Brevet FR2942457A1 — publié le 20100827

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des nacelles équipant les turboréacteurs. Une nacelle de turboréacteur se compose généralement d'une structure amont d'entrée d'air pour canaliser le flux d'air vers la soufflante du turboréacteur, d'une structure médiane fixée à la structure d'entrée d'air et destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, et d'une structure aval permettant d'accéder à la partie centrale du turboréacteur et abritant un système d'inversion de poussée. Les opérations de maintenance sur un turboréacteur équipé d'une telle nacelle obligent les constructeurs à prévoir des capots d'accès sur la nacelle. En particulier, il est courant d'équiper la structure médiane de la nacelle de capots semi-cylindriques qui sont articulés autour d'axes longitudinaux afin d'offrir un accès au turboréacteur lors des opérations de maintenance sur celui-ci. La présence de capots a cependant pour conséquences néfastes d'augmenter la traînée de la nacelle et d'alourdir celle-ci. Afin de pallier ces inconvénients, il a été proposé de rendre amovible une partie de la structure d'entrée d'air de la nacelle. Cette solution permet d'accéder aisément au turboréacteur lors de sa maintenance. On pourra notamment se référer à la demande de brevet FR 2,906,568 qui décrit un exemple de réalisation d'une nacelle à structure d'entrée d'air amovible. Du fait de la suppression des capots, la traînée et la masse de la nacelle se trouvent diminuées. Ce type de nacelle à structure d'entrée d'air amovible pose toutefois le problème de la jonction entre la partie de la structure qui peut être déplacée et la partie qui reste fixe. Lorsque la nacelle est en position fermée, la présence d'un jeu entre ces deux éléments créé des perturbations aérodynamiques préjudiciables aux performances du turboréacteur et entraîne des fuites d'air dans le compartiment de la structure d'entrée d'air. Pour réduire ce jeu au minimum, il a été proposé de le combler au moyen d'un joint ou en prévoyant que les parties fixe et mobile de la structure d'entrée d'air se chevauchent partiellement lorsque la nacelle est en position fermée. De telles dispositions ne sont cependant pas pleinement satisfaisantes puisqu'elles continuent d'engendrer des perturbations aérodynamiques en fonctionnement. Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant une nacelle de turboréacteur comprenant une structure d'entrée d'air pour canaliser un flux d'air vers une soufflante du turboréacteur, une structure médiane fixée à la structure d'entrée d'air et destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, la structure d'entrée d'air comprenant un panneau interne fixé à la structure médiane et formant une structure fixe avec celle-ci, et un panneau externe intégrant une lèvre d'entrée d'air à son extrémité opposée à la structure médiane, le panneau externe étant mobile en translation longitudinale par rapport au panneau interne, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une tige dont une extrémité est fixée sur une bride de la lèvre d'entrée d'air et des moyens solidaires de la structure médiane pour accrocher et verrouiller l'autre extrémité de chaque tige en exerçant sur celle-ci un effort de traction. Le verrouillage de la zone d'accostage entre la lèvre d'entrée d'air et le panneau interne selon l'invention présente de nombreux avantages. En particulier, ce verrouillage s'effectue en exerçant un effort de traction sur les tiges, et donc sur la lèvre d'entrée d'air, de façon à s'assurer qu'aucun jeu ne subsiste en fonctionnement entre les parties fixe et mobile de la structure d'entrée d'air. Même si la partie mobile de la structure d'entrée d'air devait avoir tendance à reculer, les tiges ainsi précontraintes exerceraient un effort de compression permanent sur la jonction entre la bride de la lèvre d'entrée d'air et la bride correspondante du panneau interne. L'absence de jeu entre parties fixe et mobile de la structure d'entrée d'air est ainsi assurée. En outre, les moyens d'accrochage et de verrouillage sont portés par la structure médiane de sorte qu'il est possible de les positionner de façon à les rendre visibles et accessibles depuis l'extérieur. Ainsi, il est aisé de vérifier avant le décollage de l'avion que la partie mobile de la structure d'entrée d'air est bien arrimée sur la partie fixe de celle-ci. Selon une disposition avantageuse de l'invention, chaque tige est recouverte d'un matériau amortissant les vibrations. La présence d'un tel matériau permet d'amortir les vibrations subies en fonctionnement par la tige. En effet, par leur nature souple et longue, les tiges risquent d'avoir des modes propres de vibration qui se situent dans la plage de fréquences de fonctionnement du turboréacteur, ce qui peut engendrer de l'usure et/ou un risque de rupture en fatigue. