La présente invention concerne un élément d'aérodynamisme pour une nacelle d'aéronef, ainsi qu'une nacelle d'aéronef équipé d'un tel élément.

Un avion est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant un turboréacteur logeant dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'avion par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage.

Une nacelle présente généralement une structure comprenant une section amont d'entrée d'air, en amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, et une section aval destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur et abritant des moyens d'inversion de poussée.

La section d'entrée d'air comprend d'une part un capot comportant une paroi extérieure et une lèvre d'entrée d'air, la lèvre étant adaptée pour permettre la captation optimale vers le turboréacteur de l'air nécessaire à l'alimentation de la soufflante et des compresseurs internes du turboréacteur, et d'autre part une virole fixe qui comporte un panneau acoustique et qui est destinée à canaliser convenablement l'air vers les aubes de la soufflante.

La lèvre d'entrée d'air est intégrée à la paroi extérieure, ce qui permet de supprimer tout moyen de jonction entre ces organes susceptible de nuire aux performances aérodynamiques de la nacelle, et le capot est alors désigné par « LFC » (pour « Laminar Forward Cowl », signifiant « Capot Avant Laminaire »).

Le capot est mobile par rapport à la virole entre une position arrière de fonctionnement, dans laquelle le bord aval de la lèvre est situé à proximité ou en contact avec le bord amont de la virole, et une position avant de maintenance, dans laquelle ledit bord aval de la lèvre est écarté du bord amont de la virole, notamment pour permettre l'accès au turboréacteur.

La zone d'interface entre la lèvre et la virole est génératrice de perturbations aérodynamiques dues à la présence de décalages et d'écarts entre ces éléments inhérents à leur fixation entre eux. Une solution connue pour améliorer la continuité aérodynamique de cette interface consiste à mettre en place dans cette zone un élément généralement appelé « bavette ». Cet élément, sensiblement cylindrique et souple, est placé contre la face intérieure de la lèvre et de la virole. La partie amont de cet élément est fixée à la lèvre, tandis que sa partie aval vient en appui radial contre la virole.

Toutefois, les bavettes de l'art antérieur ne sont pas pleinement satisfaisantes. On constate en effet que, selon le positionnement axial relatif de la lèvre et de la virole, il peut exister un écart axial trop important entre la bavette et l a vi rol e, cet écart pouvant atteindre typiquement plusieurs millimètres. En outre, un décalage radial de la virole par rapport à la lèvre peut induire un décollement de la partie extrême aval de la bavette. Ces deux phénomènes sont particulièrement préjudiciables à l'aérodynamique de la nacelle, car ils créent des zones en creux ou des parties en saillie dans le flux d'air qui perturbent l'écoulement de l'air en amont du moteur. Or, les décalages entre la lèvre et la virole sont inévitables, notamment du fait que la lèvre est très régulièrement translatée par rapport à la virole pour les opérations de maintenance puis pour sa remise en position arrière de fonctionnement.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.

A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un élément d'aérodynamisme pour une nacelle d'aéronef, ladite nacelle comprenant d'une part une virole fixe et d'autre part une lèvre d'entrée mobile axialement par rapport à la virole, ledit élément étant souple et présentant une forme générale sensiblement cylindrique, en position montée, et comprenant :

- une portion amont destinée à être fixée à la paroi intérieure de la lèvre d'entrée de la nacelle ;

- et une portion aval destinée à venir en appui radial contre la face intérieure de la virole.

Selon une définition générale de l'invention, la portion aval de l'élément comporte un bourrelet annulaire faisant saillie vers l'extérieur et une lame d'extrémité qui, au repos, est inclinée vers l'extérieur en direction de son extrémité libre. L'élément selon l'invention recouvre la zone d'interface entre la lèvre et la virole, assurant ainsi la continuité des surfaces dans cette zone de la veine d'air, afin d'améliorer l'aérodynamique.

