Brevet FR3133216A1 — publié le 20230908

Le présent document concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe longitudinal (X), ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne (104) et une peau radialement externe (102) délimitant une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons (106,108) montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s’entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques (110), caractérisé en ce que ledit cône d’échappement comprend au moins un joint d’étanchéité (112) agencé entre une extrémité radiale (107) d’une des cloisons et au moins l’une de la paroi annulaire interne (104) et de la peau externe (102). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 4] Cône d’éjection pour turbomachine d’aéronef Domaine technique de l’invention Le présent document concerne un cône turbomachine d’aéronef, en particulier un cône d’éjection avec un caisson acoustique étanche. Etat de la technique antérieure Le présent exposé concerne un ensemble situé à l’arrière, au niveau d’une extrémité aval, d’un turboréacteur d'aéronef pour optimiser l'écoulement d’air expulsés par le turboréacteur. Plus précisément, le présent exposé concerne la liaison entre ce qui est souvent dénommé cône d'éjection et, située juste à l’amont du cône d’éjection, un carter du turboréacteur, par exemple un carter de sortie de gaz du turboréacteur. La représente un ensemble pour turboréacteur d'aéronef, comprenant un élément central d'éjection de gaz, annulaire autour d’un axe longitudinal X et adapté pour que du gaz soit éjecté par le turboréacteur autour de lui, d’amont (AM) vers l’aval (AV), ledit ensemble étant relié à une sortie métallique d'un turboréacteur. L’axe longitudinal X précité est l’axe longitudinal, ou axe de rotation, de la turbomachine, en particulier de la soufflante 20 et des aubes mobiles du moteur 12. L’élément central d'éjection de gaz peut correspondre au cône d'éjection, repéré 1 ci-après, ou au moins à la partie amont 1a ci-après. Le turboréacteur à gaz d'aéronef 10 comprend une partie centrale, formant le moteur 12 à turbine à gaz, montée à l'intérieur d'un ensemble 14 de nacelle de moteur, comme cela est typique d'un aéronef conçu pour un fonctionnement subsonique, telle qu’un turbopropulseur ou un turboréacteur à double flux. L'ensemble 14 de nacelle comprend généralement une nacelle de moteur 16 et une nacelle de soufflante 18 entourant une soufflante 20 située axialement en amont du moteur 12. Le moteur 12 comprend, axialement en partie aval, au moins une turbine qui peut être une turbine basse pression et, encore en partie aval, un carter d’échappement 22 métallique et comprenant une virole annulaire interne 22a et une virole annulaire externe 22b délimitant entre elles une partie aval de la veine annulaire primaire 24 dans laquelle circule les gaz de combustion issus de la chambre de combustion du moteur 12. La virole annulaire interne 22a est reliée, à son extrémité aval, au cône d'éjection 1, lequel peut comprendre une partie amont 1a, de forme sensiblement cylindrique, et une partie aval 1b de forme conique. La virole annulaire interne 22a est alignée avec la paroi externe du cône d’éjection 1 pour former une veine d’écoulement homogène de l’air en sortie du moteur 12. Pour réduire les nuisances sonores produites par les gaz en sortie du moteur un caisson acoustique peut être agencé à l’intérieur du cône d’éjection, comprenant des cloisons acoustiques intercalées entre la paroi externe du cône d’éjection 1 et une paroi annulaire interne de la paroi externe, formant une cavité. L’assemblage des cloisons acoustiques et des parois interne et externe manque d’étanchéité. En effet, un jeu existe entre les cloisons et la paroi interne et/ou de la paroi externe. Ce jeu couplé à un différentiel de pression entre les cloisons acoustiques crée une accélération de l’air autour des cloisons acoustiques ce qui engendre un gradient thermique dans les parois et limite leurs tenues mécaniques. En outre, le jeu doit être inférieur à 1 mm pour respecter l’atténuation acoustique. Il existe un besoin d’amélioration des caissons acoustiques dans les cônes d’éjection. Le présent document concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe longitudinal, ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne et une peau radialement externe délimitant une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s’entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques, caractérisé en ce que ledit cône d’échappement comprend au moins un joint d’étanchéité agencé entre une extrémité radiale d’une des cloisons et au moins l’une des parties constituant la paroi annulaire interne ou la peau externe. Le joint d’étanchéité permet de limiter l’infiltration d’air du flux primaire dans les caissons acoustiques. Ceci permet d’améliorer l’atténuation acoustique du bruit émis par la turbomachine. Le joint d’étanchéité peut être intercalé entre une extrémité radialement externe de la cloison et la paroi annulaire externe. Le joint d’étanchéité peut être intercalé entre une extrémité radialement interne de la cloison et la paroi annulaire interne. Cet agencement permet de contraindre le joint d’étanchéité par la cloison de façon plus efficace, en particulier par le poids de la cloison. Ceci permet d’assurer une meilleure étanchéité du caisson acoustique. Les cloisons peuvent être fixées à la peau externe ou à la paroi annulaire interne, par exemple par soudage, par brasage ou par vissage. L’extrémité radialement interne peut être agencée avec un jeu radial par rapport à la paroi annulaire interne. Ainsi, il est avantageux de disposer le joint d’étanchéité entre l’extrémité radialement interne et la paroi annulaire interne. Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité peut comprendre une partie torique reliée à une bande de fixation. La bande de fixation peut être fixée à une face aval de la cloison et la partie torique peut être agencée au moins en partie contre une face amont de ladite cloison. La partie torique peut être ainsi placée du côté où la pression maximale, ce qui permet d’assurer le placage du joint sur la paroi annulaire interne. La bande de fixation peut présenter une épaisseur inférieure au jeu radial pour permettre le passage de la bande de fixation entre l’extrémité radialement interne de la cloison et la paroi annulaire interne. En outre, le diamètre de la partie torique peut être supérieur au jeu radial pour empêcher la partie torique de passer entre la cloison et la paroi annulaire interne. Ainsi, le joint d’étanchéité obstrue le jeu radial entre la cloison et la paroi annulaire interne et permet ainsi d’étanchéifier le caisson acoustique. La bande de fixation peut être fixée à la cloison par un fil frein traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation. Des perçages de faible diamètre peuvent être réalisés dans la cloison et le fil frein peut passer de part et d’autre de la cloison et de la bande tel une couture. En particulier, un bouton peut être prévu au niveau de la face amont de la cloison pour recevoir le fil frein et le maintenir en position de blocage. Cet agencement permet de limiter la fuite d’air dans les caissons acoustiques si les perçages ont un diamètre trop important. Alternativement, la bande de fixation peut être fixée à la cloison par rivetage ou par vissage, des rondelles peuvent être prévus au niveau des rivets et/ou des vis. Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité peut comprendre une partie torique amont et une partie torique aval. La partie torique amont peut être disposée en contact avec la face amont de la cloison et la partie torique aval peut être disposée en contact avec la face aval de ladite cloison. Le diamètre de la partie torique amont et/ou le diamètre de la partie torique aval peuvent être inférieur au jeu radial. La partie torique amont et la partie torique aval peuvent être reliées par un fil frein traversant des orifices prévus dans la cloison maintenant ledit joint d’étanchéité. Selon un mode de réalisation, le joint peut être agencé entre l’extrémité radialement interne de la cloison et la paroi interne. La partie torique amont et la partie torique aval dudit joint d’étanchéité peuvent être reliées par une bande de liaison agencée sous l’extrémité radialement interne de la cloison. La bande de liaison peut être maintenue contre la paroi interne par ladite cloison. La ou les parties toriques du joint d’étanchéité peuvent être réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques et/ou métalliques. En outre, les parties toriques amont et aval du joint d’étanchéité peuvent être réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques et/ou métalliques Le joint d’étanchéité peut comprendre une enveloppe constituée de matériau haute température réalisée par tissage, tressage ou enroulement de fibres céramiques ou de fibres haute températures métallique. Le joint d’étanchéité peut comprendre un corps central entouré par l’enveloppe constituée du même matériau que l’enveloppe ou d’un toron de fibres haute température par exemple des fibres réfractaires ou en silice. Le joint d’étanchéité peut comprendre une bande de fixation fixée à la face amont de la cloison et une partie recourbée comportant une surface convexe en appui contre la paroi interne. La bande de fixation peut être fixée à la cloison par un fil frein traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation. En particulier, un bouton peut être prévu au niveau de la face amont de la cloison pour recevoir le fil frein et le maintenir en position de blocage. Alternativement, la bande de fixation peut être fixée à la cloison par rivetage. Le joint d’étanchéité peut être métallique. Les caissons acoustiques peuvent être formés par des cloisons longitudinales et des cloisons circonférentielles. Les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles peuvent être perpendiculaires entre eux. Les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles peuvent être perpendiculaires à la paroi annulaire interne. Au moins un, en