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention, chaque tige est maintenue par clipsage dans une encoche formée dans une paroi interne de la structure d'entrée d'air. Un tel maintien permet également de réduire les risques de rupture de la tige. Les moyens d'accrochage et de verrouillage peuvent comprendre, pour chaque tige, un organe d'accrochage monté articulé autour d'un axe sur la structure médiane, la tige se terminant par un étrier coopérant avec l'organe d'accrochage. Dans ce cas, l'organe d'accrochage est de préférence actionné manuellement au moyen d'une poignée logée dans une trappe de la nacelle formée à la périphérie extérieure de la structure médiane. Selon encore une autre disposition avantageuse de l'invention, la lèvre d'entrée d'air est munie au niveau de brides de pions de centrage venant se loger dans des encoches de formes complémentaires aménagées dans des brides correspondantes du panneau interne. Chaque tige peut être fixée sur la bride de la lèvre d'entrée d'air au moyen d'une liaison rotule et être réalisée en acier. De préférence, la nacelle comprend une pluralité de tiges régulièrement réparties autour d'un axe longitudinal de la nacelle. L'invention a également pour objet un turboréacteur comportant une nacelle telle que définie précédemment. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 représente de façon très schématique une coupe longitudinale d'une nacelle de turboréacteur selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation agrandie de la zone de jonction entre parties fixe et mobile de la structure d'entrée d'air de la nacelle de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation agrandie de la zone de jonction de la figure 2 en position d'ouverture de la structure d'entrée d'air ; et - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de la figure 2, respectivement selon IV-IV et V-V. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 représente en coupe longitudinale la structure générale d'une nacelle 10 selon l'invention. Cette nacelle constitue un logement annulaire pour un turboréacteur 12 dont elle sert à canaliser les flux gazeux qu'il génère en définissant des lignes aérodynamiques internes et externes à celle-ci. La nacelle 10 est centrée sur l'axe longitudinal X-X du turboréacteur 12. D'amont en aval selon la direction d'écoulement des flux gazeux la traversant, la nacelle comprend une structure amont formant entrée d'air 14, une structure médiane 16 entourant la soufflante 18 du turboréacteur, et une structure aval 20 permettant d'accéder à la partie centrale du turboréacteur 10 et abritant un système d'inversion de poussée (non représenté). Plus précisément, la structure d'entrée d'air 14 de la nacelle se compose de deux parties reliées l'une à l'autre : une lèvre d'entrée d'air 14a dont le profil aérodynamique est adapté pour permettre la captation optimale de l'air nécessaire à l'alimentation de la soufflante 18 du turboréacteur, et une structure arrière 14b destinée à canaliser convenablement l'air vers les aubes 22 de la soufflante 18. La structure d'entrée d'air 14 ainsi définie est rattachée en amont d'un carter 24 de la soufflante 18 appartenant à la structure médiane 16 de la nacelle au moyen de brides de fixation 26 (voir les figures 2 et 3). Par ailleurs, comme représenté notamment sur les figures 2 et 3, la structure d'entrée d'air 14 comprend un panneau interne 28 qui est fixé à la structure médiane 16 pour former avec celle-ci une structure fixe, et un panneau externe 30 intégrant la lèvre d'entrée d'air 14a à son extrémité opposée à la structure médiane. Le