Brevet FR3053957A1 — publié le 20180119

L'invention concerne un ensemble arrière de nacelle de turboréacteur comportant un dispositif d'étanchéité anti-feu. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble arrière de nacelle de turboréacteur qui est équipé d'un dispositif d'étanchéité au feu comportant un joint d'étanchéité adapté pour assurer l'étanchéité entre une section médiane de la nacelle qui entoure une soufflante du turboréacteur et une zone poutre 12 heures. Comme cela est connu en soi, un moteur d'aéronef, qui est en général du type turboréacteur, est placé à l'intérieur d'une nacelle qui, entre 10 autres fonctions : - assure le carénage aérodynamique du moteur, - permet de canaliser l'air extérieur vers le moteur, - permet de relier le moteur à l'aéronef. En effet, la nacelle présente, généralement, une structure tubulaire 15 comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur et abritant, le cas échéant, des moyens d'inversion de poussée. Les nacelles modernes sont destinées à abriter un turboréacteur 20 double flux apte à générer par l'intermédiaire des aubes de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et un flux d'air froid (flux secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire, également appelé veine secondaire, formé entre un carénage du turboréacteur et une 25 paroi interne de la nacelle. Les deux flux d'air sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un aéronef, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers 30 l'avant au moins une partie de l'air éjecté du turboréacteur. Dans cette phase, l'inverseur obstrue au moins une partie de la veine du flux froid et dirige ce flux vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues et aérofreins de l'avion. De manière générale, la structure d'un inverseur comprend un 35 capot qui est monté mobile en translation longitudinale d'avant en arrière selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de la nacelle, entre une position de 3053957 2 fermeture dans laquelle le capot assure la continuité aérodynamique de la nacelle, et une position d'ouverture dans laquelle le capot ouvre un passage dans la nacelle. Dans le cas d'un inverseur à grilles de déviation, la réorientation du 5 flux d'air est effectuée par des grilles de déviation, associées à des volets d'inversion venant bloquer au moins partiellement la veine de circulation d'air, le capot n'ayant qu'une simple fonction de coulissement visant à découvrir ou recouvrir ces grilles de déviation. Les volets d'inversion, également appelés volets de blocage, quant 10 à eux, sont activés et entraînés par le coulissement du capot mobile jusqu'à venir obstruer au moins partiellement la veine en aval des grilles, de manière à optimiser la réorientation du flux d'air froid. On connaît des nacelles dites à structure en C, ou en D, connues sous la terminologie anglo-saxonne « C-Duct », ou « D-Duct », qui 15 comprennent une structure dite fixe d'inverseur de poussée qui est destinée à entourer une partie aval du turboréacteur. Cette structure fixe comporte deux demi-capots qui se déploient « en papillon » et qui sont articulés en pivotement par des charnières, autour d'un axe charnière longitudinal, entre une position de travail dans laquelle les 20 demi-capots forment une partie du carénage aval du turboréacteur et définissent la veine annulaire d'air froid avec un capot d'inversion de poussée, et une position de maintenance dans laquelle les demi-capots s'écartent du turboréacteur. Chacun des deux demi-capots est monté sur une demi-poutre 25 support longitudinale, dite poutre 12 heures, montée pivotante sur le pylône, le mouvement de rotation de chaque demi-poutre sur le pylône assurant le pivotement de chaque demi-capot par rapport à ce pylône. Il est connu d'équiper la nacelle d'un dispositif d'étanchéité au feu qui comporte un joint d'étanchéité adapté pour assurer l'étanchéité entre une 30 section médiane de la nacelle qui entoure la soufflante du turboréacteur et la zone poutre 12 heures. A cet effet, chaque demi-capot comporte une cloison qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe charnière et qui cloisonne la zone poutre 12 heures. 35 La cloison délimite un bord appui-joint qui est agencé en regard du pylône. 