particulier chacun, des caissons acoustiques peut être équipé d’un joint d’étanchéité dont une partie s’étend le long d’une face latérale d’une des cloisons longitudinales formant ledit caisson acoustique et d’une face amont de la cloison circonférentielle aval formant ledit caisson acoustique. Le présent document concerne encore une turbomachine pour aéronef comprenant cône d’éjection tel que précité. Brève description des figures représente une vue en coupe d’une turbomachine selon l’art antérieur. représente une vue en perspective d’une partie amont d’un cône d’éjection comprenant une structure acoustique équipée d’un premier exemple de réalisation du joint d’étanchéité. représente une vue de coupe de la partie amont du cône d’éjection de la . représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique des figures 2 et 3. représente une vue de face d’un premier caisson acoustique de la structure acoustique des figures 2 à 4. représente une vue en perspective du joint d’étanchéité équipant le premier caisson acoustique de la . représente une vue de face d’un second caisson acoustique de la structure acoustique des figures 2 à 4. représente une vue en perspective d’un premier joint d’étanchéité équipant le second caisson acoustique de la . représente une vue en perspective d’un second joint d’étanchéité équipant le second caisson acoustique de la . représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un second exemple de réalisation du joint d’étanchéité. représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un troisième exemple de réalisation du joint d’étanchéité. représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un quatrième exemple de réalisation du joint d’étanchéité. Cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe longitudinal (X), ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne (104) et une peau radialement externe (102) délimitant une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons (106,108) montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s’entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques (110), caractérisé en ce que ledit cône d’échappement comprend au moins un joint d’étanchéité (112 ;212 ;312 ;412) agencé entre une extrémité radiale (107) d’une des cloisons et au moins l’une des parties constituant la paroi annulaire interne (104) ou la peau externe (102). Cône selon la revendication précédente, dans lequel le joint d’étanchéité (112) comprend une partie torique (118) reliée à une bande de fixation (116), dans lequel la bande de fixation est fixée à une face aval de la cloison (108) et la partie torique (118) est agencée au moins en partie contre une face amont de ladite cloison. Cône selon la revendication 1, dans lequel le joint d’étanchéité (212 ;312) comprend une partie torique amont (214) et une partie torique aval (216), dans lequel la partie torique amont est disposée en contact avec la face amont de la cloison (108) et la partie torique aval est disposée en contact avec la face aval de ladite cloison. Cône selon la revendication précédente, dans lequel la partie torique amont (214) et la partie torique aval (216) sont reliées par un fil frein (318) traversant des orifices prévus dans ladite cloison (108). Cône selon la revendication 3, dans lequel le joint d’étanchéité (212) est agencé entre l’extrémité radialement interne (107) de la cloison (108) et la paroi interne (104), et dans lequel la partie torique amont (214) et la partie torique aval (216) dudit joint d’étanchéité sont reliées par une bande de liaison (218) agencée sous l’extrémité radialement interne de la cloison. Cône selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel la partie torique (118) du joint d’étanchéité (112) est réalisée par tissage ou tressage de fibres céramiques métalliques ou bien dans lequel les parties toriques amont et aval (214,216) du joint d’étanchéité (212 ; 312) sont réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques ou métalliques. Cône selon la revendication 1, dans lequel le joint d’étanchéité (412) comprend une bande de fixation (416) fixée à la face amont de la cloison (108) et une partie recourbée (414) comportant une surface convexe (415) en appui contre la paroi interne (104). Cône selon la revendication 2 ou la revendication 7, dans lequel la bande de fixation (116 ; 416) est fixée à la cloison (108) par un fil frein (418) traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation. Cône selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les caissons acoustiques (110) sont formés par des cloisons longitudinales (106) et des cloisons circonférentielles (108), dans lequel au moins un des caissons acoustiques est équipé d’un joint d’étanchéité (112A, 112B) dont une partie s’étend le long d’une face latérale d’une des cloisons longitudinales (106) formant ledit caisson acoustique et d’une face amont de la cloison circonférentielle (108) aval formant ledit caisson acoustique. Turbomachine pour aéronef comprenant cône d’éjection selon l’une des revendications précédentes.