Brevet FR3092862A1 — publié le 20200821

Description Titre de l'invention : Dispositif de maintenance au sol d'une tur- bomachine d'aéronef et procédé de mise en oeuvre Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif de maintenance au sol adapté pour être introduit à l'intérieur d'une nacelle de turbomachine d'aéronef. L'invention concerne en outre un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif de maintenance. [0002] L'invention trouve des applications dans le domaine de la maintenance aéronautique et, en particulier, de la maintenance des turbomachines de type UHBR (Ultra High By Pass Ratio, en termes anglo-saxons). ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION [0003] De nos jours, les fabricants aéronautiques travaillent sur de nouvelles générations d'aéronefs moins coûteux en exploitation et plus respectueux de l'environnement. Ils travaillent en particulier sur des turbomachines à fort taux de dilution (ou BPR) qui permettent une diminution significative de la consommation en énergie. [0004] Une des architectures de moteur à fort taux de dilution est connue sous le nom de UHBR (Ultra High Bypass Ratio, en termes anglo-saxons). Cette architecture de moteur à soufflante carénée propose une nacelle comportant une zone haute pression (HP) traversée par une veine primaire dans laquelle circule un flux d'air primaire et entourée d'une veine secondaire dans laquelle circule un flux d'air secondaire. Un exemple d'une turbomachine de type UHBR est représenté sur la figure 1 et un exemple schématique de l'intérieur de cette turbomachine est représenté sur la figure 2. Les représentations des figures 1 et 2 montrent une turbomachine 100 comportant une nacelle 110 abritant une zone fan 150, une zone HP 120 et des zones basse pression (BP). La zone fan 150, située en amont de la turbomachine, comporte une soufflante assurant l'aspiration et l'orientation de l'air à l'intérieur de la nacelle 110. La zone HP 120 comporte un booster 122 et un corps HP 121. La zone BP comporte un compresseur BP 161, en amont de la zone HP, et une turbine BP 162, en aval de la zone HP. 100051 Les zones HP 120 et BP, installées au centre de la veine secondaire 130, sont traversées par la veine primaire 140. Le ratio entre le débit de la veine primaire 140 et le débit. de la veine secondaire 130 de la turbomachine est appelé taux de dilution. Une turbomachine de type UHBR a l'avantage d'offrir un taux de dilution beaucoup plus élevé qu'une turbomachine classique. Ce taux de dilution est généralement supérieur à 15. 100061 Cependant, dans une turbomachine de type UHBR, la plupart des équipements sont 2 situés dans la zone HP 120, notamment autour du corps HP 121 et du booster 122. Or, cette zone de la turbomachine est difficile d'accès, en particulier lors de la maintenance au sol, car l'opérateur doit rentrer à l'intérieur de la nacelle 110 et de la zone fan 150 pour effectuer les opérations de maintenance. La figure 3 représente schématiquement l'intérieur (l'une turbomachine de type UHBR lors d'une opération de maintenance au sol. Cette figure 3 montre une partie de la zone fan 150 et une partie de la zone HP 120 de la turbomachine sur laquelle travaille un opérateur OP1. En particulier, la figure 3 montre l'opérateur OP1 dans une position inconfortable et qui doit être aidé d'un autre opérateur OP2 pour toute utilisation ou déplacement de pièce et/ou d'outil. [0007] Il est connu, cependant, que les opérations de maintenance doivent être effectuées ra- pidement pour immobiliser le moins longtemps possible l'aéronef et de façon sécurisée pour les opérateurs. Or, les seuls équipements utilisés actuellement pour permettre l'accès à la turbomachine, lors de la maintenance au sol, sont des échelles, des escabeaux et autres rampes d'accès du type de ceux représentés sur la figure 4. Ces divers équipements permettent, à l'opérateur, uniquement un accès autour de la turbomachine. Ils ne permettent aucunement un accès à l'intérieur de la nacelle. Il existe donc un besoin d'un équipement permettant à l'opérateur un accès rapide et sécurisé au sein d'une turbomachine de type UHBR. Résumé de l'invention [0008] Pour répondre au problème évoqué ci-dessus de maintenance des turbomachines de type UHBR, le demandeur propose un dispositif de maintenance au sol adapté pour être partiellement introduit dans la nacelle. [0009] Selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de maintenance au sol configure pour pénétrer partiellement