Brevet FR3074149A1 — publié le 20190531

Nacelle d'aéronef La présente invention concerne une nacelle d'aéronef ayant une partie avant comportant une paroi interne et une paroi externe réunies par un cadre avant annulaire 5 pour délimiter une veine de passage de gaz. On sait qu'un aéronef équipé d'ensembles propulsifs comprenant des moteurs tels que des turboréacteurs comporte une nacelle tubulaire entourant chacun des turboréacteurs de façon à délimiter une veine de passage de gaz pour alimenter une soufflante du turboréacteur. 10 Chaque nacelle comporte une partie avant comportant une paroi interne et une paroi externe réunies par un cadre avant annulaire pour délimiter la veine de passage de gaz. Le cadre avant supporte une lèvre de dégivrage et doit avoir une structure appropriée pour résister au choc d'un oiseau sur la partie avant, ou de tout autre obstacle dans l'air. 15 Dans un contexte d'amélioration de la sécurité, il est en permanence recherché d'augmenter la résistance au choc d'un oiseau. A cet effet il a été envisagé d'augmenter l'épaisseur de la lèvre, toutefois cette solution augmente le poids de la lèvre et la quantité d'énergie nécessaire pour déformer la lèvre. Il a également été envisagé d'augmenter l'épaisseur du cadre avant, toutefois 20 cette solution implique une augmentation substantielle du poids de la partie avant pour offrir une robustesse satisfaisante. Un but de l'invention est d'augmenter la résistance au choc de la partie avant sans augmentation substantielle de poids de la nacelle. En vue de la réalisation de ce but on propose selon l'invention une nacelle 25 d'aéronef ayant une partie avant comportant une paroi interne et une paroi externe réunies par un cadre avant annulaire pour délimiter une veine de passage de gaz, dans laquelle le cadre avant est formé de plusieurs cadres en tôle adjacents réunis entre eux sur une partie au moins de leur pourtour. Ainsi, en comparaison à égalité de poids des tôles aillant une épaisseur totale 30 égale à l'épaisseur du cadre avant existant avant l'invention, on a constaté une augmentation substantielle de la résistance au choc. En d'autres termes, le cadre avant selon l'invention offre une résistance améliorée en comparaison à une augmentation de l'épaisseur dudit cadre avant. Il est ainsi possible, d'obtenir un cadre avant avec un poids réduit par rapport à une solution consistant à augmenter l'épaisseur du cadre, 35 ceci à résistance équivalente. 2 Par ailleurs, ceci a notamment été confirmé dans des tests en étudiant les réponses fréquentielles et temporelles à des sollicitations dynamiques après modélisation. On a ainsi constaté que plusieurs systèmes d'absorption placés en série, par exemple deux, avec un coefficient de raideur k prédéterminé offraient une résistance au choc bien plus grande qu'un seul système d'absorption avec un coefficient de raideur K correspondant, pour la comparaison, à un multiple du coefficient de raideur k comparativement au nombre de systèmes d'absorption placés en série (K=n.k) à comparer, par exemple le double. Selon une version avantageuse de l'invention, le cadre avant comporte deux 10 cadres en tôle réunis, à savoir un premier cadre en tôle et un dernier cadre en tôle. On bénéficie ainsi d'une augmentation de la résistance au choc moyennant une faible augmentation de la complexité de la structure du cadre avant. De préférence, le premier cadre en tôle a une plus grande contrainte à la rupture mais un plus faible allongement à la rupture que le dernier cadre en tôle. 15 De préférence encore, et dans une configuration particulière, le premier cadre en tôle est en titane Ta6V et le dernier cadre en tôle est en titane T60. Bien entendu, d'autres matériaux peuvent être utilisés de sorte que le premier cadre en tôle a une plus grande contrainte à la rupture mais un plus faible allongement à la rupture que le dernier cadre en tôle. 20 Selon un autre aspect avantageux de l'invention, les cadres en tôles sont accolées sur une partie au moins de leur surface. On s'assure ainsi d'un maintien de la compacité du cadre avant. Selon encore un autre aspect de l'invention, le cadre avant comporte une portion interne tronconique et une portion externe tronconique reliées par une portion 25 médiane ayant un profil curviligne, et les cadres en tôle sont accolés dans les portions tronconiques et sont espacés dans la portion médiane à profil curviligne. Ainsi lors d'un choc sur le cadre avant conduisant à la rupture d'une des deux tôles, la deuxième tôle conserve son intégrité et sa capacité d'absorption d'un nouveau choc. Selon encore d'autres aspects de l'invention pris isolément ou en combinaison : 30 - La nacelle comporte une cornière de liaison interne du cadre avant avec la paroi interne et une cornière de liaison externe du cadre avant avec la paroi externe, et au moins l'une des cornières de liaison comporte plusieurs tôles accolées; par exemple, la cornière de liaison interne comporte plusieurs tôles accolées tandis que la cornière de liaison externe est formée d'une 35 seule tôle; ainsi, par un choix approprié des portions comportant une seule 3 tôle ou plusieurs tôles accolées on peut anticiper un point de défaillance, et donc piloter la chronologie de rupture ; - La nacelle comporte une lèvre annulaire s'étendant en amont du cadre avant par référence à une direction d'écoulement dans la veine de gaz, et la lèvre 5 annulaire est fixée au cadre avant par des cornières de liaison de lèvre; - les cornières de liaison de lèvre sont communes avec la cornière de liaison interne ou la cornière de liaison externe correspondante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de la partie avant de nacelle selon l'invention,en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles : - La figure 1 est une vue en perspective schématique d'une partie avant de nacelle selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe schématique agrandie selon le plan II de la figure 1, - la figure 3 est une vue très agrandie de l'encadré III de la figure 2, - la