Brevet FR2961173A1 — publié le 20111216

NACELLE INCORPORANT UNE ENTREE D'AIR AU NIVEAU D'UNE CASQUETTE La présente invention se rapporte à une nacelle incorporant une entrée d'air au niveau de l'avant de la jonction de ladite nacelle et du mât la supportant appelé casquette. Un ensemble propulsif d'aéronef comprend une nacelle dans laquelle est disposée de manière sensiblement concentrique une motorisation reliée par l'intermédiaire d'un mât au reste de l'aéronef. La nacelle comprend une paroi intérieure délimitant un conduit avec une entrée d'air à l'avant, une première partie du flux d'air entrant, appelée flux primaire, traversant la motorisation pour participer à la combustion, la seconde partie du flux d'air, appelée flux secondaire, étant entrainée par une soufflante et s'écoulant dans un conduit annulaire délimité par la paroi intérieure de la nacelle et la paroi extérieure de la motorisation. La nacelle comprend également une paroi extérieure de section sensiblement circulaire, qui s'étend depuis l'entrée d'air jusqu'à la sortie arrière, constituée par la juxtaposition de plusieurs éléments. Le mât comprend à l'avant au niveau de la zone de jonction avec la nacelle une surface aérodynamique appelée casquette qui a pour fonction de limiter la traînée au niveau de la jonction de la nacelle et du mât. Sous les chargements aérodynamiques durant le vol, la nacelle se déplace légèrement par rapport au mât et donc par rapport à la casquette, notamment selon l'axe longitudinal de la nacelle. La nacelle comprend au moins un système d'air, notamment pour assurer le réchauffage, le refroidissement ou la ventilation, comprenant un circuit s'étendant depuis au moins une entrée d'air jusqu'à au moins une sortie d'air en traversant au moins un échangeur ou tout autre appareil nécessitant de l'air ou fonctionnant avec de l'air. Un système d'air induit nécessairement une traînée parasite découlant par exemple des défauts de surface liés à l'implantation de l'entrée ou de la sortie au niveau de la surface en contact avec le flux d'air extérieur ou en raison de la différence entre les débits capté et rejeté dans ledit flux d'air. Or, pour répondre aux attentes des clients, les constructeurs d'aéronef cherchent à améliorer l'aérodynamisme de leurs appareils afin de réduire leurs coûts d'exploitation fortement liés à la consommation en carburant. La présente demande se rapporte plus particulièrement à une entrée d'air appelée également écope. Pour limiter son impact sur l'aérodynamisme, l'entrée d'air doit être obturée lorsque le besoin en air est nul. Par conséquent, certaines entrées d'air comprennent un volet susceptible d'occuper une première position dite fermée dans laquelle le volet obture l'entrée d'air et vient dans le prolongement des surfaces aérodynamiques entourant l'entrée d'air, et une seconde position dite ouverte dans laquelle le volet dégage l'entrée d'air et autorise le passage de l'air. Un actionneur, par exemple un vérin, activé par des moyens de commande de l'aéronef, est utilisé pour manoeuvrer le volet. Le volet et l'actionneur augmentent la masse embarquée et requièrent une maintenance spécifique qui impacte les coûts d'exploitation. La présente invention propose une entrée d'air ouverte pendant certaines phases du vol dont le mécanisme de fermeture n'augmente pas la masse embarquée et ne requiert pas une maintenance spécifique. A cet effet l'invention a pour objet une nacelle d'aéronef comportant une paroi extérieure, au moins un système d'air avec au moins une entrée d'air, ladite nacelle étant reliée par des moyens de liaison à un mât lui-même relié à l'aéronef, lesdits moyens de liaison autorisant un mouvement relatif entre ladite nacelle et ledit mât selon la direction longitudinale de la nacelle, ledit mât comprenant à l'avant au niveau de la zone de jonction avec la nacelle une surface aérodynamique appelée casquette qui découvre et recouvre une zone de la paroi extérieure appelée zone de chevauchement en fonction de la position de la nacelle par rapport au mât, caractérisée en ce qu'une entrée d'air pour un système d'air est disposée au niveau de ladite zone de chevauchement. Cette solution a pour avantage de profiter d'un mouvement relatif entre deux pièces pour générer l'ouverture et la fermeture d'une entrée d'air et ainsi contribuer à limiter son impact sur l'aérodynamisme de l'aéronef. Compte tenu que ce mouvement relatif entre les deux pièces est existant, cette solution évite l'utilisation d'un volet et d'un actionneur spécifiques susceptibles d'augmenter la masse embarquée et de requérir un entretien spécifique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une nacelle d'aéronef, - la figure 2A est une vue latérale d'une nacelle d'aéronef lorsque la poussée de la motorisation ne dépasse pas un certain seuil, - la figure 2B est une vue latérale d'une nacelle d'aéronef lorsque la poussée de la motorisation dépasse un certain seuil, - la figure 3 