Brevet FR3015569A1 — publié le 20150626

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un carter de révolution pour un ensemble propulsif d'aéronef, ainsi qu'un ensemble propulsif d'aéronef comportant un tel carter. ETAT DE L'ART Un ensemble propulsif d'aéronef comprend une nacelle et un moteur du type turbomachine, la nacelle comprenant un carter de révolution délimitant une veine annulaire d'écoulement d'un flux d'air appelé flux secondaire dans le cas d'une turbomachine à double flux. La nacelle définit autour du carter un espace annulaire. Certains équipements de la turbomachine sont montés dans la nacelle, c'est-à-dire dans l'espace précité, et peuvent être fixés sur son carter. La paroi externe de la nacelle peut comprendre des capots amovibles pour autoriser l'accès à ces équipements pendant une opération de maintenance. Un aéronef est en général équipé d'au moins deux ensembles propulsifs latéraux, c'est-à-dire deux ensembles propulsifs qui sont situées sur les côtés du fuselage de l'aéronef et sont fixés à ce fuselage ou aux ailes par l'intermédiaire de pylônes. Les avionneurs peuvent imposer que certains équipements d'un ensemble propulsif soient situés du côté du fuselage de l'avion. C'est par exemple le cas lorsque cet équipement comprend une partie apparente sur la paroi externe de la nacelle. Les avionneurs peuvent en effet préférer que cette partie apparente soit située du côté du fuselage pour la rendre moins visible et améliorer ainsi l'esthétique de l'ensemble propulsif. Lorsque c'est le cas, la position de l'équipement sur le carter de l'un des ensembles propulsifs de l'aéronef est différente de celle de l'équipement sur le carter de l'autre ensemble propulsif, ce qui se traduit par des ensembles propulsifs ayant des carters différents. En effet, dans la technique actuelle, le carter d'un ensemble propulsif est tel qu'il comprend une zone prédéfinie d'implantation de l'équipement et qu'il n'est pas possible d'utiliser ce même carter pour un ensemble propulsif dans lequel cet équipement n'aurait pas la même position. Dans la technique actuelle, pour éviter d'être confronté à ce problème, on adopte une solution qui contourne ce problème. La présente invention apporte notamment une solution simple, 5 efficace et économique à ce problème. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un ensemble propulsif d'aéronef, comportant un moteur et une nacelle comprenant un carter de révolution délimitant une veine d'écoulement d'un flux d'air, caractérisé en ce que ce carter comporte 10 au moins deux ouvertures obturées par des panneaux amovibles et interchangeables, au moins l'un de ces panneaux portant au moins un équipement de l'ensemble propulsif. La présente invention est particulièrement avantageuse car, au contraire de la technique antérieure, le carter de la nacelle est conçu pour 15 pouvoir accueillir un équipement dans une position choisie parmi plusieurs positions possibles. Ces positions sont définies par les ouvertures du carter qui sont au moins au nombre de deux. Le panneau portant l'équipement peut fermer l'une ou l'autre de ces ouvertures. L'équipement peut ainsi être monté au niveau de l'une ou l'autre des ouvertures du carter en fonction de 20 la position souhaitée, par exemple par un avionneur. Les ensembles propulsifs latéraux d'un même aéronef peuvent donc être équipés de carters identiques, seules les positions des panneaux des carters pouvant être différentes. L'intérêt des panneaux amovibles comportant un équipement est 25 certain quand cet équipement a un encombrement tel qu'il nécessite un renflement dans le carter et que ce même équipement doit pouvoir être positionné à plusieurs emplacements possibles en fonction des configurations. Cela permet de n'avoir un renflement dans la veine qu'au niveau où est installé l'équipement et de reconstituer fidèlement la veine via 30 des panneaux sans équipement (trappes bouchons) sur les positions où l'équipement n'est pas installé. De plus, cela peut parfois faciliter le montage/démontage si le montage/démontage du panneau est plus simple que celui du ou des équipements qu'il supporte. Les ouvertures du carter peuvent être situées sensiblement dans un même plan transversal. Elles peuvent être décalées l'une de l'autre d'un angle prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal du carter. Les ouvertures peuvent être situées dans des renfoncements du carter. Au moins l'un des panneaux peut définir un renfoncement de logement de l'équipement. Ce renfoncement peut faciliter l'intégration de l'équipement dans la nacelle en particulier lorsque celui-ci est encombrant. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'équipement est un échangeur de chaleur du type pré-refroidisseur pour l'alimentation en air de l'aéronef. A bord d'un aéronef, il est nécessaire d'avoir à disposition de l'air chaud afin de pouvoir réaliser certaines fonctions, telles que le conditionnement d'air de la cabine de pilotage et de la cabine des passagers ou le dégivrage de certains organes de l'aéronef. Cet air chaud provient des ensembles propulsifs de l'aéronef et doit subir un refroidissement important avant utilisation. Pour ce faire, on prévoit au moins un échangeur de chaleur, généralement appelé pré-refroidisseur (de l'anglais precooler), dans lequel de l'air chaud prélevé sur le moteur d'un ensemble propulsif est refroidi par de l'air plus froid prélevé dans la veine secondaire ou de soufflante de cet ensemble propulsif. Dans la technique actuelle, cet échangeur est monté dans le pylône de liaison de l'ensemble propulsif à l'aéronef. Cet échangeur comprend un premier circuit d'air dont l'entrée est reliée par une conduite à des moyens de prélèvement d'air chaud sur le moteur et la sortie est reliée à des moyens de conditionnement d'air de l'aéronef. L'échangeur comprend un second circuit d'air qui est alimenté en air prélevé dans la veine de soufflante de l'ensemble propulsif, cet air étant ensuite évacué vers l'extérieur après échange de chaleur avec l'air du circuit primaire, en vue de son refroidissement. L'échangeur peut comprendre une écope de prélèvement d'air dans ledit flux d'air, qui est fixée à l'un des panneaux précités du carter. Cette écope peut être partiellement encastrée dans le carter ou le panneau et comprendre ou non une partie en saillie sur la surface interne du carter ou du panneau. La présente invention concerne également un carter de révolution pour un ensemble propulsif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il 10 comprend deux ouvertures identiques configurées pour être obturées par des panneaux amovibles et interchangeables. Le carter peut avoir une forme non axi-symétrique et présenter, sensiblement dans un même plan transversal, deux renfoncements au niveau desquels sont situées respectivement lesdites ouvertures. 15 La présente invention concerne encore un échangeur de chaleur du type pré-refroidisseur pour un ensemble propulsif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est solidaire d'un panneau amovible configuré pour obturer une ouverture d'un carter de révolution de nacelle. DESCRIPTION DES FIGURES 20 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective de deux 25 ensembles propulsifs d'aéronef, - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un carter de nacelle d'un ensemble propulsif selon l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, le carter présentant deux renflements dans la veine, - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaleur du type pré-refroidisseur, équipé de son écope d'entrée d'air et de sa tuyère d'échappement pour le flux de refroidissement, - la figure 6 est une vue schématique en coupe axiale de l'échangeur de la figure 5, - les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en perspective d'un autre carter de nacelle selon l'invention, la figure 7 présentant le groupe d'équipement supporté par un panneau amovible et interchangeable avec un autre panneau et la figure 8 présentant la même vue sans le groupe d'équipement où l'on voit un panneau présentant un renflement et le panneau voisin n'en ayant pas, et - la figure 9 est une vue schématique en coupe axiale d'un échangeur de chaleur. DESCRIPTION DETAILLEE On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent deux ensembles propulsifs 10, 12 selon l'invention pouvant équiper un seul et même aéronef, chacun de ces ensembles propulsifs étant fixé par l'intermédiaire d'un pylône (non représenté) à une aile ou sur un côté du fuselage de l'aéronef. Ces ensembles propulsifs 10, 12 sont ici du type à double flux. Ils comprennent chacun un moteur (non visible) entouré par une nacelle 14, le moteur définissant une première veine annulaire d'écoulement d'un flux primaire et une seconde veine d'écoulement d'un flux secondaire. Le moteur comprend typiquement d'amont en aval, dans le sens 25 d'écoulement des flux, une soufflante, au moins un module de compression, une chambre de combustion, au moins un module de turbine, et une tuyère d'éjection des gaz de combustion. La nacelle 14 comprend une paroi externe qui est visible aux figures 1 et 2, cette paroi externe entourant un carter 16 de révolution, qui est 30 