Structure d'entrée d'air apte à être montée en amont d'une structure médiane de nacelle pour moteur d'aéronef, et nacelle équipée d'une telle structure d'entrée d'air

La présente invention se rapporte à une structure d'entrée d'air apte à être montée en amont d'une structure médiane de nacelle pour moteur d'aéronef, et à une nacelle équipée d'une telle structure d'entrée d'air.

Dans sa demande de brevet FR06/08599, déposée le 2 octobre 2006, la demanderesse a décrit (voir figures 1 à 3 ci-annexées) une nacelle 1 pour moteur d'aéronef comprenant une structure d'entrée d'air 3 apte à être montée en amont d'une structure médiane 5, ladite structure d'entrée d'air 3 comprenant notamment :

- une paroi externe 7 intégrant une lèvre 9, apte à être montée mobile par rapport à ladite structure médiane 5 entre une position arrière (figure 2) et une position avant (figure 3),

- une cloison 11 définissant un compartiment de dégivrage 13 dans ladite lèvre 9,

- au moins un collecteur de dégivrage 15 s'étendant dans ledit compartiment 13, et

- au moins un conduit 17 d'alimentation en air chaud dudit collecteur 15, apte à être relié de manière fixe à ladite structure médiane 5.

Pour assurer l'étanchéité du compartiment de dégivrage 13 lorsque la paroi externe 7 se trouve en position arrière (figure 2), c'est-à-dire en position de fonctionnement normal, il est nécessaire de prévoir des joints 19a, 19b solidaires des parties supérieure et inférieure de la cloison 11.

En pratique, l'étanchéité obtenue avec ces joints n'est pas tout à fait satisfaisante : les ouvertures et fermetures successives de la paroi externe 7, nécessaires pour les opérations de maintenance, ont pour effet de modifier le positionnement et la forme de ce joint, de sorte qu'à la longue des fuites d'air chaud de dégivrage ont tendance à apparaître entre le compartiment 13 et la zone 21 de la structure d'entrée d'air 1 située en aval de la cloison 11.

L'arrivée d'air chaud de dégivrage dans cette zone 21 n'est pas souhaitable, car elle risque d'endommager certains équipements notamment électriques et électroniques se trouvant dans cette zone.

Du document FR2757823, on connaît le principe d'une conduite d'alimentation en air chaud d'un compartiment de dégivrage, comportant une

partie montée sur la structure médiane fixe de la nacelle, et une partie montée sur la structure d'entrée d'air mobile, ces deux parties de tubulure étant reliées de manière déconnectable l'une à l'autre.

Bien qu'il permette de surmonter le problème d'étanchéité susmentionné, ce dispositif de la technique antérieure présente l'inconvénient d'alourdir sensiblement la partie mobile de la structure d'entrée d'air.

La présente invention a pour but de résorber l'ensemble des inconvénients susmentionnés.

On atteint ce but de l'invention avec une structure d'entrée d'air apte à être montée en amont d'une structure médiane de nacelle pour moteur d'aéronef, ladite structure d'entrée d'air comprenant notamment :

- une paroi externe intégrant une lèvre, apte à être montée mobile par rapport à ladite structure médiane entre une position arrière et une position avant,

- une cloison définissant un compartiment de dégivrage dans ladite lèvre,

- au moins un collecteur de dégivrage s'étendant dans ledit compartiment,

- au moins un conduit d'alimentation en air chaud dudit collecteur, apte à être relié de manière fixe à ladite structure médiane, structure dans laquelle ladite cloison est fixée de manière étanche à l'intérieur de ladite lèvre, et ledit conduit d'alimentation est relié audit collecteur par des moyens étanches déconnectables, cette structure étant remarquable en ce que lesdits moyens étanches déconnectables sont situés à proximité immédiate de ladite cloison.

Ainsi, la cloison assure une parfaite étanchéité du compartiment de dégivrage, les moyens étanches déconnectables assurent une communication de fluide étanche entre le conduit d'alimentation en air chaud et le collecteur, et du fait de la proximité immédiate de ces moyens étanches déconnectables avec la cloison, la longueur du collecteur d'ait chaud est réduite au minimum, de sorte que le surpoids apporté par ce collecteur à la partie mobile (paroi externe + collecteur de dégivrage + cloison) de la structure d'entrée d'air, est aussi minimal.

A noter en outre que, de la sorte, le coût de remplacement de cette partie mobile de la structure d'entrée d'air, est lui aussi minimal.

