Brevet FR3054203A1 — publié le 20180126

Nacelle pour turboréacteur double flux à soufflante à calage variable et ensemble propulsif comportant une telle nacelle La présente invention se rapporte à une nacelle de turboréacteur double flux d'aéronef. Parmi les aéronefs, on connait notamment des avions qui sont mus par un ou plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle. Les nacelles sont généralement prévues pour abriter un turboréacteur double flux apte à générer, d'une part, un flux de gaz chauds (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et, d'autre part, un flux d'air froid (dit flux secondaire) issu de la soufflante et circulant à l'extérieur du turboréacteur, à travers un passage annulaire généralement dénommé veine secondaire. Les deux flux sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Une nacelle de turboréacteur présente généralement une structure tubulaire comportant : - une entrée d'air, située en amont du turboréacteur ; - une section médiane, destinée à entourer un carter de soufflante du turboréacteur ; - une section arrière, comportant une structure fixe interne (couramment dénommée IFS, pour « Inner Fixed Structure) destinée à entourer le corps primaire du moteur, c'est-à-dire la chambre de combustion du turboréacteur, le compresseur haute pression et les étages de turbine (basse et haute pression), et une structure fixe externe (également dénommée OFS, pour « Outer Fixed Structure ») qui définit, avec la structure fixe interne, la veine secondaire servant à canaliser le flux d'air froid, la section arrière pouvant embarquant des moyens d'inversion de poussée ; - une tuyère d'éjection, dont la sortie est située en aval du turboréacteur. On connait par ailleurs des turboréacteurs à double flux dotés d'une soufflante à calage variable. Une soufflante à calage variable comporte une pluralité d'aubes à calage variable, c'est-à-dire des aubes dont le pas peut être ajusté à différentes valeurs. En particulier, le pas des aubes d'une telle soufflante peut être ajusté de telle sorte que le flux d'air généré par la 3054203 2 soufflante est éjecté vers l'avant du moteur et non plus vers l'arrière. On comprend qu'une telle possibilité permet d'assurer une inversion de poussée par simple modification du calage de la soufflante, sans l'aide des moyens habituellement mis en oeuvre (tels que par exemple les dispositifs d'inversion 5 de poussée à portes ou à grilles). Ainsi, en mode « jet inverse », un moteur doté d'une soufflante à calage variable va aspirer de l'air par la tuyère d'éjection dite secondaire, accélérer puis éjecter cet air par l'entrée d'air. Ainsi, lors de l'inversion de poussée, l'air circule dans la veine secondaire en sens inverse par rapport au mode « jet direct ». 10 Toutefois, le diamètre de l'entrée d'air étant plus important que celui de la tuyère d'éjection secondaire, il peut être difficile d'assurer un débit d'air entrant suffisant lors de l'inversion de poussée. Il est connu à cet effet de prévoir une structure externe de la section arrière de nacelle qui soit mobile vers l'arrière de la nacelle, afin d'augmenter le débit d'air entrant. En position 15 reculée, la structure externe de la section arrière dégage une ouverture mettant en communication la veine secondaire avec l'atmosphère extérieure, cette ouverture supplémentaire permettant d'augmenter le débit d'air entrant. Une nacelle de ce type est connu notamment des documents US 5 090 196 et US 2016/0146155. Ces documents montrent que l'un des 20 avantages d'une nacelle prévue pour équiper un turboréacteur à double flux et à soufflante à calage variable est que la section arrière de celle-ci est grandement simplifiée, puisqu'elle n'embarque pas de moyens d'inversion de poussée, et donc n'intègre pas d'éléments mobiles et/ou complexes (tels que par exemple des volets de blocage, des vérins, etc.) Il est donc avantageux de 25 concevoir la section arrière d'une telle nacelle sous la forme d'un élément tubulaire monobloc, généralement dénommé virole. Un élément monobloc présente de nombreux avantages au niveau mécanique (rigidité, légèreté) et est moins coûteux à concevoir