Brevet FR3107559A1 — publié le 20210827

STRUCTURE INTERNE D’UN CONDUIT D’EJECTION PRIMAIRE COMPORTANT UN SEPARATEUR DONT LA GEOMETRIE VARIE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE L’invention concerne une structure interne (206) d’un conduit d’éjection primaire d’une turbomachine qui comporte une paroi primaire laissant passer l’air à travers des orifices et formant une surface interne du conduit d’éjection primaire, une peau intérieure (305) agencée à l’intérieur de la paroi primaire, et au moins un séparateur (52) dont une zone le long d’un premier bord (54) est fixée à la peau intérieure (305) et qui présente deux géométries (A, B), où le passage de la première à la deuxième s’effectue lorsque la température du séparateur (52) dépasse une première température, et le passage de la deuxième à la première s’effectue lorsque la température du séparateur (52) passe sous une deuxième température et où le coefficient de dilatation du séparateur (52) est supérieur à celui de la peau interne (305). La variation de la géométrie des séparateurs en fonction de la température du moteur facilite l’assemblage à température ambiante du fait de l’écrasement des séparateurs. Fig. 3 STRUCTURE INTERNE D’UN CONDUIT D’EJECTION PRIMAIRE COMPORTANT UN SEPARATEUR DONT LA GEOMETRIE VARIE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE La présente invention concerne une structure interne d’un conduit d'éjection primaire d’une turbomachine qui comporte au moins un séparateur dont la géométrie varie en fonction de la température, une turbomachine comportant une telle structure interne, ainsi qu’un aéronef comportant au moins une telle turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Une turbomachine comporte classiquement, de l’amont vers l’aval, une entrée d’air par laquelle l’air entre dans la turbomachine, un moteur qui assure la combustion de l’air et du carburant, et un conduit d’éjection par lequel sont évacués les gaz brûlés. Une telle turbomachine génère des bruits lors de son fonctionnement. Pour atténuer une partie des bruits, la turbomachine est entourée d’une nacelle comportant des moyens atténuateurs de bruit, comme par exemple des structures en nid d’abeilles. Les sons de basses fréquences (entre 300 Hz et 1000 Hz), notamment ceux liés à la combustion, émis par la turbomachine durant le décollage ou l’atterrissage forment une importante source de bruit pour l’environnement et pour atténuer ces bruits, il est connu de disposer des dispositifs atténuateurs de sons basses fréquences dans la structure du conduit d’éjection primaire (appelée «plug» en Anglais). Le conduit d’éjection primaire est situé dans le prolongement du moteur et avant le cône de tuyère et sa paroi primaire extérieure est en contact avec le flux de gaz brûlé en provenance du moteur. Un tel dispositif est efficace, cependant il est nécessaire de trouver de nouveaux modes de réalisation. Un objet de la présente invention est de proposer une structure interne d’un conduit d'éjection primaire d’une turbomachine qui comporte des dispositifs d’atténuation des bruits de basses fréquences qui soit simple et facile à mettre en œuvre et qui utilise au moins un séparateur dont la géométrie varie en fonction de la température. A cet effet, est proposée une structure interne d’un conduit d’éjection primaire d’une turbomachine, ladite structure interne comportant : - une paroi primaire consistant en une surface de révolution autour d’un axe longitudinal X, laissant passer l’air à travers des orifices et formant une surface interne du conduit d’éjection primaire, - une peau intérieure consistant en une surface de révolution autour de l’axe longitudinal X, agencée à l’intérieur de la paroi primaire, et - au moins un séparateur dont une zone le long d’un premier bord est fixée à la peau intérieure et qui présente une première géométrie et une deuxième géométrie, où le passage de la première géométrie à la deuxième géométrie s’effectue lorsque la température du séparateur dépasse une première température, et le passage de la deuxième géométrie à la première géométrie s’effectue lorsque la température du séparateur passe sous une deuxième température inférieure ou égale à la première température, et où le coefficient de dilatation du séparateur est supérieur à celui de la peau interne. La variation de la géométrie des séparateurs en fonction de la température du moteur facilite l’assemblage à température ambiante du fait de l’écrasement des séparateurs. Avantageusement, dans la première géométrie, le séparateur est enroulé sur lui-même, et dans la deuxième géométrie, le séparateur est déployé et s’étend de manière à rapprocher le deuxième bord au plus près de la paroi primaire. Avantageusement, le séparateur est bimétallique et comprend deux feuilles accolées l’une contre l’autre et jointes où les deux feuilles sont réalisées en des métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. L’invention propose également une turbomachine comportant un conduit d’éjection primaire délimité à l’extérieur par une tuyère primaire et à l’intérieur par une structure interne selon l'une des variantes précédentes. L’invention propose également un aéronef comportant au moins une turbomachine selon la variante précédente. 