- la face interne de ladite structure d'entrée d'air est apte à être montée de manière fixe sur ladite structure médiane : ce mode de réalisation particulier correspond à celui décrit dans la demande de brevet mentionnée plus haut, dans laquelle cette face interne est en fait une paroi cylindrique munie d'une structure d'absorption du bruit ;

- ladite paroi externe est apte à être montée coulissante sur ladite structure médiane : ce mode de réalisation particulier correspond également à l'un de ceux décrits dans ladite demande de brevet, et permet un déplacement aisé de la structure interne entre ses positions arrière (fonctionnement normal) et avant (maintenance) ;

- lesdits moyens étanches déconnectables comprennent des extrémités de collecteur et de conduit d'alimentation mâles et femelles, ou inversement, et des moyens d'étanchéité tels qu'au moins un joint montés sur ou à l'intérieur de ces extrémités : ces extrémités mâles et femelles permettent une connexion/déconnexion rapide de la conduite d'alimentation sur le collecteur de dégivrage, sans ajustement de cotes en diamètre et en longueur. Cela permet donc une bonne tolérance aux écarts de fabrication des différentes pièces mises en jeu ;

- ladite extrémité femelle présente une forme en entonnoir : cette forme particulière permet de guider l'extrémité mâle dans l'extrémité femelle lors de la connexion ;

- ladite extrémité de collecteur traverse ladite cloison de manière étanche : ce mode de réalisation particulier est d'une conception particulièrement simple ;

- ladite cloison définit un logement autour de ladite extrémité de collecteur, des moyens d'étanchéité tels que des joints étant interposés d'une part entre cette extrémité de collecteur et l'extrémité dudit conduit d'alimentation, et d'autre part entre ladite cloison et cette extrémité de conduit d'alimentation : en cas de fuite des moyens d'étanchéité interposés entre l'extrémité de collecteur et l'extrémité du conduit d'alimentation, l'air chaud reste cantonné dans le logement et ne se répand donc pas en aval de la cloison ;

- ladite cloison définit un orifice traversé de manière non-étanche par ladite extrémité de collecteur, des moyens d'étanchéité tels que des joints étant interposés d'une part entre cette extrémité de collecteur et l'extrémité dudit conduit d'alimentation, et d'autre part entre les bords dudit orifice et cette

extrémité de conduit d'alimentation : en cas de fuite des moyens d'étanchéité interposés entre l'extrémité de collecteur et l'extrémité du conduit d'alimentation, l'air chaud reste cantonné dans le compartiment de dégivrage, et ne se répand donc pas en aval de la cloison ;

- ledit conduit d'alimentation comprend une double paroi : une telle double paroi permet d'éviter que l'air chaud circulant dans le conduit ne s'échappe dans la zone située en aval de la cloison en cas d'éclatement de la paroi interne de ce conduit ;

- ledit conduit d'alimentation comprend à son extrémité au moins un orifice de communication entre ledit logement et l'espace situé entre les deux parois de conduit : cet orifice permet d'éviter la pressurisation de ce logement en cas de fuite par les moyens d'étanchéité situés entre l'extrémité du collecteur et l'extrémité du conduit d'alimentation, et donc d'éviter le risque de fuite par les moyens d'étanchéité situés entre ce logement et cette extrémité de conduit d'alimentation ;

- cette structure d'entrée d'air comprend un détecteur de fuite d'air disposé dans l'espace situé entre les deux parois du conduit d'alimentation : ce détecteur permet de signaler toute fuite d'air chaud au niveau des moyens d'étanchéité situés entre l'extrémité du collecteur et l'extrémité du conduit d'alimentation.

La présente invention se rapporte également à une nacelle pour moteur d'aéronef, remarquable en ce qu'elle comprend une structure d'entrée d'air conforme à ce qui précède.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées dans lesquelles :

- la figure 1 représente en perspective une nacelle de l'état de la technique, décrite dans le préambule de la présente description, suspendue sous une aile d'avion 23 par l'intermédiaire d'un pylône 24,

- les figures 2 et 3 représentent des vues en coupe axiale, c'est-à- dire prises selon le plan P de la figure 1 , de la partie supérieure de la structure d'entrée d'air de cette nacelle de l'état de la technique, en positions respectives de fonctionnement normal et de maintenance,

- les figures 4 et 5 sont des vues analogues aux figures 2 et 3 d'un premier mode de réalisation d'une structure d'entrée d'air selon l'invention,

