Brevet FR3060651A1 — publié le 20180622

STRUCTURE D'ENTREE D'AIR POUR UNE NACELLE D' AERONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une structure d'entrée d'air pour une nacelle d'aéronef, une nacelle d'aéronef comportant une telle structure d'entrée d'air, ainsi qu'un aéronef comportant au moins une telle nacelle. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un moteur d'aéronef comprend une nacelle dans laquelle est logé le moteur proprement dit. La nacelle qui prend une forme annulaire présente à l'avant une structure d'entrée d'air. Par convention, les termes "avant" et "arrière" sont utilisés dans l'ensemble du texte en prenant pour référence l'avant et l'arrière du moteur. La structure d'entrée d'air comprend globalement une face intérieure et une face extérieure en contact avec l'air extérieur, tandis que la face intérieure délimite une veine qui constitue le canal de soufflante. La structure d'entrée d'air a notamment pour fonction d'assurer l'écoulement aérodynamique de l'air, d'une part, vers le canal de soufflante et, d'autre part, vers l'extérieur de la nacelle. La structure d'entrée d'air comprend une lèvre d'entrée d'air, un cadre de renfort avant, un panneau acoustique et un panneau extérieur. La lèvre d'entrée d'air présente en section la forme d'un U ouvert vers l'arrière. Elle forme l'enveloppe extérieure de la partie avant de la structure d'entrée d'air et elle assure le partage de l'air entre la partie qui pénètre dans le canal de soufflante et la partie qui s'écoule autour de la nacelle. Le panneau extérieur prolonge la lèvre d'entrée d'air du côté extérieur et constitue une partie de la face extérieure. Le cadre de renfort avant présente également en section la forme d'un U ouvert vers l'arrière et il est placé à l'intérieur et à l'arrière de la lèvre d'entrée d'air. Le cadre de renfort avant assure la tenue mécanique de la partie avant de la nacelle et aide à en préserver la forme et le dimensionnement. Le panneau acoustique forme l'enveloppe intérieure de la nacelle, en arrière de la lèvre d'entrée d'air, du côté du canal de soufflante. Le panneau acoustique constitue donc une partie de la face intérieure. 3060651 2 Le panneau acoustique présente une structure propre à atténuer les bruits et est de type composite sandwich. Du côté de la face intérieure, le cadre de renfort avant est fixé, d'une part, à la lèvre d'entrée d'air par exemple par l'intermédiaire de rivets, et, d'autre part, au 5 panneau acoustique au niveau de sa partie avant, par exemple par l'intermédiaire de rivets. Du côté de la face extérieure, le cadre de renfort avant est fixé, d'une part, à la lèvre d'entrée d'air par exemple par l'intermédiaire de rivets, et, d'autre part, au panneau extérieur par l'intermédiaire de rivets. 10 Le volume qui se trouve à l'avant entre la lèvre d'entrée d'air et le cadre de renfort est alimenté en gaz chaud provenant du moteur. Ce gaz chaud réchauffe alors la lèvre d'entrée d'air pour éviter la formation du givre. Les moteurs d'aéronef ont tendance à présenter des taux de dilution de plus en plus élevés, ce qui a pour conséquence une forte augmentation de la température du gaz 15 chaud provenant du moteur. Si la lèvre d'entrée d'air et le cadre de renfort avant qui sont réalisés en alliage d'aluminium peuvent supporter des températures relativement élevées, ce n'est pas le cas du panneau acoustique et du panneau extérieur qui sont réalisés en matériaux composites. 20 A terme, la température du gaz chaud pourrait ainsi atteindre des valeurs incompatibles avec les matériaux composites constituant le panneau acoustique et le panneau extérieur. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer une structure d'entrée d'air qui 25 permet une meilleure évacuation de la chaleur au niveau de la lèvre d'entrée d'air. A cet effet, est proposée une structure d'entrée d'air pour une nacelle d'aéronef, ladite structure d'entrée d'air comportant : - une lèvre d'entrée d'air à section en forme de U ouvert vers l'arrière et assurant le partage de l'air entre une face intérieure et une face extérieure et présentant un point 30 d'arrêt, - un panneau acoustique fixé à l'arrière de la lèvre d'entrée d'air du côté de la face intérieure au niveau d'un premier point d'assemblage, 3060651 3 - un panneau extérieur fixé à l'arrière de la lèvre d'entrée d'air du côté de la face extérieure au niveau d'un deuxième point d'assemblage, - un cadre de renfort avant placé à l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air et fixé à la lèvre d'entrée d'air, du côté de la face intérieure au niveau d'un premier point de fixation 5 et du côté de la face extérieure au niveau d'un deuxième point de fixation, la structure d'entrée d'air étant telle que la longueur de la corde entre ledit point d'arrêt et chaque point de fixation est comprise entre 1/3 et 1/6 de la corde totale entre le point d'arrêt et le point d'assemblage situé du même côté. La position du cadre de renfort avant permet une évacuation de la chaleur entre la 10 jonction du cadre de renfort avant et de la lèvre d'entrée d'air et le panneau acoustique et le panneau extérieur qui ne sont plus impactés par les éventuelles augmentations de température. Selon un mode de réalisation particulier, la fixation au premier point de fixation et la fixation au deuxième point de fixation sont assurées par des rivets. 