EP4413244A1 - Tuyere d'ejection d'air pour nacelle, traitee acoustiquement - Google Patents

Tuyere d'ejection d'air pour nacelle, traitee acoustiquement

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Publication number
EP4413244A1
EP4413244A1 EP22797430.0A EP22797430A EP4413244A1 EP 4413244 A1 EP4413244 A1 EP 4413244A1 EP 22797430 A EP22797430 A EP 22797430A EP 4413244 A1 EP4413244 A1 EP 4413244A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nacelle
fairing
wall
ejection nozzle
air ejection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22797430.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent Dutot
Jean-Philippe Joret
Marc VERSAEVEL
Vincent LEFEUVRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Safran Nacelles SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Nacelles SAS filed Critical Safran Nacelles SAS
Publication of EP4413244A1 publication Critical patent/EP4413244A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/44—Nozzles having means, e.g. a shield, reducing sound radiation in a specified direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/04—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of exhaust outlets or jet pipes
    • B64D33/06—Silencing exhaust or propulsion jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D29/00—Power-plant nacelles, fairings or cowlings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78—Other construction of jet pipes
    • F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
    • F02K1/827—Sound absorbing structures or liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323—Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/963—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by Helmholtz resonators

Definitions

  • TITLE Air ejection nozzle for nacelle, acoustically treated
  • the present invention relates to an air ejection nozzle for a turbojet engine nacelle, it also relates to a turbojet engine nacelle equipped with such a nozzle.
  • An aircraft is propelled by one or more propulsion assemblies each comprising a turbofan engine housed in a tubular nacelle.
  • Each propulsion unit is attached to the aircraft by a mast generally located under a wing or at the level of the fuselage.
  • Such a nacelle generally has a structure comprising an upstream air inlet section upstream of the engine, a middle section intended to surround a fan of the turbojet engine, a downstream section able to house thrust reversal means and intended to surround the turbojet combustion chamber, and ends in a nacelle air ejection nozzle.
  • the turbofan engine housed in such a nacelle is able to generate a flow of hot air (called primary flow) from the combustion chamber of the turbojet, and, via the blades of the rotating fan, a flow of cold air (secondary flow) which circulates outside the turbojet through an annular channel, also called an air stream, formed between an outer fairing and an inner fairing.
  • primary flow a flow of hot air
  • secondary flow a flow of cold air which circulates outside the turbojet through an annular channel, also called an air stream, formed between an outer fairing and an inner fairing.
  • the two air streams are ejected from the turbojet through the rear of the nacelle.
  • the outer fairing of the secondary flow is formed by a set of structural elements comprising, among other things, from upstream to downstream in the direction of the flow of the air flow, the fairing of an air inlet , the fairing of a fan casing and the fairing of an exhaust nozzle.
  • This set of elements is located in the vicinity of the turbojet generating in these structural elements a transmission of the acoustic noise coming from the turbojet to the exterior of the aircraft.
  • acoustic panels comprise a perforated acoustic skin and a core formed from a set of honeycomb cells which is assembled on the acoustic skin.
  • the perforated skin is turned towards the noise emission area, so that the acoustic waves can penetrate through the openings of the perforated skin inside the acoustic cells.
  • the acoustic energy is dissipated by visco-thermal effect in the acoustic cells.
  • the subject of the invention is a nacelle air ejection nozzle capable of being traversed by an air flow, the nozzle comprising an external aerodynamic line and an internal aerodynamic line exposed to said air flow, the external aerodynamic line and the internal aerodynamic line meeting at a trailing edge, the external aerodynamic line and/or the internal aerodynamic line comprising, in discrete positions, at least one zone of greater thickness compensated by a fairing ensuring a connection of the internal lines and external to form, in these discrete positions, the trailing edge, said fairing comprising an external wall and an internal wall delimiting between them a cavity, the internal wall ensuring the continuity of the internal aerodynamic line.
  • the outer wall is solid and the inner wall is pierced so that said fairing forms an acoustic attenuation structure.
  • Such a fairing is also called “beavertail” or “rear beam fairing” in Anglo-Saxon terms to designate its beavertail shape.
  • such a fairing makes it possible to facilitate a flow of the air flow in the vicinity of the supporting structures of the turbojet engine, such as the supporting beams of the turbojet engine.
  • a nacelle comprises a fixed internal structure intended to receive an aircraft turbojet engine, an external structure, defining with said fixed internal structure a channel for the circulation of an air flow and, in discrete positions, a set of load-bearing beams of the fixed internal structure.
  • the beams lead to an increase in the thickness of the trailing edge, thus reducing the aerodynamic performance of the nacelle.
  • a fairing has the function of ensuring the aerodynamic connection of the internal and external aerodynamic lines in the thinnest possible trailing edge.
  • the invention provides for using the structure of this fairing to form an acoustic attenuation structure using the outer wall is solid and the inner wall is pierced according to the invention.
  • the invention provides for structural modification of this fairing, it is advantageously added an acoustic function, in addition to its aerodynamic function.
  • the invention finds particular application to turbofan engines with a high bypass rate generating a cold air flow rate at least nine times higher than the hot air flow rate, preferably the bypass rate is between 9 and 11, even more preferably the dilution ratio is between 15 and 20.
  • a nacelle associated with such a turbojet has a large annular cold flow channel suitable for such a flow rate.
  • One of the direct consequences is therefore an increase in the size of the nacelle and therefore an increase in the wetted surface of the annular channel. This results in a larger overall diameter of the nacelle to be acoustically treated.
  • the consequence of the increase in the diameter of the nacelle results in an increase in the size of this fairing.
  • the wetted surface of this fairing in proportion to the wetted surface of the annular channel is greater, approximately 1%.
  • the acoustic treatment of this fairing then increases the efficiency of treatment of the acoustic attenuation of the nacelle as a whole.
  • the air ejection nozzle of the nacelle will be distinguished from an air ejection nozzle of the turbojet engine.
  • the air ejection nozzle of the nacelle channels a flow of cold air, called secondary air
  • the air ejection nozzle of the turbojet channels a flow of hot air, called air flow primary.
  • the fairing may comprise stiffeners extending from the inner wall towards the outer wall, the stiffeners delimiting acoustic cells between them;
  • the stiffeners can be spaced from the outer wall by a predetermined distance, preferably less than or equal to 3 mm;
  • said cavity may comprise an added core comprising a plurality of acoustic cells, preferably alveolar;
  • - Said fairing can be positioned at an upper position of the so-called “12 o'clock” nacelle; - Said fairing can be positioned at a lower position of the nacelle called "6 o'clock";
  • Said fairing can be positioned at a lateral position of the nacelle called "3 o'clock";
  • Said fairing can be positioned at a lateral position of the nacelle called "9 o'clock";
  • the nozzle may comprise two fairings as described above arranged on the air ejection nozzle opposite one another.
  • the opposite arrangement of the two fairings is understood relative to a main longitudinal axis of the nacelle.
  • these two fairings can be arranged opposite each other with respect to the main longitudinal axis of the nacelle in positions called at "6 o'clock” and at “12 o'clock” or well in the so-called “3 o'clock” and “9 o'clock” positions.
