Brevet FR3089253A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'une paroi d'un compartiment moteur d'aéronef comportant un circuit de ventilation optimisé. [pool La présente invention est du domaine des installations motrices des aéronefs et en particulier du domaine des systèmes de ventilation de ces installations motrices. [0002] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une paroi d'un com- partiment moteur d'un aéronef comportant un circuit de ventilation optimisé ainsi qu'une telle paroi d'un compartiment moteur. La présente invention concerne également un aéronef dont le fuselage comporte une telle paroi d'un compartiment moteur. [0003] Une installation motrice d'un aéronef comporte traditionnellement un ou plusieurs moteurs thermiques dégageant une quantité importante de chaleur lors de leur fonctionnement. Chaque moteur thermique est généralement situé dans un compartiment moteur situé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef ou bien situé à l'extérieur de ce fuselage et comportant alors un carénage indépendant du fuselage. [0004] Par ailleurs, chaque moteur thermique et ses équipements comportent des limitations thermiques qu'il convient de ne pas dépasser. Dans ce but, une installation motrice comporte habituellement un système de ventilation susceptible de fonctionner dans tout le domaine de vol de l'aéronef. Ce système de ventilation permet par exemple d'amener de l'air extérieur à l'aéronef vers un moteur thermique, voire vers des zones particulières de ce moteur thermique, ou bien vers des équipements de ce moteur thermique afin de les refroidir. [0005] Un tel système de ventilation d'un compartiment moteur est classiquement muni d'un dispositif permettant de forcer l'amorçage et, dans une certaine mesure, le débit d'un flux d'air extérieur à l'aéronef destiné à la ventilation du compartiment moteur par des orifices d'entrées et de sorties de ce flux d'air. [0006] Un dispositif d'amorçage est par exemple constitué par un jeu entre une tuyère primaire et un éjecteur d'un moteur thermique de l'aéronef. Par effet d'entrainement, un débit d'un flux d'air est ainsi généré, permettant la ventilation du compartiment moteur. Un ou plusieurs orifices d'entrée agencés aux frontières du compartiment moteur permettent d'assurer une entrée du flux d'air dans le compartiment moteur, la sortie de ce flux d'air s'effectuant au travers de l'éjecteur. Ces orifices d'entrée sont généralement obtenus par perçage au niveau d'un capot du compartiment moteur. Des dispositifs d'entrée d'air, tels que des orifices munis ou non d'écopes, ou bien des prises d'air dites de type « NACA » par exemple, peuvent être ajoutés au niveau de ces 2 orifices d'entrée afin d'améliorer leur efficacité. Le flux d'air balaye alors le moteur de façon plus ou moins aléatoire et il est difficile de cibler précisément des zones particulières de ce moteur thermique ou bien d'équipements de ce moteur soumis à un échauffement important afin de les refroidir. [0007] Le document FR 2910927 décrit notamment un système de ventilation d'un com- partiment moteur d'un aéronef. Ce système de ventilation comporte un orifice d'entrée d'air dans un capot de cc compartiment moteur et des conduits de distribution d'air cheminant depuis cet orifice d'entrée à l'intérieur du compartiment moteur, en partie le long de cc capot du compartiment moteur, afin d'acheminer un flux d'air de l'extérieur du compartiment moteur vers des zones spécifiques du moteur. La présence de ces conduits induit une masse non négligeable de cc système de ventilation. [0008] La présente invention a alors pour objets un procédé de fabrication d'une paroi d'un fuselage d'un aéronef et une telle paroi permettant de s'affranchir des limitations mentionnées ci-dessus, en intégrant dans la paroi un circuit de ventilation du compartiment moteur. Ce circuit de ventilation permet notamment de cibler chaque zone particulière du moteur thermique et chaque équipement du moteur thermique nécessitant un refroidissement spécifique par un réseau de canaux. [0009] Un objet selon la présence invention est un procédé de fabrication d'une paroi d'un fuselage d'un aéronef destinée à fermer un compartiment moteur, la paroi comportant un circuit de ventilation, le