est une coupe transversale de la partie supérieure de la nacelle au niveau de la jonction de ladite nacelle et du mât, - la figure 4A est une coupe selon la ligne AA de la figure 3 illustrant différentes positions de la casquette par rapport à la paroi extérieure de la nacelle, - la figure 4B est une coupe selon la ligne BB de la figure 3 illustrant différentes positions de la casquette par rapport à la paroi extérieure de la nacelle, et - la figure 5 est une coupe de la partie de la nacelle susceptible d'être recouverte ou découverte par la casquette. Sur la figure 1, on a représenté un ensemble propulsif d'aéronef comportant une nacelle 10 dans laquelle est disposée de manière sensiblement concentrique une motorisation 12 reliée par des moyens de liaison à un mât 14 lui-même relié au reste de l'aéronef. On a référencé en 16 l'axe longitudinal de la nacelle. La nacelle 10 comprend une paroi intérieure 18 délimitant un conduit avec une entrée d'air à l'avant, une première partie du flux d'air entrant, appelée flux primaire, traversant la motorisation pour participer à la combustion, la seconde partie du flux d'air, appelée flux secondaire, étant entrainée par une soufflante et s'écoulant dans un conduit annulaire délimité par la paroi intérieure de la nacelle et la paroi extérieure de la motorisation. La motorisation 12 produit une poussée matérialisée par les flèches 20 sur la figure 2B. La nacelle 10 comprend également une paroi extérieure 22 avec des sections sensiblement circulaires, qui s'étend depuis l'entrée d'air jusqu'à la sortie arrière, constituée par la juxtaposition de plusieurs éléments. Le mât 14 comprend à l'avant au niveau de la zone de jonction avec la nacelle une 25 surface aérodynamique appelée casquette 24 qui a pour fonction de limiter la traînée au niveau de la jonction de la nacelle et du mât. Cette casquette 24 a une forme complexe, convexe, avec un bord inférieur 26 qui jouxte la surface extérieure de la nacelle. Les moyens de liaison entre la nacelle et le mât sont tels que sous les chargements aérodynamiques durant le vol, notamment en raison de la poussée 20, la nacelle 10 se déplace légèrement par rapport au mât et donc par rapport à la casquette 24, notamment selon l'axe longitudinal 16 de la nacelle. Sur la figure 2A, on a représenté une première position dite position arrière de la nacelle par rapport au mât lorsque la poussée ne dépasse pas un certain seuil. Sur la figure 2B, on a représenté une deuxième position dite position avant de la nacelle par rapport au mât lors d'un chargement aérodynamique maximal. Sur la figure 2B, on a exagéré ce déplacement afin de mieux illustrer l'invention. Le déplacement réel est de l'ordre de +/- 10 mm par rapport à la position de l'entrée d'air à l'arrêt. Selon le chargement aérodynamique, la nacelle peut occuper des positions intermédiaires entre la position arrière et la position avant. Lors de ce mouvement d'avant en arrière, le bord inférieur 26 de la casquette se déplace par rapport à la paroi extérieure de la nacelle et la casquette 24 découvre ou recouvre une zone dite de chevauchement 28 en fonction de la position de la nacelle par rapport à ladite casquette, visible sur la figure 2B. La nacelle 10 comprend également au moins un système d'air, notamment pour assurer le réchauffage, le refroidissement ou la ventilation, comprenant un circuit s'étendant depuis au moins une entrée d'air jusqu'à au moins une sortie d'air en traversant au moins un échangeur ou tout autre appareil nécessitant de l'air ou fonctionnant avec de l'air. Selon l'invention, au moins une entrée d'air 30 est prévue au niveau de la zone de chevauchement 28 susceptible d'être recouverte et découverte par la 25 casquette 24. Ainsi, selon l'invention l'entrée d'air 30 débouche au niveau de la paroi extérieure de la nacelle au niveau de la zone de chevauchement 28. De la sorte, cette entrée d'air est à l'état passant ou fermé en fonction de la position de la nacelle par rapport à la casquette. Lorsque la nacelle est dans la position avant, la casquette ne recouvre pas la zone de chevauchement 28 et dégage l'entrée d'air 30 si bien que l'air pénètre dans le 5 système d'air. Lorsque la nacelle est dans la position arrière, la casquette recouvre la zone de chevauchement 28 et obture l'entrée d'air 30 si bien que l'air ne pénètre pas dans le système d'air. Ainsi, l'entrée d'air est à l'état désactivé lorsque la nacelle est en position arrière à savoir lorsque la poussée produite par la motorisation ne 10 dépasse pas un certain seuil. L'ouverture de l'entrée d'air (et donc le débit entrant) est modulée en fonction de la position relative entre la nacelle et l'entrée d'air. Ainsi, à l'arrêt, l'entrée d'air 30 est fermée. Cette position est utilisée comme référence. 