Brevet FR2978954A1 — publié le 20130215

ENSEMBLE D'INFLUENCE DE PRESSION POUR UN SYSTEME AUXILIAIRE D'AÉRONEF CONTEXTE La présente description concerne généralement un système auxiliaire d'aéronef et plus particulièrement pour influencer la contre-pression au niveau d'un échappement du système auxiliaire d'aéronef. Des systèmes auxiliaires sont utilisés dans de nombreux aéronefs. Un exemple de système auxiliaire, un groupe auxiliaire de puissance (APU), se monte sur les éléments structurels à l'intérieur d'un cône de queue de l'aéronef. Le carénage de l'aéronef fixé aux éléments structurels enferme le APU à l'intérieur d'une cavité. Les autres systèmes auxiliaires sont positionnés dans d'autres zones de l'aéronef. Un conduit d'entrée s'étend à partir d'une surface externe du carénage d'aéronef jusqu'au système auxiliaire. Le fluide communique avec le système auxiliaire par le conduit d'entrée. Une porte peut sélectivement recouvrir une ouverture par rapport au conduit d'entrée pour limiter l'écoulement jusqu'au système auxiliaire. Un conduit d'échappement fait communiquer le fluide évacué par le système auxiliaire. Comme on le sait, la contre-pression dépend de l'air s'écoulant sur des surfaces orientées vers l'extérieur du carénage d'aéronef interagissant avec le fluide évacué. Si la contre-pression est relativement élevée, l'efficacité du système auxiliaire peut diminuer de manière indésirable. Par exemple, des niveaux de contre-pression relativement élevés peuvent réduire l'écoulement à travers le APU, ce qui empêche la capacité du APU à refroidir une cabine d'aéronef. RESUME Un exemple d'ensemble d'influence de pression pour un système auxiliaire d'aéronef comprend une ouverture d'entrée vers le système auxiliaire d'aéronef et une ouverture d'échappement provenant du système auxiliaire d'aéronef. A la fois l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement se font face au moins partiellement de manière radiale à distance d'un axe. L'ouverture d'échappement est positionnée dans une trajectoire d'écoulement à partir de l'ouverture d'entrée. De préférence, au moins une certaine partie de l'ouverture d'entrée est circonférentiellement alignée avec au moins une certaine partie de l'ouverture d'échappement par rapport à l'axe. -1- L'ensemble d'influence de pression peut comprendre une porte qui recouvre sélectivement l'ouverture d'entrée et la porte peut être articulée par charnière au niveau d'un côté arrière de l'ouverture d'entrée. L'axe peut être aligné avec une direction d'écoulement passant par le système 5 auxiliaire d'aéronef. Selon des aspects, l'axe peut être un axe de rotation du système auxiliaire d'aéronef. De préférence, le système auxiliaire d'aéronef est reçu à l'intérieur d'une cavité établie par un carénage d'aéronef, et l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement 10 peuvent être positionnées à l'intérieur d'une partie supérieure du carénage d'aéronef. L'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement peuvent être toutes deux orientées vers le haut. Le système auxiliaire d'aéronef est avantageusement un moteur secondaire d'un aéronef. 15 Le système auxiliaire d'aéronef peut être reçu à l'intérieur d'une cavité établie par un carénage d'aéronef, et une surface externe du carénage d'aéronef peut être ininterrompue par quelque structure que ce soit entre l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement. Avantageusement, le système auxiliaire d'aéronef est une unité de groupe 20 auxiliaire d'aéronef. Un ensemble d'influence de pression pour un système auxiliaire d'aéronef comprend un système auxiliaire d'aéronef agencé à l'intérieur d'une cavité établie par un carénage d'aéronef. Le système auxiliaire d'aéronef a un axe de rotation. Un conduit d'entrée fait communiquer un écoulement d'entrée, radialement par une ouverture 25 d'entrée, dans le carénage d'aéronef jusqu'à l'unité auxiliaire d'aéronef. Un conduit d'échappement fait communiquer un écoulement d'échappement radialement en passant par une ouverture d'échappement dans le carénage d'aéronef à distance du groupe auxiliaire de puissance. L'ouverture d'entrée est alignée au moins partiellement de manière circonférentielle avec l'ouverture d'échappement. 