à l'intérieur d'une nacelle de turbomachine d'aéronef, dans une veine secondaire de ladite turbomachine, comportant : un bâti équipé de moyens de déplacement au sol, une plateforme surmontant le bâti, au moins un élément de support adapté pour être déplacé à l'intérieur de la nacelle, et une échelle de positionnement montée sur la plateforme et portant l'élément de support. [0010] Le dispositif de maintenance au sol de l'invention permet à un opérateur d'accéder, en toute sécurité, à l'intérieur de la nacelle pour effectuer des opérations de maintenance. [0011] De façon avantageuse, l'échelle de positionnement est incurvée et présente un rayon de courbure adapté au rayon de courbure intérieur de la nacelle. Cette courbure de l'échelle de positionnement permet de libérer un maximum d'espace à l'opérateur pour 3 ses activités de maintenance. [0012] Outre les caractéristiques mentionnées ci-dessus, le dispositif de maintenance au sol peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : l'élément de support est un siège adapté pour recevoir un opérateur ; le siège est monté mobile le long de l'échelle positionnement ; le siège est repliable ; la plateforme est montée solidaire du bâti ; la plateforme est montée avec une hauteur ajustable par rapport au bâti ; les moyens de déplacement au sol sont des roues ; les roues sont équipées de moyens de blocage ; [0013] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de mise en oeuvre du dispositif de maintenance au sol tel que défini ci-dessus. Cc procédé comporte les opérations suivantes : a) positionnement du dispositif de maintenance à proximité de la turbomachine, h) ajustement de la position du bâti pour que l'échelle de positionnement pénètre dans la veine secondaire, c) ajustement de la position de l'élément de support par l'opérateur. [0014] Avantageusement, ce procédé comporte, entre les opérations a) et h), une opération d'ajustement de la hauteur de la plateforme de sorte que ladite plateforme soit de niveau avec la veine secondaire de la turbomachine. Brève description des dessins [0015] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures dans lesquelles : [0016] [fig. I J La figure 1, déjà décrite, représente une vue de côté d'un exemple de turbomachine de type UHBR; [0017] [fig.2j La figure 2, déjà décrite, représente une vue schématique en coupe d'un exemple d'un exemple de turbomachine de type UHBR; [0018] [fig.3] La figure 3, déjà décrite, représente schématiquement un opérateur à l'intérieur d'une turbomachine de type UHBR, pendant une opération de maintenance au sol ; [0019] [fig.4] La figure 4, déjà décrite, représente des exemples d'équipements de maintenance tra- ditionnels ; [0020] [fig.5] La figure 5 représente schématiquement une vue de dos d'un dispositif de maintenance au sol selon l'invention ; [0021] [fig.6] La figure 6 représente schématiquement une vue de côté d'un dispositif de maintenance au sol selon l'invention ; [0022] [fig.7] La figure 7 représente schématiquement différentes positions du dispositif de la figure 5 lors de la maintenance d'une turbomachine de type UHBR ; et [0023] [fig.8] La figure 8 représente schématiquement différentes positions du siège du dispositif de la figure 6 autour de la zone HP de la turbomachine de type UHBR. [0024] DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION [0025] Un exemple de réalisation d'un dispositif de maintenance au sol et d'un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple. [0026] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. [0027] La figure 5 représente, de façon schématique, selon une vue de dos, un exemple d'un dispositif de maintenance au sol selon l'invention. La figure 6 représente, de façon schématique, selon une vue de côté, un exemple de la partie supérieure du dispositif de maintenance au sol de la figure 5. Ce dispositif de maintenance au sol 200 - appelé aussi équipement de maintenance - comporte un bâti 210 surmonté d'une plateforme d'accès 230. Il comporte en outre une échelle de positionnement 240, montée sur la plateforme d'accès 230 et portant un élément de support 250. [0028] Le bâti 210 est un socle positionné dans un plan horizontal et équipé de moyens 220 de déplacement au sol, tels que des roues. Il est adapté pour supporter la partie supérieure du dispositif de maintenance, décrite ci-dessous, et lui permettre de se déplacer sur le sol. Dans une variante, les roues sont équipées de moyens de blocage assurant l'immobilisation du dispositif