La lame d'extrémité de l'élément, de par son inclinaison et sa souplesse, vient se plaquer contre la virole. En conséquence, cette lame permet de couvrir un éventuel écart axial trop important entre la lèvre et la virole, mais également de compenser un possible décalage radial entre la lèvre et la virole.

Par « souple », on entend que l'élément, et la lame, sont réalisés en un matériau qui est à la fois capable d'être déformé élastiquement, de façon à obtenir le placage approprié de l'élément contre la lèvre et la virole, et également suffisamment rigide pour que l'élément ait la tenue mécanique appropriée aux contraintes auxquelles il est soumis. Par exemple, la lame peut être réalisée en un matériau composite ou en tissu de renfort imprégné de silicone.

De plus, dans l'élément selon l'invention, le bourrelet permet de positionner correctement la lame et de la protéger, ce qui garantit qu'elle puisse remplir sa fonction correctement. En effet, le bourrelet coopère avec la partie amont de la virole, qui est de préférence pourvue d'un chanfrein amont. Ceci a pour effet, lors du déplacement de la lèvre vers l'arrière, de provoquer, par l'intermédiaire du bourrelet, le déplacement de la portion aval de l'élément radialement vers l'intérieur. Ainsi, la lame est écartée de la virole, ce qui permet de ne pas gêner l'engagement de l'élément à l'intérieur de la virole et de ne pas endommager la lame lors de cet engagement. La lame vient ensuite se plaquer par élasticité contre la virole.

Ce placage est favorisé par le fait que, au repos - c'est-à-dire lorsque l'élément n'est pas déformé élastiquement par contact avec la virole - la lame est inclinée. De plus, l'élément peut, au repos, avoir une forme divergeant légèrement vers l'aval.

Avantageusement, la lame d'extrémité présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur des autres parties de l'élément. Ceci permet de limiter l'impact aérodynamique de la portion aval de l'élément. Par exemple, la lame présente une épaisseur inférieure à 0,75 mm. La lame d'extrémité peut être sensiblement plane, ou courbe avec une concavité tournée vers l'extérieur. La courbure a notamment pour fonction de reprendre l'effet de levier créé par le bourrelet qui reprend les efforts de compression.

De préférence, l'élément comprend des moyens de mise en équipression des côtés intérieur et extérieur de l'élément, ce qui permet de limiter les effets de décollement de cet élément. Ces moyens sont typiquement situés dans une portion intermédiaire de l'élément située entre la portion amont, destinée à être fixée à la lèvre de la nacelle, et la portion aval portant notamment le bourrelet annulaire.

Les moyens de mise en équipression comprennent par exemple des orifices rad ialement traversants ménagés dans l'élément et/ou des passages axiaux ménagés dans le bourrelet annulaire. Dans ce dernier cas, on a alors un bourrelet interrompu, se présentant comme une succession de plots à la périphérie de l'élément. En variante, le bourrelet annulaire peut être sensiblement continu.

L'élément est par exemple réalisé en matériau composite pouvant comporter au moins une armature sensiblement continue sur sa périphérie. Les contraintes liées à la compression de l'élément - lors du déplacement par rapport à la virole ou lors de la mise en place sur la nacelle - et notamment le flambement, sont reprises par le composite.

Selon une réalisation possible, l'élément comprend des fentes axiales débouchant à son extrémité aval, lesdites fentes étant remplies d'un matériau élastomère. Le remplissage des fentes permet d'en imiter l'impact aérodynamique. Toutefois, le matériau choisi pour remplir les fentes est suffisamment souple pour permettre une certaine déformation de l'élément au niveau des fentes. Cette déformation permet la mise en place de l'élément et la reprise des déplacements.

Avantageusement, on peut prévoir que l'extrémité amont de chaque fente débouche dans un orifice circulaire, afin d'empêcher les amorces de fissures en bout de fente. Dans ce cas, les points de fixation de l'élément sur la lèvre sont de préférence situés en aval de ces orifices circulaires pour ne pas solliciter en fatigue lesdits orifices. Selon une autre réalisation, l'élément est réalisé en un matériau souple. En d'autres termes, on peut réaliser un tel élément dont la souplesse n'est pas due à la présence de fentes mais au seul choix approprié du matériau le constituant.