visible aux figures 3 et 4. Des équipements sont montés dans l'espace annulaire délimité par la paroi externe et le carter 16 de la nacelle 14. L'invention permet aux ensembles propulsifs 10, 12 d'être équipés de carters 16 identiques, ce qui n'était pas possible dans la technique antérieure, en particulier lorsque deux équipements identiques ont des positions différentes sur les ensembles propulsifs de l'aéronef. Pour cela, le carter 16 comprend au moins deux ouvertures radiales traversantes qui sont fermées par des panneaux 18 amovibles et interchangeables (figure 3). Les panneaux 18 sont amovibles ce qui signifie qu'ils peuvent être démontés et retirés du carter 16 par exemple lors d'une opération de maintenance. Ils sont également interchangeables ce qui signifie que chaque ouverture peut être fermée par l'un ou l'autre des panneaux 18 dont les formes et les dimensions sont sensiblement identiques et correspondent sensiblement à celles des ouvertures du carter. Dans l'exemple représenté, les panneaux 18 ferment des ouvertures de forme sensiblement rectangulaire. Ces ouvertures sont situées à distance des extrémités amont et aval du carter 16 et comprennent un bord périphérique amont, un bord périphérique aval et deux bords périphériques latéraux. Les ouvertures du carter 16 sont situées sensiblement dans un même plan transversal c'est-à-dire que leurs bords périphériques amont sont situés sur une même circonférence et que leurs bords périphériques aval sont situés sur une autre même circonférence, ces circonférences étant centrées sur l'axe longitudinal A du carter 16. Les ouvertures sont ici décalées angulairement l'une de l'autre d'un angle a de 70-100° environ, dans un plan perpendiculaire à l'axe A. Dans l'exemple représenté, les ouvertures sont positionnées symétriquement par rapport au plan P (cf. figure 4) Dans l'exemple représenté, le carter 16 a une forme non axisymétrique et comprend deux renfoncements 20 au niveau de ses ouvertures (figure 3). Ces renfoncements 20 induisent des diminutions locales de la dimension radiale de la veine 22 d'écoulement du flux secondaire de l'ensemble propulsif. Le carter 16 est en outre aminci au niveau de ces renfoncements 20. Le carter 16 est de préférence réalisé en matériau composite, à partir d'un moule de forme approprié. Il suffit donc d'adapter la matrice du moule pour réaliser ce type de carter non axi-symétrique (avec des déformations locales). En variante, le carter peut être métallique. L'un des panneaux 18 est relié à un équipement de l'ensemble propulsif. Dans l'exemple représenté, cet équipement est un échangeur de chaleur 24 du type pré-refroidisseur (precooler). Comme expliqué dans ce qui précède, de l'air chaud prélevé sur le moteur est refroidi au moyen de ce type d'échangeur et alimente l'aéronef pour réaliser certaines fonctions, telles que le conditionnement d'air des cabines de pilotage et des passagers ou le dégivrage de certains organes de l'aéronef. L'échangeur 24, mieux visible aux figures 5 et 6, comprend deux circuits, respectivement primaire et secondaire. Le circuit primaire, aussi appelé circuit chaud, a son entrée reliée par au moins une conduite 26 à des moyens de prélèvement d'air chaud sur le moteur (par exemple dans le module de compression), le sortie de ce circuit primaire étant reliée par au moins une autre conduite 28 à des moyens d'alimentation en air chaud de l'aéronef. Le circuit secondaire, aussi appelé circuit froid, a son entrée reliée à des moyens de prélèvement d'air du flux secondaire de l'ensemble propulsif, le sortie de ce circuit étant reliée à des moyens d'évacuation de l'air à l'extérieur de l'ensemble propulsif. Dans l'exemple représenté, l'échangeur 24 comprend pour l'essentiel six éléments : une écope 30 formant lesdits moyens de prélèvement d'air du flux secondaire, une vanne 32 de régulation du débit d'air circulant dans le circuit secondaire, un bloc 34 d'échange de chaleur comportant par exemple des briques définissant lesdits circuits primaire et secondaire, une tuyère 36 formant les moyens d'évacuation de l'air du circuit secondaire, et des collecteurs respectivement d'entrée d'air 38 et de sortie d'air 40 du circuit primaire. Le sens du flux peut être inversé dans le pré-refroidisseur en fonction de la position sur l'ensemble propulsif. Ainsi l'entrée d'air 38 peut devenir une sortie d'air et réciproquement pour la sortie d'air 40. L'écope 30 est fixée ici par boulonnage via la collerette 44 solidaire directement sur le panneau amovible 18. Elle comprend une entrée 42 ou bouche qui est entourée par une collerette