de maintenance lorsque ce dernier est en position de maintenance. [0029] La platefonne d'accès 230 est une surface surélevée par rapport au bâti 210, adaptée pour permettre l'accès de l'opérateur OP à l'intérieur de la nacelle de la turbomachine 100. Cette platefonne 230 est montée fixe sur le bâti 210, de sorte à être solidaire dudit bâti. La plateforme peut être une surface de dimensions suffisantes pour recevoir un opérateur et/ou des outils et matériels de maintenance. La platefonne peut également être de dimensions relativement étroites et avoir uniquement une fonction de support de l'échelle de positionnement 240. [0030] Dans certains modes de réalisation, la plateforme 230 est installée à une hauteur prédéfinie, par rapport au bâti, de sorte qu'elle soit de niveau avec la veine secondaire 130 de la turbomachine pour permettre à l'opérateur d'accéder facilement aux équipements situés à l'intérieur de ladite veine secondaire. Autrement dit, la hauteur de la plateforme est définie en fonction de la hauteur (par rapport au sol) du plancher 111 de la nacelle 110, le plancher 111 étant la partie intérieure de la nacelle la plus proche du sol et sur laquelle l'opérateur peut se déplacer pour assurer la maintenance. La hauteur de la plateforme est ainsi déterminée pour que ladite plateforme soit sensiblement dans le même plan horizontal que le plancher 111 de la nacelle 110. Dans ces modes de réalisation, la plateforme 230 est reliée au bâti 210 par un escalier (non représenté sur les figures) ou tout autre ensemble de marches ou degrés permettant à l'opérateur d'accéder du bâti 210 à la plateforme 230, à partir de laquelle il pourra accéder à la veine secondaire 130 ou, inversement, de la plateforme au bâti. [0031] Dans d'autres modes de réalisation, la plateforme 230 peut être mobile verticalement par rapport au bâti 210 de sorte que la hauteur de ladite plateforme soit ajustablc à la hauteur du plancher 111 de la nacelle. Pour cela, l'équipement de maintenance peut comporter un dispositif d'élévation, automatique ou manuel, monté entre la plateforme 230 et le bâti 210 et permettant de déplacer la plateforme verticalement. L'opérateur, pour accéder au plancher Ill de la nacelle, peut simplement s'installer sur la plateforme 230 et la manoeuvrer pour qu'elle monte à la hauteur du plancher 111. Cet ajustement de la hauteur de la plateforme permet la réalisation d'un équipement de maintenance 200 standard, adaptable à chaque turbomachine, quelles que soit les dimensions de ladite turbomachine. Il permet également de ne pas avoir d'escalier et donc de gagner en encombrement. [0032] L'échelle de positionnement 240 est une échelle de forme incurvée, configurée pour épouser la forme de la veine secondaire 130 de la turbomachine. Pour cela, l'échelle de positionnement 240 présente un rayon de courbure adapté au rayon de courbure intérieur de la nacelle 110. L'échelle de positionnement 240 peut, par exemple, avoir une forme partiellement circulaire lorsque la paroi intérieure de la nacelle 110 est de forme circulaire. Cette échelle de positionnement 240, montée fixe à l'extrémité de la plateforme 230, comporte une pluralité de barreaux 241 s'étendant le long de deux montants 242 arqués, les montants et les ban-eaux étant positionnés au plus près de la paroi interne de la nacelle 110 de sorte à offrir un maximum d'espace de travail à l'opérateur OP. [0033] L'échelle de positionnement 240 porte au moins un élément de support 250. Cet élément de support 250 peut être une tablette, un panier ou tout autre dispositif 6 permettant de transporter des outils et du matériel à l'intérieur de la nacelle de la turbomachine. En variante, comme dans l'exemple de la figure 6, l'élément de support 250 peut être un siège permettant le soutien de l'opérateur OP en position assise. Ce siège peut, par exemple, être un siège repliable du type strapontin, qui offre un gain de place lorsque l'opérateur n'utilise pas le siège. Qu'il soit repliable ou non, le siège assure à l'opérateur un maintien dans une position saine et sécurisée, malgré l'environnement réduit de la turbomachine. [0034] Comme représenté sur la figure 6, l'élément de support 250 est monté sur l'échelle de positionnement 240 de façon mobile par rapport à ladite échelle. Il peut, par exemple, être monté coulissant le long des montants 242 de l'échelle de positionnement et comporter des moyens de blocage assurant son maintien dans la position choisie par l'opérateur. Les moyens