Brevet FR3084917A1 — publié le 20200214

ENSEMBLE POUR UNE TUYERE D'EJECTION DE TURBOMACHINE DOMAINE [1] La présente invention concerne un ensemble pour une tuyère d'éjection de turbomachine, telle par exemple qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. CONTEXTE [2] Un turboréacteur, en particulier du type à double flux, comporte classiquement une soufflante en aval de laquelle s'étend : - une veine primaire dans laquelle s'écoule un flux primaire, ladite veine primaire traversant notamment, dans le sens d'écoulement du flux primaire, un compresseur basse-pression, un compresseur haute-pression, une chambre de combustion, une turbine haute-pression et une turbine basse-pression, - une veine secondaire, dans laquelle s'écoule un flux secondaire distinct du flux primaire. [3] La veine secondaire est entourée par une nacelle formant un carénage pour la turbomachine. [4] La partie aval du turboréacteur comporte une tuyère d'éjection comportant une partie formant un cône d'éjection, les gaz issus de la veine primaire étant éjectés le long de ladite tuyère d'éjection. [5] Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. [6] La demande de brevet FR 2 949 820 divulgue un ensemble pour une tuyère d'éjection de turbomachine comportant une peau radialement externe, une peau radialement externe et une âme acoustique à structure alvéolaire montée radialement entre lesdites peaux, l'ensemble étant destiné 2 à réduire le bruit en sortie de la turbomachine. Les peaux sont reliées l'une à l'autre par des organes de liaison. [7] Un objectif de la présente invention est de réduire la complexité d'un tel ensemble, tout en maintenant de bonnes performances acoustiques et 5 structurelles. RESUME DE L'INVENTION [8] La présente invention concerne tout d'abord un ensemble pour une tuyère d'éjection de turbomachine, comportant une virole annulaire radialement externe, destinée à délimiter une veine d'écoulement des gaz, 10 une âme comportant des alvéoles et montée radialement à l'intérieur de la virole, et une peau radialement interne située radialement à l'intérieur de l'âme, caractérisé en ce que la peau radialement interne est fixée par collage sur une surface radialement interne de l'âme, ladite peau et/ou une surface radialement externe de l'âme étant fixées par collage à la virole radialement 15 externe. [9] La fixation par collage permet de simplifier la fabrication de l'ensemble tout en maintenant les spécifications souhaitées dudit ensemble. [10] La peau radialement interne est dépourvue de multi perforations et permet de refermer les cavités où les alvéoles de l'âme acoustique. 20 [011] La virole peut comporter des multi-perforations, de manière à permettre une atténuation acoustique, en combinaison avec l'âme à structure alvéolaire. [012] La virole et/ou la peau peut comporter au moins une partie s'étendant radialement vers l'intérieur et apte à former un raidisseur. 25 [013] Le raidisseur permet d'améliorer les caractéristiques structurelles de l'ensemble. [014] La virole et/ou la peau peut comporter un raidisseur amont et un raidisseur aval. 3 [15] Chaque raidisseur peut être fixé par collage à la peau radialement interne ou respectivement à la virole radialement externe. [16] L'âme peut être apte à former à un résonateur d'Helmholtz ou un module poreux. 5 [017] L'âme peut être sectorisée dans la direction circonférentielle. En d'autres termes, l'âme peut comporter plusieurs secteurs angulaires disposés de façon adjacente sur toute la circonférence, de manière à former une âme annulaire. [18] L'invention concerne également une tuyère d'éjection pour une 10 turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte une partie amont, une partie aval et un ensemble du type précité, monté axialement entre les parties amont et aval. [19] L'ensemble peut comporter une extrémité amont fixée par boulonnage à la partie amont de la tuyère et une extrémité aval fixée par boulonnage à 15 la partie aval de la tuyère. [20] La surface externe de l'ensemble peut affleurer la surface externe de la partie amont et de la partie aval de la tuyère et peut être capable de supporter des températures supérieures à 600°C présentes dans la veine primaire. 20 [021] La peau radialement interne, la virole radialement externe, l'âme, la partie amont de la tuyère et/ou la partie aval de la tuyère peuvent être réalisées, au moins partiellement, en matériau composite à matrice céramique. [22] L'utilisation d'un tel matériau permet de réduire la masse de 25 l'ensemble et de la tuyère. [23] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. 4 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe partielle, d'une tuyère d'éjection selon une forme de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une demie-vue en coupe axiale d'une partie amont de la 5 tuyère ; - la figure 3 est une demie-vue en coupe axiale d'une partie médiane de la tuyère ; la figure 4 est une vue correspondant à la figure 3, illustrant une variante de réalisation de l'invention ; 10 la figure 5 est une demie-vue schématique, en coupe axiale, d'un ensemble selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE [024] Les figures 1 à 3 illustrent une tuyère d'éjection 1 pour une turbomachine, selon une forme de réalisation de l'invention. 