et à fabriquer. Toutefois, comme pour toute nacelle, la section arrière doit 30 permettre un accès au moteur lors des opérations de maintenance. Ainsi, la section arrière doit être apte à prendre une position dite de maintenance, dans laquelle elle libère l'accès au moteur, et notamment au corps primaire du moteur. A ce jour, on ne connait pas de nacelle pour turboréacteur à soufflante à calage variable qui comporte une section arrière sous forme de virole et qui 35 propose une solution avantageuse au problème de l'accès au moteur lors des opérations de maintenance. En particulier, le document US 2016/0146155 3054203 3 prévoit que, lors des opérations de maintenance, la virole est laissée en position normale (c'est-à-dire en position avancée), et que l'on accède au moteur par l'arrière de la virole. Une telle disposition est cependant clairement insuffisante pour assurer le confort et l'ergonomie requis pour les opérateurs 5 intervenant sur le moteur. La présence invention a pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique. Elle concerne à cet effet une nacelle de turboréacteur à double flux à soufflante à calage variable, la nacelle comportant une section avant 10 destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, et une section arrière, la section arrière comportant une structure interne destinée à entourer le corps primaire du turboréacteur, la structure interne définissant avec une structure externe de la section arrière une veine secondaire pour l'écoulement d'un flux d'air, la structure externe de la section arrière étant mobile en translation par 15 rapport à la section avant, entre une position avancée, dans laquelle la structure externe assure la continuité aérodynamique avec la section avant, et une position reculée, dans laquelle la structure externe ouvre un passage vers la veine secondaire, la structure externe comportant un élément tubulaire apte à prendre une position de maintenance par rotation autour d'un axe 20 perpendiculaire à un axe longitudinal de la nacelle, l'élément tubulaire libérant en position de maintenance un accès à la structure interne. Ainsi, en prévoyant un élément tubulaire, tel qu'une virole, apte à pivoter autour d'un axe sensiblement horizontal (lorsque la nacelle est en position normale de fonctionnement, l'axe longitudinal du moteur qu'elle équipe 25 étant lui-même horizontal), on libère un accès suffisant à la structure interne, et donc au corps primaire du moteur, pour effectuer toutes les opérations de maintenance nécessaires. Dans une réalisation, la structure externe comporte un chariot, mobile en translation par rapport à la section avant, sur lequel est articulé 30 l'élément tubulaire. Dans une réalisation, le chariot est disposé au niveau du sommet de la nacelle, en position dite « à 12 heures ». Dans une réalisation, la structure externe comporte un cadre périphérique, solidaire en translation du chariot, et lié de manière amovible à 35 l'élément tubulaire. 3054203 4 Dans une réalisation, le cadre est lié à l'élément tubulaire au moyen de dispositifs de connexion, les dispositifs de connexion pouvant être déconnectés pour libérer la rotation de l'élément tubulaire. Dans une réalisation, la section avant intègre des dispositifs de 5 guidage, mobiles en translation, et liés de manière amovible à l'élément tubulaire. Dans une réalisation, les dispositifs de guidage sont liés à l'élément tubulaire au moyen de dispositifs de connexion pouvant être déconnectés pour libérer la rotation de l'élément tubulaire. 10 Dans une réalisation, la nacelle comporte des dispositifs d'entrainement, tels que des vérins, permettant d'assurer le déplacement de l'élément tubulaire vers sa position de maintenance. Dans une réalisation, la nacelle comporte des dispositifs de fixation, tels que des tiges, permettant de relier l'élément tubulaire à un point 15 fixe lorsque l'élément tubulaire est en position de maintenance. L'invention se rapporte également à un ensemble propulsif d'aéronef comportant un turboréacteur logé dans une nacelle telle que définie ci-dessus. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la 20 description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - les figures 1 a et 1 b sont des vues d'une partie d'aile d'avion comportant un ensemble propusilf comprenant une nacelle conforme à l'invention, la nacelle étant représentée respectivement en mode jet direct et en 25 mode jet inverse ; - les figures 2a et 2b sont des vues en perspective de l'ensemble propulsif des figures la et 1 b, respectivement en mode jet direct et en mode jet inverse ; - les figures 3a à 3c représentent un premier mode de réalisation 30 de la section arrière d'une nacelle conforme à l'invention ; - les figures 4a à 4c représentent un deuxième mode de réalisation de la section arrière d'une nacelle conforme à l'invention ; Les figures 1 a et 1 b montre une vue partielle d'une aile 1 comportant un ensemble propulsif 2. L'ensemble propulsif comporte un 35 turboréacteur 4 (non visible sur les figures 1 a et 1 b), à double flux et comportant une soufflante à calage variable, et une nacelle 3. L'ensemble est 3054203 5 rattaché à l'aile 1 par l'intermédiaire d'un pylône 5 (ou mât réacteur). La nacelle 3 comporte notamment une section avant 300 et une section arrière 310, qui seront décrites plus en détail ci-après. La section arrière 310 comporte notamment une structure externe 312 mobile et une structure interne 314 fixe, 5 la structure externe 312 et la structure interne 314 délimitant la veine secondaire de l'ensemble propulsif. Sur la figure 1 a, l'ensemble propulsif 2 est représenté en mode jet direct, c'est-à-dire que la poussée qu'il génère est dirigée vers l'arrière. Ainsi, le flux d'air froid, ou flux secondaire, circule dans la veine secondaire de 10 l'ensemble propulsif 2 de l'amont vers l'aval, étant aspiré par l'avant de l'ensemble propulsif 2, puis éjecté par l'arrière de celui-ci (cf. flèches 200 et 202). Sur la figure 2b, l'ensemble propulsif 2 est en mode jet inverse, c'est-à-dire que la poussée qu'il génère est majoritairement dirigée vers l'avant. 15 Plus précisément, la poussée correspondant au flux secondaire est dirigée vers l'avant, tandis que la poussée correspondant au flux primaire (flux chaud) reste dirigée vers l'arrière. A cet effet, une structure externe 312 de la section arrière 310 de la nacelle 3 est mobile en translation. Comme représenté sur la figure 1 b, la structure externe 312 de la section arrière 310 est, en mode jet inverse, 20 en position reculée. Cette position reculée libère un espace 340 entre la section avant 300 et la structure externe 312 de la section arrière 310. Cet espace 340 entre les deux ensembles forme une ouverture permettant à l'air de pénétrer dans la veine secondaire (cf. flèches 204) pour être ensuite éjecté par l'avant de l'ensemble propulsif (cf. flèche 206). 25 L'ensemble propulsif des figures 1 a et 1 b est représenté plus en détail sur les figures 2a et 2b. Comme visible sur ces figures, la nacelle 3 comporte une entrée d'air 302 et une section médiane 304 entourant un carter de soufflante du turboréacteur 4. L'entrée d'air 302 et la section médiane 304 forment dans l'exemple des figures un ensemble unique, constituant la section 30 avant 300 de la nacelle 3. Sur la figure 2a, l'ensemble propulsif 2 est représenté en mode jet direct, et la structure externe 312 de la section arrière 310 de la nacelle 3 est en position avancée, assurant une continuité aérodynamique avec la section avant 300. 35 Sur la figure 2b, l'ensemble propulsif 2 est représenté en mode jet inverse, et la structure externe 312 de la section arrière 310 est en position 3054203 6 d'inversion de poussée, c'est-à-dire dans une position reculée libérant un espace 340 entre la section avant 300 et la structure externe 312. Comme mentionné plus haut, l'espace 340 constitue une ouverture supplémentaire de la veine secondaire, permettant d'augmenter sensiblement le débit d'air entrant 5 dans la veine secondaire lors de l'inversion de poussée. Conformément à l'invention, la structure externe 312 est mobile en translation, selon un axe longitudinal de l'ensemble propulsif 2, par rapport à la section avant 300, entre une position avancée (ou position de jet direct) et une position reculée (ou