périphérique 44 appliquée et fixée sur la surface externe du carter 16. Dans l'exemple représenté, cette entrée 42 de l'écope 30 communique avec un orifice du panneau 18 et débouche majoritairement radialement (et de préférence avec un angle de sorte à faciliter l'entrée du flux dans l'écope) vers l'intérieur dans la veine 22 d'écoulement du flux secondaire (figure 3). La sortie 46 de l'écope 30 est orientée sensiblement axialement vers l'aval. La vanne 32 est montée directement en aval de l'écope 30. Il s'agit par exemple d'une vanne à clapets, la vanne comportant deux clapets mobiles en rotation autour d'axes transversaux depuis une position d'obturation de la section de passage de la vanne jusqu'à une position de libération de cette section de passage, la vanne est commandée par un vérin et un système de biellettes non représenté. Le bloc 34 d'échange de chaleur peut être du type de ceux utilisés dans la technique antérieure pour cette application. La tuyère 36 est montée directement en sortie du circuit secondaire du bloc 34, son entrée 48 débouchant majoritairement axialement vers l'amont et sa sortie 50 étant orientée sensiblement radialement vers l'extérieur. Comme cela est visible en figure 5, le bord périphérique de la tuyère 36, définissant la sortie 50, peut être équipé d'un joint d'étanchéité 54 destiné à être en appui radial sur la surface interne de la paroi externe de la nacelle 14. La sortie 50 de la tuyère peut également être recouverte d'une grille d'échappement 52 (figures 1 et 2). Cette grille 52 peut être portée par un capot amovible de la paroi externe de la nacelle 14. Les six éléments précités de l'échangeur 24 forment ici un ensemble monobloc. Dans l'exemple représenté, le bloc 34 a une forme parallélépipédique et comprend deux côtés opposés (aval et amont) reliés respectivement à la tuyère 36 et à la vanne 32, et deux autres côtés opposés reliés respectivement aux collecteurs 38, 40. La dimension du bloc 34, entre les collecteurs 38, 40, définit la longueur passe chaude du circuit primaire, et la dimension du bloc 34, entre la vanne 32 et la tuyère 36, définit la longueur passe froide du circuit secondaire. Comme expliqué dans ce qui précède, les ensembles propulsifs 10, 12 situées de part et d'autre du fuselage d'un aéronef ont des carters 16 identiques. Dans la figure 3, l'échangeur 24 a son écope 30 qui est fixée à l'un des panneaux 18 du carter 16 pour que l'ensemble propulsif équipée de ce carter ait la configuration montrée en figure 1. Lorsque l'échangeur 24 et son panneau 18 sont montés au niveau de l'autre ouverture du carter 16 de la figure 3, l'ensemble propulsif équipé de ce carter a la configuration montrée en figure 2. Le plan P représenté aux figures 1 et 2 est un plan vertical qui passe par un bras 12h (pour 12 heures, par analogie avec le cadran d'une horloge - référencé 60 en figure 4) de l'ensemble propulsif. Les ouvertures et les panneaux 18 sont situés de part et d'autre de ce plan P ce qui signifie que l'échangeur 24 peut être monté de part et d'autre de ce plan, c'est-à-dire du côté droit ou du côté gauche de l'ensemble propulsif. Ceci permet de monter l'échangeur 24 d'un ensemble propulsif du côté du fuselage de l'aéronef de façon à ce que sa grille d'échappement 52 (figures 1 et 2) soit située du côté du fuselage et ne soit donc pas visible lorsque l'aéronef est regardé de côté notamment. Les figures 7 à 9 montrent une variante de réalisation de l'invention dans laquelle l'échangeur 124 est partiellement encastré dans le carter 116 du moteur. L'échangeur 124 comprend les mêmes éléments que l'échangeur 24 décrit dans ce qui précède, à savoir une écope 130, une vanne 132, un bloc 134 d'échange de chaleur, une tuyère 136 et des collecteurs 138, 140. Dans l'exemple représenté, des parties de l'écope 124 et du bloc 134 de l'échangeur 124 sont encastrées dans le carter 116 et sont en saillie radialement à l'intérieur du carter 116. Ces parties en saillie sont donc situées dans la veine 122 d'écoulement du flux secondaire de l'ensemble propulsif. L' entrée 142 de l'écope 126 débouche majoritairement axialement vers l'amont. La sortie de la tuyère 136 est ici équipée d'une grille d'échappement 152. Dans cette variante, bien que les ouvertures du carter 116 soient sensiblement identiques, les panneaux 118, 118' de fermeture de ces ouvertures sont différents. Le panneau 118 reproduit fidèlement la forme générale du carter 116 alors que le panneau 118', qui porte l'échangeur 124, définit un renfoncement 120 du type précité. Ceci est particulièrement avantageux car cela simplifie la forme et