Brevet FR3075760A1 — publié le 20190628

Nacelle de moteur d'aéronef La présente invention concerne une nacelle de moteur d'aeronef comportant un inverseur de poussée à grilles coulissantes. Un avion est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant un turboréacteur logeant dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'avion par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage. Une nacelle présente généralement une structure comprenant une entrée d'air 10 en amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur. L'inverseur de poussée est un dispositif qui permet de diriger le flux d'air 15 généré par le turboréacteur vers l'avant, permettant à la fois de raccourcir la distance d'atterrissage et également de limiter la sollicitation des freins au niveau des atterrisseurs. Les technologies les plus modernes utilisent des turboréacteurs double flux ; dans ces turboréacteurs, on vient générer par l'intermédiaire des pales de la 20 soufflante, à la fois un flux d'air chaud dit flux primaire, et un flux d'air froid dit flux secondaire. Ce second flux dit d'air froid circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire également appelé veine, cette veine étant formée entre un carénage du turboréacteur et la paroi interne de la nacelle. 25 Dans ce type de moteur, l'inverseur de poussée vient obstruer totalement ou partiellement la veine de flux d'air froid, afin de rediriger ce flux vers l'avant de la nacelle. Il existe plusieurs technologies différentes pour réaliser ces inverseurs de poussée. 30 Une technologie particulièrement intéressante parce qu'elle réduit la longueur de la nacelle et par conséquent limite à la fois la masse de cette dernière et sa traînée, consiste à concevoir des inverseurs de poussée à grilles mobiles dans lesquelles les grilles sont logées entre les carters et le capot de la soufflante, lors d'un fonctionnement en jet direct de la nacelle. 2 Dans ce type d'inverseur de poussée, l'inversion est réalisée en translatant un capot mobile externe avec les grilles qui sortent ainsi de leur logement et permettent la redirection du flux d'air vers l'avant. La présente invention se situe dans cette catégorie d'inverseur de poussée à 5 grilles mobiles. Sur de tels inverseurs de poussée à grilles coulissantes, le capot extérieur de la soufflante, c'est-à-dire de la section médiane entourant la soufflante est situéradialement à l'extérieur du carter de cette section médiane le capot de souffante étant en interface avec le carter de soufflante par l'intermédiaire d'un support avant en zone avant. Une extrémité aval du capot de soufflante est quant à elle en interface avec une extrémité amont du capot mobile de l'inverseur de poussée à grilles coulissantes. Lors du déploiement de l'inverseur de poussée, le bord arrière du capot de soufflante se retrouve libre (en porte à faux) au-dessus des grilles. Lors de la phase de 15 fermeture de l'inverseur, le bord aval du capot de soufflante peut alors se déplacer sous les effets d'inerties ou de chargement aérodynamiques (grilles, Cp externe, vent latéral) et risque de rentrer en contact soit avec les grilles, soit avec le support du capot mobile. Sur les inverseurs à grilles coulissantes actuels, le capot de soufflante est fixe. 20 Des fixations maintiennent le capot de soufflante sur le support avant. Ils restent libres au niveau du bord aval. Toutefois, une telle solution est utilisée aujourd'hui sur des nacelles de taille sensiblement réduite, et les pièces sont dimensionnées de sorte à utiliser la raideur interne du capotde soufflante pour limiter les déplacements et les contacts non 25 souhaités (grilles et support des capots mobiles).Cette solution n'est pas utilisable pour les nacelles de grande taille. Un but de l'invention est de réaliser des nacelles de grande taille équipées d'un dispositif inverseur de poussée à grille mobile configuré pour que le capotmobile s'emboite aisément dans le capot de soufflante lors d'un passage de la position 30 déployée à la position rétractée du dispositif inverseur de poussée. