FR3098552A1 - Turbomachine comportant une structure et une structure interne d’un conduit d’ejection primaire fixee a ladite structure - Google Patents

Turbomachine comportant une structure et une structure interne d’un conduit d’ejection primaire fixee a ladite structure Download PDF

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Abstract

TURBOMACHINE COMPORTANT UNE STRUCTURE ET UNE STRUCTURE INTERNE D’UN CONDUIT D’EJECTION PRIMAIRE FIXEE A LADITE STRUCTURE L’invention concerne une turbomachine (200) avec une direction longitudinale X et comportant une structure (210) présentant une surface extérieure (212) et une paroi de fixation (216) disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X, une structure interne (206) présentant une surface extérieure (214) alignée avec la surface extérieure (212) de la structure (210) pour constituer une surface intérieure d’un conduit d’éjection primaire (202), et une pluralité de boulons (218) qui fixent la structure interne (206) à la paroi de fixation (216). Pour chaque boulon (218), la surface extérieure (214) de la structure interne (206) comporte un évidement (150) ouvert vers l’extérieur de la structure interne (206), et délimité à l’avant par une plaque (220) et à l’intérieur par une paroi intérieure (222), où la plaque (220) est disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et en appui contre la paroi de fixation (216), où la plaque (220) présente une extrémité extérieure orientée vers l’extérieur de la structure interne (206) et une extrémité intérieure orientée vers l’intérieur de la structure interne (206), où la paroi intérieure (222) s’enfonce à l’intérieur de la structure interne (206) depuis la surface extérieure (214) de la structure interne (206) vers l’extrémité intérieure de la plaque (220), et où la plaque (220) et la paroi de fixation (216) présentent chacune un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon (218). Fig. 3