donc la réalisation du carter qui ne comprend plus de renfoncements. Ce sont les panneaux qui définissent les renfoncements. Avantageusement, un seul panneau (celui destiné à être équipé d'un équipement) forme un renfoncement. L'ensemble comprenant le carter les panneaux amovibles définit donc un seul renfoncement dans la veine, ce qui limite l'impact aérodynamique. Les panneaux 118, 118' ont une forme sensiblement ovoïde. La forme des panneaux dépend naturellement de celle du ou des équipements à installer. Le bord périphérique du panneau 118 est fixé à étanchéité sur le bord périphérique d'une ouverture du carter et le bord périphérique du panneau 118' est fixé à étanchéité sur le bord périphérique de l'autre ouverture du carter sauf au niveau de sa partie d'extrémité amont. En effet, le bord périphérique 162 de la partie d'extrémité amont du panneau 118' est décalé radialement vers l'intérieur par rapport au bord périphérique 164 correspondant de l'ouverture, et définit avec celui-ci un orifice 165 destiné à communiquer avec l'entrée 142 de l'écope 130 de l'échangeur 124. Comme dans le cas précité, le panneau 118 équipé de l'échangeur 124 peut être utilisé pour obturer (ici partiellement) l'une ou l'autre des ouvertures du carter 116. Dans l'exemple représenté, les ouvertures du carter 116 sont situées de part et d'autre d'un orifice 166 du carter 116 de montage du bras 12h précité. L'échangeur 124 peut ainsi être positionné d'un côté ou de l'autre de ce bras, comme dans le cas précité. Le carter 116 peut être réalisé en alliage métallique, et être obtenu de fonderie. Le fonctionnement de l'échangeur de chaleur 24, 124 est identique à ceux de la technique antérieure, pour l'alimentation en air d'un aéronef. L'invention permet notamment de ne pas prévoir de systèmes de fixation (brides, bossages, chapes, etc.) pour chaque position possible de l'équipement ou même de renflement dans la veine dans le cas d'un équipement très encombrant, comme c'est le cas dans le cas concret qui a mené à l'invention. Ainsi, l'invention simplifie et allège le carter et permet de limiter les pertes aérodynamiques dans le cas d'un renflement dans la veine dû à la taille de l'équipement qui ne rentre pas dans l'espace annulaire situé entre le carter et la nacelle. REVENDICATIONS1. Ensemble propulsif (10, 12) d'aéronef, comportant un moteur et une nacelle (14) comprenant un carter(16) de révolution délimitant une veine (22) d'écoulement d'un flux d'air, caractérisé en ce que ce carter comporte au moins deux ouvertures obturées par des panneaux (18) amovibles et interchangeables, au moins l'un de ces panneaux portant au moins un équipement (24) de l'ensemble propulsif. 2. Ensemble propulsif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures sont situées sensiblement dans un même plan transversal et sont décalés l'une de l'autre d'un angle (a) prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal (A) du carter. 3. Ensemble propulsif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ouvertures sont situées dans des renfoncements (20) du carter (16). 4. Ensemble propulsif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des panneaux (118) définit un renfoncement (120) de logement de l'équipement (124). 5. Ensemble propulsif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équipement est un échangeur de chaleur (24) du type pré-refroidisseur pour l'alimentation en air de l'aéronef. 6. Ensemble propulsif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'échangeur (24) comprend une écope (30) de prélèvement d'air dans ledit flux d'air, qui est fixée à l'un des panneaux (18). 7. Ensemble propulsif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écope (30) est partiellement encastrée dans le carter (16) ou le panneau (18) et comprend une partie en saillie sur la surface interne du carter ou du panneau. 8. Carter(16) de révolution pour un ensemble propulsif (10, 12) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprenddeux ouvertures identiques configurées pour être obturées par des panneaux (18) amovibles et interchangeables. 9. Carter selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il a une forme non axi-symétrique et présente, sensiblement dans un même plan transversal, deux renfoncements (20) au niveau desquels sont situées respectivement lesdites ouvertures. 10. Echangeur de chaleur (24) du type pré-refroidisseur pour un ensemble propulsif (10, 12) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est solidaire d'un panneau (18) amovible configuré pour obturer une ouverture d'un carter(16) de révolution de nacelle.