Brevet FR3072421A1 — publié le 20190419

LEVRE D 'ENTREE D'AIR D'UN MOTEUR D' AERONEF COMPORTANT UN SYSTEME DE DEGIVRAGE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une lèvre d'entrée d'air pour un moteur d'aéronef, la lèvre étant équipée d'un système de dégivrage. L'invention concerne également un moteur d'aéronef comportant une telle lèvre ainsi qu'un aéronef comportant au moins un tel moteur. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un moteur d'aéronef comporte un noyau et une nacelle qui entoure le noyau et qui présente à l'avant une lèvre d'entrée d'air qui canalise l'air vers une veine d'entrée d'air pour diriger l'air vers le noyau. Cette lèvre est exposée à l'air froid et du gel peut s'y former. Pour éviter cette formation de gel, il est connu de faire circuler de l'air chaud ou un fluide caloporteur à l'intérieur de la lèvre. Pour ce faire, l'air chaud ou le fluide caloporteur est chauffé généralement au niveau des étages de compression du noyau et transporté jusqu'à l'intérieur de la lèvre où il circule. La lèvre est constituée d'une paroi en U dont l'ouverture est orientée vers l'arrière de l'aéronef et dont le fond forme le bord d'attaque de la lèvre. La paroi présente une face extérieure orientée vers l'extérieur et en contact avec l'air extérieur, et une face intérieure orientée vers l'intérieur de la lèvre. Dans le cas où le fluide caloporteur est un liquide, l'intérieur de la lèvre est équipé d'une canalisation qui est appliquée contre la face intérieure de la paroi. La paroi et la canalisation sont ainsi fortement intégrées l'une avec l'autre, et en cas de nécessité de remplacement de l'un de ces éléments, il est difficile de changer cet élément sans être obligé de changer l'autre, ce qui génère des coûts et des temps de maintenance importants. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer une lèvre d'entrée pour un moteur d'aéronef qui comporte un circuit de fluide caloporteur et dont le mode d'assemblage facilite la maintenance. 2 A cet effet, est proposée une lèvre d'entrée d'air pour un moteur d'un aéronef, ladite lèvre d'entrée d'air prenant une forme annulaire autour d'un axe longitudinal X et délimitant une veine d'entrée d'air, ladite lèvre d'entrée d'air comportant : - une paroi ayant un profil en U présentant une face extérieure orientée vers 5 l'extérieur de la lèvre d'entrée d'air et une face intérieure orientée vers l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air, - une paroi interne s'étendant à l'intérieur de la paroi entre deux zones de la face intérieure, de manière à fermer une chambre interne délimitée entre la paroi et la paroi interne et remplie d'un gaz, la paroi interne présentant une face amont orientée vers la 10 chambre interne et une face aval orientée à l'opposé de la chambre interne, - un ventilateur configuré pour mettre en mouvement le gaz contenu dans la chambre interne, et - au moins une canalisation fixée à la face amont et s'étendant sur le tour de la lèvre d'entrée d'air et qui est configurée pour être alimentée avec un fluide 15 caloporteur chauffé par une source de chaleur. Ainsi, la canalisation est à distance de la paroi et n'est plus intégrée, ce qui facilite la maintenance et permet de dissocier les deux éléments. Avantageusement, la ou chaque canalisation est équipée d'ailettes orientées vers l'extérieur de la canalisation et qui plongent dans la chambre interne. 20 Avantageusement, la paroi interne présente une partie qui présente sa face amont orientée vers la veine d'entrée d'air, et les extrémités libres des ailettes sont orientées vers la veine d'entrée d'air. L'invention propose également un moteur d'aéronef comportant un noyau, une source de chaleur, une nacelle qui entoure le noyau et à l'avant de laquelle est 25 disposée une lèvre d'entrée d'air selon l'une des variantes précédentes, une canalisation d'arrivée connectée entre une extrémité de la canalisation et la source de chaleur, et une canalisation de retour connectée entre une autre extrémité de la canalisation et la source de chaleur. L'invention propose également un aéronef comportant au moins un moteur selon la variante précédente. 