de blocage peuvent, par exemple, assurer le verrouillage de l'élément de support 250 sur les barreaux 241 de l'échelle de positionnement 240. Le positionnement dudit élément de support est ainsi réglable, électriquement ou mécaniquement selon les moyens de blocage et coulissement choisis, et permet un ajustement le mieux adapté au travail de l'opérateur. [0035] La figure 7 représente, sur le schéma A, l'équipement de maintenance 200 dans un premier positionnement par rapport à la turbomachine 100 et, sur le schéma B, l'équipement de maintenance 200 dans un deuxième positionnement par rapport à ladite turbomachine. Sur le schéma A, l'équipement de maintenance 200, via les moyens de déplacement 220 du bâti 210, est en cours de déplacement vers la nacelle 110. Sur le schéma B, l'équipement de maintenance 200 est stationné à proximité de la turbomachine 100 à un emplacement adéquat pour permettre à l'échelle de positionnement 240 d'être engagée dans la veine secondaire 130 de la turbomachine. L'échelle de positionnement et la plateforme peuvent ainsi être translatées à l'intérieur de la nacelle de la turbomachine, au sein de la veine secondaire de sorte que l'opérateur peut avoir accès à l'équipement intérieur de la turbomachine en toute sécurité et dans une position qui n'engendre aucun risque pour sa santé. On comprendra que cette translation de l'échelle de positionnement et de la plateforme permet non seulement une introduction sécurisée de l'outillage et de l'opérateur au sein de la turbomachine, mais qu'elle permet en outre un dégagement sécurisé de l'outillage et de l'opérateur. [0036] De façon plus précise, le dispositif de maintenance au sol 200 est mis en oeuvre de la façon suivante : le dispositif de maintenance 200 est déplacé depuis l'atelier ou la porte d'embarquement jusqu'à proximité de la turbomachine, lorsque la plateforme a une hauteur ajustable, cette hauteur est réglée de sorte que la plateforme soit de niveau avec la veine secondaire de la turbomachine, 7 le positionnement du bâti est ajusté pour que l'échelle de positionnement pénètre dans la veine secondaire, la position de l'élément de support est ajustée par l'opérateur. [0037] La figure 8 représente un opérateur OP installé sur un siège 250 d'un équipement de maintenance 200, dans diverses positions. Sur le schéma A, le siège 250 de l'opérateur OP est positionné à une première extrémité de l'échelle de positionnement 240 de sorte que l'opérateur a accès à la portion supérieure de l'équipement de la zone HP 120. Sur le schéma B, le siège 250 est positionné sensiblement à mi-longueur de l'échelle de positionnement 240 de sorte que l'opérateur OP accède à la portion latérale de l'équipement de la zone HP 120. Sur le schéma C, le siège 250 est positionné plus près de la deuxième extrémité de l'échelle de positionnement 240 de sorte que l'opérateur OP accède à la portion inférieure de l'équipement de la zone HP 120. Dans l'exemple de la figure 8, l'échelle de positionnement 240 est introduite dans la partie latérale gauche de la nacelle de la turbomachine, étant entendu qu'elle peut tout autant être introduite dans la partie latérale droite de la nacelle de la turbomachine pour permettre un accès à d'autres portions de l'équipement de la zone HP 120. [0038] Comme on le comprend de la description qui précède, l'échelle de positionnement 240 (et par conséquence l'élément de support 250) est liée mécaniquement, et indirectement, au bâti 210. Elle est donc indépendante mécaniquement de la veine secondaire et de la nacelle, tout en étant positionnée au plus près des parois internes de la nacelle. L'échelle de positionnement a ainsi un encombrement limité dans la veine secondaire, offrant un espace optimal à l'opérateur pour ses activités de maintenance. [0039] L'équipement de maintenance tel que décrit précédemment, et en particulier l'échelle de positionnement et l'élément de support, sont réalisés dans des matériaux comme, par exemple, de l'aluminium ou de l'acier qui permettent la fabrication de structures minces Ainsi réalisée dans une structure mince, l'échelle de positionnement peut présenter une épaisseur ne dépassant pas 20cm, ce qui contribue à un encombrement limité dans la veine secondaire. [0040] Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réa- lisation, le dispositif de maintenance au sol selon l'invention et son procédé de mise en oeuvre comprennent divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention. 8 [Revendication I]