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention une nacelle de moteur d'aéronef double flux comprenant une entrée d'airen amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du moteur et délimitée extérieurement par un capot de soufflante supporté par un carter de soufflante 35 auquel il est fixé en partie amont , une section aval délimitant une veine annulaire adaptée pour faire circuler le flux d'air et abritant des moyens d'inversion de poussée, 3 les moyens d'inversion de poussée comprenant un capot mobile associé à au moins unactionneurpour déplacerle capot mobile entre une position de jet direct, dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et une position de jet indirect dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle en dégageant des 5 grillesdisposées autour de cette veine qui reçoivent le flux d'air froid pour le renvoyer vers l'extérieur et vers l'avant, les grilles étant fixées au capot mobile et coulissant avec lui, la nacelle comportant une série de dispositifs guidagerépartis autour d'un axe longitudinal de la nacelle, et comportant chacun un premier élément de guidage solidaire de la section médiane et un deuxième élément de guidage solidaire de la 10 section aval. Ainsi les différents dispositifs de guidage sont rigidement reliés les uns aux autres par l'élément de la section médiane auquel ils sont raccordés de sorte quela cohésion de l'ensemble de la nacelle se trouve renforcée. Selon une version avantageuse de l'invention,au moins un des dispositifs de 15 guidage entoureau moins en partie au moins un actionneur. Ainsi le guidage est réalisé de façon compacte. Selon un aspect avantageuxde l'inventionau moins un des dispositifs de guidage comporte un élément de guidage interposé entre le carter de soufflante et une partie dudit au moins un actionneur. 20 Selon un autre aspect avantageux de l'inventionau moins un des dispositifs de guidage comporteun patin de guidage en U porté par le carter de soufflante et une piste en U associée, portée par la section aval. Selon encore d'autres aspects de l'invention pris séparément ou en combinaison : 25 - au moins un des dispositifs de guidage comporte une piste de guidage en 0 associée au patin de guidage en U, et une piste de guidage associée à la piste de guidage en 0 sur une face de la piste de guidage en 0 opposée au patin de guidage en U; - au moins un des dispositifs de guidageest dimentionné pourassurer un 30 verrouillagedu capot de soufflante et du capot mobile l'un par rapport à l'autre pour une position rétractée du capot mobile; - au moins un des dispositifs de guidage est dimentionné pour être déverrouillée après un déplacement dans un sens de déploiementcompris entre 1% et 30%, de préférence 20%, de la course du capot mobile; 4 - au moins un desdispositifs deguidage comporte une piste en T ayant une queue engagée entre deux éléments de grille,et une tête s'étendant en regard d'une piste plane portée par le capot de soufflante ; - la nacelle comporte au moins un dispositif de deux types distincts choisis 5 dans les typesà piste en U, à piste en 0, ou à piste en T; - la nacelle comporte deux dispositifs de chaque type ; - la nacelle comprend deux pistes en U s'étendant dans une moitié inférieure de la nacelle, deux pistes en T s'étendant dans un plan médian horizontal, et deux pistes en 0 s'étendant dans une moitié supérieure de la nacelle ; 10 - la nacelle comporte au moins un organe de centrage solidaire du capot mobileet s'étendant en regard d'une cavitédu capot de soufflante; - l'organe de centrage est configuré pour réaliser un verrouillage du capot de soufflante et du capot mobile l'un par rapport à l'autre pour une position rétractée du capot mobile. 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 nacelle selon l'invention, en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue très schématique, en coupe par un plan diamétral vertical, d'un ensemble propulsif équipé d'une nacelle selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective schématique partielle d'une nacelle selon l'invention en position déployée, c'est-à-dire en position d'inversion de poussée, la partie fixe du capot de soufflante étant retirée, - la figure 3 est une vue partielle très schématique, en coupe selon la ligne III-Ill de la figure 2, pour une position rétractée de l'inverseur de poussée, - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour une position déployée de l'inverseur de poussée, - la figure 5 est une vue en perspective partielle d'une piste en U et du patin en U associé, - la figure 6 est une vue en perspective partielle d'une piste en 0 et du patin en U associé, - la figure 7est une vue en perspective partielle d'une piste en T et de la piste plane associée, - la figure 8 est une vue en coupe partielle d'un organe de centrage. En référence aux figures, la nacelle 1 présente de façon connue en soi une 35 forme sensiblement tubulaire selon un axe longitudinal A. La nacelle 1 comprend une 5 section amont 2 avec une lèvre d'entrée d'air 3, une section médiane 4 entourant une soufflante 5 d'un moteur tel qu'un turboréacteur double flux, et une section aval. En particulier, la section médiane