Brevet FR3005453A1 — publié le 20141114

NACELLE DE TURBOREACTEUR D'AERONEF L'invention est relative à une nacelle de turboréacteur d'aéronef. Les nacelles de turboréacteur d'aéronef comprennent de façon générale un ensemble de capotage qui, en position fermée, couvre les éléments internes à la nacelle (soufflante, moteur...) et, en position ouverte, permet d'accéder à ces mêmes éléments, par exemple pour des tâches de maintenance. Les nacelles de turboréacteur dans lesquelles l'entrée d'air est coaxiale 10 à la soufflante, appelées nacelles de turbofan, sont notamment équipées d'un tel ensemble de capotage. On connait un ensemble de capotage 10 pour nacelle de turbofan telle que représentée en vue de face sur les figures la et lb, en position d'ouverture de cet ensemble. 15 L'ensemble de capotage 10 comprend deux demi-capots arqués 12 et 14, symétriques par rapport à un plan vertical P (lorsque l'aéronef est au sol) qui contient l'axe central longitudinal horizontal X de la nacelle sur lequel est centrée la soufflante 16. Les deux demi-capots 12 et 14 sont verrouillés l'un avec l'autre en 20 position fermée de l'ensemble de capotage 10 par l'intermédiaire d'un système de verrouillage 18. Les deux demi-capots 12 et 14 sont articulés à leur partie supérieure par un système de charnière 20 comprenant un axe d'articulation agencé dans le plan de symétrie vertical, parallèlement à l'axe central longitudinal X. Les 25 deux demi-capots peuvent ainsi s'ouvrir vers le haut par pivotement autour du système de charnière 20, comme illustré par les flèches sur la figure la. Cependant, les réacteurs de type turbofan ont généralement de grands diamètres, par exemple de l'ordre de 3 mètres et, par conséquent, le poids des capots peut être considérable. La tâche consistant à ouvrir de tels demi- 30 capots est normalement assurée par le personnel de maintenance avec l'assistance d'actionneurs. Toutefois, il se peut que le personnel de maintenance ait à assister manuellement le mouvement d'ouverture des demi-capots, ce qui s'avère une tâche difficile compte tenu de leur poids. La présente invention a ainsi pour premier objet une nacelle de turboréacteur d'aéronef ayant une forme générale allongée qui s'étend autour et le long d'un axe central longitudinal, la nacelle comprenant un ensemble de capotage qui est déplaçable par pivotement entre une position fermée et une position ouverte, dans la position fermée l'ensemble de capotage délimite un espace interne qui s'étend radialement autour dudit axe et parallèlement à celui-ci, le passage de la position fermée à la position pivotée ouverte étant obtenu en écartant l'ensemble de capotage radialement de l'axe central longitudinal pour permettre l'accès audit espace interne, caractérisée en ce que l'ensemble de capotage comprend quatre capots qui s'étendent chacun sous forme arquée partiellement autour de l'axe central longitudinal et de manière symétrique par rapport à un plan vertical contenant l'axe central longitudinal, l'ensemble de capotage comprenant, de part et d'autre dudit plan, un capot supérieur articulé à sa partie supérieure et un capot inférieur articulé à sa partie inférieure. L'ensemble de capotage comporte quatre capots pour entourer la nacelle et couvrir les éléments internes à celle-ci au lieu de deux demi-capots dans l'art antérieur, ce qui permet d'avoir pour chacun des quatre capots un poids inférieur à celui de chaque demi-capot. Ainsi, la tâche d'assistance à l'ouverture des capots s'avère plus aisée que dans l'état antérieur pour le personnel en charge de la maintenance. Selon d'autres caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l'une avec l'autre : - la forme arquée du capot inférieur s'étend en section transversale suivant un arc de longueur inférieure à une longueur de l'arc du capot supérieur ; - le capot inférieur s'étend sous forme arquée depuis une première extrémité fixe articulée jusqu'à une deuxième extrémité opposée libre qui est, d'une part disposée à une cote supérieure à celle de la première extrémité lorsque le capot inférieur est en position fermée, et d'autre part, disposée à une cote inférieure à celle de la première extrémité en position ouverte du capot inférieur ; - la longueur de l'arc du capot inférieur est telle que, en position ouverte du capot, suivant une vue en section transversale, la deuxième extrémité libre du capot est disposée à l'aplomb de la nacelle ; - les deux capots inférieurs sont articulés chacun autour d'un axe de 5 