  • the invention also relates to a nacelle comprising: a fixed internal structure intended to receive an aircraft turbojet, an external structure, defining with said fixed internal structure, an annular channel for the circulation of an air flow , and a set of supporting beams of the fixed internal structure, remarkable in that the external structure comprises an air ejection nozzle as defined previously.
  • the fairing can be provided to at least partially surround a beam.
  • the nacelle may comprise a thrust reverser comprising a movable cowl attached to the air ejection nozzle or forming the air ejection nozzle.
  • the nacelle may be devoid of thrust reversal means.
  • FIG. 1 represents a schematic perspective view of a nacelle known from the state of the art.
  • FIG. 2 shows a schematic view in longitudinal section of the nacelle illustrated in Figure 1.
  • FIG. 3 is a side view of a downstream section of the nacelle equipped with fairings making it possible to refine the trailing edge of its nozzle.
  • Figure 4 illustrates a perspective view from the front of a half-side of the downstream section of the nacelle.
  • FIG. 5 illustrates a perspective view from the rear of a half-side of another downstream section of a nacelle.
  • FIG. 6 illustrates a view from below of an external aerodynamic line of an air ejection nozzle equipped with a fairing provided in the "6 o'clock" position of the nacelle to connect the external and internal aerodynamic line at one edge trailing end in this position.
  • Figure 7 illustrates a perspective view of a fixed part of the fairing of Figure 6.
  • Figure 8 illustrates a perspective view of a movable part of the fairing of Figure 6.
  • Figure 9 illustrates a top view of the fixed part of the fairing shown in Figure 8 treated acoustically.
  • Figure 10 illustrates a schematic sectional view of a portion of the movable part of the fairing shown in Figure 8 treated acoustically.
  • upstream and forward will be used interchangeably to designate the upstream of the thrust reverser and the expressions “downstream” and “aft” will be used interchangeably. to designate the downstream of the thrust reverser.
  • upstream and downstream refer to the direction of the flow of air entering and leaving a nacelle, in particular in the direct jet position when it is equipped with thrust reversal means.
  • a nacelle 1 of an aircraft extending along a longitudinal axis O and comprising in a manner known per se, an upstream section 2 of air inlet, a middle section 3 intended to surround the fan (not visible), and a downstream section 4 intended to surround an engine compartment housing a bypass turbojet engine 5 and which may include thrust reversal means.
  • the downstream section 4 also includes an air ejection nozzle 6 of the nacelle 1 ending the downstream section 4 with a trailing edge 60 of the nacelle 1.
  • the downstream section 4 of the nacelle 1 comprises an outer structure 7, comprising a fixed structure called OFS (Outer Fixed Structure) and a mobile structure called Translating Cowl, which defines an annular flow channel 8 with a concentric internal structure 9, called IFS (Internal Fixed Structure), surrounding a downstream part of the turbojet engine 5 behind the fan.
  • IFS Internal Fixed Structure
  • the air ejection nozzle 6 of the nacelle 1 is delimited by an external aerodynamic line 61 of the downstream section 4 and an internal aerodynamic line 62 of the downstream section 4 meeting at a trailing edge 60 of the nacelle 1.
  • the dual-flow turbojet engine 5 comprises an air ejection nozzle 11 of the turbojet engine 5, the outlet of which is located at the rear.
  • the air taken in by the turbojet engine 5 forms, after combustion, a flow of hot air ejected by the air ejection nozzle 11 of the turbojet engine 5.
  • the external structure 7 of the downstream section 4 represented can be equipped with thrust reversal means, in this case the downstream section 4 comprises a movable cowl 40 forming the external aerodynamic line 61 of the nozzle 6.
  • the invention is not limited to such a nacelle, it could also be a nacelle not equipped with so-called smooth thrust reversal means, that is to say where the upstream section, the middle section and the downstream section of the nacelle are of aerodynamic continuity by being fixed relative to each other.
  • FIG 3 there is shown the downstream section 4 of the nacelle 1 shown in Figures 1 and 2 equipped with two fairings 13, 14 making it possible to refine the trailing edge of its air ejection nozzle 6.
  • fairings 13, 14 are arranged at a downstream end of the downstream section 4, opposite one another. More particularly, a first fairing 13 is positioned at an upper position, called the “12 o'clock” position, and a second fairing 14 is positioned at a lower position, called the "6 o'clock” position.
  • This first fairing 13 and this second fairing 14 are commonly called “beavertail” or “rear beam fairing” because of their beavertail shape necessary to connect the internal aerodynamic line 62 and the external line 61 of the exhaust nozzle of air 6 from nacelle 1.
  • references AV and AR designate respectively the front (upstream) and rear (downstream) parts of the half-shell 4a, with respect to the direction of the flow of air intended to circulate inside this half-shell 4a.
  • this half-shell 4a comprises an internal half-structure 9a, defining a ventilation half-compartment intended to receive the turbojet engine.
  • the internal structure 9 is obtained by assembling two internal half-structures 9a (only the half-structure 9a is visible, the complementary half-structure being positioned symmetrically to the half-structure 9a with respect to the median plane of the nacelle) .
  • This half-shell 4a also comprises an external half-structure 7a defining, with an internal half-structure 9a, an annular half-channel 8a intended to be traversed by a flow of cold air F circulating between the front and the rear of the half-shell 4a and defining, with the complementary annular half-channel obtained by symmetry with respect to the median plane of the nacelle, the annular channel 8 or air stream.
  • the turbojet engine is connected to the aircraft by means of a support structure comprising two upper longitudinal half-beams 15a (only the half-beam 15a is visible in FIG. 4, the complementary half-beam being positioned symmetrically to the half-beam 15a relative to the median plane of the nacelle), conventionally called “12 o'clock” beams because of their position at the top of the nacelle; and two lower longitudinal half-beams 16a (only the half-beam 16a is visible in Figure 4, the complementary half-beam being positioned symmetrically to the half-beam 16a with respect to the median plane of the nacelle), conventionally called beams " 6 o'clock” due to their position in the lower part of the nacelle.
  • Half-bifurcations 15b, 16b connected to the half-beams 15a, 16a are provided to pass through the annular channel 8 in order to ensure the mechanical strength of the internal half-structure 9a.
  • the upper half-beams "12 o'clock" 15a and lower “6 o'clock” 16a are conventionally faired by means of fairing plates, in this case by the first fairing 13 and the second fairing 14, shown in Figure 3, intended to come into contact with the air flow F passing through the annular channel 8 of the nacelle 1.
  • the "12 o'clock" and “6 o'clock” half-beams are linked together on the one hand via the half-bifurcations 15b, 16b crossing the annular channel 8 and connected to the internal structure 9 surrounding the turbojet engine 5 and, on the other hand, by an annular structure called the front frame and generally formed of two front half-frames 17a (only the front half-frame 17a is visible in Figure 4, the complementary front half-frame being positioned symmetrically to the half-frame before 17a with respect to the median plane of the nacelle) each extending between said corresponding half-beams on either side of the median plane of the nacelle.