30 De préférence, l'ensemble d'influence de pression comprend une porte qui limite sélectivement l'écoulement d'entrée. Le carénage d'aéronef peut se terminer au niveau d'une extrémité arrière, et l'ouverture d'échappement est axialement espacée de l'extrémité arrière. De préférence, la cavité se termine au niveau d'une extrémité arrière, et 35 l'ouverture d'échappement est axialement espacée de l'extrémité arrière. -2- Le carénage d'aéronef peut avoir une partie supérieure et une partie inférieure, et l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement peuvent être toutes deux dans la partie supérieure. De préférence, le carénage d'aéronef a un sommet s'étendant de manière axiale, et à la fois l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement sont circonférentiellement espacées du sommet s'étendant de manière axiale. De préférence, le système auxiliaire d'aéronef est reçu à l'intérieur d'une cavité établie dans un carénage d'aéronef, et une surface externe du carénage d'aéronef peut être ininterrompue par n'importe quelle structure entre l'ouverture d'entrée et l'ouverture d'échappement. Un exemple de procédé d'influence de contre-pression sur un échappement du système auxiliaire d'aéronef comprend les étapes consistant à évacuer un écoulement provenant d'un échappement auxiliaire d'aéronef et interrompre un écoulement sur une surface externe d'un système auxiliaire d'aéronef en utilisant une ouverture d'entrée, une porte d'entrée ou les deux. L'interruption est prévue pour influencer la contre-pression sur un échappement de l'échappement auxiliaire d'aéronef. De préférence, l'échappement auxiliaire d'aéronef et l'ouverture d'entrée sont circonférentiellement alignés. DESCRIPTION DES FIGURES Les différents caractéristiques et avantages des exemples décrits ressortiront plus clairement pour l'homme du métier d'après la description détaillée. Les figures qui accompagnent la description détaillée peuvent être brièvement décrites de la manière suivante : La figure 1 représente une vue schématique d'un exemple de groupe de puissance auxiliaire (APU) à l'intérieur d'un cône de queue d'aéronef. La figure 2 représente une vue de face au niveau d'une extrémité arrière du cône de queue d'aéronef de la figure 1. La figure 3 représente une vue en perspective du APU de la figure 1 et une vue en coupe du cône de queue d'aéronef prise sur la ligne 3-3 sur la figure 2. La figure 4 représente schématiquement l'écoulement de fluide sur une surface extérieure de la partie du cône de queue représentée sur la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE En référence aux figures 1 à 3, on représente un exemple de APU 10 agencé dans une cavité 14 d'un cône de queue 18. Un aéronef, par exemple un avion ou un hélicoptère, comprend le APU 10. Le APU 10 est par exemple un système auxiliaire de -3- l'aéronef. L'aéronef est propulsé par des moteurs différents du APU 10. Ainsi, le APU est un moteur secondaire de l'aéronef. Le APU 10 comprend une boîte de vitesses 22 par le biais duquel un générateur 26 est mécaniquement entraîné en réponse à la rotation d'un compresseur et d'une turbine montés sur arbre autour d'un axe A. L'air provenant de l'extérieur du cône de queue 18 est amené par un conduit d'entrée 30 au compresseur du APU 10. L'air comprimé du compresseur est expansé sur la turbine, et expulsé par un conduit d'échappement 34. L'homme du métier ayant les compétences et le bénéfice de la présente description comprend le fonctionnement général d'un APU. Une surface orientée vers l'extérieur d'un carénage d'aéronef 38 est orientée à distance de la cavité 14. La surface orientée vers l'extérieur fournit un plan de joint ou contour externe aérodynamique, du cône de queue 18. Dans cet exemple, le conduit d'entrée 30 et le conduit d'échappement 34 sont tous deux fixés au carénage d'aéronef 38. Un stabilisateur vertical 42 s'étend vers le haut à partir du cône de queue 18. Le cône de queue 18 a un sommet 44 s'étendant verticalement qui coupe en deux parties égales le stabilisateur vertical 42. Le stabilisateur vertical 