- la figure 6 est une vue partielle d'un conduit d'alimentation de cette structure d'entrée d'air,

- les figures 7 et 8 sont des vues analogues aux figures 2 et 3 d'un deuxième mode de réalisation d'une structure d'air selon l'invention,

- la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 7 d'une variante de ce deuxième mode de réalisation,

- les figures 10 et 11 sont de vues analogues respectivement aux figures 2 et 3 d'un troisième mode de réalisation d'une structure d'air selon l'invention,

- les figures 12 et 13 sont des vues analogues respectivement aux figures 2 et 3 d'un quatrième mode de réalisation d'une structure d'entrée d'air selon l'invention et,

- la figure 14 est une vue axiale du mode de fixation d'une extrémité de collecteur de dégivrage sur une cloison de la structure d'entrée d'air représentée sur les figures 12 et 13.

Sur l'ensemble des figures de la présente demande de brevet, des références identiques désignent des organes ou ensemble d'organes identiques ou analogues.

Comme on peut le voir sur la figure 4, la structure d'entrée d'air selon l'invention comporte une paroi externe 7 intégrant une lèvre 9.

La lèvre 9 est la partie de la structure d'entrée d'air située la plus en amont, c'est-à-dire la partie de cette structure d'entrée d'air qui en constitue en quelque sorte le bord d'attaque.

Comme indiqué au sujet des figures 2 et 3, l'ensemble formé par la paroi externe 7 et sa lèvre 9 est monté coulissant entre une position arrière représentée sur la figure 4 et une position avant représentée sur la figure 5, par rapport à une structure médiane fixe 5 de la nacelle (non visible sur les figures 4 et 5).

La configuration de fonctionnement normal est celle de la figure 4, la configuration de la figure 5 étant une configuration de maintenance permettant d'accéder notamment à la structure médiane fixe 5 de la nacelle.

La structure d'entrée d'air selon l'invention comprend également une paroi interne 25, montée de manière fixe sur la structure médiane 5.

Classiquement, la paroi interne fixe 25 comporte un traitement acoustique, c'est-à-dire qu'elle peut être recouverte par une structure en nid d'abeille apte à réduire les émissions sonores.

A l'intérieur de la lèvre 9, se trouve un collecteur de dégivrage 15, apte à faire circuler à l'intérieur de cette lèvre de l'air chaud provenant d'un conduit d'alimentation 17 lui-même relié à une source d'air chaud montée fixe par rapport à la structure médiane 5.

Une cloison 11 délimite le compartiment de dégivrage 13, à l'intérieur duquel s'étend le collecteur 15.

Cette cloison est fixée de manière étanche, par exemple par rivetage, à l'intérieur de la lèvre 9.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le collecteur 15 comporte au moins une extrémité 27 traversant la cloison 11 de manière étanche, cette extrémité 27 pouvant par exemple être soudée à sa périphérie sur la cloison 11.

Cette extrémité 27 comporte des moyens d'étanchéité 29, et est apte à pénétrer à l'intérieur d'une partie femelle 31 en forme d'entonnoir formant l'extrémité du conduit d'alimentation en air chaud 17.

L'expression « moyens d'étanchéité », utilisée dans le cadre de la présente invention, désigne tout système d'étanchéité apte à résister aux températures élevées de l'air chaud circulant dans le conduit 17 (typiquement de l'ordre de 500 ⁰ C), et tolérant au coulissement.

Ces moyens d'étanchéité peuvent en particulier être formés par des joints en matériaux adaptés.

En position de fonctionnement normal, représenté sur la figure 4, l'extrémité 27 du collecteur 15 est donc située à l'intérieur de l'extrémité 31 du conduit 17, et forme avec celui-ci une liaison étanche.

En position de maintenance, représentée sur la figure 5, la paroi externe 7 incorporant la lèvre 9, et donc la cloison 11 et le collecteur 15, sont déplacés vers l'avant de la nacelle, c'est-à-dire en l'occurrence vers la gauche de la figure.

Ce faisant, l'extrémité mâle 27 du collecteur 15 se dégage de l'extrémité femelle 31 du conduit 17.

On pourra remarquer que le conduit 17 comporte de préférence une paroi interne 17a et une paroi externe 17b, de manière à limiter les risques d'échappement d'air chaud à l'intérieur de la cavité 21 en cas d'éclatement de la paroM 7a.