  • This front frame 17a is intended to be fixed to the periphery of a downstream edge of a casing of the engine fan and thus contribute to the absorption and transmission of forces between the different parts of the nacelle and of the turbojet engine.
  • the front frame can also be used to support the grids of the thrust reverser.
  • a thrust reverser with grids comprises two half-cowls (forming the movable cowl 40 visible in FIG. 1) each mounted to slide on the upper 15a and lower 16a half-beams.
  • the upper 15a and lower 16a half-beams are for this purpose generally equipped with primary and secondary guide rails allowing a sliding movement of the half-cowls of the grid thrust reverser, on its associated half-beam between alternately a position of the direct jet thrust reverser in which the half-cowls ensure the aerodynamic continuity of the nacelle and a position of the reverse jet thrust reverser in which the half-cowls are moved downstream of the nacelle.
  • the set of upper 15a and lower 16a beams extends, in discrete positions P1, P2 (here located at "12 o'clock” and "6 o'clock"), from the external structure 7 of the nacelle 1 through at least the internal aerodynamic line 62 of the nozzle 6 (shown in Figure 2).
  • the external aerodynamic line 61 and/or the internal aerodynamic line 62 of the nozzle 6 has a zone of greater thickness imposed, among other things, by these half-beams 15a, 16a. It will be understood by the expression “zone of greatest thickness” that the distance between the external aerodynamic line 61 and the internal aerodynamic line 62 is generally less than their distance from each other in this said zone.
  • the external aerodynamic line 61 and/or the internal aerodynamic line 62 of the nozzle 6 has on its generally cylindrical circumference a zone projecting towards a main axis of revolution of the nozzle.
  • the main axis of revolution of the nozzle may in particular be common to the longitudinal axis O of the nacelle.
  • This high thickness which is not optimal aerodynamically, is compensated by the first fairing 13 and the second fairing 14 to connect, in these positions P1, P2 the external 61 and internal 62 aerodynamic line in a trailing edge 60 end.
  • the first fairing 13 and the second fairing 14 extend downstream beyond the trailing edge 60 formed by the connection of the external aerodynamic line 61 and internal 62 outside these discrete positions P1, P2.
  • FIG 5 there is illustrated another representation of the downstream section 4 also formed by a half-shell 4a 'of the downstream section 4 which constitutes with a second half-shell (not shown), obtained by symmetry with respect to a median plane of the nacelle) the downstream section 4 of the nacelle 1 capable of surrounding the combustion chamber of the turbojet engine.
  • references AV and AR designate respectively the front (upstream) and rear (downstream) parts of the half-shell 4a' with respect to the direction of the airflow intended to circulate inside this half-shell. shell 4a'.
  • the half-shell 4a' comprises an external half-structure 7a' defining, with an internal half-structure 9a' and an annular half-channel 8a' intended to be traversed by a flow of cold air F circulating between the front and the rear of the half-shell 4a'.
  • Half-bifurcations 15b', 16b' connected to the half-beams 15a', 16a' are provided to cross the annular half-channel 8a' in order to ensure the mechanical strength of the internal half-structure 9a'.
  • the first fairing 13 and the second fairing 14 have also been shown which extend downstream beyond the trailing edge 60 formed by the connection of the external 61 and internal 62 aerodynamic line outside these discrete positions P1, P2. In these discrete positions P1, P2, this first fairing 13 and the second fairing 14 ensure the connection of the external 61 and internal 62 aerodynamic lines in a trailing edge 60 that is as thin as possible.
  • reference 60 defines the trailing edge of the downstream section 4a' outside these discrete positions P1, P2 and in these discrete positions P1, P2.
  • the first fairing 13 makes it possible to envelop a zone 130 forming a bump on the external aerodynamic line 61 provided for the integration of connection elements of the nacelle.
  • the fairing 13 extends downstream beyond the trailing edge 60 outside these positions, this to form in this position PI a trailing edge as thin as possible.
  • the second fairing 14 that is to say the one positioned at the so-called “6 o'clock” position which extends beyond the trailing edge 60 connecting the external 61 and internal aerodynamic lines 62 outside the discrete positions P1, P2.
  • this second fairing 14 can be at least partially movable relative to the external structure 7.
  • the second fairing 14 comprises a fixed part 140 and a movable part 141.
  • the fixed part 140 of the second fairing 14 is connected to a structural element of the nacelle, such as a beam represented here by a beam fairing 22.
  • the mobile part 141 is integral with the external structure 7 belonging to the downstream section 4 and therefore integral with the mobile cowl 40.
  • the fixed part 140 can be formed by a fairing of frustoconical rectangular shape as shown in Figure 7.
  • the tapered rectangular fairing forming the fixed part 140 of the second fairing 14 comprises an external wall 140a and an internal wall 140b opposite to each other, respectively provided to form at least the external aerodynamic line 61 and the internal aerodynamic line 62 of the nozzle 6.
  • the outer wall 140a and the inner wall 140b of the fixed part 140 of the second fairing 14 define between them a cavity 140c closed laterally by two side walls 140d, 140e.
  • the outer wall 140a and the side walls 140d, 140e forming the cavity 140c are said to be solid, that is to say they are not provided for the penetration of an air flow into the cavity 14c.
  • the invention provides for piercing the inner wall 140b of the fixed part 140 of the second fairing 14 with a plurality of holes 140 'so that the fixed part of the second fairing 14 forms a structure of acoustic attenuation where the cavity 140c has an acoustic function.
  • the open surface formed by the plurality of holes 140′ can advantageously represent 5 to 12% of the surface of the internal wall 140b of the fixed part 140 of the second fairing 14. Such a percentage is designated by the English acronym POA for “Percentage of Open Area”.
  • this fixed part of the fairing 14 it is possible to acoustically treat an additional zone forming the annular channel 8 exposed to the air flow, this without requiring the use of an acoustic core in the cavity 140c of the fixed part 140 of the second fairing 14.
  • the air ejection nozzle 6 of the nacelle 1 is is thus optimized for the acoustic attenuation in the part of the trailing edge 40 exposed to the flow of air F passing through the nacelle 1.
  • Said inner wall 140b pierced with the fixed part 140 of the second fairing 14 then forms a perforated skin facing the noise emission zone, so that the acoustic waves can penetrate through the holes 140' of the perforated skin inside of the resonant cavity 140c.
  • the acoustic energy is dissipated by visco-thermal effect in the resonant cavity 140c.
  • the resonant cavity 140c forms a Helmholtz resonator.
  • the holes 140' of the pierced internal wall 140b can advantageously have a diameter of between 1 mm and 3 mm.
  • the second fairing can comprise an acoustic core in the cavity 140c, such as a honeycomb cellular core.
  • the core is then joined to the pierced inner wall 140b from which it extends.
  • This acoustic core is advantageously distant from the outer wall 140a by a predetermined distance less than or equal to 3 mm.
  • the fixed part 140 separates two sub-fairings (also referenced 141) from the movable part 141 of the second fairing 14.
  • FIG 8 there is shown a single sub-fairing 141 of the movable part of the second fairing 14 formed by the assembly of an internal wall 141b exposed to the flow of air F passing through the annular channel 8 of the nacelle 1 and d an outer wall 141a.