L'élément peut être réalisé à partir d'au moins deux bandes sensiblement identiques roulées sur elles-mêmes et fixées bout à bout le long de lignes axiales pour former ensemble une forme générale sensiblement cylindrique. Typiquement, on peut prévoir deux bandes formant chacune un demi cylindre.

De préférence, cet élément comprend une portion intermédiaire située entre la portion amont et la portion aval, et la portion amont présente une épaisseur supérieure à celle de la portion intermédiaire. Cette portion plus épaisse permet la fixation de l'élément par des organes tels que des vis, sans risque d'endommager la portion amont. En prévoyant de loger cette portion amont plus épaisse dans un renfoncement de la lèvre, on ne crée pas de surépaisseur néfaste à l'aérodynamique.

Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une nacelle d'aéronef comprenant d'une part une virole fixe et d'autre part une lèvre d'entrée mobile axialement par rapport à la virole, entre une position arrière de fonctionnement et une position avant de maintenance. La nacelle comprend un élément d'aérodynamisme tel que précédemment décrit, et est agencée de sorte que, lorsque la lèvre est en position arrière, la portion amont de l'élément est fixée contre la face intérieure de la paroi intérieure de la lèvre d'entrée de la nacelle, et logée dans un renfoncement formé par une marche en retrait axial vers l'intérieur, et la portion aval de l'élément est en appui radial contre la face intérieure de la virole, le bourrelet annulaire étant logé dans un renfoncement formé par une marche en retrait axial vers l'intérieur.

Quant à la lame, elle est en appui contre face intérieure de la virole qui est par exemple sensiblement au même niveau que la face intérieure de la paroi intérieure de la lèvre. Il n'y a donc qu'une très faible sur-épaisseur axiale de l'élément monté sur la nacelle, due à l'épaisseur de la lame, qui est relativement faible. On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :

Les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'une aile d'aéronef équipée d'une nacelle selon l'invention, respectivement lorsque le capot est en position arrière de fonctionnement par rapport à la virole et lorsque le capot est en position avant de maintenance ;

La figure 3 est une vue schématique en coupe verticale de la section amont de la nacelle des figures 1 et 2 ;

La figure 4 est une vue en section d'un élément selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

Les figures 5 et 6 sont des vues en perspective de l'élément de la figure 4, respectivement vu du côté intérieur et du côté extérieur ;

La figure 7 est une vue en perspective d'un élément selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

La figure 8 est une vue en perspective d'un élément selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

La figure 9 est une vue en plan schématisée d'un élément selon l'invention, comportant des fentes débouchant chacune dans un orifice circulaire.

Une nacelle 1 selon l'invention telle que représentée sur les figures 1 et 2 constitue un logement tubulaire pour un turboréacteur (non visible) dont elle sert à canaliser les flux d'air qu'il génère en définissant des lignes aérodynamiques internes et externes nécessaires à l'obtention de performances optimales.

La nacelle 1 est destinée à être rattachée à une structure fixe d'un avion, telle qu'une aile 2, par l'intermédiaire d'un mât ou pylône 3.

Plus précisément, la nacelle 1 possède une structure comprenant une section amont ou avant 4 formant une entrée d'air, une section médiane 5 entourant une soufflante du turboréacteur, et une section aval ou arrière 6 entourant le turboréacteur et abritant généralement un système d'inversion de poussée. La section 4 d'entrée d'air comprend un capot comportant une paroi extérieure 7 et une lèvre d'entrée d'air 8 qui est intégrée à la paroi extérieure 7 de manière à former une pièce unique démontable. Le capot peut toutefois comprendre une pluralité de panneaux formant des sections de paroi extérieure et de lèvre d'entrée, avec des lignes de jonction s'étendant longitudinalement par rapport à la nacelle 1 . L'entrée d'air dans la nacelle 1 est également définie par une virole 9 fixe, rattachée à la section médiane 5 de la nacelle 1 , et comprenant un panneau acoustique.

