Brevet FR3137942A1 — publié le 20240119

L'ensemble (100) comprend : - un panneau (12) de nacelle (10) de moteur (2) d’aéronef, le panneau comprenant une peau externe (16), une peau interne (14) et une couche centrale (18) interposée entre les peaux externe et interne, la couche centrale présentant un logement (50), la peau externe (16) présentant une ouverture (52) débouchant dans le logement, et - un organe de liaison (56) s'étendant dans l'ouverture et dans le logement et configuré pour accrocher un vérin. Figure de l’abrégé : Fig. 4 Ensemble comprenant un panneau de nacelle et un logement DOMAINE DE L’INVENTION L'invention concerne les inverseurs de poussée des moteurs d’aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE Les inverseurs de poussée des moteurs d’avion permettent de freiner l'avion lors de l’atterrissage une fois qu’il est au sol. Les inverseurs de poussée à grilles fixes équipant certains moteurs comportent un capot de translation (ou transcowl en anglais) monté mobile et actionné par des vérins pour son déploiement et sa fermeture. Chaque vérin est logé entre un panneau externe et un panneau interne acoustique de la nacelle. Une ferrure métallique relie l’extrémité fixe du vérin au panneau interne. L'autre extrémité du vérin est accrochée au capot de translation de l'inverseur de poussée. Le panneau interne est réalisé sous la forme d’une structure sandwich comprenant deux peaux de part et d’autre d’une couche centrale en nid d’abeille. La ferrure est fixée au panneau via des fixations traversant les deux peaux et la couche centrale. Dans ces circonstances, la zone concernée du panneau interne est renforcée avec un nid d’abeille densifié (par exemple par de l’aluminium) pour éviter d’avoir un effondrement du nid d’abeille sous l’effort de pose des fixations. Or il existe une tendance liée à l’utilisation de moteurs à fort taux de dilution et de grand diamètre conduisant à des vitesses de rotation de soufflante plus faibles. Cela conduit à devoir atténuer des fréquences de vibration plus basses, et donc à augmenter l’épaisseur des traitements acoustiques, et donc des panneaux. Cela rend plus difficile de réaliser des fixations traversantes dans les longueurs et les diamètres voulus. Il existe aussi une tendance générale au resserrement des lignes aérodynamiques internes et externes de la nacelle, ce qui limite l’espace disponible pour placer la ferrure. On dispose alors de peu de place entre le panneau interne et le panneau externe de l’inverseur de poussée. Dans ce contexte, une possibilité consiste à réaliser dans le panneau interne une diminution locale d’épaisseur pour y loger la ferrure de fixation du vérin. On parle alors d’empochement ou « pandown » en anglais. Mais cette solution rend plus complexe le drapage du matériau préimprégné pour la réalisation du panneau interne et dégrade son comportement mécanique par ces accidents de forme. De surcroit, l’utilisation de fixations traversantes sur des panneaux à structure sandwich pose des problèmes de matelassage (enfoncement local de la peau) notamment lors de l’utilisation de fixations à têtes fraisées du côté de la veine aérodynamique. Cette problématique amène souvent à appliquer un couple de serrage réduit et/ou à épaissir la peau, ce qui impacte le coût et la masse de l'ensemble. Un but de l’invention est d’assurer la fixation du vérin face à ces contraintes. A cet effet, on prévoit selon l’invention un ensemble comprenant : - un panneau de nacelle de moteur d’aéronef, le panneau comprenant une peau externe, une peau interne et une couche centrale interposée entre les peaux externe et interne, la couche centrale présentant un logement, la peau externe présentant une ouverture débouchant dans le logement, et - un organe de liaison s'étendant dans l'ouverture et dans le logement et configuré pour accrocher un vérin. Afin de tenir compte des contraintes d’encombrement entre les panneaux interne et externe, de l’épaisseur croissante des couches centrales et des difficultés résultant des fixations traversantes, l'invention consiste donc à insérer l'organe de liaison à l’intérieur du panneau. Ainsi, on peut assurer la fixation de l'organe de liaison au panneau sans avoir recours à des fixations traversant toute l'épaisseur de ce dernier et sans créer d'empochement. L'organe de liaison se trouve à proximité de la peau interne et peut y être fixé facilement. Dans la zone de fixation de l'organe de liaison, la couche centrale n'a pas besoin d'être renforcée ni d'être aussi dense que dans les solutions connues. L'organe de liaison peut réaliser la jonction entre les peaux interne et externe dans le