pivotement qui est disposé dans le plan vertical de symétrie ou à proximité dudit plan ; - les deux capots supérieurs sont articulés chacun autour d'un axe de pivotement qui est disposé dans le plan vertical de symétrie où à proximité dudit plan ; 10 - la nacelle comporte des moyens de verrouillage de chaque capot supérieur avec le capot inférieur situé du même côté du plan vertical de symétrie ; - au moins un des deux capots inférieurs est renforcé mécaniquement, notamment pour résister aux projections de débris provenant 15 d'une autre nacelle dont le capot inférieur est en vis-à-vis. Un second objet de l'invention concerne un aéronef qui comprend au moins une nacelle conforme au premier objet de l'invention et dans laquelle chaque capot inférieur s'étend sous forme arquée depuis une première extrémité fixe articulée jusqu'à une deuxième extrémité opposée libre, 20 l'aéronef étant posé au sol et l'un au moins des deux capots inférieurs étant en position ouverte, la différence de cote entre la cote de la première extrémité fixe dudit capot inférieur ouvert et la cote de la deuxième extrémité libre est égale à la différence de cote entre la cote de ladite première extrémité et le sol. 25 Selon d'autres caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l'une avec l'autre : - la longueur de l'arc de chaque capot inférieur est déterminée en tenant compte de la différence de cote entre la cote de la première extrémité et le sol ; 30 - l'aéronef comprend un fuselage central et deux nacelles de réacteur disposées de part et d'autre du fuselage central ; - les deux nacelles de réacteur comprenant chacune un capot inférieur qui est orienté en direction du fuselage, lesdites nacelles sont agencées par rapport au fuselage central de telle manière que lesdits capots inférieurs respectifs sont disposés au moins en partie à une cote inférieure à celle de la partie la plus basse du fuselage qui est située entre les deux nacelles ; - chacun des deux capots inférieurs qui sont au moins partiellement en vis-à-vis l'un de l'autre est renforcé mécaniquement pour résister aux projections de débris provenant de l'autre nacelle dont le capot inférieur est en vis-à-vis. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la 10 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : -les figures la et lb illustrent de façon schématique un ensemble de capotage de nacelle de réacteur selon l'art antérieur, respectivement en cours d'ouverture et en position ouverte ; 15 -la figure 2 est une vue générale schématique d'un aéronef intégrant deux nacelles de réacteur selon un mode de réalisation de l'invention ; -la figure 3 est une vue générale schématique d'une nacelle de réacteur comprenant un ensemble de capotage en position fermée selon un mode de réalisation de l'invention ; 20 - les figures 4 à 6 illustrent de façon schématique la cinématique d'ouverture de l'ensemble de capotage de la figure 3 ; -les figures 7 et 8 sont des vues schématiques composées montrant chacune sur une même nacelle de réacteur, d'une part, sur la partie droite de la nacelle, la partie droite de l'ensemble de capotage de la figure 6 et, d'autre 25 part, sur la partie gauche de la nacelle, la partie gauche de l'ensemble de capotage de la figure lb de l'art antérieur ; -la figure 9 est une vue schématique de face d'une partie inférieure du fuselage de l'aéronef de la figure 2 et des deux nacelles situées de part et d'autre du fuselage. 30 Comme représenté de façon schématique à la figure 2 et désigné par la référence générale notée 30, un aéronef selon un mode de réalisation de l'invention comporte deux ensembles propulsifs 32, 34. Chaque ensemble propulsif 32, 34 comprend une nacelle de réacteur respective 36, 38 et un turboréacteur interne à la nacelle et non visible sur la figure. L'aéronef 30 comprend également un fuselage 40 auquel sont raccordées deux ailes 42, 44 formant la voilure de l'aéronef. Les deux 5 ensembles propulsifs 32, 34 sont respectivement montés de manière fixe sous les ailes 42, 44. La figure 3 illustre en vue de face la nacelle 50 d'un des deux ensembles propulsifs 32, 34 lorsque l'aéronef est posé au sol. La nacelle 50 possède une forme générale allongée qui s'étend le long d'un axe central 10 longitudinal X et autour de celui-ci. L'axe central longitudinal est parallèle à l'axe longitudinal du fuselage 40 de l'aéronef. La nacelle comprend un carénage interne 52 entourant la soufflante 54 de l'ensemble propulsif et un ensemble de capotage externe 60 