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 3 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 montre une vue de côté d'un aéronef selon l'invention, la Fig. 2 montre une vue schématique de face d'une lèvre d'entrée d'air selon 5 l'invention, la Fig. 3 montre une vue de côté et en coupe de la lèvre d'entrée d'air selon la ligne de la Fig. 2, la Fig. 4 montre une vue identique à celle de la Fig. 3 pour une première variante de l'invention, et 10 la Fig. 5 montre une vue identique à celle de la Fig. 3 pour une deuxième variante de l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui présente un fuselage 12 de part et d'autre duquel est fixée une aile 14 qui porte un mât 16 sous lequel est accroché un moteur 15 18, en particulier un turboréacteur. Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X l'axe longitudinal du moteur 18 orienté positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 10, on appelle Y la direction transversale du moteur 18 qui est horizontale lorsque l'aéronef est au sol, et Z la direction verticale ou hauteur verticale lorsque l'aéronef est au sol, 20 ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, l'aéronef 10 comporte un moteur 18 sous chaque aile 14, mais il est possible de prévoir plusieurs moteurs sous chaque aile 14. Le moteur 18 comporte un noyau et une nacelle 20 qui entoure le noyau et à 25 l'avant de laquelle est disposée une lèvre d'entrée d'air 100 qui délimite une veine d'entrée d'air 22. Le noyau est la partie du moteur 18 dans lequel est générée la propulsion de l'aéronef 10. La Fig. 2 montre une vue de face de la lèvre d'entrée d'air 100 qui prend une forme annulaire autour de l'axe longitudinal X et qui guide une partie de l'air 30 extérieur amont autour de la nacelle 20, et une autre partie de l'air extérieur amont vers la veine d'entrée d'air 22 afin d'alimenter le noyau. La Fig. 3 montre une coupe de la lèvre d'entrée d'air 100. 4 La lèvre d'entrée d'air 100 comporte une paroi 202 ayant un profil en U dont l'ouverture est orientée vers l'arrière de l'aéronef 10 et dont le fond orienté vers l'avant forme le bord d'attaque de la lèvre d'entrée d'air 100. La paroi 202 présente une face extérieure 204 orientée vers l'extérieur de la 5 lèvre d'entrée d'air 100 et en contact avec l'air extérieur, et une face intérieure 206 orientée vers l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air 100. La paroi 202 délimite ainsi une chambre interne 208. La lèvre d'entrée d'air 100 comporte également une paroi interne 210 qui s'étend à l'intérieur de la paroi 202 entre deux zones de la face intérieure 206, de 10 manière à fermer la chambre interne 208. La chambre interne 208 est ainsi délimitée entre la paroi 202 en forme de U et la paroi interne 210. La paroi interne 210 s'étend sur tout le tour de la lèvre d'entrée d'air 100. La chambre interne 208 est de préférence étanche et elle est remplie d'un gaz, par exemple de l'air. 15 La lèvre d'entrée d'air 100 est également équipée d'un ventilateur 212 qui est configure pour mettre en mouvement le gaz contenu dans la chambre interne 208. Le ventilateur 212 crée ainsi un déplacement du gaz à l'intérieur de la chambre interne 208, ici dans le sens de la flèche 214. L'échange thermique est dès lors homogène dans toute la lèvre. 