  • the outer wall 141a and the inner wall 141b are respectively provided to form at least the outer aerodynamic line 61 and the inner aerodynamic line 62 of the nozzle 6.
  • the inner wall 141b is held mechanically by a plurality of stiffeners 141d extending from the inner wall 141b.
  • the internal wall 141b and the external wall 141a are opposed to each other and delimit a cavity 141c (represented in FIG. 9).
  • the outer wall 141a forming the cavity 141c is said to be solid, that is to say it is not provided for the penetration of an air flow into the cavity 141c.
  • the open surface formed by the plurality of holes 141' can advantageously represent 5 to 12% of the surface of the internal wall 141b of the mobile part of the second fairing 13.
  • Said inner wall 141b pierced with the mobile part 141 of the second fairing 14 then forms a perforated skin facing the noise emission zone, so that the acoustic waves can penetrate through the holes 141' of the perforated skin inside of the resonant cavity 141c.
  • the acoustic energy is dissipated by visco-thermal effect in the resonant cavity 141c.
  • the height of the stiffeners 141d can advantageously be increased so that they are spaced from the outer wall 141a by a distance d less than or equal to 3 mm.
  • this height of the stiffeners results in the partitioning of the cavity by the formation of acoustic cells.
  • a distance less than or equal to 3 mm makes it possible to acoustically close each acoustic cell thus formed.
  • the distance may be zero, however, advantageously, this distance is not zero in order to form a clearance making it possible to avoid any adjustment constraint during assembly while ensuring acoustic closure of the acoustic cells. It will thus be understood that the stiffeners 141d advantageously form acoustic cells.
  • the first fairing 13 in the so-called “12 o'clock” position is entirely mobile.
  • it can advantageously be formed by assembling two walls, as described with reference to the sub-fairing 141 of the movable part of the second fairing 14.
  • Its open surface formed by a plurality of holes can advantageously represent 5 to 12% of the surface of the internal wall of its mobile part.

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Abstract

La présente invention se rapporte à une tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) pouvant être traversée par un flux d'air (F), la tuyère d'éjection d'air (6) comprenant une ligne aérodynamique externe (61) et une ligne aérodynamique interne (62) se rejoignant en un bord de fuite (60) et comportant en des positions discrètes (P1, P2) au moins une zone de plus forte épaisseur compensée par un carénage (13, 14) assurant un raccordement des lignes aérodynamiques pour former le bord de fuite (60), ledit carénage (13, 14) comportant une paroi externe (140a, 141a, 141b) et une paroi interne (140b; 141b) délimitant entre elles une cavité (140c; 141c), la paroi interne (140b; 141b) assurant la continuité de la ligne aérodynamique interne (62), et où la paroi externe (140a, 141a) est pleine et la paroi interne (140b; 141b) est percée de sorte que ledit carénage (13, 14) forme une structure d'atténuation acoustique.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Tuyère d’éjection d’air pour nacelle, traitée acoustiquement
La présente invention concerne une tuyère d'éjection d'air pour nacelle de turboréacteur, elle concerne également une nacelle de turboréacteur équipée d'une telle tuyère.
Un aéronef est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur à double flux logé dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'aéronef par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage.
Une telle 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, une section aval pouvant abriter des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et se termine par une tuyère d'éjection d'air de la nacelle.
Le turboréacteur à double flux logé dans une telle nacelle est apte à générer un flux d'air chaud (appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et, par l'intermédiaire des pâles de la soufflante en rotation, un flux d'air froid (flux secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un canal annulaire, également appelé veine d'air, formé entre un carénage externe et un carénage interne. Les deux flux d'air sont éjectés hors du turboréacteur par l'arrière de la nacelle.
Le carénage externe du flux secondaire est formé par un ensemble d'éléments structurels comprenant, entre autres, de l'amont vers l'aval dans le sens de l'écoulement du flux d'air, le carénage d'une entrée d'air, le carénage d'un carter de soufflante et le carénage d'une tuyère d'éjection.
Cet ensemble d'éléments est situé au voisinage du turboréacteur générant dans ces éléments structurels une transmission du bruit acoustique provenant du turboréacteur vers l'extérieur de l'aéronef.
Pour limiter la propagation de ce bruit acoustique, il est connu de l'art antérieur d'équiper le carénage interne de l'entrée d'air de la nacelle, le carénage interne de la soufflante ou encore le carénage d'une tuyère d'éjection de panneaux acoustiques, ceci pour atténuer la transmission du bruit généré par le turboréacteur.
Typiquement, les panneaux acoustiques comportent une peau acoustique perforée et une âme formée d'un ensemble de cellules alvéolaires en nid d'abeille qui est assemblée sur la peau acoustique. La peau perforée est tournée vers la zone d'émission de bruit, de sorte que les ondes acoustiques peuvent pénétrer par les ouvertures de la peau perforée à l'intérieur des cellules acoustiques. L'énergie acoustique est dissipée par effet visco-thermique dans les cellules acoustiques.
Il est également connu de rechercher l'atténuation du bruit acoustique dans d'autres éléments structurels formant le canal annulaire et à proximité de la soufflante du turboréacteur, comme par exemple, ceux formant les moyens d'inversion de poussée lorsqu'une nacelle est équipée de tels moyens d'inversion de poussée, pour répondre aux exigences règlementaires de plus en plus fortes et aux attentes des riverains des zones aéroportuaires.
A cet effet, l'invention a pour objet une tuyère d'éjection d'air de nacelle pouvant être traversée par un flux d'air, la tuyère comprenant une ligne aérodynamique externe et une ligne aérodynamique interne exposée audit flux d'air, la ligne aérodynamique externe et la ligne aérodynamique interne se rejoignant en un bord de fuite, la ligne aérodynamique externe et/ou la ligne aérodynamique interne comportant en des positions discrètes au moins une zone de plus forte épaisseur compensée par un carénage assurant un raccordement des lignes interne et externe pour former, en ces positions discrètes, le bord de fuite, ledit carénage comportant une paroi externe et une paroi interne délimitant entre elles une cavité, la paroi interne assurant la continuité de la ligne aérodynamique interne.
Selon l'invention, la paroi externe est pleine et la paroi interne est percée de sorte que ledit carénage forme une structure d'atténuation acoustique.
Un tel carénage est aussi appelé « beavertail » ou « rear beam fairing » en termes anglo-saxon pour désigner sa forme en queue de castor.
De façon connue, un tel carénage permet de faciliter un écoulement du flux d'air au voisinage des structures porteuses du turboréacteur, telles que des poutres porteuses du turboréacteur.