3053957 3 Le dispositif d'étanchéité comporte généralement un joint tubulaire en élastomère qui est monté sur le bord appui joint de la cloison pour coopérer avec le pylône. Lorsque les demi-capots occupent leur position de travail, le joint 5 associé est comprimé par une paroi appui-joint associée délimitée par le pylône. Le joint tubulaire présente notamment un tronçon intermédiaire qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de la nacelle, depuis une partie inférieure jusqu'à une partie supérieure. Selon l'art antérieur, la partie supérieure du joint tubulaire est en appui sur une face inférieure de la trappe d'accès aux charnières du demi-capot associé, pour assurer l'étanchéité au feu. Toutefois, sur un type d'inverseur, la position de l'axe de pivotement du demi-capot de l'inverseur par rapport au pylône peut empêcher 15 une telle configuration. En effet, selon la position transversale et verticale de l'axe de pivotement du demi-capot, et le décentrement de cet axe par rapport au joint tubulaire, le joint tubulaire peut s'opposer à l'ouverture et à la fermeture du demi-capot en étant surcomprimé contre le pylône au cours du pivotement du 20 demi-capot. La présente invention vise notamment à résoudre cet inconvénient et se rapporte pour ce faire à un ensemble arrière de nacelle de turboréacteur, la nacelle présentant une forme globalement tubulaire qui s'étend suivant un axe longitudinal, l'ensemble arrière comprenant : 25 - une structure fixe d'inverseur de poussée qui est destinée à entourer une partie aval du turboréacteur, ladite structure comportant au moins un demi-capot qui est monté sur une poutre articulée en pivotement au moyen d'au moins une charnière, autour d'un axe charnière longitudinal, entre une position de travail dans laquelle le demi-capot forme une partie du carénage 30 aval du turboréacteur et définit la moitié d'une veine annulaire d'air froid, et une position de maintenance dans laquelle le demi-capot s'écarte du turboréacteur, le demi-capot comportant une cloison qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe charnière pour cloisonner une zone poutre, et qui délimite un bord appui-joint, 35 - un pylône de suspension de la nacelle sur lequel la structure fixe est montée mobile, le pylône formant une paroi appui-joint qui est délimitée par 3053957 4 une face inférieure agencée en regard du bord appui-joint du demi-capot, et une face supérieure opposée, - une trappe d'accès à la charnière du demi-capot, qui est délimitée par une face inférieure appui-joint agencée en regard de la charnière, et une 5 face de carénage supérieur, - un dispositif d'étanchéité au feu qui comporte un joint d'étanchéité adapté pour assurer l'étanchéité entre une section médiane de la nacelle qui entoure une soufflante du turboréacteur et la zone poutre, l'ensemble arrière étant caractérisé en ce que ledit joint 10 d'étanchéité est réalisé en deux parties qui comprennent : - une partie inférieure du type joint tubulaire, qui s'étend au moins en partie sur ledit bord appui-joint du demi-capot, et qui est adaptée pour coopérer avec la paroi appui-joint du pylône, et - une partie supérieure comprenant une tôle d'étanchéité 15 déformable élastiquement qui s'étend depuis la paroi appui-joint du pylône, jusqu'à la face inférieure de la trappe d'accès à la charnière. L'ensemble selon l'invention permet une ouverture et une fermeture du demi-capot sans surcompression du joint ni collision entre le capot et le pylône, notamment grâce à la finesse et l'élasticité de la tôle d'étanchéité qui 20 est conçue pour s'affaisser au cours du pivotement du demi-capot. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tôle d'étanchéité s'étend depuis une embase reliée sur la paroi appui-joint du pylône, jusqu'à une extrémité libre qui est adaptée pour coopérer avec la face inférieure de la trappe d'accès à la charnière. 25 Selon cette caractéristique, la tôle assure l'étanchéité au feu entre le pylône et la trappe d'accès à la charnière. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embase de la tôle d'étanchéité qui est reliée sur la paroi appui-joint du pylône forme une lame ressort qui permet à la tôle d'étanchéité d'être rappelée élastiquement vers la 30 face inférieure de la trappe. Selon un exemple de réalisation préféré, la tôle d'étanchéité du joint d'étanchéité est réalisée en tôle métallique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie inférieure du joint d'étanchéité est réalisée en élastomère. 