42 est une interruption dans la surface du carénage d'aéronef 38 parce que te stabilisateur vertical 42 fait saillie du plan de joint externe relativement constant. Une ouverture d'entrée 46 est établie à l'intérieur du carénage 38. L'ouverture d'entrée 46 fournit une trajectoire pour que l'air pénètre dans le conduit d'entrée 30. Une porte 50 est fixée de manière pivotante ou articulée par charnière à un côté arrière 54 de l'ouverture d'entrée 46. La porte 50 est sélectivement ouverte et fermée pour contrôler l'écoulement d'air par l'ouverture d'entrée 46 dans le conduit d'entrée 30. Une unité de commande 58 raccordée à un actionneur 62 peut être utilisée pour déplacer la porte 50 entre les positions ouverte et fermée, ou des positions qui limitent l'écoulement et des positions qui permettent l'écoulement. Une ouverture d'échappement 66 est établie dans le carénage 38. L'ouverture d'échappement 66 fournit une voie de passage pour le fluide évacué par le APU 10 qui a été déplacé dans le conduit d'échappement 34 pour sortir du cône de queue 18. Dans cet exemple, l'air passe par l'ouverture d'entrée 46 et le conduit d'entrée 30 le long d'une trajectoire P, lorsque la porte 50 est dans une position ouverte. La porte 50 aide à diriger ou « prendre » l'air dans le conduit 30 par l'ouverture d'entrée 46. -4- Le fluide évacué s'éloigne du APU 10 par le conduit d'échappement 34 en passant par l'ouverture d'échappement 66 dans une trajectoire P2. En particulier, le fluide qui circule le long des trajectoires P, et P2 a un composant radial sur au moins certaines des trajectoires P, et P2. C'est-à-dire que le fluide ne peut pas circuler dans une direction exclusivement radiale le long de tout le conduit 30 ou de tout le conduit 34 par rapport à la direction de l'écoulement passant par le APU 10. Egalement, la direction de l'écoulement de fluide par l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 a un composant radial. L'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 se font face, au moins partiellement radialement à distance de l'axe 12, ce qui facilite l'écoulement du fluide dans la direction radiale par l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement. Comme on peut le noter, le cône de queue 18 et la cavité 14 ont une section transversale généralement ovale qui se rétrécit progressivement vers une extrémité arrière 68 du cône de queue 18. La section transversale est circulaire dans certains exemples. Le cône de queue 18 a une partie supérieure 70 et une partie inférieure 74. L'extrémité arrière 68 est positionnée au niveau de la limite verticale entre la partie supérieure 70 et la partie inférieure 74. Le carénage d'aéronef 38 de la partie supérieure 70 est orienté vers le haut, et le carénage d'aéronef 38 de la partie inférieure 74 est orienté vers le bas. Les directions vers le haut et vers le bas, comme utilisé dans la présente description, font référence à un horizon lorsque l'aéronef ayant le APU 10 est en vol ou sur le sol. Dans cet exemple, l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 sont toutes deux positionnées dans la partie supérieure 70. Ainsi, l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 sont toutes deux orientées vers le haut. L'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 sont circonférentiellement décalées du sommet 44 s'étendant de manière axiale du cône de queue 18. Plus spécifiquement, l'exemple d'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 sont circonférentiellement centrées à 2 heure par rapport à l'axe A (figure 2). Le stabilisateur vertical 42 est à 12 heure. Ainsi, le stabilisateur vertical n'est pas une interruption dans la surface du carénage d'aéronef 38 qui est entre l'ouverture 35 d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66. -5- L'exemple d'ouverture d'échappement 66 est positionnée dans une trajectoire d'écoulement d'air se déplaçant à partir de l'ouverture d'entrée 46. C'est-à-dire qu'une partie ou la majeure partie de l'air qui s'est déplacée sur l'ouverture d'entrée 46 se déplace généralement vers l'ouverture d'échappement 66. Bien que l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66 