Plus particulièrement, une nacelle comprend une structure interne fixe destinée à recevoir un turboréacteur d'aéronef, une structure externe, définissant avec ladite structure interne fixe un canal de circulation d'un flux d'air et, en des positions discrètes, un ensemble de poutres porteuses de la structure interne fixe. En ces positions, entre autres les poutres entraînent une augmentation de l'épaisseur du bord de fuite réduisant alors les performances aérodynamiques de la nacelle. Pour palier cela, il est prévu de compenser, en ces positions, cette augmentation de l'épaisseur du bord de fuite par l'ajout d'un tel carénage s'étendant vers l'aval pour raccorder la ligne aérodynamique externe et interne en un bord de fuite le plus fin possible et donc plus optimal aérodynamiquement. Ainsi, un tel carénage a pour fonction d'assurer le raccordement aérodynamique des lignes aérodynamiques interne et externe en un bord de fuite le plus fin possible.
L'invention prévoit d'utiliser la structure de ce carénage pour former une structure d'atténuation acoustique à l'aide de la paroi externe est pleine et la paroi interne est percée selon l'invention.
Ainsi, l'invention prévoit de modifier structurellement ce carénage, il lui est avantageusement adjoint une fonction acoustique, outre sa fonction aérodynamique. Par ailleurs, l'invention trouve une application particulière aux turboréacteurs double flux à grand taux de dilution générant un débit de flux d'air froid au moins neuf fois supérieur au débit de flux d'air chaud, préférentiellement le taux de dilution est compris entre 9 et 11, encore plus préférentiellement le taux de dilution est compris entre 15 et 20. En effet, une nacelle associée à un tel turboréacteur présente un canal annulaire de flux froid de grande taille adaptée à un tel débit. Une des conséquences directes est donc un accroissement de la taille de la nacelle et donc une augmentation de la surface mouillée du canal annulaire. Ceci résulte en un diamètre total plus important de la nacelle devant être traitée acoustiquement.
Ainsi, dans le cas d'application à des nacelles à turboréacteur double flux à grand taux de dilution, la conséquence de l'augmentation du diamètre de la nacelle a pour conséquence une augmentation de la taille de ce carénage. Ainsi, la surface mouillée de ce carénage proportionnellement à la surface mouillée du canal annulaire est plus importante, environ 1%. Le traitement acoustique de ce carénage augmente alors l'efficacité de traitement de l'atténuation acoustique de la nacelle dans son ensemble. On distinguera la tuyère d'éjection d'air de la nacelle d'une tuyère d'éjection d'air du turboréacteur. En particulier, la tuyère d'éjection d'air de la nacelle canalise un flux d'air froid, dit secondaire, alors que la tuyère d'éjection d'air du turboréacteur canalise un flux d'air chaud, dit flux d'air primaire.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention pouvant être prises seules ou en combinaison l'une de l'autre :
- le carénage peut comporter des raidisseurs s'étendant depuis la paroi interne vers la paroi externe, les raidisseurs délimitant entre eux des cellules acoustiques ;
- les raidisseurs peuvent être distants de la paroi externe d'une distance prédéterminée, préférentiellement inférieure ou égale à 3 mm ;
- ladite cavité peut comprendre une âme rapportée comportant une pluralité de cellules acoustiques, préférentiellement alvéolaires ;
- ledit carénage peut être positionné au niveau d'une position supérieure de la nacelle dite à « 12 heures » ; - ledit carénage peut être positionné au niveau d'une position inférieure de la nacelle dite à « 6 heures » ;
- ledit carénage peut être positionné au niveau d'une position latérale de la nacelle dite à « 3 heures » ;
- ledit carénage peut être positionné au niveau d'une position latérale de la nacelle dite à « 9 heures » ;
- la tuyère peut comprendre deux carénages tels que décrits précédemment disposés sur la tuyère d'éjection d'air à l'opposé l'un de l'autre.
La disposition opposée des deux carénages s'entend par rapport à un axe principal longitudinal de la nacelle. A titre d'exemple, ces deux carénages peuvent être disposés à l'opposé l'un à l'autre par rapport à l'axe principal longitudinal de la nacelle en des positions dite à « 6 heures » et à « 12 heures » ou bien en des positions dites à « 3 heures » et à « 9 heures ».
Selon un autre aspect, l'invention concerne également une nacelle comprenant : une structure interne fixe destinée à recevoir un turboréacteur d'aéronef, une structure externe, définissant avec ladite structure interne fixe, un canal annulaire de circulation d'un flux d'air, et un ensemble de poutres porteuses de la structure interne fixe, remarquable en ce que la structure externe comprend une tuyère d'éjection d'air telle que définie précédemment.
Selon un mode de réalisation de la nacelle de l'invention, le carénage peut être prévu pour entourer au moins en partie une poutre.
Selon un mode de réalisation de la nacelle selon l'invention, la nacelle peut comprendre un inverseur de poussée comportant un capot mobile attaché à la tuyère d'éjection d'air ou formant la tuyère d'éjection d'air.
Selon une variante de réalisation de la nacelle selon l'invention, la nacelle peut être dépourvue de moyens d'inversion de poussée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit et des figures annexées qui illustrent de manière schématique plusieurs modes de réalisation de la tuyère d'éjection d'air de la nacelle et de la nacelle selon l'invention.
La figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une nacelle connue de l'état de la technique.
La figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale de la nacelle illustrée à la figure 1. La figure 3 est une vue de côté d'une section aval de la nacelle équipée de carénages permettant d'affiner le bord de fuite de sa tuyère.
La figure 4 illustre une vue en perspective de l'avant d'un demi-côté de la section aval de la nacelle.
La figure 5 illustre une vue en perspective de l'arrière d'un demi-côté d'une autre section aval d'une nacelle.
La figure 6 illustre une vue de dessous d'une ligne aérodynamique externe d'une tuyère d'éjection d'air équipée d'un carénage prévu en position « 6 heures » de la nacelle pour raccorder la ligne aérodynamique externe et interne en un bord de fuite fin en cette position.
La figure 7 illustre une vue en perspective d'une partie fixe du carénage de la figure 6. La figure 8 illustre une vue en perspective d'une partie mobile du carénage de la figure 6.
La figure 9 illustre une vue de dessus de la partie fixe du carénage représentée à la figure 8 traitée acoustiquement.
La figure 10 illustre une vue schématique en coupe d'une portion de la partie mobile du carénage représentée à la figure 8 traitée acoustiquement.
Sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
Les expressions « amont » et « avant » seront utilisées indifféremment l'une de l'autre pour désigner l'amont de l'inverseur de poussée et les expressions « aval » et « arrière » seront utilisées indifféremment l'une de l'autre pour désigner l'aval de l'inverseur de poussée.
Les expressions « amont » et « aval » se réfèrent au sens de l'écoulement d'air entrant et sortant d'une nacelle, notamment en position de jet direct lorsqu'elle est équipée de moyens d'inversion de poussée.
Les expressions « interne » et « externe » s'entendent d'une position radiale respectivement intérieure ou extérieure l'une à l'autre par rapport à un axe longitudinal O de la nacelle.