figure 4 est une vue très agrandie de l'encadré IV de la figure 2. En référence aux figures, la partie avant de la nacelle illustrée comporte de façon connue en soi une paroi interne annulaire 1 et une paroi externe annulaire 2 réunies 20 par un cadre avant 3 pour délimiter une veine V de passage de gaz. Dans la suite de la description, les termes interne et externe sont utilisés par référence à une direction radiale de la nacelle. Egalement de façon connue en soi, la partie avant comprend une lèvre annulaire 4 fixée de façon étanche au cadre avant 3. Selon l'invention, le cadre avant comporte un premier cadre en tôle 6 et un 25 dernier cadre en tôle 5 réunis entre eux le long de leur pourtour. Dans l'exemple illustré les deux cadres 5 et 6 sont réalisés en Titane Ta6V. Le cadre avant peut être réalisé selon différentes configurations afin d'optimiser les capacités de chaque cadre en rapport avec la sollicitation. Par exemple, le premier cadre 6 peut être réalisé en un matériau avec une grande contrainte à la rupture mais un allongement à la rupture 30 limité (par exemple du Ta6v) pour absorber un maximum d'énergie de l'obstacle tel que l'oiseau avant de se rompre, tandis que le dernier cadre 5 est réalisé en un matériau avec un grand allongement à la rupture (par exemple du titane T60) pour permettre une déformation plastique importante assurant une rétention de l'oiseau. Dans l'exemple illustré, le cadre avant comporte une portion interne 35 tronconique 7 et une portion externe tronconique 8 reliées par une portion médiane 9 ayant un profil curviligne. 4 Dans les portions tronconiques, les tôles sont accolées tandis que dans la portion médiane ayant un profil curviligne les tôles sont espacées l'une de l'autre d'une distance juste suffisante pour permettre un assemblage des tôles sans précontrainte entre les tôles. En pratique l'espacement entre les tôles 5 et 6 dans la portion médiane est de 5 l'ordre de la tolérance de mise en forme des tôles 5 et 6, c'est-à-dire de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre. Du côté externe, les tôles 5,6 sont reliées entre elles et à une première aile 10 d'une cornière externe 11 en forme de V par des rivets 12. La cornière externe 11 est formée d'une seule tôle et comporte une seconde aile 14 à laquelle sont fixées d'une 10 part la lèvre 4 par des rivets 13, et d'autre part la paroi externe 2 par des rivets 15. Du côté interne, les tôles 5 et 6 sont collées l'une à l'autre, et à une première aile 19 d'une cornière interne 16 en forme de V qui comporte deux tôles 17 et 18 collées l'une à l'autre. La cornière interne 16 comporte une seconde aile 20 qui est fixée à la lèvre 4 par des rivets 21, et à la paroi 1 par une tôle annulaire 22 formant une entretoise 15 entre la seconde aile 20 à laquelle elle est fixée par les rivets 21, et la paroi 1 à laquelle elle est fixée par des rivets 24 en prenant appui sur une cale d'épaisseur 23. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et est susceptible de variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, bien que la nacelle selon l'invention ait été décrite en relation avec un cadre avant comportant seulement deux cadres en tôle associés, on peut réaliser l'invention avec un cadre avant comportant trois cadres en tôle associés voire même plus si cela est nécessaire pour obtenir un cadre avant présentant une résistance aux chocs particulièrement élevée tout en minimisant le supplément de poids de tôle nécessaire pour l'obtenir. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation comprenant une cornière externe comportant une seule tôle, REVENDICATIONS1. Nacelle d'aéronef ayant une partie avant comportant une paroi interne (1) et une paroi externe (2) réunies par un cadre avant annulaire (3) pour délimiter une 5 veine de passage de gaz (V), caractérisée en ce que le cadre avant est formé de plusieurs cadres en tôle adjacents (5,6) réunis entre eux sur une partie au moins de leur pourtour. 2. Nacelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cadre avant comporte deux cadres en tôle (5,6) réunis, à savoir un premier cadre en tôle et un dernier cadre en tôle. 10 3. Nacelle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le premier cadre en tôle a une plus grande contrainte à la rupture mais un plus faible allongement à la rupture que le dernier cadre en tôle. 4. Nacelle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier cadre en tôle est en titane Ta6V et le dernier cadre en tôle est en titane T60. 15 5. Nacelle selon l'une quelconque des revendications là 4, caractérisée en ce que les cadres en tôles sont accolés sur une partie (7,8) au moins de leur surface. 6. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cadre avant comporte une portion interne tronconique (7) et une portion externe tronconique (8) reliées par une portion médiane (9) ayant un profil curviligne, 20 et en ce que les cadres en tôle sont accolés dans les portions tronconiques et sont espacés dans la portion médiane à profil curviligne. 7. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une cornière de liaison interne (16) du cadre avant avec la paroi interne (1) et une cornière de liaison externe (11) du cadre avant avec la paroi externe 25 (2), et en ce qu'au moins l'une (16) des cornières de liaison comporte plusieurs tôles (17,18) accolées. 8. Nacelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cornière de liaison interne (16) comporte plusieurs tôles accolées (17,18) tandis que la cornière de liaison externe (11) est formée d'une seule tôle. 30 9. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une lèvre annulaire (4) s'étendant en amont du cadre avant par référence à une direction d'écoulement dans la veine de gaz, et en ce que la lèvre annula ire est fixée au cadre avant par des cornières de liaison de lèvre (11,16). 10. Nacelle selon la revendication 9, caractérisée en ce que les cornières 35 de liaison de lèvre (11,16) sont communes avec la cornière de liaison interne (16) ou la cornière de liaison externe (11) correspondante.