ouverture est réalisée en déverrouillant les moyens de verrouillage puis en soulevant et en basculant le capot autour de l'axe de rotation X. On a représenté, sur cette figure, par des traits mixtes, la trajectoire T de déplacement du capot 3 entre sa position fermée et sa position ouverte. Comme expliqué précédemment, la cinématique d'ouverture du capot a pour axe de rotation une ligne articulée située le long du mât réacteur. Cette ligne articulée peut être constituée par une ou plusieurs charnières montées sur la partie avant du mât réacteur. Comme on le verra plus en détail par la suite, le système de fermeture du capot de soufflante de l'invention permet de respecter cette cinématique d'ouverture du capot. Sur la figure 6, on a représenté de façon plus détaillée le système de fermeture du capot de soufflante selon l'invention. Comme montré sur cette figure, le système de l'invention comporte un dispositif mâle 10, solidaire du capot 3, et un dispositif femelle 30, solidaire du réacteur. Le dispositif mâle 10 est fixé sur le capot 3. Le dispositif femelle 30 est fixé sur la structure d'entrée d'air 4. Le dispositif mâle est destiné, lorsque le capot est fermé, à s'insérer dans le dispositif femelle qui assure alors un positionnement radial et circonférentiel du dispositif mâle de façon à éviter, ou tout au moins à limiter, le désaffleurement du capot. Le dispositif mâle 10 est constitué d'un socle 11, fixé sur le capot 3 par des moyens de fixation classiques tels que des rivets, et d'un doigt anguleux 12 apte à s'introduire dans le dispositif femelle 30. Le dispositif femelle 30 comporte un élément supérieur 33 et un élément inférieur 31 entre lesquels le doigt anguleux 12 est introduit lors de la fermeture du capot. L'élément inférieur 31 a une forme de demi-V inversé, comprenant une base 38 parallèle au socle 11 du dispositif mâle, une face 32 formant une première rampe de guidage du doigt anguleux et une face 39 reliant la base 38 et la face 32. Cette première rampe 32 a un pour rôle de guider le doigt anguleux 12 lors de la fermeture du capot et d'assurer un positionnement radial dudit doigt anguleux. Autrement dit, cette rampe 32 empêche le doigt anguleux 12 de se déplacer radialement, suivant la flèche R, lorsque le capot est en position fermée. La face 39 constitue la première rampe de guidage en cas de déflexion du capot. L'élément supérieur 33 a une forme extérieure proche de celle d'un boomerang. Plus précisément, cette forme en boomerang comporte une première face extérieure 36 et une seconde face extérieure 35 reliée par un coude 37, la face intérieure 20 pouvant avoir une forme variée, rectiligne comme celle montrée sur la figure 6 ou courbée. La première face 36 forme une deuxième rampe de guidage du doigt anguleux. La seconde face 35 forme une troisième rampe de guidage du doigt anguleux. La rampe 34 est horizontale. Elle assure un positionnement circonférentiel du doigt anguleux 12. Comme on le verra de façon plus détaillée par la suite, cette rampe 34 est une rampe de limitation de déplacement, c'est-à-dire qu'elle empêche le doigt anguleux 12 de se déplacer circonférentiellement, suivant la flèche C, lorsque le capot est en position fermée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le doigt anguleux 12 a une forme sensiblement de demi-U inversé. Il comporte un pied 13, perpendiculaire au socle 11, et une jambe 14 formant, avec le pied, un angle compris entre 90° et 180°. Dans l'exemple de la figure 6, la jambe 14 et le pied 13 forment un angle d'environ 135°. L'angle entre la jambe 14 et le pied 13 est adapté pour s'emboiter autour du demi V de l'élément inférieur, tout en offrant un jeu dont le rôle sera décrit ultérieurement. La jambe 14 du doigt anguleux 12 comporte une première face 17 en regard de la première rampe 32 de l'élément inférieur, et une seconde face 16, parallèle à cette première face 17, et faisant face à la rampe 34 de l'élément supérieur. L'extrémité de la jambe 14, opposée au pied 13, est de préférence arrondie ou partiellement arrondie afin de faciliter l'introduction du doigt anguleux 12 entre les éléments inférieur 31 et supérieur 33. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'angle supérieur entre le pied 13 et la jambe 14 du doigt anguleux 12 est tronqué, formant ainsi une face 18 entre la face 16 et le pied 13. On comprend, de ce qui précède, que lors de l'ouverture du capot 3, le doigt anguleux 12 glisse le long de la rampe 32 de l'élément inférieur puis le long du coude 37 et de la rampe 35 de l'élément supérieur. Ce glissement du doigt anguleux 12 entre les éléments supérieur 33 et inférieur 31 assure la cinématique d'ouverture du capot montrée sur la figure 4. Lors de la fermeture du capot 3, le doigt anguleux 12 glisse le long du coude 37 (en fonction de sa position due aux tolérances géométriques) et de la rampe 32 (ou des rampes 39 puis 32, en fonction de sa position due aux tolérances géométriques). Le doigt anguleux 12 cesse son glissement lorsque le capot entre en contact avec le capot opposé fermant le module de soufflante, à la verticale du mat 7. Lorsque le doigt anguleux 12 est complètement inséré dans le dispositif femelle 30, le capot 3 peut être verrouillé sur le réacteur par des moyens de verrouillage classiques. Une fois le capot 3 verrouillé, la forme même du doigt anguleux 12 et des éléments supérieur 33 et inférieur 31 empêche, ou tout au moins limite, les déplacements circonférentiels ainsi que les déplacements radiaux du doigt anguleux et, par voie de conséquence, les déplacements circonférentiels et radiaux du capot. Cette limitation des déplacements du doigt anguleux, en particulier des déplacements radiaux, permet de limiter, voire d'éviter, le désaffleurement du capot par rapport à la structure d'entrée d'air, évitant ainsi le phénomène d'écopage. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, deux jeux, représentés sur la figure 6 par des doubles flèches J, permettent d'ajuster la dimension des espaces entre la base 18 du doigt anguleux et la rampe 34 de l'élément supérieur et entre la face 39 de l'élément inférieur et le pied 13 du doigt anguleux. Ces jeux J sont définis de façon à obtenir un compris entre la facilité d'insertion du doigt anguleux dans le dispositif femelle et la limitation des déplacements circonférentiels et radiaux. On comprend que ces jeux sont ajustables uniquement lors de la mise au point du système de fermeture. Une fois les jeux définis, l'élément supérieur et l'élément inférieur sont fixés sur la structure d'entrée d'air. Les jeux de déplacement circonférentiel et radial sont alors non modifiables. Le dispositif femelle et le dispositif male du système de l'invention peuvent bien entendu avoir des formes différentes de celles qui viennent d'être décrites. Les formes décrites correspondent à un exemple de réalisation, d'autres formes du dispositif male et du dispositif femelle pouvant assurer une limitation des déplacements radiaux et circonférentiels du capot de soufflante. L'ensemble constitué du dispositif femelle et du dispositif mâle tel que représenté sur la figure 6 est monté sur les deux cotés de la nacelle. Il est monté à l'endroit du capot où, sans ce système, le désaffleurement serait le plus important. Dans les exemples des figures 3 et 5, il serait placé sensiblement au milieu de la section du capot, aux emplacements référencés M. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de fermeture comporte un ensemble constitué d'un dispositif femelle et d'un dispositif mâle sur chaque coté de la nacelle, à savoir le coté extérieur et le coté intérieur.20 REVENDICATIONS1- Système de fermeture d'un capot de soufflante (3) sur un réacteur 5 (1) d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble constitué : - d'un dispositif mâle (10) solidaire du capot, et - d'un dispositif femelle (30) solidaire du réacteur et comportant un élément inférieur (31) formant au moins une première rampe de guidage (32) 10 et un élément supérieur (33) formant au moins une seconde rampe de guidage, ledit dispositif femelle étant apte à assurer, d'une part, un guidage du dispositif mâle lors de l'ouverture et/ou de la fermeture du capot de soufflante (3) et, d'autre part, une limitation des déplacements radiaux et circonférentiels du dispositif mâle. 15 2 û Système de fermeture selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif mâle (10) comporte un socle (11) fixé sur le capot et un doigt anguleux (12) apte à glisser le long des rampes de guidage du dispositif femelle. 3 û Système de fermeture selon la revendication 2, caractérisé en ce que le doigt anguleux (12) a une forme de demi U, comportant un pied (13) perpendiculaire au socle et une jambe (14) formant, avec le pied, un angle compris entre 90° et 180°. 25 4 û Système de fermeture selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première rampe (32) de l'élément inférieur est sensiblement parallèle à une face inférieure de la jambe (14) du doigt anguleux, assurant un positionnement radial dudit doigt anguleux. - Système de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément supérieur (33) a sensiblement la forme d'un boomerang comportant des faces (34 - 36) reliées par un coude (37). 20 306 ù Système de fermeture selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une des faces (34), située en regard de la première rampe de guidage de l'élément inférieur, assure un positionnement circonférentiel du doigt anguleux et l'autre face forme une troisième rampe de guidage (35), sensiblement parallèle au capot lorsqu'il est en position fermée et assurant un guidage du doigt anguleux lors de l'ouverture et de la fermeture du capot. 7 ù Système de fermeture selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un jeu ajustable (J), d'une part, entre l'élément inférieur et le doigt anguleux et, d'autre part, entre le doigt anguleux et l'élément supérieur. 8 ù Système de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément inférieur et l'élément supérieur sont fixés sur une structure d'entrée d'air (4) du réacteur. 9 ù Nacelle d'aéronef comportant un réacteur et un capot de soufflante, caractérisé en ce que le capôt de soufflante comporte un système de fermeture selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 ù Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un capot de souflante équipé du système de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 25