15 Selon un mode de réalisation particulier, la fixation au premier point de fixation et la fixation au deuxième point de fixation sont assurées par soudure. Selon un mode de réalisation particulier, la fixation au premier point de fixation et la fixation au deuxième point de fixation sont assurées par le fait que la lèvre d'entrée d'air et le cadre de renfort avant constituent une unique pièce réalisée de manière 20 monobloc et mono-matière. Avantageusement, la lèvre d'entrée d'air et le cadre de renfort avant sont réalisés en alliage de titane. Avantageusement, la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air entre le point d'arrêt et le point de fixation de la face intérieure est de 170 à 320 mm, la longueur de 25 la corde sur la lèvre d'entrée d'air entre le point d'arrêt et le point de fixation de la face extérieure est de 150 à 250 mm, la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air entre le point de fixation de la face intérieure et le premier point d'assemblage de la face intérieure est comprise entre 20 et 80 mm, et la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air entre le point de fixation de la face extérieure et le deuxième point d'assemblage 30 de la face extérieure est comprise entre 15 et 80 mm. L'invention propose également une nacelle pour un moteur d'aéronef, ladite nacelle présentant une structure d'entrée d'air selon l'une des variantes précédentes, une conduite d'alimentation qui prélève du gaz chaud dans le moteur et l'injecte dans un volume entre la lèvre d'entrée d'air et le cadre de renfort avant, une unité de contrôle, 3060651 4 un capteur de pression prévu pour mesurer la pression dans la conduite d'alimentation et une seule vanne montée sur la conduite d'alimentation et prévue pour prendre alternativement une position ouverte dans laquelle elle laisse passer le gaz chaud dans la conduite d'alimentation, ou une position fermée dans laquelle elle ne laisse pas passer 5 le gaz chaud dans la conduite d'alimentation, où la position de la vanne est commandée par l'unité de contrôle en fonction des informations de pression que l'unité de contrôle reçoit du capteur de pression. L'invention propose également un aéronef comportant au moins une nacelle selon la variante précédente. 10 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : 15 la Fig. 1 est une vue de côté d'un aéronef présentant une structure d'entrée d'air selon 1 ' invention, la Fig. 2 est une représentation schématique en coupe d'une nacelle selon l'invention, la Fig. 3 est une vue en coupe d'une structure d'entrée d'air selon un premier 20 mode de réalisation de l'invention, et la Fig. 4 est une vue en coupe d'une structure d'entrée d'air selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 100 qui présente une aile 102 et sous l'aile 102, une 25 nacelle 104 selon l'invention dans laquelle est logé un moteur. L'avant de la nacelle 104 présente une structure d'entrée d'air 150 selon l'invention. La Fig. 2 montre la nacelle 104 à l'intérieur de laquelle est logé le moteur 202. La nacelle 104 prend une forme annulaire et la structure d'entrée d'air 150 30 comprend une face intérieure 152 et une face extérieure 154 en contact avec l'air extérieur, tandis que la face intérieure 152 délimite une veine 156 qui constitue le canal de soufflante. 3060651 5 Dans le canal de soufflante 156 est logée une soufflante 204. La structure d'entrée d'air 150 comprend, entre autres, une lèvre d'entrée d'air 158, un panneau acoustique 162, un cadre de renfort avant 160 et un panneau extérieur 113. 5 La lèvre d'entrée d'air 158 présente en section la forme d'un U ouvert vers l'arrière, forme l'enveloppe extérieure de la partie avant de la structure d'entrée d'air 150 et assure le partage de l'air entre la face intérieure 152 et la face extérieure 154. Le panneau extérieur 113 prolonge vers l'arrière la lèvre d'entrée d'air 158 du côté de la face extérieure 154 et constitue ainsi une partie de la face extérieure 154. 