Description

TURBOMACHINE COMPORTANT UNE STRUCTURE ET UNE STRUCTURE INTERNE D’UN CONDUIT D’EJECTION PRIMAIRE FIXEE A LADITE STRUCTURE
La présente invention concerne une turbomachine comportant une structure et une structure interne d’un conduit d'éjection primaire fixée à ladite structure, ainsi qu’un aéronef comportant au moins une telle turbomachine.
La Fig. 5 montre une coupe de la partie arrière d’une turbomachine 400 de l’état de la technique.
La turbomachine 400 comporte classiquement, de l’amont vers l’aval, une entrée d’air par laquelle l’air entre dans la turbomachine 400, un moteur qui assure la combustion de l’air et du carburant, et un conduit d’éjection 402 par lequel sont évacués les gaz brûlés.
La turbomachine 400 comporte une tuyère primaire qui constitue une surface extérieure du conduit d’éjection primaire 402, une structure 404 à l’arrière de laquelle une structure interne 406 est fixée, où une surface extérieure 408 de la structure 404 et une surface extérieure 410 de la structure interne 406 sont alignées pour constituer une surface intérieure du conduit d’éjection 402.
La surface extérieure 408 de la structure 404 et la surface extérieure 410 de la structure interne 406 prennent chacune la forme d’une surface de révolution autour d’une direction longitudinale X de la turbomachine 400.
A l’arrière, la turbomachine 400 comporte un cône avec une partie avant qui est ici intégrée à la structure interne 406 et une partie arrière 412. La partie avant et la partie arrière 412 sont fixées l’une à l’autre par des éclisses 407 fixées par des rivets.
La structure 404 présente une paroi de fixation 414 disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et qui s’étend à l’intérieur par rapport à la surface extérieure 408 de la structure 404.
La structure interne 406 comporte une base 416 qui s’étend à l’intérieur de la surface extérieure 410 de la structure interne 406 et en avant de la partie avant, formant ainsi un anneau qui est fixé à la paroi de fixation 414 par une pluralité de boulons 418 répartis sur la circonférence.
La base 416 forme un anneau qui s’étend vers l’intérieur de la structure interne 406 et les boulons 418 sont disposés à l’intérieur de la structure interne 406 et le montage/démontage de la structure interne 406 nécessite d’abord de désolidariser la partie arrière 412 du cône de la partie avant du cône afin que l’opérateur puisse atteindre les boulons 418 qui sont au fond de la structure interne 406.
La présence de moyens d’atténuation acoustique à l’intérieur de la structure interne 406 peut rendre difficile l’accès aux boulons 418 et il est donc nécessaire de trouver un arrangement pour lequel l’accès aux boulons 418 soit facilité.
Un objet de la présente invention est de proposer une turbomachine comportant une structure et une structure interne d’un conduit d'éjection primaire fixée à ladite structure.
A cet effet, est proposée une turbomachine avec une direction longitudinale X et comportant :
- une structure présentant une surface extérieure et une paroi de fixation disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X,
- une tuyère primaire constituant une surface extérieure d’un conduit d’éjection primaire,
- une structure interne présentant une surface extérieure alignée avec la surface extérieure de la structure pour constituer une surface intérieure du conduit d’éjection primaire, et
- une pluralité de boulons qui fixent la structure interne à la paroi de fixation,
où pour chaque boulon, la surface extérieure de la structure interne comporte un évidement ouvert vers l’extérieur de la structure interne, et délimité à l’avant par une plaque et à l’intérieur par une paroi intérieure, où la plaque est disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et en appui contre la paroi de fixation, où la plaque présente une extrémité extérieure orientée vers l’extérieur de la structure interne et une extrémité intérieure orientée vers l’intérieur de la structure interne, où la paroi intérieure s’enfonce à l’intérieur de la structure interne depuis la surface extérieure de la structure interne vers l’extrémité intérieure de la plaque, et où la plaque et la paroi de fixation présentent chacune un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon.
La fixation particulière des boulons permet d’accéder auxdits boulons par l’extérieur de la structure interne.
Avantageusement, la turbomachine comporte pour chaque évidement, un cache obturant ledit évidement dans le prolongement de la surface extérieure de la structure et de la surface extérieure de la structure interne et des moyens de fixation assurant une fixation amovible du cache à la structure interne.
Avantageusement, les moyens de fixation comportent une équerre avant et une équerre arrière, une branche de l’équerre avant est fixée à la plaque, et une autre branche de l’équerre avant est fixée au cache par au moins un premier boulon de serrage, et une branche de l’équerre arrière est fixée à la paroi intérieure, et une autre branche de l’équerre arrière est fixée au cache par au moins un deuxième boulon de serrage.
Selon un mode de réalisation particulier, la fixation de ladite branche de l’équerre avant à la plaque est réalisée par au moins un boulon qui prend en sandwich ladite branche, la plaque et la paroi de fixation.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la fixation de ladite branche de l’équerre avant à la plaque est réalisée par au moins un boulon supplémentaire qui prend en sandwich ladite branche et la plaque.
L’invention propose également un aéronef comportant au moins une turbomachine selon l'une des variantes précédentes.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
est une vue de côté d’un aéronef selon l’invention,
est une vue de côté d’une partie arrière d’une turbomachine selon l’invention,
est une vue en coupe par le plan III de la partie arrière de la Fig. 2 selon un premier mode de réalisation,
est une vue en coupe par le plan III de la partie arrière de la Fig. 2 selon un deuxième mode de réalisation et
est une vue similaire aux Figs. 3 et 4 pour une partie arrière d’une turbomachine de l’état de la technique.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte une aile 12 sous laquelle est fixée une nacelle 14 dans laquelle est logée une turbomachine.
Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X la direction longitudinale de la turbomachine, orientée positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 10 et qui est également la direction longitudinale de la nacelle 14, on appelle Y la direction transversale qui est horizontale lorsque l’aéronef 10 est au sol, et Z la direction verticale ou hauteur verticale lorsque l'aéronef 10 est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles.
Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence au sens de déplacement de l’aéronef 10 lorsque la turbomachine est en fonctionnement et matérialisé par la flèche F de la Fig. 1.
La Fig. 2 montre la partie arrière de la turbomachine 200 qui comporte de l’amont vers l’aval, une entrée d’air par laquelle l’air entre dans la turbomachine 200, un moteur qui assure la combustion de l’air et du carburant, et un conduit d’éjection 202 par lequel sont évacués les gaz brûlés.
La turbomachine 200 comporte une tuyère primaire 204 qui constitue une surface extérieure du conduit d’éjection primaire 202, et une structure 210 à l’arrière de laquelle une structure interne 206 est fixée.
La Fig. 3 et la Fig. 4 montrent chacune une coupe de la partie arrière de la turbomachine 200.
La structure 210 présente une surface extérieure 212 et la structure interne 206 présente une surface extérieure 214 où les deux surfaces extérieures 212 et 214 sont alignées pour constituer une surface intérieure du conduit d’éjection 202.
La surface extérieure 212 de la structure 210 et la surface extérieure 214 de la structure interne 206 prennent chacune la forme d’une surface de révolution autour de la direction longitudinale X.
A l’arrière de la structure interne 206, la turbomachine 200 comporte un cône 208.
La structure 210 présente une paroi de fixation 216 disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et qui s’étend à l’intérieur par rapport à la surface extérieure 212 de la structure 210.
La turbomachine 200 comporte une pluralité de boulons 218 qui fixent la structure interne 206 à la face de fixation 216.
Pour chaque boulon 218, la surface extérieure 214 de la structure interne 206 comporte un évidement 150 ouvert vers l’extérieur de la structure interne 206, et délimité à l’avant par une plaque 220 et à l’intérieur par une paroi intérieure 222.
La plaque 220 est disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et en appui contre la paroi de fixation 216, où la plaque 220 présente une extrémité extérieure orientée vers l’extérieur de la structure interne 206 et une extrémité intérieure orientée à l’opposé, c'est-à-dire vers l’intérieur de la structure interne 206.
La paroi intérieure 222 s’enfonce à l’intérieur de la structure interne 206 depuis la surface extérieure 214 de la structure interne 206 vers l’extrémité intérieure de la plaque 220. Ainsi, la plaque 220 est accessible depuis l’extérieur de la structure interne 206 à travers l’évidement 150.
Pour chaque boulon 218, la plaque 220 et la paroi de fixation 216 présentent chacune un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon 218. La plaque 220 et la paroi de fixation 216 sont alors prises en sandwich entre la tête du boulon 218 et l’écrou du boulon 218.
Ainsi, pour chaque boulon 218, la structure interne 206 comporte un évidement 150 qui permet l’accès au boulon 218 pour son montage et son démontage même en cas de présence de moyens d’atténuation acoustique à l’intérieur de la structure interne 206.
En outre, avec un tel arrangement, il n’est plus nécessaire d’avoir un cône 208 démontable.
Il est possible de prévoir que chaque évidement 150 soit délimité par des parois latérales 152 à gauche et à droite de l’évidement 150 et qu’il y ait ainsi un évidement 150 par boulon 218.
Mais il est également possible de prévoir qu’il n’y ait pas de parois latérales 152 et que tous les évidements 150 forment un seul évidement en forme de couronne.
Dans ce mode de réalisation, toutes les plaques 220 forment ensemble un anneau, et toutes les parois intérieures 222 forment ensemble une couronne et l’anneau s’étend autour et à l’extérieur de la couronne.
Pour éviter les perturbations aérodynamiques au niveau de chaque évidement 150, la turbomachine 200 comporte pour chaque évidement 150, un cache 160 qui obture ledit évidement 150 dans le prolongement de la surface extérieure 212 de la structure 210 et de la surface extérieure 214 de la structure interne 206 et des moyens de fixation 162 qui assurent une fixation amovible du cache 160 à la structure interne 206.
Bien sûr, dans le cas d’un seul évidement 150 faisant le tour complet, le cache 160 fait également le tour complet.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté à la Fig. 3 et à la Fig. 4, les moyens de fixation 162 comportent une équerre avant 164 et une équerre arrière 166.
Une branche de l’équerre avant 164 est fixée au cache 160 par au moins un premier boulon de serrage 168, et une autre branche de l’équerre avant 164 est fixée à la plaque 220 par tous moyens appropriés, comme par exemple par soudage, rivet, boulon, etc.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, la fixation de ladite autre branche de l’équerre avant 164 à la plaque 220 est réalisée par au moins un boulon 218, à cette fin, ladite autre branche présente un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon 218 et la plaque 220, la paroi de fixation 216 et ladite autre branche sont alors prises en sandwich entre la tête du boulon 218 et l’écrou du boulon 218. Le boulon 218 prend alors en sandwich ladite autre branche, la plaque 220 et la paroi de fixation 216.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, la fixation de ladite autre branche de l’équerre avant 164 à la plaque 220 est réalisée par au moins un boulon supplémentaire 219, à cette fin, ladite autre branche présente un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon supplémentaire 219 et la plaque 220 et ladite autre branche sont alors prises en sandwich entre la tête du boulon supplémentaire 219 et l’écrou du boulon supplémentaire 219. Le boulon 218 prend alors en sandwich uniquement la plaque 220 et la paroi de fixation 216.
Une branche de l’équerre arrière 166 est fixée à la paroi intérieure 222 par exemple par soudage ou rivet ou un boulon, et une autre branche de l’équerre arrière 166 est fixée au cache 160 par au moins un deuxième boulon de serrage 170.
Ainsi, le démontage des boulons de serrage 168, 170 permet de retirer le cache 160 et d’accéder ainsi à l’intérieur de l’évidement 150 et au boulon 218.
Afin de ne pas perturber l’écoulement dans le conduit d’éjection primaire 202, les boulons de serrage 168 et 170 présentent des têtes fraisées qui affleurent avec le cache 160.