recouvrant, en position fermée, le carénage interne 52. Le carénage interne et la soufflante sont tous deux centrés sur 15 l'axe X. L'entrée d'air dans la nacelle est coaxiale à la soufflante 54. On notera que l'ensemble de capotage 60 est disposé à proximité de l'extrémité avant de la nacelle. L'ensemble de capotage 60 comprend plus particulièrement quatre capots 62, 64, 66, 68 ayant chacun une forme arquée (suivant la vue de face 20 de la figure 3 et également en section transversale) et qui s'étendent ensemble suivant toute la circonférence de la nacelle, de manière à entourer complètement le carénage interne 52 dans la position fermée de la figure 3. De manière classique, l'ensemble de capotage s'étend entre la fin de l'entrée d'air et le début de l'inverseur. 25 L'ensemble de capotage 60 est agencé sur la nacelle de manière symétrique par rapport au plan vertical longitudinal P contenant l'axe central longitudinal X et qui partage la nacelle et le turboréacteur chacun en deux parties égales suivant leur longueur. Ainsi, l'ensemble de capotage 60 comprend un demi-ensemble de 30 capotage gauche 60a et un demi-ensemble de capotage droit 60b disposés de part et d'autre du plan de symétrie vertical P. Le demi-ensemble de capotage gauche 60a comprend un capot supérieur arqué 62 articulé à sa partie supérieure, par un mécanisme de charnière, autour d'un premier axe de pivotement parallèle à l'axe X et un capot inférieur arqué 64 articulé à sa partie inférieure, par un mécanisme de charnière, autour d'un deuxième axe de pivotement parallèle à l'axe X. Le demi-ensemble de capotage droit 60b comprend un capot supérieur arqué 66 articulé à sa partie supérieure, par un mécanisme de charnière, autour d'un troisième axe de pivotement parallèle à l'axe X et un capot inférieur arqué 68 articulé à sa partie inférieure, par un mécanisme de charnière, autour d'un quatrième axe de pivotement parallèle à l'axe X. Par souci de simplification en prévision des explications qui vont 10 suivre, les premier et troisième axes de pivotement ont été matérialisés par un seul axe de pivotement Al et les deuxième et quatrième axes de pivotement ont été matérialisés par un seul axe de pivotement A2. Toutefois, les premier et troisième axes de pivotement ne sont pas nécessairement confondus mais sont agencés de façon parallèle et à distance 15 l'un de l'autre, de part et d'autre du plan P. Cet agencement permet par exemple de tenir compte de la présence de la structure du mât qui permet d'assurer la liaison de l'ensemble propulsif avec la structure de la voilure (non représentée) qui est située au dessus. Les premier et troisième axes sont ainsi disposés de part et d'autre du plan de symétrie P, à proximité de celui-ci. Les 20 deuxième et quatrième axes de pivotement ne sont pas nécessairement confondus mais sont agencés de façon parallèle et à distance l'un de l'autre, de part et d'autre du plan P. Ils peuvent toutefois être confondus en A2 qui est disposé dans le plan P pour tenir compte de contraintes d'installation. Chaque capot supérieur 62 et 66 et inférieur 64 et 68 de chacun des 25 deux demi-ensembles de capotage 60a et 60b s'étend sous forme arquée (en forme de portion d'arc de cercle sur la figure 3) sur une portion de la circonférence de la nacelle, depuis une première extrémité fixe 62a, 66a et 64a, 68a articulée autour de l'axe de pivotement du capot jusqu'à une deuxième extrémité opposée libre 62b, 66b et 64b, 68b. Les deux extrémités 30 libres 62b, 64b de chaque capot supérieur et les deux extrémités libres 66b, 68b de chaque capot inférieur se rejoignent et sont fixées l'une à l'autre en position fermée respectivement par des moyens de verrouillage gauche 70 et droit 72 de type classique. Chaque capot supérieur 62, 66 s'étend, en section transversale, sur un arc de longueur supérieure à celle de l'arc de chaque capot inférieur (donc sur plus de 900) mais inférieure à 180°. La longueur cumulée des deux arcs est, quant à elle, sensiblement égale à 180°. Le capot supérieur s'étend ainsi 5 sensiblement depuis une zone supérieure située sur ou à proximité du plan P en descendant jusqu'à une zone latérale de la nacelle située en dessous d'un plan horizontal contenant l'axe X ou plan équatorial (figure 3). De façon générale, les longueurs des différents capots dépendent de plusieurs paramètres tels que le diamètre de la soufflante, la différence de cote entre la 10 partie inférieure de la nacelle et le sol, et les besoins d'accès à des équipements