logement. Par ailleurs, la présence du logement dans la couche centrale permet de baisser le point de fixation du vérin par rapport à un agencement classique. L'invention engendre un faible encombrement entre le panneau externe et le panneau interne acoustique. L'ensemble selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - l'organe de liaison est en appui contre une face externe de la peau externe ; - l'organe de liaison est en contact avec une face interne de la peau interne ; - la peau externe et la couche centrale présentent des chants contigus au niveau du logement ; et - le logement s'étend sous la peau externe. On peut prévoir que l'organe de liaison est en contact avec deux zones d'une face externe de la peau externe disposées de sorte que l'ouverture est interposée entre les deux zones. L'organe de liaison assure ainsi une liaison entre les deux côtés de la peau externe autour de l'ouverture. On peut prévoir que l'organe de liaison est fixé au panneau par au moins un élément de fixation. L'ensemble selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - l'élément de fixation est aveugle ; - l'élément de fixation s'étend dans la peau externe ; - l'élément de fixation s'étend dans la couche centrale ; - l'élément de fixation s'étend dans la peau interne ; - l'élément de fixation s'étend dans le logement ; - le panneau comprend une boite délimitant le logement ; - la boite est en contact avec au moins l'une des peaux externe et interne ; - l'organe de liaison comprend au moins une platine configurée pour accrocher le vérin, de préférence deux platines délimitant entre elles un emplacement d'accrochage ; et - il comprend un vérin accroché à l'organe et s'étendant dans le logement. On prévoit également selon l'invention un moteur d’aéronef comprenant un inverseur de poussée et un ensemble selon l'invention. On prévoit aussi selon l'invention un procédé de fabrication d’un ensemble pour nacelle de moteur d’aéronef, dans lequel, en présence d'un panneau comprenant une peau externe, une peau interne et une couche centrale, le panneau présentant une ouverture dans la peau externe et un logement dans la couche centrale, l'ouverture débouchant dans le logement, on installe dans l'ouverture et dans le logement un organe de liaison configuré pour accrocher un vérin. On peut prévoir que, préalablement, on réalise l'ouverture et/ou le logement par enlèvement de matière. On peut prévoir que le procédé comprend : - lors d'une réalisation du panneau, une mise en place de couches d’un matériau composite autour d’un noyau, - une cuisson du panneau, et - un retrait du noyau hors du panneau après la cuisson. On peut prévoir qu'on recouvre le noyau d’un agent démoulant. On peut prévoir de réaliser la boite par fabrication additive. DESCRIPTION DES FIGURES Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention à titre d'exemples non-limitatifs à l'appui des dessins sur lesquels : - la est une vue en perspective d’un moteur d’aéronef selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - les figures 2 à 4 sont des vues en perspective et en coupe d’un ensemble selon l’invention équipant ce moteur ; et - les figures 5 à 7 sont des vues analogues aux figures 2 à 4 illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention. Premier mode de réalisation Nous allons décrire un premier mode de réalisation de l'invention à l'appui des figures 1 à 4. On a illustré à la un moteur 2 d’aéronef selon l’invention formant en l’espèce un turboréacteur d’avion. Il s’agit ici d’une turbomachine à double flux et double corps. Elle comprend un rotor 4 et un stator 6 et présente un axe principal X-X qui sert d’axe de rotation du rotor par rapport au stator. Le moteur 2 comprend notamment une soufflante 8, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion et une ou plusieurs turbines non illustrées. Ces éléments, à l’exception de la soufflante 8, appartiennent à une partie centrale du moteur. Leurs parties mobiles à rotation autour de l’axe X-X forment le rotor. Ils définissent une veine principale d'écoulement d'air. Une nacelle 10 entoure la soufflante 8 de façon à former un compartiment de soufflante et à définir une veine secondaire d'écoulement d'air. La nacelle comprend un ou plusieurs inverseurs de poussée comportant notamment un ou plusieurs capots de translation montés mobiles par rapport au stator 6 et permettant d’inverser une poussée fournie par le moteur après l’atterrissage lors du roulage pour ralentir l’avion. On s’intéresse dans la suite à la fixation au stator d’un vérin servant à actionner l’un des capots de translation. Le moteur 2 est équipé d’un ensemble 100 selon l’invention