On définit la direction longitudinale ou axiale comme la direction parallèle à l'axe 1 0 de la nacelle 1 , correspondant à l'axe de la veine d'air circulant dans la nacelle 1 . Le terme « extérieur » désigne des parties situées pl u s loi n d e l 'axe 1 0 , pa r opposition a u term e « intérieur ». Les termes « amont » et « aval » sont employés par rapport au sens d'écoulement de l'air, depuis la section 4 d'entrée d'air vers la section arrière 6.

La lèvre 8 - et plus généralement la capot - est mobile axialement par rapport à la virole 9 fixe, entre :

- une position arrière de fonctionnement (figures 1 et 3), dans laquelle le bord aval 1 1 de la lèvre 8 est situé à proximité ou en contact avec le bord amont 12 de la virole 9 ;

- et une position avant de maintenance (figure 2), dans laquelle ledit bord aval 1 1 de la lèvre 8 est écarté du bord amont 12 de la virole 9 pour permettre l'accès au turboréacteur.

Bien qu'illustré par un exemple d'application à une lèvre d'entrée d'air mobile en translation, la présente invention peut bien évidemment être également appliqué à d'autres pièces de la nacelle, notamment, par exemple, à une bavette installée dans un inverseur à capot mobile pour en améliorer l'aérodynamisme.

Selon l'invention, la nacelle 1 est équipée d'un élément 15 destiné à assurer la continuité aérodynamique entre la lèvre 8 et la virole 9, en position arrière de fonctionnement. Comme illustré sur les figures 1 à 3, l'élément 15, en position montée, présente une forme générale sensiblement cylindrique. Il comporte :

- une portion amont 16 fixée contre la face intérieure 17 de la paroi intérieure 18 de la lèvre 8 ;

- une portion intermédiaire 19 recouvrant l'interface entre la lèvre 8 et la virole 9 ;

- et une portion aval 20 venant en appui radial contre la face intérieure 21 de la virole 9.

L'élément 15 comporte d'une part une face extérieure 22 et d'autre part une face intérieure 23, tournée vers l'axe 10 de la nacelle 1 en position montée, qui est sensiblement cylindrique sans surépaisseurs et sans parties en saillie, afin de fournir une surface globalement lisse permettant d'améliorer la continuité aérodynamique et d'optimiser l'écoulement de l'air.

La portion amont 16 de l'élément 15 présente une épaisseur supérieure à celle de la portion intermédiaire 19. En effet, la portion amont 16 constitue la zone de fixation de l 'élément 1 5 à la nacel le 1 et doit donc pouvoir ten ir aux contra intes correspondantes, tand is que la portion interméd iaire 1 9 sert essentiellement à couvrir l'interface entre la lèvre 8 et la virole 9. Typiquement, l'épaisseur de la portion amont 1 6 est comprise entre 2 et 6mm, et l'épaisseur de la portion intermédiaire 19 est comprise entre 1 et 3mm.

La portion aval 20 comporte un bourrelet annulaire 24 en saillie depuis la face extérieure 22 et une lame d'extrémité 25 d'épaisseur réduite, typiquement inférieure à 0,75 mm. Au repos, c'est-à-dire lorsque l'élément 15 n'est pas déformé, la lame 25 est inclinée vers l'extérieur en direction de son extrémité libre.

Avantageusement, la paroi intérieure 18 de la lèvre 8 comporte un renfoncement 26 formé par une marche en retrait axial vers l'intérieur. La virole 9 comporte également un renfoncement 27 formé par une marche en retrait axial vers l'intérieur, adjacent à un chanfrein 28 amont et un chanfrein 29 aval . La nacelle 1 est conçue pour que la partie amont 30 de la paroi intérieure 18 de la lèvre 8 et la partie aval 31 de la virole 9 soient sensiblement sur un même diamètre. En position montée, la portion amont 16 de l'élément 15 est logée dans le renfoncement 26 de la lèvre, tandis que le bourrelet 24 est logé dans le renfoncement 27 de la virole 9 et que la lame d'extrémité 25 est en appui contre la partie aval 31 de la virole 9. Ainsi, on obtient une face périphérique de la veine d'air sensiblement cylindrique qui permet d'optimiser l'écoulement de l'air, et ce d'autant mieux que l'épaisseur de la lame 25 est relativement faible.