Aux figures 1 et 2, on a représenté une nacelle 1 d'un aéronef s'étendant selon un axe longitudinal O et comprenant de manière connue en soi, une section amont 2 d'entrée d'air, une section médiane 3 destinée à entourer la soufflante (non visible), et une section aval 4 destinée à entourer un compartiment moteur abritant un turboréacteur 5 à double flux et pouvant comporter des moyens d'inversion de poussée. La section aval 4 comprend également une tuyère d'éjection d'air 6 de la nacelle 1 terminant la section aval 4 par un bord de fuite 60 de la nacelle 1. La section aval 4 de la nacelle 1 comprend une structure externe 7 , comprenant une structure fixe dite OFS (Outer Fixed Structure) et une structure mobile dite Translating Cowl, qui définit un canal annulaire 8 d'écoulement avec une structure interne 9 concentrique, dite IFS (Internal Fixed Structure), entourant une partie aval du turboréacteur 5 en arrière de la soufflante. Un ensemble de poutre (décrit ultérieurement) assure la tenue de la structure interne 9 par rapport à la structure externe 7.
La tuyère d'éjection d'air 6 de la nacelle 1 est délimitée par une ligne aérodynamique externe 61 de la section aval 4 et une ligne aérodynamique interne 62 de la section aval 4 se rejoignant en un bord de fuite 60 de la nacelle 1.
Le turboréacteur 5 à double flux comporte un tuyère d'éjection d'air 11 du turboréacteur 5 dont la sortie est située en arrière. L'air prélevé par le turboréacteur 5 forme après combustion un flux d'air chaud éjecté par la tuyère d'éjection d'air 11 du turboréacteur 5.
A titre d'illustration, on notera que la structure externe 7 de la section aval 4 représentée peut être équipée de moyens d'inversion de poussée, en l'occurrence la section aval 4 comprend un capot mobile 40 formant la ligne aérodynamique externe 61 de la tuyère 6. Bien évidemment, l'invention ne se limite pas à une telle nacelle, il pourra également s'agir d'une nacelle non équipée de moyens d'inversion de poussée dite lisse, c'est-à-dire où la section amont, la section médiane et la section aval de la nacelle sont de continuité aérodynamique en étant fixes l'une par rapport à l'autre.
A la figure 3, on a représenté la section aval 4 de la nacelle 1 représentée aux figures 1 et 2 équipée de deux carénages 13, 14 permettant d'affiner le bord de fuite de sa tuyère d'éjection d'air 6.
Ces deux carénages 13, 14 sont disposés à une extrémité aval de la section aval 4, à l'opposé l'un de l'autre. Plus particulièrement, un premier carénage 13 est disposé à une position supérieure, dite position à « 12heures », et un deuxième carénage 14 est positionné à une position inférieure, dite à « 6 heures ».
Ce premier carénage 13 et ce deuxième carénage 14 sont communément appelé « beavertail » ou « rear beam fairing » en raison de leur forme en queue de castor nécessaire pour raccorder la ligne aérodynamique interne 62 et la ligne externe 61 de la tuyère d'éjection d'air 6 de la nacelle 1.
Tel qu'il sera décrit ci-après, de tels carénages 13, 14 permettent d'aménager le raccordement des lignes aérodynamiques interne 62 et externe 61 de la tuyère 6 de la nacelle 1 traversée par l'ensemble de poutres décrit ci-dessous en référence à la figure 4. A la figure 4, on a représenté la section aval 4 formée par une demi-coquille droite 4a de la section aval 4 qui constitue avec une deuxième demi-coquille (non représentée), obtenue par symétrie par rapport à un plan médian de la nacelle) la section aval 4 de la nacelle 1 apte à venir entourer la chambre de combustion du turboréacteur.
Les références AV et AR désignent respectivement les parties avant (amont) et arrière (aval) de la demi-coquille 4a, par rapport au sens du flux d'air destiné à circuler à l'intérieur de cette demi-coquille 4a.
En l'occurrence, cette demi-coquille 4a comporte une demi-structure interne 9a, définissant un demi-compartiment de ventilation destiné à recevoir le turboréacteur. La structure interne 9 est obtenue par l'assemblage de deux demi-structures internes 9a (seule la demi-structure 9a est visible, la demi-structure complémentaire étant positionnée symétriquement à la demi-structure 9a par rapport au plan médian de la nacelle).
Cette demi-coquille 4a comporte également une demi-structure externe 7a définissant, avec une demi-structure interne 9a, un demi-canal annulaire 8a destinée à être parcourue par un flux d'air froid F circulant entre l'avant et l'arrière de la demi-coquille 4a et définissant, avec le demi-canal annulaire complémentaire obtenu par symétrie par rapport au plan médian de la nacelle, le canal annulaire 8 ou veine d'air.
La liaison du turboréacteur à l'aéronef est effectuée au moyen d'une structure de support comprenant deux demi-poutres longitudinales supérieures 15a (seule la demi- poutre 15a est visible sur la figure 4, la demi-poutre complémentaire étant positionnée symétriquement à la demi-poutre 15a par rapport au plan médian de la nacelle), classiquement appelées poutres « 12 heures » en raison de leur position au sommet de la nacelle ; et deux demi-poutres longitudinales inférieures 16a (seule la demi-poutre 16a est visible sur la figure 4, la demi-poutre complémentaire étant positionnée symétriquement à la demi-poutre 16a par rapport au plan médian de la nacelle), classiquement appelées poutres « 6 heures » en raison de leur position dans la partie inférieure de la nacelle.
Des demi-bifurcations 15b, 16b reliées aux demi-poutres 15a, 16a sont prévues pour traverser le canal annulaire 8 afin d'assurer la tenue mécanique de la demi-structure interne 9a.
Les demi-poutres supérieures « 12 heures » 15a et inférieures « 6 heures » 16a sont classiquement carénées au moyen de tôles de carénage, en l'occurrence par le premier carénage 13 et le deuxième carénage 14, représentés à la figure 3, destinées à venir au contact du flux d'air F traversant le canal annulaire 8 de la nacelle 1. Les demi-poutres « 12 heures » et « 6 heures » sont liées entre elles d'une part par l'intermédiaire des demi-bifurcations 15b, 16b traversant le canal annulaire 8 et reliées à la structure interne 9 entourant le turboréacteur 5 et, d'autre part, par une structure annulaire appelée cadre avant et formée généralement de deux demi-cadres avant 17a (seul le demi-cadre avant 17a est visible sur la figure 4, le demi-cadre avant complémentaire étant positionné symétriquement au demi-cadre avant 17a par rapport au plan médian de la nacelle) s'étendant chacun entre lesdites demi-poutres correspondantes de part et d'autre du plan médian de la nacelle. Ce cadre avant 17a est destiné à être fixé à la périphérie d'un bord aval d'un carter de la soufflante du moteur et ainsi contribuer à la reprise et transmission des efforts entre les différentes parties de la nacelle et du turboréacteur. En outre, dans le cas d'une nacelle équipée d'un dispositif d'inversion de poussée à grilles, le cadre avant peut servir également à supporter les grilles de l'inverseur de poussée.
Classiquement, un inverseur de poussée à grilles comprend deux demi-capots (formant le capot mobile 40 visible à la figure 1) montés chacun coulissant sur les demi-poutres supérieures 15a et inférieures 16a. Les demi-poutres supérieures 15a et inférieures 16a sont à cet effet généralement équipées de rails de guidage primaire et secondaire permettant un mouvement de coulissement des demi-capots de l'inverseur de poussée à grilles, sur sa demi-poutre associée entre alternativement une position de l'inverseur de poussée en jet direct selon laquelle les demi-capots assurent la continuité aérodynamique de la nacelle et une position de l'inverseur de poussée en jet inversé selon laquelle les demi-capots sont déplacés vers l'aval de la nacelle.