particuliers. Ainsi, les moyens de verrouillage 70 et 72 sont situés sur chacun des deux côtés ou flancs opposés de la nacelle, dans une zone extérieure latérale de la nacelle qui est facilement accessible pour le personnel chargé de la 15 maintenance et non dans une zone située sous la nacelle, à l'aplomb de l'axe longitudinal X, comme dans l'art antérieur. Comme représenté en position fermée sur la figure 3, l'ensemble de capotage 60 entoure complètement un espace radial e interne à la nacelle et qui s'étend autour de l'axe longitudinal X et parallèlement à celui-ci, suivant la 20 longueur de l'ensemble de capotage. La nacelle comprend des moyens d'actionnement ou actionneurs pour ouvrir et fermer, sur commande, l'ensemble de capotage 60. De tels moyens sont prévus de chaque côté de la nacelle pour chaque demi-ensemble de capotage gauche et droit dans le but de déplacer les capots supérieurs 62 et 25 66 de leur position fermée à une position pivotée ouverte éloignée de l'axe central X. On notera que dans la mesure où le poids de l'ensemble de capotage 60 est réduit par rapport à l'art antérieur, les actionneurs, pour un même diamètre de nacelle peuvent être de taille réduite par rapport à l'art antérieur. L'ensemble de capotage inférieur, quant à lui, ne nécessite pas pour 30 son ouverture l'installation d'actionneurs du fait de la taille réduite des capots et de l'accessibilité de ces derniers. La figure 4 illustre le début de l'ouverture de l'ensemble de capotage 60 et, plus particulièrement, du pivotement vers le haut des deux capots supérieurs 62, 66 dans le sens indiqué par les flèches, après déverrouillage des moyens de verrouillage associés 70, 72. Les capots inférieurs 64, 68 peuvent rester en position fermée si l'opération de maintenance ne concerne que des éléments situés en partie haute de la nacelle, ou être ouverts dans le 5 même temps. Un dispositif non représenté permet d'assurer le maintien des capots inférieurs 64, 68 en position fermée même après déverrouillage des moyens 70, 72. Il convient de noter que les capots supérieurs 62, 66 peuvent être ouverts indépendamment l'un de l'autre. Les capots inférieurs ne peuvent être déverrouillés qu'après ouverture des capots supérieurs 62, 66 mis 10 peuvent être ouverts indépendamment l'un de l'autre. La figure 5 illustre les deux capots supérieurs 62, 66 à la fin de leur mouvement de pivotement, en position d'ouverture complète. L'amplitude de ce mouvement de pivotement est définie par la course des moyens d'actionnement qui est réglée de façon à ce que les capots supérieurs soient 15 relevés jusqu'à atteindre une position d'ouverture haute prédéterminée. Par exemple, on peut régler les moyens d'actionnement de façon à ce que, en position d'ouverture complète, les capots supérieurs n'interfèrent pas avec la voilure située au dessus. Dans cette position de l'ensemble de capotage (partiellement ouvert) 20 l'accès à la partie supérieure de l'espace radial e est rendu possible. La figure 6 illustre l'ensemble de capotage 60 dans une position ouverte qui est obtenue par pivotement vers le bas des deux capots inférieurs 64, 68 depuis la position fermée de la figure 5. Les deux capots inférieurs ont ainsi été écartés du carénage interne 52 et de l'axe X afin de dégager l'accès à 25 la partie inférieure de l'espace radial e. Dans la position ouverte de la figure 6 l'extrémité libre 64b, 68b de chaque capot inférieur 64, 68 est disposée, en contact avec le sol S, à une cote inférieure respectivement à la cote de l'extrémité fixe opposée 64a, 68a du capot. Lorsque les capots inférieurs 64, 68 sont dans la position fermée de 30 la figure 5, l'extrémité libre 64b, 68b est à une cote supérieure à la cote de l'extrémité fixe opposée 64a, 68a. Comme représenté sur la figure 6, la longueur de l'arc de chaque capot inférieur 64, 68 peut être ajustée (lors de la conception) pour que l'extrémité libre 64b, 68b soit disposée à l'aplomb de la nacelle lorsque le capot inférieur est ouvert, c'est-à-dire pour que cette extrémité libre ne fasse pas saillie au-delà de l'encombrement radial ou largeur de la nacelle. En d'autres termes, l'extrémité libre 64b, 68b en contact avec le sol S est inscrite à l'intérieur de la 5 zone au sol sur laquelle les points de la nacelle sont projetés orthogonalement. Les avantages liés à cette configuration sont illustrés sur les figures 7 et 8 et seront exposés ci-après. Cette configuration se traduit par la formule suivante qui est illustrée sur la