L'élément 15 est souple, ce qui lui permet d'être plaqué, par déformation élastique, contre la virole 9. On peut prévoir que l'élément 15 soit légèrement divergent vers l'aval au repos, afin d'améliorer le placage contre la virole 9.

De façon concrète, l'élément 1 5 est réalisé à partir de plusieurs bandes 32 sensiblement identiques, généralement au nombre de deux, qui sont roulées sur elles-mêmes et fixées bout à bout le long de lignes axiales pour former ensemble une forme générale sensiblement cylindrique. Chaque bande 32 possède une largeur - c'est-à-dire une dimension axiale en position montée - de l'ordre de 80 mm. La longueur de chaque bande 32, dans le cas où el l es sont a u nom bre d e d eux est d e l 'ord re de 3 m correspondant sensiblement à un demi périmètre de la veine d'air.

On décrit à présent plusieurs modes de réalisation possible de bandes 32 destinées à former l'élément 15, en référence aux figures 4 à 9.

Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 4 à 6, la bande 32 est réalisée en un matériau souple. La souplesse de l'élément 15 est dans ce cas conférée uniquement par le choix approprié du matériau. La bande 32 peut par exemple être réalisée en matériau composite, tel qu'un composite carbone époxy (ou verre/époxy, pour avoir plus de souplesse par exemple), pouvant comporter au moins une armature sensiblement continue sur sa longueur - c'est-à-dire sur la périphérie de l'élément 15 lorsque la bande 32 est montée sur la nacel le 1 . De pl us, la bande 32 peut comporter une couche extérieure 33 qui couvre toute sa surface et forme en outre le bourrelet 24 (figure 4). Cette couche extérieure 33 pourra être typiquement réalisée en tissu traité pour présenter de faibles frottements, notamment par un revêtement téflon ®, et imprégné par du silicone pour coller le tissu à l'âme composite. Ce tissu basse friction permet d'abaisser le coefficient de frottement entre la pièce 12/21 /27/28/29/31 et la bavette, ce qui réduit les efforts de translation et augmente la durée de vie en améliorant d'usure. La face 23 pourra être recouverte d'un film en fluorure de polyvinyle (film de Tedlar ®) permettant d'assurer un bel état de surface.

Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 4, la bande 32 n'est pas parfaitement plane mais légèrement courbée vers l'extérieur depuis sa portion amont 16 en direction de sa portion aval 20, de façon à former un élément 1 5 légèrement divergent vers l'aval, ce qui favorisera son placage contre la virole 9. De plus, la lame d'extrémité 25 est ici courbée dans le prolongement du reste de la bande 32, avec sa concavité tournée vers l'extérieur. En variante, la lame 25 pourra it être sensiblement plane mais inclinée vers l'extérieur.

La portion amont 16 de la bande 32 comprend des ouvertures 34 successives sur sa longueur, destinées au passage d'organes de fixation sur la lèvre 8.

Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur la figure 7, la couche extérieure 33 de la bande 32, par exemple en silicone, forme la totalité de la lame d'extrémité 25, et plus seulement une couche de couverture.

En outre, la lame 25 comprend des fentes 35 longitudinales s'étendant depuis son extrémité libre jusqu'au bourrelet 24. Ces fentes 35 permettent d'augmenter la capacité de déformation de la lame 25 et d'éviter le décollement de cette lame 25, de façon à améliorer le placage de la lame 25 contre la virole 9.