Ainsi, l'ensemble de poutres supérieures 15a et inférieures 16a s'étend, en des positions discrètes Pl, P2 (ici localisées à « 12 heures » et « 6heures »), depuis la structure externe 7 de la nacelle 1 à travers au moins la ligne aérodynamique interne 62 de la tuyère 6 (représentée à la figure 2). En ces positions discrètes, la ligne aérodynamique externe 61 et/ou la ligne aérodynamique interne 62 de la tuyère 6 présente une zone de plus forte épaisseur imposée, entre autres, par ces demi-poutres 15a, 16a. On comprendra par l'expression « zone de plus forte épaisseur » que la distance entre la ligne aérodynamique externe 61 et la ligne aérodynamique interne 62 est généralement inférieure à leur distance l'une de l'autre dans cette dite zone. En d'autres termes, on comprendra que la ligne aérodynamique externe 61 et/ou la ligne aérodynamique interne 62 de la tuyère 6 présente sur sa circonférence généralement cylindrique une zone faisant saillie vers un axe principal de révolution de la tuyère. L'axe principal de révolution de la tuyère peut notamment être commun à l'axe longitudinal O de la nacelle. Cette forte épaisseur non optimale aérodynamiquement est compensée par le premier carénage 13 et le deuxième carénage 14 pour raccorder, en ces positions Pl, P2 la ligne aérodynamique externe 61 et interne 62 en un bord de fuite 60 fin.
Ainsi, on comprendra qu'au niveau des positions discrètes PI et P2, le premier carénage 13 et le deuxième carénage 14 s'étendent vers l'aval au-delà du bord de fuite 60 formé par le raccordement de la ligne aérodynamique externe 61 et interne 62 en dehors de ces positions discrètes Pl, P2.
A la figure 5, on a illustré une autre représentation de la section aval 4 également formée par une demi-coquille 4a' de la section aval 4 qui constitue avec une deuxième demi-coquille (non représentée), obtenue par symétrie par rapport à un plan médian de la nacelle) la section aval 4 de la nacelle 1 apte à venir entourer la chambre de combustion du turboréacteur.
De la même façon, les références AV et AR désignent respectivement les parties avant (amont) et arrière (aval) de la demi-coquille 4a' par rapport au sens du flux d'air destiné à circuler à l'intérieur de cette demi-coquille 4a'.
La demi-coquille 4a' comporte une demi-structure externe 7a' définissant, avec une demi-structure interne 9a' et un demi-canal annulaire 8a' destinée à être parcourue par un flux d'air froid F circulant entre l'avant et l'arrière de la demi-coquille 4a'.
Des demi-bifurcations 15b', 16b' reliées aux demi-poutres 15a', 16a' sont prévues pour traverser le demi-canal annulaire 8a' afin d'assurer la tenue mécanique de la demi- structure interne 9a'.
On a également représenté le premier carénage 13 et le deuxième carénage 14 qui s'étendent vers l'aval au-delà du bord de fuite 60 formé par le raccordement de la ligne aérodynamique externe 61 et interne 62 en dehors de ces positions discrètes Pl, P2. En ces positions discrètes Pl, P2, ce premier carénage 13 et le deuxième carénage 14 assurent le raccordement des lignes aérodynamiques externe 61 et interne 62 en un bord de fuite 60 le plus fin possible.
On comprendra que la référence 60 définit le bord de fuite de la section aval 4a' en dehors de ces positions discrètes Pl, P2 et en ces positions discrètes Pl, P2.
Tel qu'il est représenté, le premier carénage 13 permet d'envelopper une zone 130 formant un bosselage sur la ligne aérodynamique externe 61 prévu pour l'intégration d'éléments de raccordement de la nacelle. Afin d'assurer une fonction aérodynamique optimale en cette position PI à « 12 heures », le carénage 13 s'étend vers l'aval au-delà du bord de fuite 60 en dehors de ces positons, ceci pour former en cette position PI un bord de fuite le plus fin possible. A la figure 6, on a représenté le deuxième carénage 14, c'est-à-dire celui positionné à la position dite « 6 heures » qui s'étend au-delà du bord de fuite 60 raccordant les lignes aérodynamique externe 61 et interne 62 en dehors des positions discrètes Pl, P2.
Lorsque la nacelle 1 comprend un inverseur de poussée équipé d'un capot mobile 40, ce deuxième carénage 14 peut être au moins partiellement mobile par rapport à la structure externe 7.
Ainsi, dans l'exemple représenté, le deuxième carénage 14 comprend une partie fixe 140 et une partie mobile 141.
La partie fixe 140 du deuxième carénage 14 est reliée à un élément structurel de la nacelle, tel qu'une poutre représentée ici par un carénage de poutre 22.
La partie mobile 141 est solidaire de la structure externe 7 appartenant à la section aval 4 et donc solidaire du capot mobile 40.
La partie fixe 140 peut être formée par un carénage de forme rectangulaire tronconique tel que représenté à la figure 7.
Le carénage de forme rectangulaire tronconique formant la partie fixe 140 du deuxième carénage 14 comporte une paroi externe 140a et une paroi interne 140b opposées l'une à l'autre, respectivement prévues pour former au moins la ligne aérodynamique externe 61 et la ligne aérodynamique interne 62 de la tuyère 6. La paroi externe 140a et la paroi interne 140b de la partie fixe 140 du deuxième carénage 14 délimitent entre elles une cavité 140c close latéralement par deux parois latérales 140d, 140e.
La paroi externe 140a et les parois latérales 140d, 140e formant la cavité 140c sont dites pleines, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas prévues pour la pénétration d'un flux d'air dans la cavité 14c.
Tel qu'illustré à la figure 9, l'invention prévoit de percer la paroi interne 140b de la partie fixe 140 du deuxième carénage 14 d'une pluralité de perçages 140' de sorte que la partie fixe du deuxième carénage 14 forme une structure d'atténuation acoustique où la cavité 140c a une fonction acoustique.
La surface ouverte formée par la pluralité de perçages 140' peut avantageusement représenter 5 à 12 % de la surface de la paroi interne 140b de la partie fixe 140 du deuxième carénage 14. Un telle pourcentage se désigne par l'acronyme anglais POA pour « Percentage of Open Area ».
Grâce à la configuration de cette partie fixe du carénage 14, il est possible de traiter acoustiquement une zone supplémentaire formant le canal annulaire 8 exposée au flux d'air, ceci sans nécessiter l'utilisation d'une âme acoustique dans la cavité 140c de la partie fixe 140 du deuxième carénage 14. La tuyère d'éjection d'air 6 de la nacelle 1 se trouve ainsi optimisée pour l'atténuation acoustique dans la partie du bord de fuite 40 exposée au flux d'air F traversant la nacelle 1.