35 Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'étanchéité comporte une bavette qui s'étend depuis une extrémité supérieure 3053957 5 reliée sur un carénage du pylône, jusqu'à une extrémité inférieure libre qui est en appui sur la trappe d'accès à la charnière, de sorte que la trappe est interposée entre ladite bavette et la tôle d'étanchéité du joint d'étanchéité. La bavette est conçue pour limiter les entrées d'air entre le pylône 5 et la nacelle. L'invention concerne également un procédé de montage de l'ensemble arrière de nacelle de turboréacteur, la trappe d'accès à la charnière comportant un carénage supérieur et une plaque inférieure qui forme la face inférieure appui-joint de la trappe, et le procédé de montage comportant au 10 moins : - une première étape de mise en position de la plaque inférieure de la trappe, qui consiste à positionner la face inférieure appui-joint de la plaque inférieure de la trappe en appui sur une extrémité libre de la tôle d'étanchéité, et - une seconde étape de fixation du carénage supérieur sur la plaque inférieure de la trappe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en section transversale d'un ensemble arrière de nacelle selon l'invention, comportant deux demi-capots d'une structure fixe de la section aval d'une nacelle, en position de travail ; - la figure 2 est une vue schématique similaire à celle de la figure 1, qui illustre les deux demi-capots de la figure 1 en position de maintenance ; - la figure 3 est une vue en perspective qui illustre un demi-capot de la section aval de la nacelle de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de détail en section transversale, qui illustre le dispositif d'étanchéité au feu selon l'invention, avec le demi-capot en position de travail ; - la figure 5 est une vue de détail en section transversale, qui illustre un dispositif d'étanchéité au feu selon l'invention, avec le demi-capot en position de maintenance ; - la figure 6 est une vue de détail en perspective qui illustre le dispositif d'étanchéité au feu selon l'invention. 3053 95 7 6 Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » et leurs dérivés en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement de la figure 1. De plus, pour clarifier la description et les revendications, on 5 adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures, dont l'axe L est parallèle à l'axe A de la nacelle. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou 10 analogues. A noter que dans la présente demande de brevet, les termes « amont » et «aval » doivent s'entendre par rapport à la circulation du flux d'air à l'intérieur de l'ensemble propulsif formé par la nacelle et le turboréacteur. Pour faciliter la compréhension de la description, les éléments 15 identiques et symétriques suivant le plan P de symétrie sont indiqués par des mêmes références numériques distinguées par la lettre « a » ou « b ». On a représenté à la figure 1 un ensemble arrière 10 de nacelle de turboréacteur, la nacelle (partiellement représentée) présentant une forme globalement tubulaire qui s'étend suivant un axe A longitudinal. 20 L'ensemble arrière 10 comprend une structure 12 fixe d'inverseur de poussée qui est destinée à entourer une partie aval du turboréacteur. La structure 12 est dite « fixe » en opposition aux capots 13a, 13b d'inversion de poussée de l'inverseur qui sont montés coulissant. La structure 12 fixe comporte deux demi-capots 14a, 14b qui 25 présentent une conception symétrique suivant le plan P de symétrie représenté à la figure 1. Les deux demi-capots 14a, 14b sont montés articulée en pivotement chacun sur une poutre 16a, 16b respectivement, dites « poutres 12 heures », au moyen de plusieurs charnières 18a, 18b, autour d'un axe B 30 charnière longitudinal. Les deux demi-capots 14a, 14b sont montés pivotant entre une position de travail illustrée à la figure 1, et une position de maintenance illustrée à la figure 2. Dans leur position de travail, les deux demi-capots 14a, 14b 35 forment le carénage aval du turboréacteur et définissent la veine 20 annulaire 3053957 7 d'air froid, dite veine secondaire, avec les capot 13a, 13b d'inversion de poussée. Dans leur positon de maintenance, les deux demi-capots 14a, 14b s'écartent du turboréacteur pour permettre l'accès au turboréacteur. 5 Comme on peut le voir à la figure 1, l'ensemble arrière 10 comporte un pylône 22 de suspension de la nacelle sur lequel la structure 12 fixe est montée mobile par l'intermédiaire des charnières 18a, 18b. Par soucis de clarté, et pour ne pas alourdir la description, seule la moitié située à droite du plan de symétrie P selon la figure 1 est décrite plus en 10 détail dans la suite de la description. Aussi, par symétrie suivant le plan P de la figure 1, il est entendu que les parties droite et gauche de l'ensemble arrière 10 selon l'invention sont identiques. En référence à la figure 4, le demi-capot 14a comporte une trappe 15 24 d'accès aux charnières 18a. La trappe 24, qui est visible également à la figure 6, comporte un carénage supérieur 26 et une plaque inférieure 28 qui délimite une face inférieure 30 appui-joint et qui est agencée en regard de la charnière 18a associée. 