procédé de fabrication comportant les étapes suivantes : - une mise en place d'au moins une structure alvéolaire comportant une multitude de rangées munies d'alvéoles de sorte à former une âme de la paroi, - une création d'au moins un canal dans cette âme, - une mise en place d'une première peau et d'une seconde peau de part et d'autre de l'âme, - un assemblage des peaux sur l'âme afin de former la paroi, - une création d'au moins un orifice d'entrée dans une des première et seconde peaux, cet au moins un orifice d'entrée communiquant avec au moins un canal, et - une création d'au moins un orifice de sortie dans l'autre des première et seconde peaux ne comportant pas cet au moins un orifice d'entrée, cet au moins un orifice de sortie communiquant avec un canal de sorte que les canaux, cet au moins un orifice d'entrée et cet au moins un orifice de sortie forment le circuit de ventilation de la paroi. [0010] La structure alvéolaire est de préférence une structure en nid d'abeilles bien que d'autres formes alvéolaires soient utilisables pour la structure alvéolaire. Cette structure alvéolaire est par exemple en métal, en carbone ou bien en matériaux composites. [0011] La mise en place de la première peau et de la seconde peau de part et d'autre de l'âme formée par la au moins une structure alvéolaire est faite de préférence dans un 3 moule. [0012] L'assemblage des première et seconde peaux sur cette au moins une structure al- véolaire consiste par exemple en une polymérisation dans ce moule d'au moins un polymère intégré aux première et seconde peaux. Les première et seconde peaux sont de préférence une superposition de plis réalisés en carbone ou bien en matériaux composites et intègrent au moins un polymère. [0013] Les mises en forme de la première peau, de la seconde peau et/ou de l'âme peuvent être effectuées lors de leurs mises en place respectives dans le moule. Ces mises en forme de la première peau, de la seconde peau et/ou de l'âme peuvent également être faites préalablement à cette mise en place. [0014] Selon un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, une seule structure alvéolaire est mise en place pour former l'âme de la paroi. Chaque canal est alors formé par la suppression partielle d'au moins une des rangées d'une structure alvéolaire. Cette suppression est réalisée par exemple par une découpe partielle d'une ou plusieurs rangées d'alvéoles d'une structure alvéolaire. [0015] Selon un second mode de réalisation de cc procédé, au moins deux structures al- véolaires sont mises en place pour former l'âme de la paroi. Au moins un canal peut être formé par un espace entre deux structures alvéolaires. De plus, au moins un canal peut aussi être formé par la suppression partielle d'au moins une des rangées d'alvéoles d'une ou plusieurs structures alvéolaires de façon identique au premier mode de réalisation. [0016] De la sorte, un réseau de canaux est créé dans l'âme de la paroi formée par au moins une structure alvéolaire quel que soit le mode de réalisation de l'invention. [0017] De plus, quel que soit ce mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comporter une étape supplémentaire d'ajout d'une couche d'étanchéité dans chaque canal de sorte à étanchéifier chaque canal. Cette couche d'étanchéité est par exemple formée par un polymère étanche, tel que le polyfluorure de vinyle ou fluorure de polyvinyle. [0018] La création d'au moins un orifice d'entrée dans une des première et seconde peaux et la création d'au moins un orifice de sortie dans l'autre des première et seconde peaux peuvent être réalisées avant la mise en place de ces première et seconde peaux de part et d'autre de l'âme formée par la au moins une structure alvéolaire. [0019] La création d'au moins un orifice d'entrée dans une des première et seconde peaux et la création d'au moins un orifice de sortie dans l'autre des première et seconde peaux peuvent également être réalisées après l'assemblage de ces première et seconde peaux de part et d'autre de l'âme. [0020] La présente invention a également pour objet une paroi d'un fuselage d'un aéronef, cette paroi étant destinée à fermer un compartiment moteur de l'aéronef et étant fabriquée par le procédé de fabrication précédemment décrit. Cette paroi comporte