exemplifiées sont circonférentiellement alignées, d'autres exemples peuvent comprendre un certain défaut d'alignement circonférentiel. Par exemple, l'ouverture d'entrée 46 peut être centrée de manière circonférentielle à 1 h 30 et l'ouverture d'échappement 66 est centrée circonférentiellement à 2 h 30. Dans un tel exemple, au moins une certaine partie de l'ouverture d'entrée 46 est encore circonférentiellement alignée avec au moins une certaine partie de l'ouverture d'échappement 66. Dans d'autres exemples, aucune partie de l'ouverture d'entrée 46 n'est circonférentiellement alignée avec l'ouverture d'échappement 66. C'est-à-dire que l'ouverture d'entrée 46 peut être espacée circonférentiellement de l'ouverture d'échappement 66. Dans un tel exemple, l'ouverture d'entrée 46, la porte 54, ou les deux, interrompent encore l'écoulement d'air à proximité de l'ouverture d'échappement 66 parce que l'ouverture d'échappement 66 est encore positionnée dans une trajectoire d'écoulement d'air provenant de l'ouverture d'entrée 46. Dans de tels exemples, l'écoulement circule un peu de manière circonférentielle lorsque l'écoulement se déplace vers l'ouverture d'échappement 66. En référence à la vue très schématique de la figure 4, la porte 50, l'ouverture d'entrée 46, ou les deux interrompent l'écoulement d'air A sur le carénage d'aéronef 38 lorsque l'aéronef est en vol. Plus spécifiquement, la porte 50, l'ouverture d'entrée 46, ou les deux provoquent un sillage dans l'écoulement d'air sur le carénage d'aéronef 38. Le sillage abaisse la pression à l'ouverture d'échappement 66 par rapport aux ouvertures d'échappement dans l'art antérieur qui n'ont pas de sillage (ni d'écoulement interrompu) à partir d'une ouverture d'entrée. La pression relativement basse facilite l'écoulement de l'air évacué par l'ouverture d'échappement 66 comme faisant partie d'un ensemble d'influence de pression formé par une combinaison de caractéristiques décrites ici. Bien que la description ci-dessus décrit le groupe de puissance auxiliaire 10 comme étant le système auxiliaire, l'homme du métier profitant du bénéfice de la présente description comprendra que d'autres systèmes auxiliaires d'aéronef peuvent utiliser l'ouverture d'entrée 46 et l'ouverture d'échappement 66. Par exemple, un système de contrôle environnemental d'aéronef ou un système de décharge de fluide peuvent bénéficier de l'abaissement d'une pression d'entrée par rapport à une pression de sortie. -6- La description précédente est un exemple plutôt que limitative en nature. Les variations et les modifications des exemples décrits peuvent ressortir clairement pour l'homme du métier, sans pour autant s'éloigner de l'essentiel de la présente description. Ainsi, la portée de protection légale proposée par la présente description peut uniquement être déterminée en étudiant les revendications suivantes. REVENDICATIONS1. Ensemble d'influence de pression pour un système auxiliaire d'aéronef (10), comprenant : une ouverture d'entrée (46) vers un système auxiliaire d'aéronef (10) ; et une ouverture d'échappement (66) du système auxiliaire d'aéronef (10), dans lequel à la fois l'ouverture d'entrée (46) et l'ouverture d'échappement (66) se font face au moins partiellement radialement à distance d'un axe (A), et l'ouverture d'échappement (66) est positionnée dans une trajectoire d'écoulement à partir de l'ouverture d'entrée (46). 2. Ensemble d'influence de pression selon la revendication 1, dans lequel au moins une certaine partie de l'ouverture d'entrée (46) est circonférentiellement alignée avec au moins une certaine partie de l'ouverture d'échappement (66) par rapport à l'axe (A). 3. Ensemble d'influence de pression selon la revendication 1 ou 2, comprenant une porte (50) qui recouvre sélectivement l'ouverture d'entrée (46). 4. Ensemble d'influence de pression selon la revendication 3, dans lequel la porte (50) est articulée par charnière au niveau d'un côté arrière (54) de l'ouverture d'entrée (46). 5. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'axe (A) est aligné avec une direction d'écoulement passant par le système auxiliaire d'aéronef (10). 6. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'axe (A) est un axe de rotation du système auxiliaire d'aéronef (10). 30 7. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système auxiliaire d'aéronef (10) est reçu à l'intérieur d'une cavité (14) établie par un carénage d'aéronef (38), et l'ouverture d'entrée (46) et l'ouverture d'échappement (66) sont positionnées à l'intérieur d'une partie supérieure (70) du carénage d'aéronef (38). 35 -8-. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ouverture d'entrée (46) et l'ouverture d'échappement (66) sont toutes deux orientées vers le haut. 9. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système auxiliaire d'aéronef (10) est un moteur secondaire d'un aéronef. 10. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système auxiliaire d'aéronef (10) est reçu à l'intérieur d'une cavité (14) établie par un carénage d'aéronef (38), et une surface externe du carénage d'aéronef (38) est ininterrompue par quelque structure que ce soit entre l'ouverture d'entrée (46) et l'ouverture d'échappement (66). 11. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système auxiliaire d'aéronef (10) est une unité de groupe auxiliaire d'aéronef. 12. Ensemble d'influence de pression pour un système auxiliaire d'aéronef (10) 20 comprenant : un système auxiliaire d'aéronef (10) agencé à l'intérieur d'une cavité (14) établie par un carénage d'aéronef (38), le système auxiliaire d'aéronef (10) ayant un axe de rotation (A) ; un conduit d'entrée (30) qui fait communiquer un écoulement d'entrée 25 radialement par une ouverture d'entrée (46) dans le carénage d'aéronef (38) jusqu'à l'unité auxiliaire d'aéronef (10) ; et un conduit d'échappement (34) qui fait communiquer un écoulement d'échappement radialement par une ouverture d'échappement (66) dans le carénage d'aéronef (38) à distance du groupe auxiliaire d'aéronef (10), dans lequel l'ouverture 30 d'entrée (46) est au moins partiellement circonférentiellement alignée avec l'ouverture d'échappement (66). 13. Ensemble d'influence de pression selon la revendication 12, comprenant une porte (50) qui limite sélectivement l'écoulement d'entrée. 35 -9-. Ensemble d'influence de pression selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le carénage d'aéronef (38) se termine au niveau d'une extrémité arrière (68), et l'ouverture d'échappement (66) est axialement espacée de l'extrémité arrière (68). 15. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel la cavité (14) se termine au niveau d'une extrémité arrière (68), et l'ouverture d'échappement (66) est axialement espacée de l'extrémité arrière (68). 16. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel le carénage d'aéronef (38) a une partie supérieure (70) et une partie inférieure (74), et l'ouverture d'entrée (66) et l'ouverture d'échappement sont toutes deux dans la partie supérieure (70). 17. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans lequel le carénage d'aéronef a un sommet s'étendant de manière axiale, et à la fois l'ouverture d'entrée (38) et l'ouverture d'échappement (66) sont circonférentiellement espacées du sommet s'étendant de manière axiale. 18. Ensemble d'influence de pression selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, dans lequel le système auxiliaire d'aéronef (10) est reçu à l'intérieur d'une cavité (14) établie dans un carénage d'aéronef (38), et une surface externe du carénage d'aéronef (38) est ininterrompue par n'importe quelle structure entre ('ouverture d'entrée (46) et l'ouverture d'échappement (66). 19. Procédé d'influence de pression sur un échappement (66) d'un système auxiliaire d'aéronef, comprenant les étapes consistant à : laisser s'échapper un écoulement d'un échappement auxiliaire d'aéronef (66) ; et interrompre un écoulement sur une surface externe d'un système auxiliaire d'aéronef (10) en utilisant une ouverture d'entrée (46) et/ou une porte d'entrée (50), afin d'influencer la contre-pression sur un échappement de l'échappement auxiliaire d'aéronef. 20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'échappement auxiliaire d'aéronef (66) et l'ouverture d'entrée sont circonférentiellement alignés. -10-