20 Selon les figures 4 et 6, le pylône 22 forme une paroi appui-joint 32 qui est délimitée par une face inférieure 34 agencée en regard du demi-capot 14a, et une face supérieure 36 opposée. De plus, le demi-capot 14a comporte une cloison 38 qui s'étend 25 dans un plan perpendiculaire à l'axe B charnière pour cloisonner une zone d'accès à la poutre 16a, cette zone étant appelée « zone poutre ». Cette zone poutre est identifiée à la figure 3 par la référence Z. La cloison 38 délimite un bord appui-joint 40 qui est agencé en regard de la paroi appui-joint 32 du pylône 22 et qui présente une forme courbe 30 complémentaire à la forme de la paroi appui-joint 32 du pylône 22. Conformément à l'invention, l'ensemble arrière 10 est équipé d'un dispositif d'étanchéité au feu 42 qui comporte un joint d'étanchéité 44 adapté pour assurer l'étanchéité entre une section médiane (non représentée) de la nacelle qui entoure une soufflante du turboréacteur et la zone poutre. Le joint d'étanchéité 44 est réalisé en deux parties, à savoir une partie inférieure 46 et une partie supérieure 48. 3053957 8 En référence à la figure 6, la partie inférieure 46 est formée par un joint tubulaire souple en élastomère qui comporte un tronçon amont 50 qui s'étend transversalement sur l'extrémité amont de la structure 12 fixe, en regard de la section médiane de la nacelle, et qui s'étend longitudinalement 5 contre la paroi appui-joint 32 du pylône 22. Le tronçon amont 50 est relié sur un tronçon intermédiaire 52 qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe B charnière sur le bord appui-joint 40 du demi-capot 14a. Le tronçon intermédiaire 52 est prolongé par un tronçon aval 54 qui 10 s'étend longitudinalement jusqu'à la cloison 38. Comme on peut le voir à la figure 5, la partie inférieure 46 du joint d'étanchéité 44 présente une forme courbe qui est adaptée pour être comprimée par la paroi appui-joint 32 du pylône 22 mais sans surcompression, pour permettre l'ouverture et la fermeture du demi-capot 14a autour e l'axe B 15 charnière. La partie supérieure 48 du joint d'étanchéité 44 permet de poursuivre l'étanchéité réalisée par la partie inférieure 46, jusqu'à la trappe 24. A cet effet, la partie supérieure 48 comprend une tôle d'étanchéité 56 déformable élastiquement qui s'étend depuis la paroi appui-joint 32 du 20 pylône 22, jusqu'à la face inférieure 30 de la trappe 24 d'accès aux charnières de l'inverseur. La tôle d'étanchéité 56 s'étend depuis une embase 58 qui est reliée sur la face supérieure 36 de la paroi appui-joint 32 du pylône 22, jusqu'à une extrémité libre 60 qui est adaptée pour coopérer avec la face inférieure 30 de la 25 trappe 24 d'accès lorsque le demi-capot 14a occupe sa position de travail. L'extrémité libre 60 de la tôle d'étanchéité 56 est recourbée pour permettre l'extrémité libre 60 de glisser sur la trappe 24 au cours de l'ouverture du demi-capot 14a, comme on peut le voir à la figure 5. L'embase 58 de la tôle d'étanchéité 56 forme une lame ressort qui 30 permet à la tôle d'étanchéité 56 d'être rappelée élastiquement vers la face inférieure de la trappe 24 et qui permet également à la tôle d'étanchéité 56 de s'affaisser sous la pression de la trappe 24 au cours de l'ouverture du demi-capot 14a, comme on peut le voir à la figure 5. Dans ce but, la tôle d'étanchéité 56 est réalisée en tôle métallique, 35 de préférence. 3053957 9 Aussi, la tôle d'étanchéité 56 s'étend longitudinalement jusqu'à la cloison 38 pour empêcher une éventuelle flamme de pénétrer dans la zone poutre. Selon un autre aspect, le dispositif d'étanchéité 42 comporte une 5 bavette 62 qui s'étend depuis une extrémité supérieure 64 reliée sur une face verticale du carénage 66 du pylône 22, jusqu'à une extrémité inférieure libre 68 qui est en appui sur la trappe 24 d'accès à la charnière, de sorte que la trappe 24 d'accès est interposée entre la bavette 62 et la tôle d'étanchéité 56. La bavette 62 permet notamment de limiter les entrées d'air au-10 delà du carénage. La présente invention concerne également un procédé de montage de l'ensemble arrière 10 selon l'invention, le procédé comportant notamment une première étape de mise en position de la plaque inférieure 28 de la trappe 24. 15 L'étape de mise en position consiste à positionner la face inférieure 30 appui-joint de la plaque inférieure 28 de la trappe 24 en appui sur l'extrémité libre 60 de la tôle d'étanchéité 56. Cette étape de mise en position consiste également à fixer la plaque inférieure 28 de la trappe 24 sur le demi-capot 14a, et plus 20 particulièrement sur la poutre 16a associée. Le procédé comporte une seconde étape de fixation du carénage supérieur 26 de la trappe 32 sur la plaque inférieure 28 de la trappe 32 précédemment fixée. Ce procédé en deux étapes vise à fiabiliser la mise en position de 25 la plaque inférieure 28 de la trappe 32 dont l'extrémité doit être interposée entre la bavette 62 et l'extrémité libre 60 de la tôle d'étanchéité 56. En effet, l'absence du carénage supérieur 26 favorise la visibilité pour insérer et positionner la plaque inférieure 28 à sa place. La présente description de l'invention est donnée à titre d'exemple 30 non limitatif. REVENDICATIONS1. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur, la nacelle présentant une forme globalement tubulaire qui s'étend suivant un axe (A) 5 longitudinal, l'ensemble arrière (10) comprenant : - une structure (12) fixe d'inverseur de poussée qui est destinée à entourer une partie aval du turboréacteur, ladite structure (12) comportant au moins un demi-capot (14a, 14b) qui est monté sur une poutre (16a, 16b) articulée en pivotement au moyen d'au moins une charnière (18a, 18b), autour 10 d'un axe (B) charnière longitudinal, entre une position de travail dans laquelle le demi-capot (14a, 14b) forme une partie du carénage aval du turboréacteur et définit la moitié d'une veine (20) annulaire d'air froid, et une position de maintenance dans laquelle le demi-capot (14a, 14b) s'écarte du turboréacteur, le demi-capot (14a, 14b) comportant une cloison (38) qui s'étend dans un plan 15 perpendiculaire à l'axe (B) charnière pour cloisonner une zone poutre, et qui délimite un bord appui-joint (40), - un pylône (22) de suspension de la nacelle sur lequel la structure (12) fixe est montée mobile, le pylône (22) formant une paroi appui-joint (32) qui est délimitée par une face inférieure (34) agencée en regard du bord appui-20 joint (40) du demi-capot (14a, 14b), et une face supérieure (36) opposée, - une trappe (24) d'accès à la charnière du demi-capot (14a, 14b), qui est délimitée par une face inférieure (30) appui-joint agencée en regard de la charnière (18a, 18b), et une face de carénage supérieur (26), - un dispositif d'étanchéité (42) au feu qui comporte un joint 25 d'étanchéité (44) adapté pour assurer l'étanchéité entre une section médiane de la nacelle qui entoure une soufflante du turboréacteur et la zone poutre, l'ensemble arrière (10) étant caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité (44) est réalisé en deux parties qui comprennent : - une partie inférieure (46) du type joint tubulaire, qui s'étend au 30 moins en partie sur ledit bord appui-joint (40) du demi-capot (14a, 14b), et qui est adaptée pour coopérer avec la paroi appui-joint (32) du pylône (22), et - une partie supérieure (48) comprenant une tôle d'étanchéité (56) déformable élastiquement qui s'étend depuis la paroi appui-joint (32) du pylône (22), jusqu'à la face inférieure (30) de la trappe (24) d'accès à la charnière. 35 2. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle d'étanchéité (56) s'étend depuis 3053957 11 une embase (58) reliée sur la paroi appui-joint (32) du pylône (22), jusqu'à une extrémité libre (60) qui est adaptée pour coopérer avec la face inférieure (30) de la trappe (24) d'accès à la charnière. 3. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embase (58) de la tôle d'étanchéité (56) qui est reliée sur la paroi appui-joint (32) du pylône (22) forme une lame ressort qui permet à la tôle d'étanchéité (56) d'être rappelée élastiquement vers la face inférieure (30) de la trappe (24). 4. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tôle d'étanchéité (56) du joint d'étanchéité (44) est réalisée en tôle métallique. 5. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inférieure (46) du joint d'étanchéité (44) est réalisée en élastomère. 15 6. Ensemble arrière (10) de nacelle de turboréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité (42) comporte une bavette (62) qui s'étend depuis une extrémité supérieure (64) reliée sur un carénage (66) du pylône (22), jusqu'à une extrémité inférieure (68) libre qui est en appui sur la trappe (24) d'accès à la 20 charnière, de sorte que la trappe (24) est interposée entre ladite bavette (62) et la tôle d'étanchéité (56) du joint d'étanchéité (44). 7. Procédé de montage de l'ensemble arrière de nacelle de turboréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, la trappe (24) d'accès à la charnière comportant un carénage supérieur (26) et 25 une plaque inférieure (28) qui forme la face inférieure (30) appui-joint de la trappe (24), et le procédé de montage comportant au moins : - une première étape de mise en position de la plaque inférieure (28) de la trappe (24), qui consiste à positionner la face inférieure (30) appui-joint de la plaque inférieure (28) de la trappe (24) en appui sur une extrémité 30 libre (60) de la tôle d'étanchéité (56), et - une seconde étape de fixation du carénage supérieur (26) sur la plaque inférieure (28) de la trappe (24).