figure 6 pour le capot inférieur droit 68 : 10 Cos() > (R2 - H2)/2R2, dans laquelle, R désigne le rayon de la nacelle, H, également appelée garde au sol, désigne la différence d'altitude entre les cotes du point B, situé sur la circonférence de la nacelle, et où est 15 positionnée l'extrémité fixe articulée 68a et le point D, au sol, où est positionnée l'extrémité libre 68b, et cl) désigne l'angle ou la plage angulaire sur lequel s'étend le capot inférieur 68 entre le point B, situé sur la circonférence de la nacelle, et où est positionnée l'extrémité fixe articulée 68a et le point E, situé sur la 20 circonférence de la nacelle, et où est positionnée l'extrémité libre 68b lorsque le capot est dans la position fermée de la figure 5. Cet angle définit la longueur de l'arc selon lequel s'étend le capot et est calculé pour que la longueur L (distance entre la projection du point B au sol, notée C, et le point D au sol où est positionnée l'extrémité libre 68b) soit inférieure au rayon R. 25 La formule ci-dessus est obtenue aisément à partir des expressions suivantes et en utilisant les références des points A et P qui ne sont utilisées que pour des calculs intermédiaires : L L'ensemble de capotage selon le mode de réalisation de l'invention permet de réduire les effets d'écopage (pénétration d'air sous le capot suite une déformation du bord d'attaque et à la déflection des capots) qui provoquent une augmentation des efforts sur les structures (systèmes de 5 verrouillage, articulations), pouvant aller jusqu'à l'arrachement des capots. Certains équipements tels que le connecteur interphone peuvent être installés sur le capot inférieur et donc accessibles quelle que soit la position des capots. 10 REVENDICATIONS1. Nacelle (36, 38) de turboréacteur d'aéronef ayant une forme générale allongée qui s'étend autour et le long d'un axe central longitudinal (X), la nacelle comprenant un ensemble de capotage (60) qui est déplaçable par pivotement entre une position fermée et une position ouverte, dans la position fermée l'ensemble de capotage délimite un espace interne (e) qui s'étend radialement autour dudit axe et parallèlement à celui-ci, le passage de la position fermée à la position pivotée ouverte étant obtenu en écartant l'ensemble de capotage radialement de l'axe central longitudinal pour permettre l'accès audit espace interne, caractérisée en ce que l'ensemble de capotage comprend quatre capots (62, 64, 66, 68) qui s'étendent chacun sous forme arquée partiellement autour de l'axe central longitudinal et de manière symétrique par rapport à un plan vertical (P) contenant l'axe central longitudinal, l'ensemble de capotage comprenant, de part et d'autre dudit plan, un capot supérieur (62, 66) articulé à sa partie supérieure et un capot inférieur (64, 68) articulé à sa partie inférieure. 2. Nacelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la forme arquée du capot inférieur (64, 68) s'étend en section transversale suivant un arc de longueur inférieure à une longueur de l'arc du capot supérieur (62, 66). 3. Nacelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux capots inférieurs (64, 68) sont articulés chacun autour d'un axe de pivotement (A2) qui est disposé dans le plan vertical de symétrie (P) ou à proximité dudit plan. 4. Nacelle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce 25 que les deux capots supérieurs (62, 66) sont articulés chacun autour d'un axe de pivotement qui est disposé dans le plan vertical de symétrie ou à proximité dudit plan. 5. Nacelle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de verrouillage (70, 72) de chaque capot 30 supérieur (62, 66) avec le capot inférieur (64, 68) situé du même côté du plan vertical de symétrie. 6. Nacelle selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins un des deux capots inférieurs (64, 68) est renforcé mécaniquement. 7. Aéronef (30), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une 5 nacelle de réacteur (36, 38) selon l'une des revendications 1 à 6 dans laquelle chaque capot inférieur s'étend sous forme arquée depuis une première extrémité fixe articulée jusqu'à une deuxième extrémité opposée libre, l'aéronef (30) étant posé au sol et l'un au moins des deux capots inférieurs (64, 68) étant en position ouverte, la différence de cote (H) entre la cote de la 10 première extrémité fixe dudit capot inférieur ouvert et la cote de la deuxième extrémité libre est égale à la différence de cote entre la cote de ladite première extrémité et le sol.