ainsi un circuit de ventilation formé par les canaux, le au moins un orifice d'entrée et le au moins un orifice de sortie. [0021] Cet au moins un orifice d'entrée permet à un flux d'air venant de l'extérieur de l'aéronef de rentrer dans le réseau de canaux intégré à la paroi du fuselage. Cet au moins un orifice d'entrée est par exemple une entrée d'air connue de type « NACA » ou bien un orifice statique avec ou sans écope, par exemple. [0022] Ensuite, le réseau de canaux permet au flux d'air de se diriger vers cet au moins un orifice de sortie. [0023] Enfin, cet au moins un orifice de sortie est positionné sur la paroi de sorte à orienter ce flux d'air à l'intérieur du compartiment. De préférence, le circuit de ventilation comporte plusieurs orifices de sortie. Ces orifices de sortie peuvent être répartis de façon linéique afin d'alimenter de façon homogène le compartiment moteur avec le flux d'air venant de l'extérieur. Ces orifices de sortie sont de préférence agencés sur la paroi à des positions particulières de sorte à orienter le flux d'air vers des zones particulières du moteur thermique et ses équipements nécessitant un refroidissement spécifique. [0024] Par exemple, le circuit de ventilation comporte un seul orifice d'entrée et au moins deux orifices de sortie reliés respectivement à deux canaux distincts. [0025] De la sorte, la paroi du fuselage selon l'invention est destinée à fermer un com- partiment moteur de l'aéronef et intègre avantageusement un circuit de ventilation dont le réseau de canaux est optimisé afin de déboucher par chaque orifice de sortie en regard des zones du moteur thermique et de ses équipements critiques au niveau thermiques et dont la bonne ventilation est traditionnellement difficile à obtenir. De plus, ce circuit de ventilation intégré à la paroi élimine l'utilisation de tout autre conduit de circulation du tlux d'air et, par suite, minimise avantageusement sa masse. Ce circuit de ventilation libère également de l'espace dans le compartiment moteur par l'intégration des canaux dans l'épaisseur de la paroi. [0026] La présente invention a enfin pour objet un aéronef comportant un fuselage, au moins un compartiment moteur et au moins un moteur agencé dans un compartiment moteur. Le fuselage de l'aéronef comporte une paroi telle que précédemment décrite destinée à fermer un compartiment moteur et munie d'un circuit de ventilation intégré à l'épaisseur de la paroi. [0027] L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails clans le cadre de la des- cription qui suit avec des exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent : [0028] [fig.1] la figure 1, un aéronef à voilure tournante, [0029] [fig.2] la figure 2, un compartiment moteur de cet aéronef, [0030] [fig.3] la figure 3, une paroi d'un fuselage d'aéronef, et [0031] [fig.4] la figure 4, une paroi d'un fuselage d'aéronef. [0032] Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence. [0033] L'aéronef 50 représenté sur la figure 1 comporte un fuselage 51 ainsi qu'un rotor principal 56 et un rotor arrière 57 entraînés en rotation par au moins un moteur 52. [0034] Chaque moteur 52 est agencé dans un compartiment moteur 55 de l'aéronef 50 dont une vue est représentée sur la figure 2. Une paroi 20 du fuselage 51 est mobile et permet la fermeture et l'ouverture du compartiment moteur 55. [0035] Deux modes de réalisation de la paroi 20 sont représentés de façon éclatée sur les figures 3 et 4. [0036] Pour les deux modes de réalisation, la paroi 20 comporte une première peau 21 ex- térieure, une âme 24 et une seconde peau 22 intérieure. Les première et seconde peaux 21,22 sont agencées de part et d'autre de l'âme 24. La première peau 21 extérieure est située à l'extérieur de l'aéronef 50 lorsque la paroi 20 est en position fermée alors que la seconde peau 22 intérieure est située à l'intérieur du compartiment moteur dans la position fermée. [0037] Un réseau de canaux 27 est agencé dans l'âme 24 de la paroi 20. Un orifice d'entrée 28 est agencé dans la première peau 21 extérieure et quatre orifices de sortie 29 sont agencés dans la seconde peau 22 intérieure. L'orifice d'entrée 28 est situé face à un canal 27 et les quatre orifices de sortie 29 sont situés face à quatre canaux 27 distincts. [0038] Un circuit