15 [025] La tuyère 1 comporte une partie amont annulaire 2, une partie aval 3 formant un cône d'éjection, et un ensemble 4 monté axialement entre la partie amont 2 et la partie aval 3 de la tuyère 1. [26] Comme cela est illustré schématiquement à la figure 5, l'ensemble 4 comporte une virole annulaire radialement externe 5, une âme 6 montée 20 radialement à l'intérieur de la virole 5, et une peau radialement interne 7. [27] La virole externe 5 comporte une partie médiane 8 destinée à délimiter une veine d'écoulement des gaz, une partie d'extrémité amont 9, visible à la figure 2, et une partie d'extrémité aval 10, visible à la figure 3. Chaque partie d'extrémité 9, 10 comporte une zone 11 destinée à la fixation à la partie 25 amont 2 ou aval 3 correspondante de la tuyère 1 et une partie de liaison 12 s'étendant radialement et reliée à la partie médiane 8. Chaque partie de liaison 12 forme un raidisseur. [28] La partie médiane 8 de la virole externe 5 comporte des multiperforations acoustiques. Le positionnement des perforations est réalisé 5 selon un arrangement défini en fonction de l'atténuation acoustique recherchée. Les multi-perforations peuvent être réalisées par perçage laser, par perçage à l'aide d'un jet d'eau ou par perçage mécanique. Chaque perforation peut présenter un diamètre compris entre 0,2 mm et 3 mm. 5 [029] La peau interne 7 ne comporte pas de multi-perforations. La peau interne 7 comporte une partie axialement médiane 13, une partie d'extrémité amont 14 et une partie d'extrémité aval 15. Les parties d'extrémités 14, 15 de la peau interne 7 sont collées aux zones de fixation 11 amont et aval de la virole externe 5, lesdites parties 14, 15, 11 comportant en outre des trous 10 servant au boulonnages desdites zones de fixation 14, 15, 11 sur les parties amont 2 et aval 3 de la tuyère 1. Lesdits boulons portent la référence 16 sur les figures 3 et 4. [30] Après fixation, la partie médiane 8 de la virole externe 5 s'étend dans le prolongement des surfaces radialement externe des parties amont 2 et 15 aval 3 de la tuyère 1, de façon à assurer une continuité de surface facilitant l'écoulement des gaz. [31] L'âme 6 est une structure acoustique alvéolaire et est montée radialement entre la partie médiane 8 de la virole externe 4 et la partie médiane 13 de la peau interne 7. Comme cela est mieux visible à la figure 5, 20 la surface radialement interne de l'âme est fixée par un film de colle 17 à la peau interne 7. Par ailleurs, la surface radialement externe de l'âme 6 est également fixée par un film de colle 17 à la partie médiane 8 de la virole externe 5. [32] L'âme 6 est par exemple apte à former à un résonateur d'Helmholtz 25 ou un module poreux. [33] L'âme 6 peut être réalisée de façon monobloc ou elle peut être sectorisée dans la direction circonférentielle ou longitudinale. En d'autres termes, l'âme 6 peut comporter plusieurs secteurs angulaires disposés de façon adjacente sur toute la circonférence, de manière à former une âme annulaire. 6 [34] La peau interne 7, la virole externe 5 et l'âme 6 peuvent être réalisées, en tout ou partie, en matériau composite à matrice céramique (C.M.C.), ou, en variante, en alliage métallique tel par exemple qu'un alliage de titane. [35] L'ensemble 4 peut être réalisé aisément, présente une masse faible 5 et offre de bonnes performances en termes d'atténuation acoustique. [36] La figure 4 illustre une variante de réalisation dans laquelle les parties d'extrémité 14, 15 de la peau interne sont décalées radialement de la partie médiane 13 de la peau interne 7 et sont reliées à ladite partie médiane 7 par des parties de liaison 18 s'étendant radialement. Dans ce cas, la virole 10 externe 5 peut être dépourvue de partie de liaison 12. On notera tout de même que les parties d'extrémité 9, 10 de la virole interne 5 sont légèrement décalées radialement par rapport à la partie médiane 8 de la virole externe 5 de manière à pouvoir réaliser la fixation de la partie amont 2 ou aval 3 (partie aval 3 à la figure 4) tout en conservant l'affleurement REVENDICATIONS1. Ensemble (4) pour une tuyère d'éjection (1) de turbomachine, comportant une virole annulaire radialement externe (5), destinée à délimiter une veine d'écoulement des gaz, une âme (6) comportant des alvéoles et montée radialement à l'intérieur de la virole (5), et une peau radialement interne (7) située radialement à l'intérieur de l'âme (6), caractérisé en ce que la peau radialement interne (7) est fixée par collage sur une surface radialement interne de l'âme (6), ladite peau (7) et/ou une surface radialement externe de l'âme (6) étant fixées par collage à la virole radialement externe (5). 2. Ensemble (4) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la virole (5) comporte des multiperforations. 3. Ensemble (4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la virole (5) et/ou la peau (7) comporte au moins une partie (12, 18) s'étendant radialement vers l'intérieur et apte à former un raidisseur. 4. Ensemble (4) selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque raidisseur (12, 18) est fixé par collage à la peau radialement interne (7) ou respectivement à la virole radialement externe (5). 5. Ensemble (4) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'âme (6) est apte à former à un résonateur d'Helmholtz ou un module poreux. 6. Ensemble (4) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'âme (6) est sectorisée dans la direction circonférentielle. 7. Tuyère d'éjection (1) pour une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte une partie amont (2), une partie aval (3) et un ensemble (4) selon l'une des revendications 1 à 5, monté axialement entre les parties amont (2) et aval (3). 8. Tuyère d'éjection (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'ensemble (4) comporte une extrémité amont (9, 14) fixée par 8 boulonnage (16) à la partie amont (2) de la tuyère (1) et une extrémité aval (10, 15) fixée par boulonnage (16) à la partie aval (3) de la tuyère (1). 9. Tuyère d'éjection (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la surface externe de l'ensemble (4) affleure la surface externe de 5 la partie amont (2) et de la partie aval (3) de la tuyère (1). 10. Tuyère d'éjection (1) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la peau radialement interne (7), la virole radialement externe (5), l'âme (6), la partie amont (2) de la tuyère (1) et/ou la partie aval (3) de la tuyère (1) sont réalisées, au moins partiellement, en matériau 10 composite à matrice céramique.