Ladite paroi interne 140b percée de la partie fixe 140 du deuxième carénage 14 forme alors une peau perforée tournée vers la zone d'émission de bruit, de sorte que les ondes acoustiques peuvent pénétrer par les perçages 140' de la peau perforée à l'intérieur de la cavité résonante 140c. L'énergie acoustique est dissipée par effet visco-thermique dans la cavité résonante 140c. La cavité résonante 140c forme un résonateur de Helmholtz.
Les perçages 140' de la paroi interne percée 140b peuvent avantageusement être de diamètre compris entre 1 mm et 3mm.
Selon une variante de réalisation non représentée, le deuxième carénage peut comprendre une âme acoustique dans la cavité 140c, telle qu'une âme alvéolaire en nid d'abeille. L'âme est alors jointe à la paroi interne percée 140b depuis laquelle elle s'étend. Cette âme acoustique est avantageusement distante de la paroi externe 140a d'une distante prédéterminée inférieure ou égale à 3 mm.
Tel que représenté à la figure 6, la partie fixe 140 sépare deux sous-carénages (également référencées 141) de la partie mobile 141 du deuxième carénage 14.
A la figure 8, on a représenté un seul sous carénage 141 de la partie mobile du deuxième carénage 14 formé par l'assemblage d'une paroi interne 141b exposée au flux d'air F traversant le canal annulaire 8 de la nacelle 1 et d'une paroi externe 141a. La paroi externe 141a et la paroi interne 141b sont respectivement prévues pour former au moins la ligne aérodynamique externe 61 et la ligne aérodynamique interne 62 de la tuyère 6.
La paroi interne 141b est tenue mécaniquement par une pluralité raidisseurs 141d s'étendant depuis la paroi interne 141b. A l'état assemblé, la paroi interne 141b et la paroi externe 141a sont opposées l'une à l'autre et délimitent une cavité 141c (représentée à la figure 9).
La paroi externe 141a formant la cavité 141c est dite pleine, c'est-à-dire qu'elle n'est pas prévue pour la pénétration d'un flux d'air dans la cavité 141c.
Tel que représenté à la figure 9, il est prévu de percer une pluralité de perçages 141' dans la paroi interne 141b (partiellement représentée) de la partie mobile 141 du deuxième carénage 14, qui est exposée au flux d'air F traversant le canal annulaire 8 de la nacelle 1, ceci pour former une structure d'atténuation acoustique.
La surface ouverte formée par la pluralité de perçages 141' peut avantageusement représenter 5 à 12 % de la surface de la paroi interne 141b de la partie mobile du deuxième carénage 13. Ladite paroi interne 141b percée de la partie mobile 141 du deuxième carénage 14 forme alors une peau perforée tournée vers la zone d'émission de bruit, de sorte que les ondes acoustiques peuvent pénétrer par les perçages 141' de la peau perforée à l'intérieur de la cavité résonante 141c. L'énergie acoustique est dissipée par effet visco- thermique dans la cavité résonante 141c.
La hauteur des raidisseurs 141d peut être avantageusement augmentée de sorte qu'ils soient distants de la paroi externe 141a d'une distance d inférieure ou égale 3 mm.
Ainsi, cette hauteur des raidisseurs a pour effet le cloisonnement de la cavité par la formation des cellules acoustiques.
Par ailleurs, une distance inférieure ou égale à 3 mm permet de fermer acoustiquement chaque cellule acoustique ainsi formée.
La distance peut être nulle, toutefois, avantageusement, cette distance est non nulle afin de former un jeu permettant d'éviter toute contrainte de réglage à l'assemblage tout en assurant une fermeture acoustique des cellules acoustiques. On comprendra ainsi que les raidisseurs 141d forment avantageusement des cellules acoustiques.
Le premier carénage 13 en position dite « 12 heures » est lui entièrement mobile. Ainsi, il peut être avantageusement formé par l'assemblage de deux parois, tel que cela est décrit en référence au sous-carénage 141 de la partie mobile du deuxième carénage 14. Sa surface ouverte formée par une pluralité de perçages peut avantageusement représenter 5 à 12 % de la surface de la paroi interne de sa partie mobile.
Bien que l'invention ait été illustrée appliquée à une configuration dite "moteur sous voilure", elle est applicable à une configuration dite "moteur en latéral fuselage".
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. En particulier, toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) pouvant être traversée par un flux d'air (F), la tuyère d'éjection d'air (6) comprenant une ligne aérodynamique externe (61) et une ligne aérodynamique interne (62) exposée audit flux d'air, la ligne aérodynamique externe et la ligne aérodynamique interne se rejoignant en un bord de fuite (60), la ligne aérodynamique externe (61) et/ou la ligne aérodynamique interne (62) comportant en des positions discrètes (Pl, P2) au moins une zone de plus forte épaisseur compensée par un carénage (13, 14) assurant un raccordement des lignes aérodynamiques interne (62) et externe (61) pour former, en ces positions discrètes, le bord de fuite (60), ledit carénage (13, 14) comportant une paroi externe (140a, 141a, 141b) et une paroi interne (140b; 141b) délimitant entre elles une cavité (140c ; 141c), la paroi interne (140b; 141b) assurant la continuité de la ligne aérodynamique interne (62), caractérisée en ce que la paroi externe (140a, 141a) est pleine et la paroi interne (140b; 141b) est percée de sorte que ledit carénage (13, 14) forme une structure d'atténuation acoustique.
2. Tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit carénage (13, 14) comporte des raidisseurs (141d) s'étendant depuis la paroi interne (141b) vers la paroi externe (141a), les raidisseurs (141d) délimitant entre eux des cellules acoustiques (141c).
3. Tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les raidisseurs (141d) sont distants de la paroi externe (141a) d'une distance prédéterminée (d), préférentiellement inférieure ou égale à 3mm.
4. Tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite cavité (140c ; 141c) peut comprendre une âme rapportée comportant une pluralité de cellules acoustiques, préférentiellement alvéolaires.
5. Tuyère d'éjection d'air (6) de nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tuyère d'éjection d'air (6) comprend deux carénages (13, 14) selon l'une quelconque des revendications précédentes disposés sur la tuyère d'éjection d'air (6) à l'opposé l'un de l'autre.
6. Nacelle pour aéronef comprenant : une structure interne fixe (9) destinée à recevoir un turboréacteur (5) d'aéronef, une structure externe (7), définissant avec ladite structure interne fixe (9), un canal annulaire (8) de circulation d'un flux d'air (F), et un ensemble de poutres (15a, 16a) porteuses de la structure interne (9), caractérisée en ce que la structure externe (7) comprend une tuyère d'éjection d'air (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Nacelle (1) pour aéronef selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le carénage (13, 14) de la tuyère d'éjection d'air (6) est prévu pour entourer au moins en partie une poutre (15a, 16a).
8. Nacelle (1) pour aéronef selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un inverseur de poussée comportant un capot mobile (40) fixé à la tuyère d'éjection d'air (6) ou formant la tuyère d'éjection d'air (6).
9. Nacelle (1) pour aéronef selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est dépourvue de moyens d'inversion de poussée.
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