Selon une variante visible sur la figure 6, on peut voir que la forme en entonnoir de l'extrémité 31 du conduit 17 peut être pratiquée sur la paroi externe 17b du conduit 17, permettant ainsi un gain en diamètre de conduit ainsi qu'en poids.

Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, la cloison 11 définit un logement 33 autour de l'extrémité 31 du conduit 17, des deuxièmes moyens d'étanchéité 35 assurant l'étanchéité de ce logement par rapport à la cavité 21, lorsque la structure d'entrée d'air se trouve en configuration de fonctionnement normal.

Cette disposition particulière permet de contenir à l'intérieur du logement 33 une éventuelle fuite d'air chaud due à une mauvaise étanchéité des moyens d'étanchéité 29.

Dans la variante représentée à la figure 9, on peut voir que l'on peut prévoir un orifice de communication 37 ente le logement 33 et l'espace 39 situé entre les deux parois 17a et 17b du conduit d'alimentation.

Cet orifice 37 permet d'éviter la pressurisation du logement 33 en cas de fuite par les moyens d'étanchéité 29 ; ceci permet de limiter le risque de fuite de cet air par les deuxièmes moyens d'étanchéité 35 en direction de la cavité 21.

De manière avantageuse, on peut prévoir un détecteur de fuite 41 logé dans un espace 39, ce détecteur de fuite d'air étant lui-même relié par une connexion électrique appropriée à un système de contrôle.

Le mode de réalisation représenté sur les figures 10 et 11 diffère des précédents en ceci que c'est l'extrémité 27 du collecteur 15 qui présente une forme en entonnoir, l'extrémité 31 du conduit 17 présentant quant à elle une forme droite : dans ce mode de réalisation, les extrémités 27 du collecteur 15 et 31 du conduit 17 constituent respectivement les parties femelle et mâle de cette liaison étanche déconnectable.

Les moyens d'étanchéité 29 assurant l'étanchéité de cette liaison sont dans ce cas disposés de préférence autour de l'extrémité 31 du conduit

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Dans la variante représentée sur les figures 12 et 13, l'extrémité 27 du collecteur 5 n'est plus reliée à la cloison 11 , mais traverse de manière non étanche un orifice 45 formé dans cette cloison 11.

L'extrémité 27 du collecteur 15 peut être relié à la cloison 11 par des ferrures 47 ou par des tirants réglables disposés à 120°, comme cela est représenté sur la figure14.

Des premiers moyens d'étanchéité 29 sont interposés entre l'extrémité mâle 27 du collecteur 15 et l'extrémité femelle 31 du conduit 17, et des deuxièmes moyens d'étanchéité 35 sont interposés entre cette extrémité femelle 31 et un retour 47 formé dans la cloison 11.

En cas de fuite d'air chaud par les premiers moyens d'étanchéité 29, cet air débouche directement dans le compartiment dégivrage 13, ce qui réduit les risques de fuite en direction de la cavité 21.

On notera que, de préférence, comme cela a été représenté pour l'ensemble des modes de réalisation décrits ci-dessus, la zone de liaison entre l'extrémité 27 du collecteur 15 et l'extrémité 31 du conduit 17 est de préférence située à proximité immédiate, voire dans le plan de la cloison 11 : ceci permet de limiter le poids global des pièces mobiles, c'est-à-dire des pièces susceptibles de se déplacer avec la paroi externe 7, lors de son mouvement entre sa position de fonctionnement normal et sa position de maintenance.

Cette limitation de poids permet d'alléger les moyens (rails de guidage, mécanisme d'actionnement, etc..) permettant d'assurer le mouvement de cette paroi externe entre lesdites deux positions.

Qui plus est, en cas d'endommagement des parties mobiles susmentionnées, leur remplacement est moins coûteux du fait que les éléments constituant ces parties mobiles sont dimensionnés au plus juste.

On notera également que la liaison déconnectable entre l'extrémité 27 du collecteur 15 et l'extrémité 31 du conduit 17, permet un inspection facile du collecteur 15 d'une part, et du conduit 17 d'autre part, lorsque le panneau externe 7 se trouve en position de maintenance.

On notera encore que le caractère déconnectable de la liaison entre les extrémités mâle et femelle (ou inversement) du collecteur 15 et du conduit 17, permet de s'affranchir d'un ajustement de cote en diamètre et en longueur : cela permet donc une bonne tolérance aux écarts de fabrication des différentes pièces mises en jeu.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et représentés, fournis à titre de simple exemple.