20 La paroi interne 210 présente une face amont 216 orientée vers l'avant de l'aéronef 10 et vers la chambre interne 208, et une face aval 218 orientée vers l'arrière de l'aéronef 10 et à l'opposé de la chambre interne 208. La lèvre d'entrée d'air 100 comporte également au moins une canalisation 150 qui est fixée à la face amont 216 et qui est alimentée avec un fluide caloporteur, de 25 préférence un liquide. Le fluide caloporteur est chauffé par une source de chaleur du moteur 18, comme par exemple les étages de compression du noyau, et est transporté jusqu'à la canalisation 150 où il circule. La canalisation 150 est ainsi connectée, à une de ses extrémités, à une canalisation d'arrivée 152 du moteur 18 par lequel le fluide caloporteur arrive chaud dans la canalisation 150 depuis la source de chaleur, et, à 30 l'autre de ses extrémités, à une canalisation de retour 154 du moteur 18, qui reconduit le fluide caloporteur depuis la canalisation 150 vers la source de chaleur. Le déplacement du fluide caloporteur est créé par exemple par la mise en place d'une pompe. La canalisation d'arrivée 152 est ainsi connectée entre une extrémité de la canalisation 150 et la source de chaleur, et la canalisation de retour 154 est ainsi 5 connectée entre l'autre extrémité de la canalisation 150 et la source de chaleur. Le fluide caloporteur circule ainsi en circuit fermé. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 2, le fluide caloporteur circule dans la canalisation 150 dans le sens de la flèche 156. 5 Ici, les déplacements du gaz dans la chambre interne 208 et du fluide caloporteur dans la canalisation 150 s'effectuent dans le même sens. Mais il est possible de faire circuler le gaz et le fluide caloporteur dans des sens opposés. La canalisation 150 qui est fixée à la paroi interne 210 s'étend entre ses deux extrémités sur le tour de la lèvre d'entrée d'air 100. 10 Ainsi, le fluide caloporteur qui circule dans la canalisation 150 chauffe le gaz qui circule dans la chambre interne 208 qui, à son tour, chauffe la paroi 202, empêchant ainsi la formation de gel. La mise en place de la canalisation 150 contre la paroi interne 210 permet de séparer la canalisation 150 de la paroi 202 et donc en cas de nécessité, il est possible 15 de changer la paroi 202 indépendamment de la canalisation 150 et inversement. Une telle mise en place permet en outre, de laisser une certaine distance entre la paroi 202 et la canalisation 150 ce qui évite les risques de déformation de cette dernière en cas d'impact contre la paroi 202, ce qui garantit un fonctionnement optimal du système de dégivrage même lorsque la paroi 202 est déformée. 20 La canalisation 150 joue ainsi le rôle d'un échangeur thermique entre le fluide caloporteur et le gaz. Le matériau de la canalisation 150 est alors choisi pour optimiser ce transfert de chaleur, et est constitué d'un matériau conducteur sur le plan thermique, comme par exemple un alliage d'aluminium. Afin d'améliorer le transfert thermique entre le fluide caloporteur et le gaz à 25 travers la canalisation 150, celle-ci est équipée d'ailettes 158 qui sont orientées vers l'extérieur de la canalisation 150 et qui plongent dans la chambre interne 208. Les ailettes 158 sont réalisées dans un matériau assurant un bon transfert de chaleur. Selon un mode de réalisation particulier, les ailettes 158 sont mono-matière avec la canalisation 150. Selon un autre mode de réalisation, les ailettes 158 sont des éléments 30 ajoutées et fixées à la canalisation 150. Les extrémités libres des ailettes 158 sont orientées vers la zone à réchauffer de manière préférentielle. Dans un mode de réalisation, la paroi interne de la lèvre 202 est tout ou en partie recouverte de surfaces rugueuses ou d'ailettes, augmentant ainsi la surface d'échange 6 entre la lèvre 202 et la chambre interne 208. Les surfaces rugueuses ou ailettes peuvent être réparties sur la surface interne de la lèvre 202 de manière non uniforme, de manière à favoriser les échanges thermiques dans certaines parties de la lèvre. Il est ainsi possible de compenser le refroidissement non homogène de la lèvre par l'air 5 extérieur dû à un écoulement de l'air externe sur la surface externe de la lèvre 204 pendant le vol de l'aéronef Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, la zone à réchauffer de manière préférentielle est le fond de la paroi 202, c'est-à-dire la zone autour du bord d'attaque et les ailettes 158 s'étendent alors ici horizontalement. 