position de jet inverse). En outre, la structure externe 312 de la section arrière 10 310 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation 316 perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ensemble propulsif (c'est-à-dire l'axe confondu avec l'axe de rotation de la soufflante du turboréacteur), vers une position dite de maintenance, position dans laquelle elle libère un accès au moteur. Les figures 3a à 3c montrent un premier exemple de réalisation 15 d'une nacelle conforme à l'invention. Dans l'exemple des figures 3a à 3c, la structure externe 312 de la section arrière 310 est représentée en position de maintenance. Ainsi que mentionné plus haut, la position de maintenance de la structure externe 312 est atteinte par pivotement vers l'arrière, autour de l'axe de rotation 316, qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ensemble 20 propulsif 2. Dans l'exemple des figures 3a à 3c, la structure externe 312 comporte un élément tubulaire 318, ou virole 318. La virole 318 est solidaire en translation d'un cadre 320 périphérique. Le cadre 320 périphérique est mobile en translation par rapport à la section avant 300 de la nacelle 3. Le cadre 320 25 est à cet effet solidaire d'un ou plusieurs dispositifs de translation, par exemple un dispositif de translation principal et deux dispositifs de translation secondaires. Dans l'exemple des figures 3a à 3c, le dispositif de translation principal est situé dans la partie supérieure de la nacelle, en position dite à « 12 heures ». Le dispositif de translation principal comporte par exemple un 30 chariot 322, mobile en translation par rapport à la section avant 300, et duquel sont solidaires le cadre 320 périphérique et la virole 318. Les deux dispositifs de translation secondaires sont disposés de part et d'autre du dispositif de translation principal, en partie inférieure de la nacelle, soit respectivement entre les positions dites « à 3 heures » et « à 6 heures » et entre les positions dites 35 « à 6 heures » et « à 9 heures ». Dans l'exemple, les dispositifs de translation secondaires comportent des glissières 324, solidaires du cadre 320 3054203 7 périphérique et mobile en translation par rapport à la section avant 300 de la nacelle. Dans la configuration décrite ci-dessus, on assure le passage de la position avancée à la position reculée (et inversement) de la structure externe 5 312, par déplacement conjoint du chariot 322, de la virole 318 et du cadre 320 périphérique. Par ailleurs, la virole 318 est mobile en rotation par rapport chariot mobile 322 et donc par rapport au cadre 320. Dans l'exemple des figures 3a à 3c, la virole 318 est articulée directement sur le chariot 322, mais elle pourrait 10 alternativement être articulée sur le cadre 320, à proximité de la position dite « à 12 heures ». Ainsi, pour amener la structure externe 312 dans la position de maintenance telle que représentée sur les figures 3a à 3c, on amène en premier l'ensemble formé par le chariot 322, la virole 318 et le cadre 320 en position reculée, puis on fait pivoter la virole 318 vers l'arrière, notamment d'un 15 angle compris entre 30° et 50°, par exemple un angle d'environ 40°. Comme visible plus particulièrement sur les figures 3b et 3c, la position de maintenance de la virole 318 libère l'accès à la structure interne 314, cette dernière étant susceptible de s'ouvrir pour libérer l'accès au corps primaire du moteur 4, ce qui permet d'effectuer les opérations de maintenance souhaitées. Afin de 20 faciliter le pivotement de la virole 318, on pourra prévoir un ou plusieurs dispositifs d'entrainement tels que des vérins 326 de tout type adapté (notamment de type électromécanique ou hydraulique). Avantageusement, ces dispositifs d'entrainement, tels que les vérins 326, permettent de limiter l'amplitude de rotation de la virole 318, afin d'éviter que celle-ci n'entre en 25 contact avec d'autres éléments de l'ensemble propulsif. Par ailleurs, le cadre 320 comporte un ou plusieurs dispositifs de connexion, permettant de solidariser et désolidariser la virole 318 du cadre 320. Enfin, comme montré sur la figure 3c, on pourra prévoir de