10 Le panneau acoustique 162 prolonge vers l'arrière la lèvre d'entrée d'air 158 du côté de la face intérieure 152, c'est-à-dire du côté du canal de soufflante 156, et constitue ainsi une partie de la face intérieure 152. Le cadre de renfort avant 160 présente en section la forme d'un U ouvert vers l'arrière et il est placé à l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air 158. Le cadre de renfort avant 15 160 assure la tenue mécanique de la partie avant de la nacelle 104 et aide à en préserver la forme et le dimensionnement. La structure d'entrée d'air 150 comprend, entre la lèvre d'entrée d'air 158 et le cadre de renfort avant 160, un volume 206. La nacelle 104 présente également une conduite d'alimentation 208 qui prélève 20 du gaz chaud dans le moteur 202, en particulier dans la section haute pression du moteur 202, et l'injecte dans le volume 206 en traversant le cadre de renfort avant 160. Pour réguler la quantité de gaz chaud injecté dans le volume 206, la nacelle 104 comprend une unité de contrôle 214, un capteur de pression 210 prévu pour mesurer la pression dans la conduite d'alimentation 208 et une seule vanne 212 montée sur la 25 conduite d'alimentation 208 et prévue pour prendre alternativement une position ouverte dans laquelle elle laisse passer le gaz chaud dans la conduite d'alimentation 208, ou une position fermée dans laquelle elle ne laisse pas passer le gaz chaud dans la conduite d'alimentation 208. La position de la vanne 212 est commandée par l'unité de contrôle 214 en fonction des informations de pression que l'unité de contrôle 214 reçoit 30 du capteur de pression 210. L'unité de contrôle 214 prend par exemple la forme d'un processeur. La Fig. 3 montre une structure d'entrée d'air 350 selon un premier mode de réalisation de l'invention et la Fig. 4 montre une structure d'entrée d'air 450 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. 3060651 6 Du côté de la face intérieure 152, l'arrière de la lèvre d'entrée d'air 158 est fixé à la partie avant du panneau acoustique 162 au niveau d'un premier point d'assemblage 10a, 10b, par exemple par l'intermédiaire de rivets symbolisés par un trait mixte 302, 402. 5 Du côté de la face extérieure 154, l'arrière de la lèvre d'entrée d'air 158 est fixé à la partie avant du panneau extérieur 113 au niveau d'un deuxième point d'assemblage 20a, 20b, par exemple par l'intermédiaire de rivets symbolisés par un trait mixte 304, 404. Du côté de la face intérieure 152, le cadre de renfort avant 160 est fixé à l'intérieur 10 de la lèvre d'entrée d'air 158 au niveau d'un premier point de fixation 30a, 30b. Du côté de la face extérieure 154, le cadre de renfort avant 160 est fixé à la lèvre d'entrée d'air 158 au niveau d'un deuxième point de fixation 40a, 40b. Par rapport au point d'arrêt 250 de la lèvre d'entrée d'air 158, c'est-à-dire le point où la vitesse de l'air est nulle, c'est-à-dire le point de la lèvre d'entrée d'air 158 le plus 15 en avant, la longueur de la corde entre ledit point d'arrêt 250 et chaque point de fixation 30a-b, 40a-b est comprise entre 1/3 et 1/6 de la corde totale entre le point d'arrêt 250 et le point d'assemblage 10a-b, 20a-b situé du même côté, c'est-à-dire du côté de la face intérieure 152 ou du côté de la face extérieure 154. Un tel positionnement du cadre de renfort avant 160 permet d'éloigner la source 20 de chaleur, c'est-à-dire le volume 206 rempli de gaz chaud, du panneau acoustique 162 et du panneau extérieur 113. La partie de la lèvre d'entrée d'air 158 entre les points de fixation 30a-b, 40a-b et les points d'assemblage 10a-b, 20a-b constitue un radiateur qui évacue la chaleur et le panneau acoustique 162 et le panneau extérieur 113 ne sont plus impactés par les 25 éventuelles augmentations de température. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, la fixation au premier point de fixation 30a est assurée par des rivets symbolisés par un trait mixte 306, et la fixation au deuxième point de fixation 40a est assurée par des rivets symbolisés par un trait mixte 308. 30 Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, la fixation au premier point de fixation 30b est assurée par soudure, et la fixation au deuxième point de fixation 40b est assurée par soudure. Le premier point de fixation 30b et le deuxième point de fixation 40b constituent des zones de soudure. 3060651 7 Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, la lèvre d'entrée d'air 158 et le cadre de renfort avant 160 peuvent constituer une unique pièce réalisée de manière monobloc et mono-matière, par exemple par impression 3D. Le premier point de fixation 30b et le deuxième point de fixation 40b constituent des zones monobloc et mono-matière. 5 En fonction de la température du gaz chaud, la lèvre d'entrée d'air 158 et le cadre de renfort avant 160 peuvent être réalisés en différents matériaux, comme par exemple en alliage d'aluminium. Pour que la lèvre d'entrée d'air 158 et le cadre de renfort avant 160 supportent des températures très élevées, ils sont avantageusement réalisés en alliage de titane. 