comprend un carter de soufflante 8 entourant la soufflante 5, ledit carter de soufflante supportant un capot de soufflante 5 6 ledit capot de soufflante étant adapté à être léchée extérieurement par le flux d'air extérieur de la nacelle 1 durant le vol. La section aval comporte au moins un capot mobile 9comportant des moyens d'inversion de poussée. Les capots mobiles 9 sont liés à des grilles 10 de l'inverseur de poussée et sont entrainé, lors de l'inversion de poussée par des actionneurs, ici quatre 10 vérins électromécaniques, régulièrement répartis autour de l'axe A et comportant des tiges 11 ayant une extrémité 13 solidaire de la section aval, et un moteur 12 fixé à la section médiane. Lors des déplacements de la section aval, les efforts sont supportés par un rail 14 en partie haute, en position communément appelée position 12h, et un rail 15 en partie basse, aussi appelée position 6h par comparaison avec un cadran 15 d'une horloge. Selon l'invention, la nacelle comporte une série de dispositifs de guidage répartis autour de l'axe longitudinal A de la nacelle 1. En d'autres termes, les dispositifs de guidages sont répartis circonférentiellement par rapport à la nacelle, et de préférence répartis de façon homogène. De manière générale, ces dispositifs de 20 guidage comprennent au moins un premier élément de guidage solidaire de la section médiane et un deuxième élément de guidage solidaire de la section aval, les premier et deuxième éléments de guidage coopérant l'un avec l'autre pour assurer une liaison de guidage, telle que par exemple une liaison glissière. Dans le mode de réalisation illustré, la nacelle 1 comprend des dispositifs de 25 guidage 16 présentant un premier élément de guidage 20 formant patin et solidaire du carter de soufflante 8 coopérant avec un deuxième élément de guidage 19, formant piste et solidaire de la structure supportant les grilles, et en particulier des cadres avant et arrière supportant les grilles. Ces dispositifs de guidage 16 à piste de guidage sensiblement en U sont au 30 nombre de deux et sont associés aux actionneurs inférieurs, c'est-à-dire aux actionneurs s'étendant en dessous d'un plan diamétral horizontal de la nacelle. Par ailleurs, la nacelle 1 comprend des dispositifs de guidage 17 présentant un premier élément de guidage 23 formant piste et solidaire du capot de soufflante coopérant avec un deuxième élément de guidage 22, formant une piste 35 complémentaire et solidaire du capot mobile de l'inverseur de poussée. 6 Ces dispositifs de guidage 17 à piste de guidage sensiblement en 0 sont au nombre de deux et sont associés aux actionneurs supérieurs c'est-à-dire aux actionneurs s'étendant au-dessus d'un plan diamétral horizontal de la nacelle 1. La nacelle 1 comprend également des dispositifs de guidage 18 présentant un 5 premier élément de guidage 27 formant piste et solidaire du capot de soufflante coopérant avec un deuxième élément de guidage 24, formant patin et solidaire des cadres avant et arrière supportant les grilles. Ces dispositifs de guidage 18 en T, au nombre de deux, sont intercalés entre des blocs de grille 10 dans un plan diamétral horizontal de la nacelle et situés de 10 chaque côté de la nacelle. Bien entendu cette configuration peut être modifiée en fonction de la configuration de chaque nacelle 1. Plus précisément, les dispositifs de guidage 16 à piste de guidage en U comprennent chacun une piste de guidage en U 19 qui entoure en partie la tige 11 d'un actionneur radialement sous ladite tige, et dont l'extrémité aval, par référence à 15 une direction d'écoulement des gaz pour une position de jet direct du dispositif inverseur de poussée, est fixée à une chape reliée au moteur 12 de l'actionneur. Un patin en U 20 est fixé au carter de soufflante 8 et est en contact avec la piste de guidage en U 19. Au voisinage de son extrémité aval le fond 21 de la piste de guidage en U 19 est incurvé de façon à réaliser un verrouillage du capot de soufflante 20 6 et du capot mobile 9 l'un par rapport à l'autre, par encastrement de la piste de guidage en U 19 entre le patin en U 20 et le capot de soufflante 6, pour une position rétractée du capot mobile. Les dispositifs de guidage 17 comprennent comme précédemment une piste en U 19, mais celle-ci est complétée par une piste en U inversé 22 encastrée dans la 25 piste en U 19 pour former une piste en 0 qui s'étend en regard d'une piste plane 23 portée par le capot de soufflante 6. Cette piste en 0 est plus généralement une piste présentant une section qui présente un contour fermé et qui entoure complètement la tige 11 de l'actionneur, en étant sensiblement