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 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : est une vue de côté d’un aéronef selon l’invention, est une vue en perspective d’un conduit d’éjection primaire, est une vue en perspective d’une structure interne d’un conduit d'éjection primaire selon l'invention, et est une vue en perspective d’un séparateur dans deux positions d’utilisation. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte une aile 12 sous laquelle est fixée une nacelle 14 dans laquelle est logée une turbomachine. Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X l'axe longitudinal de la turbomachine, orienté positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 10 et qui est également l'axe longitudinal de la nacelle 14, on appelle Y l'axe transversal qui est horizontal lorsque l’aéronef 10 est au sol, et Z l'axe vertical ou hauteur verticale lorsque l'aéronef 10 est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence au sens de déplacement de l’aéronef 10 lorsque la turbomachine fonctionne et représenté par la flèche F. La Fig. 2 montre la partie arrière de la turbomachine qui forme un conduit d’éjection primaire 202 par lequel s’échappent les gaz brûlés par la turbomachine et qui est délimité à l’extérieur par une tuyère primaire 204 et à l’intérieur par une structure interne 206 du conduit d’éjection primaire 202. Le conduit d’éjection primaire 202 comme sa structure interne 206 ont une forme générale consistant en des surfaces de révolution autour de l’axe longitudinal X de la turbomachine. A l’arrière de la structure interne 206 est fixé un cône de tuyère 208. La Fig. 3 montre une vue de devant et en perspective de la structure interne 206, et la Fig. 4 est une vue d’une partie de la structure interne 206. La structure interne 206 comporte une paroi primaire 302 percée de trous 304 répartis sur la surface de la paroi primaire 302. La paroi primaire 302 forme la surface extérieure de la structure interne 206, c'est-à-dire celle qui forme la surface interne du conduit d’éjection primaire 202. La structure interne 206 comporte une peau intérieure 305. La paroi primaire 302 et la peau intérieure 305 consistent chacune en une surface de révolution autour de l’axe longitudinal X qui est, dans cet exemple, globalement cylindrique et la peau intérieure 305 est agencée à l’intérieur de la paroi primaire 302 de manière à constituer un ensemble de deux surfaces coaxiales. La fixation de la peau intérieure 305 à la paroi primaire 302 est assurée par tous moyens appropriés et connus de l’homme du métier comme par exemple un flasque amont (non représenté) et un flasque aval 307 fixés entre la paroi primaire 302 et la peau intérieure 305. La fixation de chaque flasque 307 est réalisée par tous moyens appropriés comme par exemple par vis, soudure, etc. Le volume 50 entre la paroi intérieure 305 et la paroi primaire 302 forme un caisson constituant un résonateur de Helmholtz. Afin de diviser le volume 50 en plusieurs sous-volumes, la structure interne 206 comporte au moins un séparateur 52 qui prend la forme d’une bande dont une zone le long d’un premier bord 54 est fixée à la peau intérieure 305. Le séparateur 52 n’est pas fixé à la paroi primaire 302 afin de ne pas contraindre l’assemblage en cas de déformation de la structure interne 206 et pour laisser libre les autres bords du séparateur 52. Le premier bord 54 est globalement parallèle à l’axe longitudinal X. La fixation de la zone de chaque séparateur 52 à la peau intérieure 305 s’effectue par tous moyens appropriés comme des boulons, des points de soudure, etc. Le séparateur 52 est réalisé dans un matériau qui permet une modification de la géométrie du séparateur 52 en fonction de la température dudit séparateur 52. Le séparateur 52 présente une première géométrie A et une deuxième géométrie B. Le passage de la première géométrie A à la deuxième géométrie B s’effectue lorsque la température du séparateur 52 dépasse une première température supérieure à la température ambiante et préférentiellement de l’ordre de 300°C, et à l’inverse le passage de la deuxième géométrie B à la première géométrie A s’effectue lorsque la température du séparateur 52 passe sous une deuxième température inférieure ou égale à la première température. Dans la première géométrie A, la géométrie est dite rétractée, et le séparateur 52 est ramassé sur lui-même et il est ici plus précisément enroulé sur lui-même. Ainsi le deuxième bord 56 opposé au premier bord 54 est rapproché du premier bord 54 pour réduire l’envergure du séparateur 52 radialement par rapport à l’axe longitudinal X. Dans la deuxième géométrie B, la géométrie est dite déployée, et le séparateur 52 est déployé et s’étend de manière à rapprocher le deuxième bord 56 au plus près possible de la paroi primaire 302. Ainsi, le deuxième bord 56 s’éloigne du premier bord 54 pour augmenter l’envergure du séparateur 52 radialement par rapport à l’axe longitudinal X afin de diviser le volume 50. Comme cela est expliqué ci-dessous, une telle architecture permet d’assembler la structure interne 206 à température ambiante avec les séparateurs 52 en position rétractée ce qui facilite leur mise en place. Selon un mode de réalisation particulier, afin d’éviter le contact entre le séparateur 52 et la paroi primaire 302, la longueur du séparateur 52 est réduite par rapport à la distance entre la paroi primaire 302 et la peau intérieure 305. L’écart entre le deuxième bord 56 et la paroi primaire 302 est par exemple de l’ordre de 2 mm. Comme le montre la Fig. 4, le séparateur 52 est fixé à la peau intérieure 305 par une base 58 qui s’étend le long du premier bord 54 et constitue la zone fixée à la peau intérieure 305 et le séparateur 52 s’étend au-delà de la base 58 par une bande 60. La bande 60 s’étend entre la base 58 et le deuxième bord 56. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, et dans un plan radial, la bande 60 prend une forme globalement parallélépipédique lorsqu’elle est étalée. Les caractéristiques du séparateur 52 comme par exemple les matériaux, les dimensions de la bande 60 et de la base 58 (épaisseur, largueur, longueur) sont choisies de sorte que le séparateur 52 change sa forme en fonction de la température comme décrit ci-dessus. Le séparateur 52 est réalisé dans un matériau avec un coefficient de dilatation supérieur à celui de la peau interne 305. Ainsi, dans la première position, à température ambiante, la base 52 est légèrement courbe pour suivre la peau interne 305. Lorsque la température augmente, la peau interne 305 se dilate axialement et comme la base 52 se dilate plus, sa courbure va augmenter pour suivre la dilatation de la peau interne 305 et la courbure augmentant, la bande 60 va naturellement se déployer. La bande 60 se courbe de façon continue selon une direction qui l’éloigne de la peau intérieure 305 lorsque sa température diminue et se redresse de façon continue dans une direction opposée quand sa température augmente. De préférence, le séparateur 52 a des caractéristiques qui sont choisies de manière à ce qu’il commence à se déployer linéairement pour une valeur de température (première température) de l’ordre de 300°C et est complètement déployé pour une température supérieure à 400°C. Selon un mode de réalisation, le séparateur 52 est bimétallique et comprend deux feuilles accolées l’une contre l’autre et jointes où les deux feuilles sont réalisées en des métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. La feuille constituée du métal ayant le plus grand coefficient de dilatation thermique est alors située à l’extérieur de l’enroulement par rapport à la deuxième feuille lorsque le séparateur 52 est dans la première géométrie A, c'est-à-dire enroulé. Le séparateur 52 comprend par exemple des feuilles réalisées dans des matériaux à mémoire de forme ou dans des couples de métaux choisis parmi l’une des combinaisons suivantes: Titane et alliage Cr-Ni-Fe (Chrome, Nickel-Fer), ou Nickel et Fer, ou Cuivre et alliage d’Aluminium ou Cuivre et Zinc. Un exemple d’un procédé d’assemblage de la structure interne 206 consiste en: - une première étape de fourniture au cours de laquelle la paroi primaire 302 est fournie, - une deuxième étape de fourniture au cours de laquelle la peau intérieure 305 est fournie, - une troisième étape de fourniture au cours de laquelle au moins un séparateur 52 est fourni, - pour chaque séparateur 52, une première étape de fixation au cours de laquelle chaque séparateur 52 est fixé à la peau intérieure 305, - une étape d’introduction au cours de laquelle la peau intérieure 305 et les séparateurs 52 sont introduits dans la paroi primaire 302, et - une deuxième étape de fixation au cours de laquelle la peau intérieure 305 est fixée à la paroi primaire 302. Dans la mesure où l’étape d’introduction s’effectue à température ambiante inférieure à la première température, les séparateurs 52 sont ramassés sur eux-mêmes et peuvent ainsi facilement pénétrer à l’intérieur de la paroi primaire 302. Structure interne (206) d’un conduit d’éjection primaire (202) d’une turbomachine, ladite structure interne (206) comportant : - une paroi primaire (302) consistant en une surface de révolution autour d’un axe longitudinal X, laissant passer l’air à travers des orifices (304) et formant une surface interne du conduit d’éjection primaire (202), - une peau intérieure (305) consistant en une surface de révolution autour de l’axe longitudinal X, agencée à l’intérieur de la paroi primaire (302), et - au moins un séparateur (52) dont une zone le long d’un premier bord (54) est fixée à la peau intérieure (305) et qui présente une première géométrie (A) et une deuxième géométrie (B), où le passage de la première géométrie (A) à la deuxième géométrie (B) s’effectue lorsque la température du séparateur (52) dépasse une première température, et le passage de la deuxième géométrie (B) à la première géométrie (A) s’effectue lorsque la température du séparateur (52) passe sous une deuxième température inférieure ou égale à la première température, et où le coefficient de dilatation du séparateur (52) est supérieur à celui de la peau interne (305). Structure interne (206) selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la première géométrie (A), le séparateur (52) est enroulé sur lui-même, et en ce que dans la deuxième géométrie (B), le séparateur (52) est déployé et s’étend de manière à rapprocher le deuxième bord (56) au plus près de la paroi primaire (302). Structure interne (206) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le séparateur (52) est bimétallique et comprend deux feuilles accolées l’une contre l’autre et jointes où les deux feuilles sont réalisées en des métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. Turbomachine comportant un conduit d’éjection primaire (202) délimité à l’extérieur par une tuyère primaire (204) et à l’intérieur par une structure interne (206) selon l'une des revendications 1 à 3. Aéronef (10) comportant au moins une turbomachine selon la revendication précédente.