10 Selon un mode de réalisation particulier : - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air 158 entre le point d'arrêt 250 et le point de fixation 30a-b de la face intérieure 152 est de 170 à 320 mm, - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air 158 entre le point d'arrêt 250 et le point de fixation 40a-b de la face extérieur 154 est de 150 à 250 mm, 15 - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air 158 entre le point de fixation 30a-b de la face intérieure 152 et le premier point d'assemblage 10a-b de la face intérieure 152 est comprise entre 20 et 80 mm en fonction de la baisse de température à atteindre, - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air 158 entre le point de fixation 20 40a-b de la face extérieure 154 et le deuxième point d'assemblage 20a-b de la face extérieure 154 est comprise entre 15 et 80 mm en fonction de la baisse de température à atteindre. REVENDICATIONS1) Structure d'entrée d'air (150, 350, 450) pour une nacelle (104) d'aéronef (100), ladite structure d'entrée d'air (150, 350, 450) comportant : - une lèvre d'entrée d'air (158) à section en forme de U ouvert vers l'arrière et assurant le partage de l'air entre une face intérieure (152) et une face extérieure (154) et présentant un point d'arrêt (250), - un panneau acoustique (162) fixé à l'arrière de la lèvre d'entrée d'air (158) du côté de la face intérieure (152) au niveau d'un premier point d'assemblage (10a-b), - un panneau extérieur (113) fixé à l'arrière de la lèvre d'entrée d'air (158) du côté de la face extérieure (154) au niveau d'un deuxième point d'assemblage (20a-b), - un cadre de renfort avant (160) placé à l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air (158) et fixé à la lèvre d'entrée d'air (158), du côté de la face intérieure (152) au niveau d'un premier point de fixation (30a-b) et du côté de la face extérieure (154) au niveau d'un deuxième point de fixation (40a-b), la structure d'entrée d'air (150, 350, 450) étant telle que la longueur de la corde entre ledit point d'arrêt (250) et chaque point de fixation (30a-b, 40a-b) est comprise entre 1/3 et 1/6 de la corde totale entre le point d'arrêt (250) et le point d'assemblage (10a-b, 20a-b) situé du même côté. 2) Structure d'entrée d'air (350) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation au premier point de fixation (30a) et la fixation au deuxième point de fixation (40a) sont assurées par des rivets. 3) Structure d'entrée d'air (450) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation au premier point de fixation (30b) et la fixation au deuxième point de fixation (40b) sont assurées par soudure. 4) Structure d'entrée d'air (450) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation au premier point de fixation (30b) et la fixation au deuxième point de fixation (40b) sont assurées par le fait que la lèvre d'entrée d'air (158) et le cadre de renfort avant (160) constituent une unique pièce réalisée de manière monobloc et mono-matière. 3060651 9 5) Structure d'entrée d'air (150, 350, 450) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la lèvre d'entrée d'air (158) et le cadre de renfort avant (160) sont réalisés en alliage de titane. 6) Structure d'entrée d'air (150, 350, 450) selon l'une des revendications 1 à 5, 5 caractérisée en ce que : - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air (158) entre le point d'arrêt (250) et le point de fixation (30a-b) de la face intérieure (152) est de 170 à 320 mm, - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air (158) entre le point d'arrêt (250) et le point de fixation (40a-b) de la face extérieure (154) est de 150 à 250 mm, 10 - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air (158) entre le point de fixation (30a-b) de la face intérieure (152) et le premier point d'assemblage (10a-b) de la face intérieure (152) est comprise entre 20 et 80 mm, - la longueur de la corde sur la lèvre d'entrée d'air (158) entre le point de fixation (40a-b) de la face extérieure (154) et le deuxième point d'assemblage (20a-b) de la face 15 extérieure (154) est comprise entre 15 et 80 mm. 7) Nacelle (104) pour un moteur d'aéronef (100), ladite nacelle (104) présentant une structure d'entrée d'air (150, 350, 450) selon l'une des revendications 1 à 6, une conduite d'alimentation (208) qui prélève du gaz chaud dans le moteur (202) et l'injecte dans un volume (206) entre la lèvre d'entrée d'air (158) et le cadre de renfort avant (160), 20 une unité de contrôle (214), un capteur de pression (210) prévu pour mesurer la pression dans la conduite d'alimentation (208) et une seule vanne (212) montée sur la conduite d'alimentation (208) et prévue pour prendre alternativement une position ouverte dans laquelle elle laisse passer le gaz chaud dans la conduite d'alimentation (208), ou une position fermée dans laquelle elle ne laisse pas passer le gaz chaud dans la conduite 25 d'alimentation (208), où la position de la vanne (212) est commandée par l'unité de contrôle (214) en fonction des informations de pression que l'unité de contrôle (214) reçoit du capteur de pression (210). 8) Aéronef (100) comportant au moins une nacelle (104) selon la revendication précédente.