15 Au décollage, du fait de la forte poussée du moteur, la nacelle se déplace de 10 mm vers l'avant par rapport à la casquette et autorise un débit d'air important dans l'entrée d'air, ce qui correspond au besoin maximal pour le refroidissement. En croisière, la poussée du moteur est relativement faible par rapport au 20 décollage et la nacelle se déplace faiblement, de l'ordre de 3 mm, vers l'avant par rapport à la casquette. Ainsi, le débit d'air pénétrant dans l'entrée d'air est moins important qu'au moment du décollage. Toutefois, ce débit est adapté au besoin du moteur pendant cette phase du vol. De plus, l'entrée d'air 30 étant faiblement ouverte, son impact est limité sur la traînée. 25 A l'atterrissage, lors de l'utilisation des systèmes d'inversion de poussée, le déplacement de la nacelle est de 10 mm vers l'arrière, ce qui n'a aucun impact sur l'entrée d'air. Ainsi, selon l'invention, l'entrée d'air 30 est plus ou moins obturée par la casquette en fonction de la phase de vol si bien que son ouverture ou son débit s'adapte à la phase de vol et correspond aux besoins du moteur. Ce type d'entrée d'air peut remplacer les écopes existantes. De préférence, une entrée d'air selon l'invention vient en complément des autres entrées d'air sous forme d'écope si bien qu'il est possible de réduire les dimensions desdites entrées d'air et par conséquent leur influence sur l'aérodynamisme. Sur les figures 4A et 4B, on a représenté en trait fort la casquette lorsque la nacelle est en position avant et l'entrée d'air à l'état désactivé et en pointillé la casquette lorsque la nacelle est dans une position intermédiaire et lorsqu'elle est en position arrière et l'entrée d'air à l'état activé. Selon un mode de réalisation, une entrée d'air 30 comprend au moins une rainure 32 prévue au niveau de la surface extérieure qui s'étend selon la direction longitudinale dans la zone de chevauchement 28. De préférence, cette rainure 32 a une section en U avec un fond 34 et de part et d'autre des surfaces d'appui 36. Avantageusement, la profondeur de la rainure 32, à savoir la distance séparant le fond 34 des surfaces d'appui 36 augmente de l'avant vers l'arrière. Ainsi, la section de passage (correspondant à la section de la rainure en U) augmente d'avant en arrière. Ainsi, la section de passage de l'entrée d'air augmente en fonction de la position de la nacelle par rapport au mât. De préférence, l'entrée d'air 30 comprend deux rainures 32 disposées de manière symétrique par rapport au plan médian vertical de la nacelle. Le fait de disposer les rainures de manière symétrique par rapport à l'axe médian permet une meilleure répartition des efforts. La surface d'appui 36 entre les deux rainures 32 permet de limiter les déformations de la casquette. Selon un mode de réalisation, l'entrée d'air se présente sous la forme d'une portion de bague disposée au niveau de la surface extérieure de la nacelle au droit de la zone de chevauchement. Dans un plan contenant l'axe longitudinal, cette bague a une section en forme de triangle rectangle dont l'hypoténuse est orientée vers le mât et le grand côté est disposé sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la nacelle. REVENDICATIONS1. Nacelle d'aéronef comportant une paroi extérieure (22), au moins un système d'air avec au moins une entrée d'air (30), ladite nacelle étant reliée par des moyens de liaison à un mât (14) lui-même relié à l'aéronef, lesdits moyens de liaison autorisant un mouvement relatif entre ladite nacelle et ledit mât (14) selon la direction longitudinale (16) de la nacelle, ledit mât (14) comprenant à l'avant au niveau de la zone de jonction avec la nacelle une surface aérodynamique appelée casquette (24) qui découvre et recouvre une zone de la paroi extérieure appelée zone de chevauchement (28) en fonction de la position de la nacelle (10) par rapport au mât, caractérisée en ce qu'une entrée d'air (30) pour un système d'air est disposée au niveau de ladite zone de chevauchement (28). 2. Nacelle d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entrée d'air (30) comprend au moins une rainure (32) prévue au niveau de la surface extérieure qui s'étend selon la direction longitudinale dans la zone de chevauchement (28). 3. Nacelle d'aéronef selon la revendication 2, caractérisée en ce que la rainure (32) a une section en U avec un fond (34) et de part et d'autre des surfaces d'appui (36). 4. Nacelle d'aéronef selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la profondeur de la rainure (32) augmente de l'avant vers l'arrière. 5. Nacelle d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'entrée d'air (30) comprend des rainures (32) disposées de manière symétrique par rapport au plan médian vertical de la nacelle. 6. Nacelle d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée d'air comprend une portion de bague disposée auniveau de la surface extérieure de la nacelle au droit de la zone de chevauchement avec une section en forme de triangle. 7. Nacelle d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée d'air (30) est plus ou moins obturée par la 5 casquette en fonction de la phase de vol.