de ventilation est ainsi formé par les canaux 27, l'orifice d'entrée 28 et les quatre orifices de sortie 29. En outre, les canaux 27 sont reliés entre eux de sorte qu'un flux d'air extérieur à l'aéronef 50 entrant dans le circuit de ventilation par l'orifice d'entrée 28 se divise dans le réseau de canaux 27 en plusieurs flux d'air, ces flux d'air sortant de la paroi 20 par les quatre orifices de sortie 29. [0039] Les quatre orifices de sortie 29 sont agencés sur la seconde peau 22 intérieure en regard de zones particulières du moteur 52 ou bien vers des équipements de ce moteur 52 situés dans le compartiment moteur 55 et soumis à des échauffements importants. De la sorte, les flux d'air sont orientés vers ces zones particulières ou vers ces équipements du moteur 52 et les balayent ainsi avantageusement afin de les refroidir de façons spécifique et efficace. [0040] Selon le premier mode de réalisation de la paroi 20 représenté sur la figure 3, l'âme 24 de la paroi 20 est formée par une seule structure alvéolaire 23. Les canaux 27 sont 6 formés par la suppression partielle de rangées 25 d'alvéoles de cette structure alvéolaire 23. La structure alvéolaire 23 est par exemple une structure en nid d'abeilles. [0041] Selon le second mode de réalisation de la paroi 20 représenté sur la figure 4, l'âme 24 de la paroi 20 est formée par quatre structures alvéolaires 23. Les canaux 27 sont formés d'une part par l'espace situé entre les structures alvéolaires 23 et d'autre part par la suppression partielle de rangées 25 d'alvéoles de ces structures alvéolaires 23. De plus, une couche d'étanchéité 15 (non représenté sur les figures) peut être agencée dans chaque canal 27 afin d'étanchéifier les canaux 27. [0042] Quel que soit le mode de réalisation, la paroi 20 peut être fabriquée selon un procédé de fabrication comportant les étapes suivantes : - une mise en place d'une ou plusieurs structures alvéolaires 23 comportant une multitude de rangées 25 d'alvéoles de sorte à former une âme 24 de la paroi 20, - une création des canaux 27 dans l'âme 24, - une mise en place de la première peau 21 extérieure et de la seconde peau 22 intérieure de part et d'autre de l'âme 24 formée par au moins une structure alvéolaire 23, - un assemblage des peaux 21,22 sur l'âme 24 afin de former la paroi 20, par exemple par polymérisation dans un moule, - une création d'un orifice d'entrée 28 dans la première peau 21 extérieure, cet orifice d'entrée 28 communiquant avec un canal 27 de l'âme 24, et - une création de quatre orifices de sortie 29 dans la seconde peau 22 intérieure, ces quatre orifices de sortie 29 communiquant respectivement avec un canal 27 de l'âme 24. [0043] Ces étapes ne sont pas indiquées dans un ordre chronologique. En effet, plusieurs ordres pour le déroulement de ces étapes sont envisageables. [0044] Par exemple, la création de l'orifice d'entrée 28 dans la première peau 21 extérieure et la création des quatre orifices de sortie 29 dans la seconde peau 22 intérieure peuvent être faites de façon séquentielle ou bien de façon sensiblement simultanée, à savoir en parallèle. De plus, ces deux étapes de création de ces orifices 28,29 dans chacune des peaux 21,22 peuvent être réalisées avant la mise en place de la première peau 21 et de la seconde peau 22 de part et d'autre de l'âme 24 ou bien après l'assemblage des peaux 21,22 sur l'âme 24. [0045] Par ailleurs, la première peau 21, la seconde peau 22 et/ou la au moins une structure alvéolaire 23 peuvent être mises en forme avant la mise en place de la première peau 21 extérieure et de la seconde peau 22 intérieure de part et d'autre de l'âme 24. [0046] La mise en place de la première peau 21 extérieure et de la seconde peau 22 in- térieure de part et d'autre de l'âme 24 peut également être faite dans un moule 60 de sorte à mettre en forme la première peau 21, la seconde peau 22 et la au moins une structure alvéolaire 23 dans un moule avant l'assemblage des peaux 21,22 sur l'âme 7 24. [0047] En outre, cc procédé peut comporter une étape supplémentaire d'ajout d'une couche d'étanchéité 15 dans chaque canal 27 de sorte à étanchéifier chaque canal 27. [0048] Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Tl est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. 8