Claims (6)

  1. Turbomachine (200) avec une direction longitudinale X et comportant :
    - une structure (210) présentant une surface extérieure (212) et une paroi de fixation (216) disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X,
    - une tuyère primaire (204) constituant une surface extérieure d’un conduit d’éjection primaire (202),
    - une structure interne (206) présentant une surface extérieure (214) alignée avec la surface extérieure (212) de la structure (210) pour constituer une surface intérieure du conduit d’éjection primaire (202), et
    - une pluralité de boulons (218) qui fixent la structure interne (206) à la paroi de fixation (216),
    où pour chaque boulon (218), la surface extérieure (214) de la structure interne (206) comporte un évidement (150) ouvert vers l’extérieur de la structure interne (206), et délimité à l’avant par une plaque (220) et à l’intérieur par une paroi intérieure (222), où la plaque (220) est disposée dans un plan normal à la direction longitudinale X et en appui contre la paroi de fixation (216), où la plaque (220) présente une extrémité extérieure orientée vers l’extérieur de la structure interne (206) et une extrémité intérieure orientée vers l’intérieur de la structure interne (206), où la paroi intérieure (222) s’enfonce à l’intérieur de la structure interne (206) depuis la surface extérieure (214) de la structure interne (206) vers l’extrémité intérieure de la plaque (220), et où la plaque (220) et la paroi de fixation (216) présentent chacune un alésage pour le passage de la tige filetée du boulon (218).
  2. Turbomachine (200) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte pour chaque évidement (150), un cache (160) obturant ledit évidement (150) dans le prolongement de la surface extérieure (212) de la structure (210) et de la surface extérieure (214) de la structure interne (206) et des moyens de fixation (162) assurant une fixation amovible du cache (160) à la structure interne (206).
  3. Turbomachine (200) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de fixation (162) comportent une équerre avant (164) et une équerre arrière (166), en ce qu’une branche de l’équerre avant (164) est fixée à la plaque (220), et une autre branche de l’équerre avant (164) est fixée au cache (160) par au moins un premier boulon de serrage (168), et en ce qu’une branche de l’équerre arrière (166) est fixée à la paroi intérieure (222), et une autre branche de l’équerre arrière (166) est fixée au cache (160) par au moins un deuxième boulon de serrage (170).
  4. Turbomachine (200) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fixation de ladite branche de l’équerre avant (164) à la plaque (220) est réalisée par au moins un boulon (218) qui prend en sandwich ladite branche, la plaque (220) et la paroi de fixation (216).
  5. Turbomachine (200) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fixation de ladite branche de l’équerre avant (164) à la plaque (220) est réalisée par au moins un boulon supplémentaire (219) qui prend en sandwich ladite branche et la plaque (220).
  6. Aéronef (10) comportant au moins une turbomachine selon l'une des revendications précédentes.
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US20140158458A1 (en) * 2011-08-12 2014-06-12 Aircelle Exhaust cone for aircraft turbojet engine

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