comprenant un panneau 12 de nacelle rigidement fixé au stator. Le panneau 12 est un panneau interne acoustique, présentant une structure sandwich connue en elle-même, qui est formée par une peau interne 14, une peau externe 16 et une couche centrale 18, en l’espèce en nid d’abeille, interposée entre les peaux externe 16 et interne 14. Les deux peaux sont localement parallèles entre elles et recouvrent des faces opposées de la couche en nid d’abeille. Ces trois couches forment un empilement rigide. Les peaux 14 et 16 sont en matériau composite et comprennent des fibres noyées dans une matrice en matériau synthétique. La peau externe 16 est plus éloignée de l’axe X-X que la peau interne 14. La couche centrale 18 présente un logement 50 et la peau externe 16 présente une ouverture 52 débouchant dans le logement 50. Le logement 50 s'étend jusqu'à la face interne 54 de la peau interne 14 dans le présent exemple. En d’autres termes, toute la portion du nid d'abeille de la couche centrale 18 au droit de l'ouverture 52 est absente, de sorte que la face interne 54 de la peau interne 14 est mise à nu et se trouve en regard de l'ouverture 52. Le logement 50 a ici une forme générale de parallélépipède rectangle. La peau externe 16 et la couche centrale 18 présentent au niveau du logement des bords ou chants contigus et dans le prolongement les uns des autres, ce qui forme des faces latérales du logement 50. Un organe de liaison 56, formé par exemple par une ferrure métallique, s'étend dans l'ouverture 52, dans le logement 50 et hors du panneau 12, en saillie de la peau externe 16. L’organe de liaison 56 est configuré pour accrocher un vérin. L’organe de liaison 56 comporte un socle 58 en contact avec la face interne 54 de la peau interne 14 au fond du logement. L'organe 56 est aussi en appui contre une face externe 60 de la peau externe 16 par l’intermédiaire d’une ou plusieurs ailes 62 de l'organe 56 s'étendant latéralement en saillie d'un corps central 64 de l'organe 56. Les ailes 62 recouvrent partiellement la face externe 60. L’organe 56 est en contact avec des zones de cette face 60 disposées de part et d'autre de l'ouverture 52 de sorte que cette dernière est interposée entre les zones. Dans le présent exemple, l'organe 56 comporte une aile 62 unique ayant une forme en "C" en vue de dessus comme sur la , et s'étendant sur un demi-tour autour du logement 50. L'organe de liaison 56 est fixé rigidement au panneau 12 par des éléments de fixation 66, 68, en l'espèce aveugles. Il s'agit de rivets ou de boulons. Par "élément aveugle", on entend ici des éléments qui sont configurés pour être installés dans une partie sans pouvoir accéder à l'extrémité terminale libre de l'élément insérée dans la partie. Lors de la mise en place de l'élément de fixation, cette extrémité libre forme un bulbe assurant le blocage de l'élément. L'un d'eux, visible à gauche sur la , s'étend dans la peau externe 16 et dans la couche centrale 18. Sa tête est en appui contre la face externe 60 et son extrémité libre opposée à la tête se trouve dans la couche centrale. Cet élément de fixation ne s'étend pas dans la peau interne 14. Dans le présent exemple, sept autres éléments de fixation 66 sont dans cette configuration, quatre au total étant visibles sur la demie vue en coupe de la . Un autre 68 des éléments de fixation s'étend dans la peau interne 14, le logement 50 et le socle 58. La tête de cet élément de fixation 68 est en appui contre la face inférieure 69 de la peau interne 14 et son extrémité libre opposé à la tête se trouve dans le logement 50, en appui contre le socle 58. Cet élément de fixation ne s'étend pas dans la peau externe 16 ni dans la couche centrale 18. Dans le présent exemple, cinq autres éléments de fixation 68 sont dans cette configuration, trois au total étant visibles sur la demie vue en coupe de la . Tous ces éléments de fixation 66, 68 sont mis en place en l'espèce depuis l'extérieur du panneau 12, côté peau. L'organe de liaison 56 comprend deux platines ou plateformes 70 configurées pour accrocher le vérin, délimitant entre elles un emplacement d'accrochage. Les deux platines s'étendent parallèlement l'une à l'autre, à distance l'une de l'autre et l'une au-dessus de l'autre et au-dessus du socle 58. Elles présentent chacune un orifice 72 perpendiculaire au plan général des peaux, les deux orifices étant coaxiaux d'axe 74 radial à l'axe X-X. Un vérin non-illustré est accroché à l'organe de liaison 56 et s'étend dans le logement 50, d'une manière qui sera détaillée dans le deuxième mode de réalisation. On peut observer que l'organe de liaison 56 n'occupe pas l'intégralité du logement 