concentrique par rapport à elle. De préférence, les dispositifs de guidages 17 concentriques au moins 30 présentent au moins une zone de transition durant la course du capot mobile entre ses positions jet direct et jet indirect de sorte à ce que, lorsque le capot mobile se déplace vers la position déployée d'inversion de poussée, une libération des jeux s'opère entre les sections médiane et aval. La zone de transition est située sur une plage d'environ 1 à 30 % de la course 35 dudit capot mobile prise à partir de sa position jet direct, de préférence encore entre 7 1% et 20%. De préférence encore, cette zone de transition est une zone intermédiaire située entre deux zones fonctionnelles : une zone proximale pour engager correctement le capot mobile dans le capot fixe : cette zone se situe au début de la course du capot mobile lors 5 de son ouverture, c'est-à-dire en fin de course lors de sa fermeture. En d'autres termes, elle se situe sur une zone proche de la position fermée de l'inverseur de poussée, i.e. de la position jet direct. Cette zone proximale est correspond à une plage d'environ 0 à 2% de la course du capot mobile prise à partir de sa position jet direct, et de préférence de l'ordre de 1%. La 10 course d'un capot mobile entre ses positions jet direct et jet indirect étant de l'ordre de 500 mm, cette zone est réduite à sensiblement quelques millimètres, ceci pour permettre l'engagement correct du capot mobile, notamment des organes de centrage 28 dans des cavités 29; une zone distale pour éviter les contacts d'une part, entre les grilles et un 15 bord de déviation, et d'autre part, entre les grilles et le capot mobile, le jeu pouvant être assez différents en fonction des dimensions et configurations des nacelles, comme par exemple en fonction de l'épaisseur de ligne de la nacelle ou des positions relatives entre les pièces. Cette zone se situe à la suite de la zone intermédiaire de transition jusqu'à 100% de la course du 20 capot mobile prise à partir de sa position jet direct. Durant cette course, le jeu libéré alors durant la phase de transition est maintenu sensiblement constant tout en permettant d'éviter les contacts pré-cités. Lors de la course du capot mobile dans la zone proximale, les jeux radiaux entre les pièces sont sensiblement de l'ordre du millimètre, il s'agit d'une zone de la 25 course du capot mobile où le guidage doit être relativement fin pour permettre la fermeture précise du capot mobile sans difficultés tout en permettant le centrage dudit capot mobile. Lorsque la course du capot mobile entre ensuite dans la zone de transition, les jeux sont ainsi libérés, pour atteindre entre 3 et 10 fois la valeur du jeu en position jet direct, de préférence entre 5 et 10 fois cette valeur. Dans cet exemple, 30 les jeux radiaux augmentent ainsi jusqu'à environ 10 mm pour ensuite conserver un jeu similaire jusqu'à la position jet indirect de la zone de transition jusqu'à la fin de course, après avoir parcouru la zone distale. De préférence, les dispositifs de guidage 17 forment une rampe le long de cette zone de transition qui s'étend sur une longueur comprise entre 1% et 30%, de préférence 20%, de la course du capot mobile prise à partir de sa position jet direct. Cette rampe présente une inclinaison de sorte à ce que, lorsque le capot mobile se 8 déplace vers la position déployée d'inversion de poussée, une libération des jeux s'opère entre les sections médiane et aval. Cette inclinaison présente avantageusement une pente entre 0,5 et 5%, de préférence d'environ 1%. Les dispositifs de guidage 18 comprennent une piste en T 24 ayant une queue 5 25 engagée entre deux éléments de grille 10, et une tête 26 s'étendant en regard d'une piste plane 27 portée par le capot de soufflante 6. Les dispositifs de guidage sont configurés, en particulier du point de vue des jeux entre les différents composants, pour être actifs en position de transit ou en position d'inversion totale de poussée. Pour assurer un centrage des parties de capot 10 de soufflante l'une par rapport à l'autre lorsque l'inverseur de poussée est dans une position de jet direct, la nacelle comporte des organes de centrage 28 fixés à l'extrémité avant de la partie mobile et s'étendant axialement dans des cavités 29 à la périphérie du bord aval du capot de soufflante. Afin de permettre un centrage sans blocage du capot de soufflante et du capot mobile l'un par rapport à l'autre lorsque 15 les actionneurs sont en butée, les organes de centrage sont montés avec un jeu axial 30 et un jeu radial 31 de quelques millimètres. 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. 