10 La Fig. 4 et la Fig. 5 sont des variantes de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, deux canalisations 150a-b sont fixées à la face amont 216 et sont alimentées avec un fluide caloporteur afin d'assurer un transfert thermique sur une plus grande surface de la section de la chambre interne 208. Des ailettes 158a-b peuvent également être mises en place pour améliorer le 15 transfert thermique. Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, la paroi interne 210 présente une partie 211 qui présente sa face amont 216 orientée vers l'avant de l'aéronef 10 et vers l'axe longitudinal X, c'est-à-dire la veine d'entrée d'air 22. La canalisation 150c est fixée à la face amont 216 de la partie 211 afin de 20 réchauffer préférentiellement la partie de la paroi 202 qui délimite la veine d'entrée d'air 22. Des ailettes 158c peuvent également être mises en place pour améliorer le transfert thermique. Les extrémités libres des ailettes 158c sont alors orientées vers la veine d'entrée d'air 22. 25 Dans les différents modes de réalisation de l'invention, les canalisations 150, 150a-c ont des sections allongées, mais elles pourraient être circulaires ou autres. Le ventilateur 212 est alimenté électriquement par le circuit électrique de l'aéronef 10, mais pour des gains d'énergie, il est possible d'utiliser une thermopile qui, à partir de la différence de température entre l'air REVENDICATIONS1) Lèvre d'entrée d'air (100) pour un moteur (18) d'un aéronef (10), ladite lèvre d'entrée d'air (100) prenant une forme annulaire autour d'un axe longitudinal X et délimitant une veine d'entrée d'air (22), ladite lèvre d'entrée d'air (100) comportant : - une paroi (202) ayant un profil en U présentant une face extérieure (204) orientée vers l'extérieur de la lèvre d'entrée d'air (100) et une face intérieure (206) orientée vers l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air (100), - une paroi interne (210) s'étendant à l'intérieur de la paroi (202) entre deux zones de la face intérieure (206), de manière à fermer une chambre interne (208) délimitée entre la paroi (202) et la paroi interne (210) et remplie d'un gaz, la paroi interne (210) présentant une face amont (216) orientée vers la chambre interne (208) et une face aval (218) orientée à l'opposé de la chambre interne (208), - un ventilateur (212) configure pour mettre en mouvement le gaz contenu dans la chambre interne (208), et - au moins une canalisation (150, 150a-c) fixée à la face amont (216) et s'étendant sur le tour de la lèvre d'entrée d'air (100) et qui est configurée pour être alimentée avec un fluide caloporteur chauffé par une source de chaleur de l'aéronef (10). 2) Lèvre d'entrée d'air (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou chaque canalisation (150, 150a-c) est équipée d'ailettes (158, 158a-c) orientées vers l'extérieur de la canalisation (150, 150a-c) et qui plongent dans la chambre interne (208). 3) Lèvre d'entrée d'air (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi interne (210) présente une partie (211) qui présente sa face amont (216) orientée vers la veine d'entrée d'air (22), et en ce que les extrémités libres des ailettes (158c) sont orientées vers la veine d'entrée d'air (22). 4) Moteur (18) d'aéronef (10) comportant un noyau, une source de chaleur, une nacelle (20) qui entoure le noyau et à l'avant de laquelle est disposée une lèvre d'entrée d'air (100) selon l'une des revendications précédentes, une canalisation d'arrivée (152) connectée entre une extrémité de la canalisation (150) et la source de 8 chaleur, et une canalisation de retour (154) connectée entre une autre extrémité de la canalisation (150) et la source de chaleur. 5) Aéronef (10) comportant au moins un moteur (18) selon la revendication précédente.