50 de sorte que des parties du volume de ce dernier demeurent libres. Une grande partie de ce logement laissée libre permet la réception et le débattement du vérin. L’invention permet la fixation du vérin 78 au moyen d’un faible encombrement entre le panneau externe de la nacelle 10 et le panneau interne acoustique 12. Le procédé de fabrication de l’ensemble comprend les étapes suivantes dans ce mode de réalisation. Pour réaliser le panneau 12, on empile la peau interne 14, la peau externe 16 et la couche centrale 18 en nid d’abeille interposée entre elles. Par exemple, on réalise un empilement de couches de matériau composite préimprégné destiné à former les peaux, avec interposition de la couche en nid d’abeille. Il s’agit du drapage. On chauffe ensuite l’empilement pour la cuisson du panneau qui produit la polymérisation de la matrice formant les peaux. On presse l’empilement durant cette étape. Ensuite, on réalise l’ouverture 52 dans la peau externe 16 et le logement 50 dans la couche centrale 18. Cette opération de détourage a lieu par enlèvement de matière et peut être faite par usinage. On devra alors prendre garde à ne pas endommager les plis structuraux de la peau interne. On peut réaliser l’usinage en relatif de la peau interne par rapport à la peau externe, afin de limiter le calage nécessaire lors de l’installation de l'organe de liaison 56. Ensuite, on installe dans l'ouverture 52 et le logement 50 l'organe de liaison 56. Les éléments de fixation 66, 68 sont ensuite mis en place et un bulbe se forme dans le nid d’abeille pour les éléments 66. Puis on accroche une extrémité du vérin à l'organe 56. On accroche ensuite l'autre extrémité du vérin au capot de translation de l'inverseur de poussée. Deuxième mode de réalisation Nous allons maintenant décrire en référence aux figures 5 à 7 un deuxième mode de réalisation de l'ensemble 200 selon l'invention. Nous allons présenter principalement les caractéristiques de cet ensemble qui diffèrent de celles du premier mode de réalisation. Cette fois, comme le montre notamment la , le logement 50 s'étend en outre sous la peau externe 16. Le logement a donc cette fois, contrairement au premier mode de réalisation, une forme en contre-dépouille. Le panneau 12 comprend une boite 76 délimitant le logement 50. La boite se trouve intégralement reçue dans la couche centrale 18. Elle est en contact avec chacune des peaux externe 16 et interne 14 dans le présent exemple. Plus précisément, la boîte 76 qui a une forme générale de parallélépipède rectangle est en appui surfacique contre les faces internes des peaux externe 16 et interne 14 et contre le chant de la couche centrale 18 interrompu à l'endroit du logement 50. La boîte 76 est rigidement fixée au panneau. Le socle 58 de l'organe de liaison 56 est cette fois en contact avec la face interne de la boite 76 formant le fond de la boite, dans celle-ci, au fond du logement 50. Comme précédemment, l'organe de liaison 56 est en appui contre la face externe 60 de la peau externe 16 par la ou les ailes 62. Il est en appui, suivant une direction radiale à l'axe X-X, contre deux zones de cette face 60 disposées de part et d'autre de l'ouverture 52. La fixation du vérin 78 est la même dans ces deux modes de réalisation et va ici être détaillée à l'appui des figures 5 et 7. L'ensemble comprend à cet effet un pivot 80 enfilé dans les orifices 72 des deux platines 70, ainsi qu'un crochet 82 enfilé sur le pivot entre les plateformes et relié par ailleurs au vérin. Le vérin s'étend suivant une direction parallèle à l'axe X-X ou une direction proche de cette dernière. Son extrémité non-illustrée est reliée au capot de translation de l'inverseur de poussée afin de le déplacer. Pour la mise en œuvre du procédé visant à obtenir cet ensemble, on peut réaliser la boîte 76 in situ. Pour cela, séparément de la réalisation de l’empilement destiné à former le panneau 12, on met en place des couches de matériau composite préimprégné autour d’un noyau préalablement recouvert d’un agent démoulant. Ce dernier peut être un produit lubrifiant sec comprenant du polytetrafluoroéthylène. Le noyau peut être en mousse, en résine ou en matériau thermoplastique. Il peut s'agir d'un noyau soluble dans l'eau ou encore d'un élément gonflable avec de l'air. Le noyau a une forme male complémentaire de celle, femelle, de la boite 76 à former. Le drapage a lieu autour du noyau. On constitue ainsi un sous-ensemble. Lors du drapage pour la constitution de l'empilement destiné à former le panneau 12, on installe ce sous-ensemble tel quel dans l'empilement. On procède ensuite à la cuisson de cet empilement. Après la cuisson, on