Selon un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 8, on prévoit non plus un bourrelet 24 annulaire continu, mais un bourrelet discontinu, formant une succession de plots 36 distincts le long de la lame 25. Sont ainsi définis entre deux plots 36 successifs des passages 37 axiaux qui permettent, en fonctionnement, de mettre en équipression les côtés intérieur et extérieur de l'élément 15. Dans le même but, on peut prévoir dans la bande 32 des orifices 38 radialement traversants, en complément ou en remplacement des passages 37.

De plus, la bande 32 comprend des fentes 39 axiales débouchant à son extrémité aval, afin d'augmenter la capacité de déformation élastique de l'élément 1 5. Afin de limiter l'impact aérodynamique des fentes 39, celles-ci peuvent être remplies d'un matériau élastomère. Par ailleurs, la lame d'extrémité 25 est ici sensiblement plane, et inclinée vers l'extérieur.

Dans la variante avantageuse représentée sur la figure 9, l'extrémité amont des fentes 39 débouche dans un orifice circulaire 40, ce qui permet d'empêcher ou de considérablement limiter les amorces de fissures en bout de fente. De préférence, les ouvertures 34 de fixation de la bande 32 sur la lèvre 8 sont situées en aval de ces orifices circulaires 40 pour ne pas solliciter en fatigue lesdits orifices 34.

En pratique, plusieurs bandes 32 (typiquement deux) sont vissées bord à bord sur la lèvre 8 et légèrement précontraintes par diminution de leur longueur (c'est-à-dire le long d'un diamètre), pour former un élément 15 de continuité aérodynamique qui pourra venir efficacement en appui contre la lèvre 8 et la virole 9. Cette compression est rendue possible par la souplesse de l'élément 15, due au seul matériau qui le constitue et/ou à la présence des fentes 39 axiales, com blées par u n matériau capable d 'absorber les déformations induites par la compression.

Lorsque la lèvre 8 est en position arrière de fonctionnement, comme illustré sur la figure 3, l'élément 15 est sensiblement tangent à la lèvre 8 et à la virole 9 contre laquelle il vient en appui radial.

Lorsque la lèvre 8 est déplacée par rapport à la virole 9 depuis la position avant de maintenance vers la position arrière de fonctionnement, le bourrelet 24 - ou les plots 36 - viennent en premier en contact avec la virole 9, plus précisément avec le chanfrein 28. De ce fait, la portion aval 20 de l'élément 15 est écartée radialement vers l'intérieur de la virole 9. Ceci permet un engagement sans difficulté de l'élément 15 à la périphérie intérieure de la virole 9, et du capot contre la section médiane 5 de la nacelle 1 , sans endommagement de la lame d'extrémité 25. En fin de mouvement de translation vers l'arrière, la lame 25, du fait de son élasticité et de son inclinaison, vient se plaquer contre la virole 9. L'élément est conçu pour permettre l'ouverture et la fermeture du capot sans démontage de pièce, et pour pouvoir supporter ces déplacements successifs pendant de nombreux cycles, par exemple de l'ordre de 3500 cycles. La présence de la lame 25 permet de compenser les décalages de positionnement axiaux et radiaux entre la lèvre 8 et la virole 9 en fournissant un moyen de couverture plaqué contre la virole 9. En prévoyant une lame souple, déformable élastiquement, et inclinée vers l'extérieur, on évite tout décollement de son extrémité aval, et on améliore de ce fait la continuité aérodynamique. La lame 25 permet de plus l'adaptation de l'élément 15 aux formes et aux tolérances de la lèvre 8 et de la virole 9.

On comprend que les caractéristiques des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées entre elles. C'est ainsi que, notamment, la bande selon le premier mode de réalisation pourrait comporter des moyens de mise en équipression, que la lame de la bande de la figure 8 pourrait être courbe, que le bourrelet de la figure 7 pourrait être discontinu, etc.

Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant un élément permettant l'optimisation aérodynamique de l'interface entre le bord aval d'une lèvre d'entrée d'air de capot de type LFC et la virole acoustique s'étendant entre ce bord et le carter de soufflante.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.