panneau interne 28 est réalisé en matériau acoustique et est relié par l'intermédiaire des brides de fixation 26 au carter 24 appartenant à la structure médiane 16. Le panneau interne 28 constitue ainsi une structure fixe. Quant au panneau externe 30, il entoure en partie le panneau interne et se prolonge (vers l'amont) au-delà de celui-ci par la lèvre d'entrée d'air 14a, cette dernière formant une jonction 32 avec l'extrémité amont du panneau interne 28. En outre, le panneau externe 30 de la nacelle selon l'invention est mobile en translation longitudinale (c'est-à-dire qu'il peut coulisser) par rapport au panneau interne 28. Ainsi, la figure 2 représente la structure d'entrée d'air en position fermée (correspondant à un fonctionnement du turboréacteur), tandis que la figure 3 représente la même structure en position d'ouverture permettant un accès au turboréacteur (pour une opération de maintenance sur le turboréacteur). L'ouverture et la fermeture du panneau externe 30 de la structure d'entrée d'air peut s'effectuer manuellement ou automatiquement (à l'aide de moyens d'actionnement électriques ou hydrauliques par exemple). Par ailleurs, dans le cas de grandes dimensions de la structure d'entrée d'air, le recours à des moyens de guidage du panneau externe (tels qu'un système de rails et de glissières par exemple) peut être envisagé. Lorsque le panneau externe 30 de la structure d'entrée d'air est en position fermée (cas de la figure 2), il est nécessaire que le jeu au niveau de la jonction 32 entre la lèvre d'entrée d'air 14a et l'extrémité amont du panneau interne 28 soit le plus petit possible. A cet effet, la nacelle 10 selon l'invention comprend au moins une tige 34 û et de préférence une pluralité de tiges régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal X-X - dont une extrémité est fixée sur une bride 36 de la lèvre d'entrée d'air 14a, cette bride étant disposée au niveau de la jonction 32 et mise en butée contre une bride 37 correspondante du panneau interne 28 lorsque le panneau externe est en position fermée. De façon plus précise, chaque tige 34 est fixée sur la bride 36 de la lèvre d'entrée d'air au moyen d'une liaison rotule 38 représentée notamment sur la figure 4. Par ailleurs, à leur autre extrémité, chaque tige 34 comprend un étrier 40 (figure 4) qui est destiné à coopérer avec un organe d'accrochage 42 formant crochet, celui-ci étant monté articulé autour d'un axe 44 sur la structure médiane 16. Cet organe d'accrochage 42 permet de verrouiller l'autre extrémité de la tige par l'intermédiaire de son étrier 40 tout en exerçant un effort de traction sur celle-ci. Ainsi, lorsque le panneau externe 30 de la structure d'entrée d'air doit être fermé, il est coulissé vers le panneau interne 28 et les organes d'accrochage 42 sont actionnés de sorte à verrouiller les étriers des tiges. Ce verrouillage entraîne également un effort de traction sur les tiges qui résulte au niveau de la jonction 32 en une mise en compression permanente des brides 36 de la lèvre d'entrée d'air 14a contre les brides 37 correspondantes du panneau interne 28. De la sorte, lorsque le panneau externe de la structure d'entrée d'air est en position fermée, aucun jeu ne subsiste au niveau de cette jonction 32 et la continuité aérodynamique entre la lèvre d'entrée d'air et le panneau interne n'est pas brisée. L'organe d'accrochage 42 peut être actionné manuellement au moyen d'une poignée 46 logée dans une trappe 48 de la nacelle, cette trappe étant avantageusement formée à la périphérie extérieure de la structure médiane 16. Avec une telle disposition, l'organe d'accrochage est facilement accessible et il est ainsi aisé de vérifier visuellement que le panneau externe de la structure d'entrée d'air est bien verrouillé. Par ailleurs, en position de fermeture, la poignée 46 est affleurant à la surface extérieure de la nacelle de sorte à minimiser les perturbations aérodynamiques. Les tiges 34 sont réalisées dans un matériau ayant une certaine élasticité afin de pouvoir s'allonger légèrement sans se rompre sous l'effort de traction exercé par les organes d'accrochage lors du verrouillage de la lèvre d'entrée d'air. A titre d'exemple pour une tige ayant une longueur de 1m, l'allongement que celle-ci devra subir sous l'effort de traction pour compenser un jeu de 5mm au niveau de la jonction 32 correspondra à 0,5% de sa longueur. Un exemple de matériau présentant de telles caractéristiques d'élasticité est l'acier. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque tige est recouverte d'un matériau amortissant les vibrations. En effet, par leur nature souple et longue, les tiges risquent d'avoir des modes propres de vibration qui se situent dans la plage de fréquences de fonctionnement du turboréacteur, ce qui peut engendrer de l'usure et/ou un risque de rupture en fatigue de ces tiges. Sur les figures 2, 3 et 5, la tige 34 représentée est ainsi entourée d'un manchon 50 en silicone. Bien entendu, tout autre matériau apte à amortir les vibrations subies en fonctionnement par les tiges pourrait être utilisé. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention représentée à la figure 5, chaque tige est maintenue par clipsage dans une encoche 52 de section circulaire qui est formée dans une paroi interne 54 à la structure d'entrée d'air 14 (de telles parois formant des raidisseurs axiaux sont communément installés à l'intérieur d'une structure d'entrée d'air amovible). Le maintien des tiges permet également d'amortir les vibrations que celles-ci subissent en fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention représentée à la figure 4, la lèvre d'entrée d'air est munie au niveau de ses brides 36 de pions de centrage 56 destinés à venir se loger dans des encoches 58 de formes complémentaires aménagées dans les brides correspondantes 37 du panneau interne 28 lors de la fermeture du panneau externe. REVENDICATIONS1. Nacelle (10) de turboréacteur comprenant une structure d'entrée d'air (14) pour canaliser un flux d'air vers une soufflante (18) du turboréacteur, une structure médiane (16) fixée à la structure d'entrée d'air et destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, la structure d'entrée d'air comprenant un panneau interne (28) fixé à la structure médiane et formant une structure fixe avec celle-ci, et un panneau externe (30) intégrant une lèvre d'entrée d'air (14a) à son extrémité opposée à la structure médiane, le panneau externe étant mobile en translation longitudinale par rapport au panneau interne, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une tige (34) dont une extrémité est fixée sur une bride (36) de la lèvre d'entrée d'air et des moyens (42) solidaires de la structure médiane pour accrocher et verrouiller l'autre extrémité de chaque tige en exerçant sur celle-ci un effort de traction. 2. Nacelle selon la revendication 1, dans laquelle chaque tige (34) est recouverte d'un matériau (50) amortissant les vibrations. 3. Nacelle selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle chaque tige (34) est maintenue par clipsage dans une encoche (52) formée dans une paroi interne (54) de la structure d'entrée d'air. 4. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les moyens d'accrochage et de verrouillage comprennent, pour chaque tige, un organe d'accrochage (42) monté articulé autour d'un axe sur la structure médiane, la tige se terminant par un étrier (40) coopérant avec l'organe d'accrochage. 5. Nacelle selon la revendication 4, dans laquelle l'organe d'accrochage (42) est actionné manuellement au moyen d'une poignée (46) logée dans une trappe (48) de la nacelle formée à la périphérie extérieure de la structure médiane. 6. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la lèvre d'entrée d'air est munie au niveau de brides (36) de pionsde centrage (56) venant se loger dans des encoches (58) de formes complémentaires aménagées dans des brides correspondantes (37) du panneau interne (28). 7. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle chaque tige (34) est fixée sur la bride (36) de la lèvre d'entrée d'air (14a) au moyen d'une liaison rotule (38). 8. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle chaque tige (34) est réalisée en acier. 9. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une pluralité de tiges (34) régulièrement réparties autour d'un axe longitudinal (X-X) de la nacelle. 10. Turboréacteur comportant une nacelle (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.15