réalise l'ouverture 52 dans la peau externe et une ouverture dans la boite donnant accès au noyau qui se trouve à l'intérieur. On retire le noyau du panneau 12 à travers l’ouverture, ce retrait étant facilité par l’agent démoulant. Le volume laissé libre par le noyau forme la boîte 76 délimitant le logement 50. Après le retrait du noyau et la disposition de l’organe de liaison 56 dans la boîte 76, on fixe l'organe de liaison 56 rigidement au panneau 12 par les éléments de fixation aveugles 66, 68. Leur agencement est analogue au premier mode de réalisation. De plus, chaque élément de fixation aveugle 66, 68 traverse la boite 76. Les éléments de fixation 66 prévus au niveau de la peau externe 16 s'étendent cette fois dans le logement 50 et non plus dans la couche centrale 18. Les bords de la boite 76 permettent la pose de fixations aveugles assurées par les éléments 68 avec la possibilité de contrôler la bonne formation du bulbe. Ensuite, on fixe l'organe de liaison 56 à travers le fond de la boite 76 depuis la peau interne 14 du panneau. L'organe de liaison 56 et la boite 76 assurent la liaison entre les peaux interne et externe du panneau. Ces deux modes de réalisation peuvent être combinés au sein d'un même moteur, l'un des inverseurs de poussée étant réalisé conformément au premier mode et l'autre conformément au deuxième. Par exemple, le premier inverseur peut être celui situé en partie inférieure du moteur, à 6 heures, tandis que l'autre est celui situé en partie supérieure, à 12 heures (selon le repérage horaire habituel autour de l'axe X-X du moteur). On pourra apporter à l’invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Ensemble (100, 200) comprenant : - un panneau (12) de nacelle (10) de moteur (2) d’aéronef, le panneau comprenant une peau externe (16), une peau interne (14) et une couche centrale (18) interposée entre les peaux externe et interne, la couche centrale présentant un logement (50), la peau externe (16) présentant une ouverture (52) débouchant dans le logement, et - un organe de liaison (56) s'étendant dans l'ouverture et dans le logement et configuré pour accrocher un vérin (78). Ensemble selon la revendication précédente dans lequel la peau externe (16) et la couche centrale (18) présentent des chants contigus au niveau du logement. Ensemble selon la revendication 1 dans lequel le logement (50) s'étend sous la peau externe (16). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) est en contact avec deux zones d'une face externe (60) de la peau externe (16) disposées de sorte que l'ouverture (52) est interposée entre les deux zones. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) est fixé au panneau par au moins un élément de fixation (66, 68) s'étendant dans la peau externe (16). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) est fixé au panneau par au moins un élément de fixation (66, 68) s'étendant dans la couche centrale (18). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) est fixé au panneau par au moins un élément de fixation (66, 68) s'étendant dans la peau interne (14). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) est fixé au panneau par au moins un élément de fixation (66, 68) s'étendant dans le logement (50). Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le panneau comprend une boite (76) délimitant le logement. Ensemble selon la revendication précédente dans lequel la boite (76) est en contact avec au moins l'une des peaux externe et interne. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe de liaison (56) comprend au moins une platine (70) configurée pour accrocher le vérin (78), de préférence deux platines délimitant entre elles un emplacement d'accrochage. Procédé de fabrication d’un ensemble (100, 200) pour nacelle (10) de moteur (2) d’aéronef, dans lequel, en présence d'un panneau (12) comprenant une peau externe (16), une peau interne (14) et une couche centrale (18) en nid d’abeille, le panneau présentant une ouverture (52) dans la peau externe et un logement (50) dans la couche centrale, l'ouverture débouchant dans le logement, on installe dans l'ouverture et dans le logement un organe de liaison (56) configuré pour accrocher un vérin (78) à l'organe. Procédé selon la revendication précédente dans lequel, préalablement, on réalise au moins l'un parmi l'ouverture (52) et le logement (50) par enlèvement de matière. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 13 comprenant : . lors d'une réalisation du panneau (12), une mise en place de couches d’un matériau composite autour d’un noyau, . une cuisson du panneau (12), et - un retrait du noyau hors du panneau (12) après la cuisson.