relier la virole 318, en position de maintenance, à un point fixe, par exemple au moyen de tiges 328. Dans 30 l'exemple, la virole 318 est reliée par des tiges 328 au pylône 5. Les figures 4a à 4c montrent un deuxième exemple de réalisation d'une nacelle conforme à l'invention. La nacelle 3 des figures 4a à 4c est identique à la nacelle précédemment décrite, à l'exception du fait que la structure externe ne comporte pas de cadre 320 périphérique. La virole 318 35 est, dans sa partie supérieure, articulée sur le chariot 322. La virole 318 est, dans sa partie inférieure, directement liée, de manière déconnectable, aux 3054203 8 deux dispositifs de translation secondaires, dans l'exemple deux glissières 330. La virole est équipée à cet effet de dispositifs de connexion 332 aptes à solidariser la virole 318 de manière déconnectable aux glissières 330 Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de 5 réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Nacelle (3) de turboréacteur à double flux à soufflante à calage variable, la nacelle comportant une section avant (300) destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, et une section arrière (310), la section arrière (310) comportant une structure interne (314) destinée à entourer le corps primaire du turboréacteur, la structure interne (314) définissant avec une structure externe (312) de la section arrière (310) une veine secondaire pour l'écoulement d'un flux d'air, la structure externe (312) de la section arrière (310) étant mobile en translation par rapport à la section avant (300), entre une position avancée, dans laquelle la structure externe (312) assure la continuité aérodynamique avec la section avant (300), et une position reculée, dans laquelle la structure externe (312) ouvre un passage vers la veine secondaire, la structure externe (312) comportant un élément tubulaire (318) apte à prendre une position de maintenance par rotation autour d'un axe (316) perpendiculaire à un axe longitudinal de la nacelle, l'élément tubulaire (318) libérant en position de maintenance un accès à la structure interne (314). 2. Nacelle (3) selon la revendication précédente, dans laquelle la 20 structure externe (312) comporte un chariot (322), mobile en translation par rapport à la section avant (300), sur lequel est articulé l'élément tubulaire (318). 3. Nacelle (3) selon la revendication prédécente, dans laquelle le chariot (322) est disposé au niveau du sommet de la nacelle, en position dite 25 « à 12 heures ». 4. Nacelle (3) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la structure externe (312) comporte un cadre (320) périphérique, solidaire en translation du chariot (322), et lié de manière amovible à l'élément tubulaire 30 (318). 5. Nacelle (3) selon la revendication précédente, dans laquelle le cadre (320) est lié à l'élément tubulaire (318) au moyen de dispositifs de connexion, les dispositifs de connexion pouvant être déconnectés pour libérer 35 la rotation de l'élément tubulaire (318). 3054203 10 6. Nacelle (3) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la section avant (300) intègre des dispositifs de guidage (330), mobiles en translation, et liés de manière amovible à l'élément tubulaire (318). 5 7. Nacelle (3) selon la revendication précédente, dans laquelle les dispositifs de guidage (330) sont liés à l'élément tubulaire (318) au moyen de dispositifs de connexion (332) pouvant être déconnectés pour libérer la rotation de l'élément tubulaire (318). 10 8. Nacelle (3) selon l'une des revendications précédentes, comportant des dispositifs d'entrainement (326), tels que des vérins, permettant d'assurer le déplacement de l'élément tubulaire (318) vers sa position de maintenance. 15 9. Nacelle (3) selon l'une des revendications précédentes, comportant des dispositifs de fixation (328), tels que des tiges, permettant de relier l'élément tubulaire à un point fixe lorsque l'élément tubulaire (318) est en position de maintenance. 10. Ensemble propulsif d'aéronef comportant un turboréacteur à double flux et à soufflante à calage variable logé dans une nacelle conforme à l'une des revendications précédentes.