20 En particulier, bien que le dispositif selon l'invention ait été décrit en relation avec un mode de réalisation selon lequel les dispositifs de guidage entourent les actionneurs, l'invention concerne une nacelle équipée de dispositifs de guidage quelle que soit l'implantation de ces dispositifs. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une nacelle comportant 25 des dispositifs de guidage de différents types, l'invention peut être réalisée avec des dispositifs de guidage d'un REVENDICATIONS1. Nacelle de moteur d'aéronef double flux comprenant une entrée d'air (2) en amont du moteur, une section médiane (4) destinée à entourer une soufflante (5) du moteur et délimitée extérieurement par un capot de soufflante (6) supporté par un carter de soufflante (8) auquel il est fixé en partie amont , une section aval délimitant une veine annulaire adaptée pour faire circuler le flux d'air et abritant des moyens d'inversion de poussée, les moyens d'inversion de poussée comprenant un capot mobile (9) associé à au moins un actionneur pour déplacer le capot mobile entre une position de jet direct, dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle 10 et une position de jet indirect dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle en dégageant des grillesdisposées autour de cette veine qui reçoivent le flux d'air froid pour le renvoyer vers l'extérieur et vers l'avant, les grilles étant fixées au capot mobile et coulissant avec lui, la nacelle étantcaractérisée en ce qu'elle comporte une série de dispositifs guidage (16,17,18) répartis autour d'un axe longitudinal (A) de la nacelle, et 15 comportant chacun un premier élément de guidage (20,27) solidaire de la section médiane et un deuxième élément de guidage (21,22,24) solidaire de la section aval. 2. Nacelle selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins un des dispositifs de guidage (16,17) entoure au moins en partie au moins un actionneur. 3. Nacelle selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'au moins un des dispositifs 20 de guidage (16, 17) comporte un élément de guidageinterposé entre le carter de soufflante (8) et une partie (13) dudit au moins un actionneur. 4. Nacelle selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins un des dispositifs de guidage comporteun patin de guidage en U (20) porté par le carter de soufflante et une piste en U (19) associée, portée parla section aval. 25 5. Nacelle selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'au moins undes dispositifs de guidage comporte une piste de guidage en 0 (19,22) associée au patin de guidage en U, et une piste de guidage (23) associée à la piste de guidage en 0 sur une face de la piste de guidage en 0 opposée au patin de guidage en U. 6. Nacelle selon l'une desrevendication 1 à 5 caractérisée en ce qu'au moins un des 30 dispositifs de guidage est dimentionné pour assurer un verrouillage du capot de soufflante (6) et du capot mobile (9) l'un par rapport à l'autre pour une position rétractée ducapot mobile. 7. Nacelle selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'au moins un desdispositifsde guidage est dimentionnépour être déverrouillé après un déplacement 35 dans un sens de déploiement compris entre 1% et 30%, de préférence 20%, de la course du capot mobile. 10 8. Nacelle selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins un des dispositifs de guidage comporte une piste en T (24) ayant une queue (25) engagée entre deux éléments de grille (10), et une tête (26) s'étendant en regard d'une piste plane (27) portée par le capot de soufflante (6). 9. Nacelle selon les revendications 4 à 8 caractérisée en ce qu'elle comporte au moinsun dispositif de guidage de deux types distints choisis dans les types à piste en U, à piste en 0, ou à piste_en T. 10. Nacelle selon la revendication 9 caractérisée en ce qu'elle comprenddeux dispositifs de chaque type. 11. Nacelle selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend deux pistes en U s'étendant dans une moitié inférieure de la nacelle, deux pistes en T s'étendant dans un plan médian horizontal, et deux pistes en 0 s'étendant dans une moitié supérieure de la nacelle. 12. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce 15 qu'elle comporte au moins un organe de centrage (28) solidaire du capot mobile (9) et s'étendant en regard d'une cavité (29) du capot de soufflante (6). 13. Nacelle selon la revendication 12 caractérisée en ce quel'orga ne de centrage (28) est configuré pour réaliser un verrouillage du capot de soufflante et du capot mobile l'un par rapport à l'autre pour une position rétractée du capot mobile. 20